FR2903773A1 - Dispositif, systeme et procede de detection et de localisation de dysfonctionnement dans un ouvrage hydraulique, ainsi qu'un ouvrage hydraulique equipe de ce dispositif. - Google Patents

Abstract

L'invention concerne un dispositif (10) de détection et de localisation de fuite d'un fluide dans un ouvrage hydraulique, caractérisé en ce qu'il comporte un géotextile (12) pourvu d'au moins une fibre optique (14, 141,142) en contact avec ledit géotextile (12) et apte à transmettre un signal modifié lorsque la température varie.Application à la détection et à la localisation de fuite dans des ouvrages hydrauliques.

Description

L'invention concerne un dispositif, un système et un procédé de détection

et de localisation de dysfonctionnement dans un ouvrage hydraulique, ainsi qu'un ouvrage hydraulique équipé de ce dispositif. Par dysfonctionnement, il faut comprendre en particulier, une fuite anormale de fluide, mais aussi notamment une déformation ou un tassement de l'ouvrage hydraulique. Par ouvrage ou ouvrage hydraulique, on entend les ouvrages de génie civil tels que les digues de canaux, de bassins ou de rivières ou, les digues ou levées de protection contre les crues et les barrages mais également les ouvrages de stockage étanchés tels que les bassins, digues et barrages et les décharges ou encore d'autres dispositifs d'étanchéité (par exemple des pipelines, y compris les gazoducs). Dans tous ces ouvrages, il existe un risque de fuite avéré du fluide, et en particulier de l'eau, contenu par l'ouvrage.

Ces fuites peuvent provenir de nombreuses causes différentes parmi lesquelles on peut mentionner, le débordement par crue, le ruissellement, qui peuvent se combiner à un endommagement de la résistance et/ou de la cohésion de l'ouvrage, suite à une période de sécheresse, un mouvement de terrain, une hétérogénéité des terrains, le vieillissement de l'ouvrage, de nouvelles contraintes localisées, des trous de racines de végétaux, des terriers d'animaux, des conduits d'écoulement créés par une érosion ou un entrainement du sol ou un défaut ou un endommagement de la structure d'étanchéité. Habituellement, pour la détection et la localisation de fuites dans une digue, on utilise un câble optique disposé en direction longitudinale dans la digue, en pied de digue, et qui permet de mesurer la température. Ainsi, par une variation de la température, on détecte la présence d'une fuite d'eau parvenue jusqu' à la fibre optique. C'est ce qui ressort par exemple de la publication de S. Johansson (1997) (Seepage Monitoring in Embankment Dams, Doctoral Thesis, Royal institute of Technology, Stockholm, Sweden. 50 p) ou encore des brevets DE19506180 et DE10052922. Dans ce cas, l'information relative à la survenue d'une fuite dans l'ouvrage peut arriver relativement tardivement, notamment lorsque cette fuite a été initiée à un emplacement de la digue situé en hauteur et qui est éloigné de la position de la fibre optique. De plus, la mesure de 2903773 2 température étant modifiée du fait de l'hétérogénéité des sols environnants la fibre otique, il en résulte une plus grande incertitude sur le seuil de variation qui doit être considéré comme significatif de la présence d'une fuite.

5 Il est également connu du document EP0978715 d'utiliser de fibres optiques contenues dans des câbles pour contrôler l'état des tubes ou analogues transportant des fluides gazeux ou liquides sous pression. Dans ce cas, il faut placer les câbles dans les tubes à surveiller. La présente invention a pour objectif de fournir un dispositif et 10 un procédé permettant de surmonter les inconvénients de l'art antérieur et en particulier offrant la possibilité de détecter plus rapidement une fuite dans un ouvrage, en particulier un ouvrage hydraulique. A cet effet, selon la présente invention, le dispositif de détection et de localisation de fuite est caractérisé en ce qu'il comporte un 15 géotextile pourvu d'au moins une fibre optique en contact avec ledit géotextile et apte à transmettre un signal modifié lorsque la température varie. De cette manière, on comprend que par le contact entre la fibre optique (ou son support) et le géotextile, on réalise, via le géotextile, un 20 transfert d'information depuis toute zone du géotextile atteinte par une fuite jusqu'à la fibre optique. En effet, par la progression du liquide dans le géotextile qui est perméable, la moindre fuite d'eau qui atteint le géotextile, est conduite d'une façon uniforme jusqu'à la fibre optique, au niveau de laquelle la variation de température détectée déclenche un 25 signal d'alerte. Cette solution présente l'avantage de ne pas limiter la zone surveillée à la seule zone correspondant à la position fibre optique mais elle permet de couvrir une plus grande surface auscultée par le géotextile, grâce à ce phénomène de drainage et collecte de la fuite par le géotextile 30 vers la fibre. Ainsi, on s'affranchit en partie du choix a priori de l'emplacement de la fibre dans l'ouvrage. Ceci peut permettre d'éviter de recourir à l'emploi d'un grand nombre de fibres optiques ayant pour objectif de couvrir (par un maillage relativement serré) toute la zone 35 sensible de l'ouvrage, en permettant ainsi de réaliser des économies.

2903773 On peut encore mentionner le rôle de protection de la fibre optique par le géotextile avec lequel elle est en contact, ce qui évite de recourir à l'emploi de gros câbles gainés qui augmentent le temps de réponse de la mesure.

