FR2922625A1 - Dispositif et procede de surveillance d'un reseau de conduites de liquides et reseau equipe d'un tel dispositif - Google Patents

Dispositif et procede de surveillance d'un reseau de conduites de liquides et reseau equipe d'un tel dispositif Download PDF

Info

Publication number
FR2922625A1
FR2922625A1 FR0707296A FR0707296A FR2922625A1 FR 2922625 A1 FR2922625 A1 FR 2922625A1 FR 0707296 A FR0707296 A FR 0707296A FR 0707296 A FR0707296 A FR 0707296A FR 2922625 A1 FR2922625 A1 FR 2922625A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
sensor
level
network
pipe
liquid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0707296A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2922625B1 (fr
Inventor
Henri Bertrand
Daniel Esteve
Georges Lasserre
Pierre Blanc
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
VALCAP VALENCE CAPTEUR SARL
Original Assignee
VALCAP VALENCE CAPTEUR SARL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by VALCAP VALENCE CAPTEUR SARL filed Critical VALCAP VALENCE CAPTEUR SARL
Priority to FR0707296A priority Critical patent/FR2922625B1/fr
Publication of FR2922625A1 publication Critical patent/FR2922625A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2922625B1 publication Critical patent/FR2922625B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03BINSTALLATIONS OR METHODS FOR OBTAINING, COLLECTING, OR DISTRIBUTING WATER
    • E03B7/00Water main or service pipe systems
    • E03B7/02Public or like main pipe systems
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03FSEWERS; CESSPOOLS
    • E03F7/00Other installations or implements for operating sewer systems, e.g. for preventing or indicating stoppage; Emptying cesspools
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F1/00Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow
    • G01F1/002Measuring the volume flow or mass flow of fluid or fluent solid material wherein the fluid passes through a meter in a continuous flow wherein the flow is in an open channel
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296Acoustic waves
    • G01F23/2962Measuring transit time of reflected waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01FMEASURING VOLUME, VOLUME FLOW, MASS FLOW OR LIQUID LEVEL; METERING BY VOLUME
    • G01F23/00Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm
    • G01F23/22Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water
    • G01F23/28Indicating or measuring liquid level or level of fluent solid material, e.g. indicating in terms of volume or indicating by means of an alarm by measuring physical variables, other than linear dimensions, pressure or weight, dependent on the level to be measured, e.g. by difference of heat transfer of steam or water by measuring the variations of parameters of electromagnetic or acoustic waves applied directly to the liquid or fluent solid material
    • G01F23/296Acoustic waves
    • G01F23/2968Transducers specially adapted for acoustic level indicators
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E03WATER SUPPLY; SEWERAGE
    • E03FSEWERS; CESSPOOLS
    • E03F2201/00Details, devices or methods not otherwise provided for
    • E03F2201/20Measuring flow in sewer systems

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Measurement Of Levels Of Liquids Or Fluent Solid Materials (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif et un procédé de surveillance d'un réseau de conduites (12) de liquides, comprenant une pluralité de détecteurs de niveau (15) répartis comprenant chacun :- un premier capteur (21) disposé à proximité de la surface libre (25) du liquide qui circule dans une conduite, ce premier capteur étant submersible et adapté pour pouvoir générer un signal de mesure représentatif de la position de ladite surface libre,- un deuxième capteur (23) disposé à un niveau supérieur hors d'atteinte des liquides circulant dans la conduite, et adapté pour pouvoir mesurer sans contact la position de la surface libre du liquide, et pour émettre un signal représentatif de cette mesure,et au moins un central de traitement adapté pour recueillir en permanence et à fréquence prédéterminée, et enregistrer, les mesures délivrées par les différents détecteurs de niveau (15).

Description

DISPOSITIF ET PROCÉDÉ DE SURVEILLANCE D'UN RÉSEAU DE CONDUITES DE LIQUIDES ET RÉSEAU ÉQUIPÉ D'UN TEL DISPOSITIF L'invention concerne un dispositif et un procédé permettant de réaliser la surveillance automatique d'un réseau de conduites de liquides tel qu'