5 Egalement, la présence du géotextile forme une paroi, certes perméable, mais qui ralentit la progression de la fuite de part et d'autre du géotextile. En effet, le géotextile ralentit le phénomène d'érosion régressive : il se colmate localement par les particules de sol en suspension, ce qui a pour conséquence de limiter les vitesses 10 d'écoulement et donc l'intensité de l'affouillement des parois le long de la fuite. Ce freinage du phénomène de fuite et d'érosion est très avantageux car il permet, en combinaison avec une rapidité accrue de détection et de localisation, de gagner du temps pour permettre une 15 intervention à un stade suffisamment précoce pour ne pas mettre en péril l'intégrité de l'ouvrage. Ceci est particulièrement important dans le cas des digues sèches pour intervenir rapidement et effectuer les réparations nécessaires avant rupture.

20 Globalement, grâce à la solution selon la présente invention, il est possible d'apporter une facilité de mise en oeuvre au cours de l'installation puis de l'utilisation du dispositif de détection et de localisation de fuite, avec une plus grande rapidité et sensibilité de détection de la survenue d'une fuite dans un ouvrage de génie civil.

25 Ce contact entre la fibre optique et le géotextile peut être obtenu de diverses façon depuis la simple pose de la fibre optique sur ou contre le géotextile jusqu'à la formation d'une fixation ou d'une liaison mécanique entre la fibre optique et le géotextile. Ainsi, lorsqu'un tel lien, notamment mécanique, existe entre la 30 fibre optique et le géotextile, cette solution présente aussi l'avantage supplémentaire, de permettre, en outre, une grande facilité de pose par le fait que le géotextile se présente en au moins une nappe dans laquelle la (ou les) fibre(s) optique(s) est (sont) déjà fixée(s) à l'(aux) emplacement(s) souhaité(s) selon le type et la forme de l'ouvrage, ainsi 35 que selon l'emplacement des zones qui seront estimées comme sensibles aux risques de fuite.

2903773 4 Par géotextile, on entend dans la présente description, son sens le plus large, c'est à dire un géotextile ou un produit apparenté géotextile au sens de la norme ISO 10318 incluant un géotextile non tissé, un géotextile composite de drainage, un géotextile tissé, de type grille ou 5 tricoté. Avantageusement, ladite fibre optique (ou une autre fibre optique) est apte à transmettre un signal modifié lorsque le géotextile est déformé à proximité de la fibre optique. De cette façon, par la détection simultanée de la variation de 10 température et d'une déformation ou d'un mouvement du géotextile, via la déformation de la fibre optique, on peut mieux appréhender les phénomènes qui surviennent. Dans ce cas, le contact, et notamment la liaison, entre la fibre optique et le géotextile, permet de mesurer les déformations de l'ouvrage 15 par transfert des mouvements du sol vers la fibre optique par l'intermédiaire du géotextile. Egalement, dans ce cas, du fait des bonnes propriétés de contact entre le géotextile et son environnement, en particulier le sol, les déformations ou mouvements du sol sont transmises par frottement au 20 géotextile qui les transmet à son tour à la fibre optique dont le signal lumineux est ainsi modifié, ce qui permet de détecter tout phénomène de déformation ou de mouvement pour une zone beaucoup plus étendue que lorsqu'il s'agit d'une fibre optique seule, sans le géotextile. De plus la détection simultanée de la variation de température 25 et des déformations dans l'ouvrage apporte une information complémentaire car les signaux mesurés peuvent correspondre à des cas de figures déjà observés et enregistrés pour le même type d'ouvrage, d'où la possibilité d'être informé sur la nature de la cause de la fuite. Selon une autre disposition avantageuse, ladite fibre optique 30 (ou une autre fibre optique) est apte à transmettre un signal modifié lorsque, à proximité de la fibre optique, le géotextile présente un taux d'humidité qui varie. De cette façon, par la détection simultanée de la variation de la température et du taux d'humidité, on peut obtenir un meilleur diagnostic 35 du phénomène de fuite.

2903773 De préférence, le dispositif selon l'invention comporte plusieurs fibres optiques disposées de façon sensiblement parallèles entre elles. Ainsi, grâce à la présence de plusieurs fibres optiques qui sont similaires et qui mesurent le même paramètre, notamment la 5 température, mais aussi les déformations et/ou l'humidité, on peut localiser l'emplacement et l'étendue de la fuite. Il faut envisager également le cas où il s'agit de fibres optiques parmi lesquelles plusieurs d'entre elles sont situées à proximité les unes des autres, en formant un faisceau de fibres, et qui mesurent des 10 paramètres différents, notamment température et/ou déformations et/ou humidité, de sorte qu'on obtient plusieurs types d'informations sur un emplacement donné du géotextile. Selon une variante, lesdites fibres optiques sont regroupées en au moins un faisceau de fibres optiques, ledit faisceau étant disposé à un 15 emplacement du géotextile qui correspond à une zone de l'ouvrage sensible aux fuites. De cette façon, en utilisant plusieurs faisceaux de fibres optiques, chaque faisceau mesurant plusieurs paramètres, notamment température et déformation, on peut obtenir un meilleur diagnostic du 20 phénomène de fuite, ainsi qu'une localisation plus précise. Selon une autre disposition préférentielle, au moins une desdites fibres optiques transmettant un signal lié à la température est disposée à un emplacement du géotextile qui correspond à une zone située à proximité de l'air.

25 Ainsi, on utilise la mesure de la température de l'air par cette fibre optique placée de façon adéquate, de sorte que cette mesure peut constituer une mesure de référence pour le suivi des variations de la température aux autres emplacements où cette mesure est effectuée. Avantageusement, le dispositif selon l'invention comporte en 30 outre au moins un fil électrique chauffant placé parallèlement et à côté de ladite fibre optique. Cette disposition permet de mettre en oeuvre une autre technique de mesure. Selon une autre disposition préférentielle, ladite fibre optique 35 est monomode ou multimode.

2903773 6 Selon une autre disposition avantageuse, ladite fibre optique est liée, directement ou indirectement, audit géotextile. Selon un mode de réalisation, ladite fibre optique est liée au géotextile par au moins un fil de ligature De cette façon, on assure un 5 contact intime entre la fibre et le géotextile de sorte que la première devient le reflet de l'état (notamment température, déformation et/ ou humidité) du second. Ce contact intime par liaison mécanique serrée est particulièrement importante pour que les déformations de l'ouvrage que subit également le géotextile, soient tout à fait retransmises à la ou aux 10 fibre(s) optique(s). Selon un autre mode de réalisation, le dispositif selon l'invention comporte un premier géotextile et un deuxième géotextile et ladite fibre optique est insérée entre le premier géotextile et le deuxième géotextile. Dans ce cas, selon une des possibilités de mise en oeuvre, 15 ladite fibre optique est liée aux premier et deuxième géotextiles. Selon une autre possibilité de mise en oeuvre, il n'y a pas de liaison intime entre la fibre optique et les géotextiles : par exemple, les deux géotextiles sont assemblés par deux bandes agrippantes parallèles aux fibres, celles-ci peuvent bouger, de façon limitée, à l'intérieur de 20 l'espace délimité par les deux bandes. Dans ce cas, on assure le lien intime entre chaque fibre optique et les deux géotextiles par différentes techniques pour relier chaque fibre optique aux premier et deuxième géotextiles, ces techniques pouvant êtres utilisées séparément ou en combinaison. Ainsi, par exemple, cette 25 liaison peut être réalisée par collage, aiguilletage, soudage, utilisation de bandes agrippantes, agrafage ou couture entre les deux géotextiles. Selon une autre disposition préférentielle, le dispositif selon l'invention comporte au moins deux fibres optiques placées librement à l'intérieur d'un tube de protection lié au géotextile.

30 Dans ce cas, de préférence on utilise deux fibres optiques formées respectivement d'une fibre monomode et d'une fibre multimode, qui sont avantageusement placées de façon proche l'une de l'autre. Ces deux fibres optiques de nature différente peuvent être employée pour la mesure de paramètres différents ou bien pour effectuer la mesure du 35 même paramètre, selon des techniques de mesure différentes. Dans ce dernier cas, on peut effectuer cette mesure pour des types d'appareillages 2903773 7 différents, par exemple des appareillages fonctionnant selon les techniques de détection basées sur l'effet Raman ou sur l'effet Brillouin. Ainsi, globalement selon l'invention, on peut choisir le type, le nombre et l'emplacement des fibres optiques dans le (ou entre les) 5 géotextile(s) afin d'adapter le type de détection (température seulement, température et déformation, température et humidité ou température et déformation et humidité), et le (ou les) emplacement(s) surveillé(s) au type d'ouvrage, au site et à la sensibilité de la détection souhaitée, ce qui permet de prévoir dans un produit facile à installer, une solution de 10 détection et de localisation sur mesure. On peut choisir également le type de géotextile correspondant au niveau de protection souhaité de la fibre optique, ou pour répondre aux conditions de filtration du sol, ou encore pour adapter sa perméabilité ou ses propriétés drainantes.

15 De façon classique, les propriétés optimales des géotextiles se calculent en fonction des caractéristiques de l'ouvrage. Par exemple, pour une fonction de protection, des géotextiles non-tissés épais sont en général utilisés. Pour une fonction de filtration, on calcule l'ouverture de filtration et la perméabilité du géotextile en fonctions des caractéristiques 20 du sol à filtrer : on sait cependant dans le cas de non-tissés que le nombre de constrictions du filtre doit être de préférence compris entre 25 et 40. Pour une fonction de ralentisseur d'érosion de matériau fin, on cherchera des ouvertures de filtrations suffisamment petites pour retenir les particules transportées en suspension par l'écoulement] 25 L'invention porte également sur un système de détection et de localisation de fuite d'un fluide dans un ouvrage hydraulique, qui comporte un dispositif de détection et de localisation de fuite du type présenté précédemment et au moins un appareil de mesure relié à ladite fibre optique et permettant d'indiquer une variation du signal transmis par la 30 fibre optique. En outre, l'invention concerne un ouvrage hydraulique équipé d'un tel dispositif de détection et de localisation de fuite, en particulier un ouvrage hydraulique formé d'une digue (sèche ou en eau), et dans lequel ledit dispositif de détection et de localisation de fuite est placé 35 longitudinalement dans le corps de la digue de façon à recouvrir partiellement ou au moins quasiment toute la hauteur de la digue.

2903773 8 Dans ce dernier cas, de préférence, ledit dispositif de détection et de localisation de fuite est placé dans le corps de la digue et du côté opposé à l'eau (côté aval). Egalement, de préférence, ladite fibre optique qui est disposée 5 à un emplacement du géotextile qui correspond à une zone située à proximité de l'air, est placée de façon à être en haut de l'ouvrage. De plus, la présente invention atteint l'objectif rappelé précédemment par un procédé de détection et de localisation de fuite d'un fluide dans un ouvrage hydraulique, qui se caractérise en ce qu'on détecte 10 une variation de température par une modification du signal émis par une fibre optique en contact avec un géotextile, cette fibre optique étant posée sur ou contre le géotextile ou bien étant liée, directement ou indirectement, audit géotextile. De préférence, ce procédé permet, en outre, de détecter : 15 - une déformation du géotextile par une modification du signal émis par une fibre optique liée, directement ou indirectement, audit géotextile, et/ou - une variation du taux d'humidité du géotextile par une modification du signal émis par une fibre optique liée, directement ou 20 indirectement, audit géotextile. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention ressortiront à la lecture de la description suivante faite à titre d'exemple et en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 représente schématiquement en perspective une 25 vue partiellement transparente d'un mode de réalisation du dispositif de détection et de localisation de fuite selon la présente invention, - la figure 2 représente une vue en coupe transversale d'un autre mode de réalisation du dispositif de détection et de localisation de fuite, et 30 - les figures 3 à 7 représentent une vue en coupe de plusieurs utilisations possibles du dispositif selon l'invention pour une digue de retenue d'eau. Si l'on se reporte à la figure 1, le dispositif de détection et de localisation de fuite 10 comporte un géotextile 12 à la surface inférieure 35 de laquelle ont été placées parallèlement entre elles plusieurs fibres (ou câbles) optiques 14 qui sont intimement reliées au géotextile 12 par des 2903773 9 moyens de liaison formés en l'espèce par des fils de couture ou ligature 16. Selon un autre mode de réalisation visible sur la figure 2, le dispositif de détection et de localisation de fuite comprend un premier 5 géotextile 12 et un deuxième géotextile 13 entre lesquels ont été insérées plusieurs fibres (ou câbles) optiques 14 disposées parallèlement entre elles. Cet ensemble est solidarisé par assemblage entre les deux géotextiles 12 et 13 par des moyens de liaison qui sont, dans le cas de figure représenté, formés à nouveau d'un fil de couture 16.

10 D'autres moyens d'assemblage entre les deux géotextiles et 13 peuvent être prévus, notamment parmi les suivants : - par collage ; -par un aiguilletage entre les deux géotextiles 12 et 13, notamment si ces deux géotextiles 12 et 13 sont formés par des non-15 tissés, - par un soudage résultant en une fusion des surfaces en regard des deux géotextiles 12 et 13 ; -par l'utilisation de plusieurs paires de bandes agrippantes autocollantes, respectivement pourvues de crochets et d'éléments en 20 saillie formés d'excroissances à leur extrémité libre (type Velcro (marque déposée)) ou de plusieurs bandes dont les deux faces sont autocollantes ; -par agrafage ; -par couture.

25 Dans tous ces cas, on peut prévoir que la technique de liaison entre les deux géotextiles 12 et 13 est mise en oeuvre sur la totalité des surfaces en regard des deux géotextiles 12 et 13, ou bien selon des bandes parallèles aux fibres du géotextile . Dans la suite de la description, on utilise le terme générique 30 câble optique pour désigner indifféremment une fibre optique gainée, plusieurs fibres optiques logées de façon serrées dans une gaine, une fibre optique montée de façon libre dans un tube ou plusieurs fibres optiques logées de façon libre dans un tube. On se reportera maintenant à la figure 3 illustrant un premier 35 cas d'utilisation du dispositif de détection et de localisation de fuite 10 permettant de réaliser une mesure de température par le biais d'un câble optique 14.

2903773 10 Une digue (en eau) 20 sépare un premier espace amont rempli d'eau 22 (à gauche sur la figure), d'un second espace 24 aval (à droite sur la figure) qui doit rester sec et à l'abri de tout débordement de l'eau 22.

5 La digue 20 s'étend verticalement entre un pied de digue 201 et un sommet 202 et horizontalement sous les deux espaces 22 et 24. Au niveau de l'espace 24, afin de maintenir le dispositif 10 bien plaqué contre le talus aval du corps de la digue 20 et sous l'espace 24, on a disposé une recharge de sol 26 composée par exemple de sable et/ou de graviers 10 et/ou de roches. Un dispositif de détection et de localisation de fuite 10 a été placé afin de recouvrir le talus de la digue 20 tourné en direction de l'espace 24 (talus aval) en recouvrant quasiment toute la hauteur de la digue 20 ainsi qu'une portion sensiblement horizontale s'étendant sous la 15 recharge de sol 26 en direction de l'espace 24, au-delà du pied de digue 201. Dans ce premier cas, le dispositif 10 comprend un géotextile 12 relié à un câble optique 14 unique qui est situé à un emplacement considéré comme le plus sensible aux fuites, à savoir au niveau du pied de 20 digue 201, à l'aplomb le plus bas de du talus aval du corps de digue 20 tournée en direction de l'espace 24, à savoir à un emplacement où le géotextile forme un coude. Sur la figure 3, on a en outre représenté de façon schématique la propagation d'une fuite (flèche 30) le long d'un canal de fuite 28 25 traversant la digue 20 entre les espaces 22 et 24 à une hauteur moyenne des talus de digue 20. Ce canal 28, qui a été creusé du fait de l'écoulement de l'eau 22 au niveau de la paroi latérale de la digue 20 tournée en direction de cet espace 22 (talus amont), est naturellement légèrement incliné depuis 30 l'espace 22 en direction de l'espace 24. En outre, ce canal 28 va avoir normalement tendance à s'élargir du fait du phénomène d'érosion régressive qui se produit essentiellement du côté de la paroi latérale de la digue 20 tournée en direction de l'espace sec 24 (talus amont). Le géotextile 12 a une fonction de filtration du sol du corps de 35 digue 20 à l'interface avec la recharge de sol 26. Cependant, en l'espèce, conformément à la présente invention, le géotextile 12 forme au droit de 2903773 11 la sortie du canal de fuite 28 sur le talus aval de la digue 20 une barrière, non pas pour l'eau qui s'écoule dans le canal de fuite 28 car le géotextile est perméable, mais pour les particules de sol mises en suspension dans le canal de fuite 28 par l'écoulement de l'eau : ainsi, le géotextile 12 se 5 colmate localement dans le prolongement du canal de fuite 28, ce qui a pour conséquence de limiter les vitesses d'écoulement à l'intérieur du canal de fuite 28 et donc l'intensité de l'affouillement des parois le long du canal de fuite 28, ce qui retarde l'expansion de la fuite. Par ailleurs, outre ce rôle de colmatage et de ralentisseur 10 d'érosion régressive, le géotextile 12 permet de drainer (flèche 32) l'eau qui s'écoule dans le canal de fuite 28 jusqu'au câble optique 14, ce qui permet d'accélérer l'information de présence d'eau au niveau du dispositif 10 jusqu'à la fibre 14 qui est positionnée à un emplacement situé à une hauteur différente, (en l'espèce plus bas) que la hauteur à laquelle est 15 situé le canal de fuite 28. Parmi les possibilités de choix pour le géotextile 12, on peut noter un géotextile non-tissé mono ou multi-couches, un géotextile tissé, un géocomposite de drainage comportant une âme drainante géoespaceur de toute nature, ou toute combinaison de ces structures, et notamment 20 un géotextile composite réalisé par l'association d'un non-tissé aiguilleté et de câbles de renfort tricotés. Dans le bas de la figure 3, on a en outre représenté de façon agrandie le détail III correspondant à l'emplacement du câble optique 14 selon trois variantes de réalisation.

25 Dans le cas de la première variante de réalisation représentée à gauche (III A) et en bas de la figure 3, le câble optique 14 est une fibre optique de type multimode 141 qui présente une gaine 14a entourant de façon serrée la fibre optique 141. Ce type de câble optique 14 est généralement utilisé pour réaliser des mesures de température en utilisant 30 l'effet Raman. Dans ce cas, on comprend que lorsque la fuite parvient au câble optique 14, une variation significative de la température est détectée, qui correspond à la variation entre la température de la digue 20 et la température de l'eau contenue dans l'espace 22, ce qui permet de créer 35 un signal susceptible de donner l'alerte de la présence d'une fuite au niveau de la digue 20.

2903773 12 Dans ce cas, on comprend que cette mesure doit présenter une relative précision afin de permettre de donner plutôt une indication de la présence d'une fuite. En particulier, on estime qu'il est nécessaire de pouvoir différencier un écart de température de 0,1 C dans les cas les 5 plus critiques, ce qui permet de réaliser cette mesure directement et sans avoir recours à un chauffage de la zone dans laquelle la mesure est effectuée . Dans le cas de la deuxième variante de réalisation représentée au milieu (III B) et en bas de la figure 3, le câble optique 14 est composé 10 d'une fibre optique de type monomode 142 qui est entourée de façon libre par un tube de protection 14b. Ce type de câble optique 14 est utilisé pour réaliser des mesures de température, en utilisant l'effet Brillouin. Dans le cas de la troisième variante de réalisation représentée à droite (III C) et en bas de la figure 3, on utilise un câble optique 14 formé 15 de deux fibres optiques 141 et 142, respectivement de type multimode et de type monomode, qui sont logées de façon libre dans un tube de protection 14b. La présence des deux types de fibres optiques 141 et 142 permet de réaliser des mesures de température par effet Raman et/ou par 20 effet Brillouin. Dans ce cas, en fonction de l'appareillage disponible et qui est relié à l'une, à l'autre ou aux deux fibres optiques 141 et 142, on peut, à tout moment et sans avoir à installer un dispositif 10 différent, réaliser la (ou les) mesure(s) jugée(s) la (les) plus adaptée(s), techniquement et/ou économiquement.

25 Évidemment, dans tous les cas, les deux extrémités du câble optique 14 sont respectivement reliées à un émetteur de lumières et un appareil de mesure (non représentés) permettant d'interpréter le rayon lumineux parvenant jusqu'à lui en une indication de la température du câble optique 14, c'est-à-dire du dispositif 10 au niveau du pied de la 30 digue 201. On se reportera maintenant à la figure 4 qui illustre un deuxième cas d'utilisation du dispositif de détection et de localisation de fuite 10 permettant de réaliser à la fois une mesure de température et une mesure de déformation par le biais d'un faisceau 34 de câbles optiques 14 35 comportant deux, trois ou davantage de câbles optiques 14.

2903773 13 Dans la suite de la description, les mêmes signes de référence que ceux utilisés précédemment en relation avec la figure 3 désignent les mêmes éléments, seuls les éléments différents de ceux du premier cas d'utilisation présenté à la figure 3 étant décrit ci-après.

5 L'agencement général de ce deuxième cas d'utilisation est similaire à celui du premier cas d'utilisation, la seule différence résidant dans l'utilisation non pas d'un câble optique 14 unique mais d'un faisceau 34 de câbles optiques 14, qui est toujours disposé au niveau du pied de ladite digue, en bas de la paroi latérale dela digue tournée en direction de 10 l'espace 24 (talus aval). À cet effet, comme il est représenté sur les quatre agrandissements du détail IV, plusieurs variantes de réalisation sont possibles. Dans le cas de la première variante de réalisation représentée à 15 gauche et en bas de la figure 4, désignée IV A, le faisceau 34 est composé de deux câbles optiques 14 disposés côte à côte: une fibre optique de type monomode 142 (à gauche) disposée de façon serrée dans une gaine 14a et une fibre optique de type multimode 141 disposée de façon serrée dans autre une gaine 14a (à droite).

20 Dans ce cas, la fibre optique de type monomode 142 fonctionne par effet Brillouin et elle est destinée à mesurer les éventuelles déformations de la digue 20, via les déformations du géotextile 12 et la fibre optique de type multimode 141 fonctionne par effet Raman et elle est destinée à mesurer la température à ce niveau de hauteur du 25 géotextile 12. Dans ce cas, on comprend que la possibilité d'obtenir ces deux informations de nature différente, à savoir la température et la déformation, permet de mieux appréhender les phénomènes qui se produisent au niveau de la digue 20, pour réaliser une surveillance plus 30 approfondie. Dans le cas de la deuxième variante de réalisation représentée en deuxième position à gauche et en bas de la figure 4, qui est désignée IV B, on utilise également pour le faisceau 34 deux câbles optiques 14 qui sont dans ce cas composés d'une fibre optique de type monomode 142 (à 35 gauche) disposée de façon serrée dans une gaine 14a et d'une fibre 2903773 14 optique de type monomode 142 disposée de façon libre dans un tube 14b (à droite). Dans ce cas, la fibre optique 142 serrée dans la gaine 14a sert à effectuer la mesure de déformation par effet Brillouin, tandis que la fibre 5 optique monomode 142 disposée de façon libre dans le tube 14b est utilisée pour réaliser la mesure de température par effet Brillouin. Dans le cas de la troisième variante de réalisation représentée en troisième position en bas de la figure 4, qui est désignée IV C, on utilise également un faisceau 34 composé de deux câbles optiques 14. Il 10 s'agit , d'une part, encore une fois d'une fibre optique de type monomode 142 (à gauche) disposée de façon serrée dans une gaine 14a (mesure de déformation par effet Brillouin) et, d'autre part, d'un tube 14b (à droite) dans lequel sont logées deux fibres optiques : une fibre optique de type multimode 141 (à gauche) et une fibre optique de type monomode 142 (à 15 droite), ce deuxième câble optique 14 servant à réaliser la mesure de température comme dans le cas de la troisième variante III C de la figure 3. Dans le cas de la quatrième variante de réalisation représentée en quatrième et dernière position, à droite et en bas de la figure 4, et qui 20 est désignée IV D, on utilise dans ce cas un faisceau 34 composé de deux câbles optiques 14 et d'un fil supplémentaire 15: - à gauche :une fibre optique de type monomode 142 disposée de façon serrée dans une gaine 14a (mesure de déformation par effet Brillouin) ; 25 -au milieu : un fil électrique 15 de chauffe pour que la mesure de température réalisée par le câble optique 14 de gauche se réalise par une méthode dite méthode active , c'est-à-dire que l'on élève la température au voisinage de la fibre optique et on mesure la variation de température dans le temps, cette variation étant d'autant plus rapideque 30 la circulation du fluide est importante (voir la publication de S. Perzlmaier et al (2004) : Distributed Fiber Optic Temperature Measurements in Hydraulic Engineering ù Prospects of the Heat-up Method, ICOLD annual meeting, Seoul 2004. ou le brevet DE 10052922) et, - à droite : un tube 14b dans lequel sont logées deux fibres 35 optiques : une fibre optique de type multimode 141 à gauche et une fibre optique de type monomode 142 à droite, ce deuxième câble optique 14 2903773 15 servant à réaliser la mesure de température comme dans le cas de la troisième variante III C de la figure 3. Dans le cas de ces quatre variantes, on comprend que la possibilité d'obtenir ces deux informations de nature différente 5 (température et déformation) permet de mieux appréhender les phénomènes qui se produisent au niveau de la digue 20, pour réaliser une surveillance plus approfondie. La nature du câble optique utilisé pour la mesure de déformation n'est pas limitée à celles prévus ci-dessus mais on peut 10 prévoir d'autres types de câbles optiques tels que ceux utilisant des fibres optiques avec des réseaux de Bragg, notamment comme dans le document FR 2 844874. On se reportera maintenant à la figure 5 qui illustre un troisième cas d'utilisation du dispositif de détection et de localisation de fuite 10 15 permettant de réaliser à la fois une mesure de température et une mesure de déformation, et ceci à plusieurs emplacements du géotextile 12, par le biais de plusieurs faisceaux 34 de câbles optiques 14 disposés en direction longitudinale à des emplacements différents du géotextile, ces différents emplacements correspondants à des hauteurs différentes le long de la 20 paroi latérale (du talus aval) de la digue 20 tournée vers l'espace 24. Dans la suite de la description, les mêmes signes de référence que ceux utilisés précédemment désignent les mêmes éléments, seuls les éléments différents étant décrit ci-après. L'agencement général de ce troisième cas d'utilisation est 25 similaire à celui du deuxième cas d'utilisation illustré sur la figure 4, la seule différence résidant dans l'utilisation non pas d'un unique faisceau 34 de câbles optiques 14 mais d'une multiplicité (deux, trois ou davantage) de faisceaux 34 de câbles optiques 14, qui sont disposés non seulement au niveau du pied de la digue 20, en bas de la paroi latérale de la digue 30 tournée en direction de l'espace 24, mais aussi le long de la paroi latérale de la digue 20 tournée en direction de l'espace 24. À cet effet, comme il est représenté sur les quatre agrandissements du détail chiffre V, plusieurs variantes de réalisation sont possibles pour chacun des faisceaux 34, ces faisceaux 34 pouvant être 35 identiques ou différents entre eux.

2903773 16 Plus précisément, on prévoit quatre variantes de réalisation, désignées VAàvD en bas de la figure 5, et qui sont respectivement identiques aux quatre variantes de réalisation IV A à IV D qui ont été décrites précédemment relation avec la figure 4.

5 Dans ce cas, la présence d'une multiplicité de faisceaux 34 permet, non seulement de mesurer à chacun des emplacements de ces faisceaux 34 à la fois la température et la déformation, mais également pour chacune de ces mesures de pouvoir identifier l'emplacement correspondant de la digue 20. (et aussi de réduire la longueur de 10 cheminement entre le point de convergence entre le canal de fuite 28 et le géotextile 12, et le faisceau 34, donc de réduire le temps de détection et de localisation) En relation avec la figure 6, on décrit maintenant une autre variante de réalisation dans laquelle le dispositif de détection et de 15 localisation de fuite 10 est disposé, non pas seulement, comme dans les cas précédents des figures 3 à 5, le long de la paroi latérale (du talus aval) de la digue 20 tournée en direction de l'espace 24 et sous l'espace 24, mais en outre le long du sommet (crête) 202 de la digue 20, la recharge de sol 26 s'étendant dans ce cas également par-dessus la crête 20 de la digue 20, au-dessus du dispositif 10 et également en aval de la digue 20 (à droite sur la figure 6). Dans le quatrième cas d'utilisation représenté à la figure 6, le géotextile 12 comprend, tout le long du dispositif 10 une multitude de faisceaux 34 de câbles optiques 14, ce qui permet de donner des 25 indications de mesure de température, de déformation, et éventuellement d'humidité, pour chacun des emplacements de ses faisceaux 34 le long du sommet, du côté latéral sec et également en aval de la digue 20. Cette variante de réalisation s'applique aussi pour les deuxième et troisième cas d'utilisation respectivement représentés sur les figures 3 30 et 4. Cette variante de réalisation doit également pouvoir se comprendre comme englobant un autre cas d'utilisation, à savoir la situation dans laquelle on dispose de façon séparée, tout le long du dispositif 10 de détection et de localisation de fuite dans son étendue telle 35 que représentée sur la figure 6, non pas une multitude de faisceaux 34 de câbles optiques mais une multitude de câbles optiques 14 séparés 2903773 17 individuellement et permettant de réaliser chacun uniquement la mesure de température comme il a été présenté en relation avec la figure 3. Il faut noter que dans le cas de la présente invention, on doit également inclure un autre cas de figure non représenté qui serait celui 5 dans lequel, à partir du mode de réalisation illustré sur la figure 3 on disposerait un câble 14 unique pour la mesure de température à différents emplacements du géotextile 12, le long de la hauteur de la paroi latérale (du talus aval) de la digue 20 tournée en direction de l'espace 24, et ceci afin d'identifier l'emplacement de chacune des mesures de température.

10 On se reporte maintenant la figure 7 qui représente un cinquième cas d'utilisation du dispositif 10 de détection et de localisation de fuite dans lequel, cette fois-ci, il n'est pas placé du côté de la paroi latérale (du talus aval) de la digue 20 tournée en direction de l'espace 24 mais le long de la paroi latérale (du talus amont) de ladite 20 tournée en 15 direction de l'espace 22 de retenue d'eau. À cet effet, on dispose, entre le dispositif de détection et de localisation de fuite 10 et la paroi latérale de la digue 20 tournée en direction de l'espace 22 une structure d'étanchéité de toute nature, comme par exemple du béton, un matériau argileux ou une géomembrane 20 36 qui protège le dispositif de détection et de localisation de fuite 10 contre toute pénétration d'eau qui ne serait pas due à la présence d'une fuite. Dans ce cas, comme il est illustré sur la figure 7, le dispositif de détection et de localisation de fuite 10 s'étend longitudinalement le long 25 (du talus amont) de la paroi latérale de ladite 20 tournée en direction de l'espace 22 ainsi qu'au niveau du pied de la digue 201, légèrement en dessous de l'espace 22, la géomembrane 36 débordant largement au-delà de l'étendue maximale en hauteur du dispositif 10, le long (de la crête) du sommet 202 de la digue 20, et sous l'espace 22.

30 Là encore, plusieurs configurations sont possibles pour le ou les câbles optiques 14 présents dans le géotextile 12 du dispositif de détection et de localisation de fuite 10 : un seul câble optique 14 mesurant la température, plusieurs câbles optiques 14 séparés mesurant la température à des emplacements différents, un seul faisceau de câbles 35 optiques 14 mesurant la température et la déformation, ou bien , comme il est illustré sur la figure 7, on utilise plusieurs faisceaux 34 de câbles 2903773 18 optiques afin de mesurer à la fois la température et la déformation (ainsi que, éventuellement l'humidité) en différents emplacements le long du dispositif détection et de localisation 10. Il faut noter que dans le cadre de ces deuxième à sixième 5 utilisations respectivement décrites en relation avec les figures 3 à 7, il est possible (cas de figure non représenté) de réaliser en plus de la mesure de température et de l'éventuelle mesure de déformation, une mesure d'humidité en disposant dans chaque faisceau 34 un fil supplémentaire permettant de réaliser cette mesure (voir par exemple EP 1 235 089).

10 Egalement, parmi les autres variantes possibles dans le cadre de la présente invention, il faut noter la possibilité d'insérer dans le dispositif de détection et de localisation de fuite 10, en particulier dans ou sur le (ou les) géotextile(s) 12 (et 13), des fibres/câbles de renforcement (en polymère comme polyester, polypropylène, aramide, kevlar, etc...ou autre 15 matériau offrant un fort module de raideur en traction) parallèlement aux câbles optiques 14, et ceci notamment pour pouvoir, lors de l'installation sur site du dispositif de détection et de localisation de fuite 10, dévider un rouleau et tirer sur le produit sans endommager les câbles optiques 14. La mesure de tous les paramètres mentionnés précédemment 20 (notamment température, signal représentatif d'une déformation et humidité) peut être effectuée en continu ou de façon discontinue à des moments tO, tl, t2 On peut aussi prévoir que le dispositif de détection et de localisation est constitué de bandes ou de rouleaux posés parallèlement 25 soit côte à côte, avec éventuellement un petit recouvrement de l'un(e) sur l'autre, soit espacé(e)s l'un(e) de l'autre. Dans ce dernier cas de bandes espacées, il est envisagé qu'elles soient en contact avec une couche drainante placée au-dessous ou au-dessous d'elles, cette couche drainante pouvant être réalisée en matériau granulaire, type sable ou gravier, ou en 30 géotextile ou produit apparenté.

Claims (22)

REVENDICATIONS

1. Dispositif (10) de détection et de localisation de fuite d'un fluide dans un ouvrage hydraulique, caractérisé en ce qu'il comporte un géotextile (12) pourvu d'au moins une fibre optique (14, 141,142) en contact avec ledit géotextile (12) et apte à transmettre un signal modifié lorsque la température varie.

2. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite fibre optique (14, 141,142) est apte à transmettre un signal modifié lorsque le géotextile (12) est déformé à proximité de la fibre optique (14, 141,142).

3. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite fibre optique (14, 141,142) est apte à transmettre un signal modifié lorsque, à proximité de la fibre optique (14, 141,142), le géotextile (12) présente un taux d'humidité qui varie.

4. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte plusieurs fibres optiques (141,142) disposées de façon sensiblement parallèles entre elles.

5. Dispositif (10) selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites fibres optiques sont regroupées en au moins un faisceau (34) de fibres optiques, ledit faisceau (34) étant disposé à un emplacement du géotextile (12) qui correspond à une zone de l'ouvrage sensible aux fuites.

6. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une desdites fibres optiques (14, 141,142) transmettant un signal lié à la température est disposée à un emplacement du géotextile (12) qui correspond à une zone située à proximité de l'air.

7. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte en outre au moins un fil électrique (15) chauffant placé parallèlement et à côté de ladite fibre optique (14, 141,142). 2903773 20

8. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite fibre optique (14, 141,142) est monomode ou multimode.

9. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications 5 précédentes, caractérisé en ce que ladite fibre optique (14, 141,142) est liée, directement ou indirectement, audit géotextile.

10. Dispositif (10) selon la revendication 9, caractérisé en ce que ladite fibre optique (14, 141,142) est liée au géotextile (12) par au moins un fil de ligature (16). 10

11. Dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un premier géotextile (12) et un deuxième géotextile (13) et en ce que ladite fibre optique (14, 141,142) est insérée entre le premier géotextile (12) et le deuxième géotextile (13) 15

12. Dispositif (10) selon la revendication 11, caractérisé en ce que ladite fibre optique (14, 141,142) est liée aux premier et deuxième géotextiles (12,

13). 13. Dispositif (10) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux fibres optiques (14, 141,142) placées 20 librement à l'intérieur d'un tube de protection (14b) lié au géotextile (12).

14. Système de détection et de localisation de fuite d'un fluide dans un ouvrage hydraulique, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif (10) selon l'une quelconque des revendications précédentes et au moins un appareil de mesure relié à ladite fibre optique (14, 141,142)et 25 permettant d'indiquer une variation du signal transmis par la fibre optique (14, 141,142)

15. Ouvrage hydraulique équipé d'un dispositif (10) de détection et de localisation de fuite selon l'une quelconque des revendications 1 à 13. 30

16. Ouvrage hydraulique selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il est formé d'une digue sèche (20) et en ce que ledit dispositif (10) de détection et de localisation de fuite est placé 2903773 21 longitudinalement dans le corps de la digue de façon à recouvrir au moins une partie de la hauteur de la digue.

17. Ouvrage hydraulique selon la revendication précédente, utilisant un dispositif (10) de détection et de localisation de fuite selon la 5 revendication 6, caractérisé en ce que ladite fibre optique (14, 141,142) qui est disposée à un emplacement du géotextile (12) qui correspond à une zone située à proximité de l'air, est placée de façon à être en haut de l'ouvrage.

18. Procédé de détection et de localisation de fuite d'un 10 fluide dans un ouvrage hydraulique, caractérisé en ce qu'on détecte une variation de température par une modification du signal émis par une fibre optique (14, 141,142) en contact avec un géotextile (12).

19. Procédé selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'on détecte, en outre, une déformation du géotextile (12) par une 15 modification du signal émis par une fibre optique (14, 141,142) liée, directement ou indirectement, audit géotextile (12).

20. Procédé l'une quelconque des revendications 18 et 19, caractérisé en ce qu'on détecte, en outre, une variation du taux d'humidité du géotextile (12) par une modification du signal émis par une fibre 20 optique (14, 141,142) liée, directement ou indirectement, audit géotextile (12)

21. Procédé l'une quelconque des revendications 18 à 20, caractérisé en ce que l'on utilise plusieurs fibres optiques (14, 141,142) similaires disposées de façon sensiblement parallèles entre elles. 25

22. Procédé l'une quelconque des revendications 18 à 21, caractérisé en ce lesdites fibres optiques (14, 141,142) sont regroupées en au moins un faisceau (34) de fibres optiques, ledit faisceau (34) étant disposé à un emplacement du géotextile (12) qui correspond à une zone de l'ouvrage sensible aux fuites. 30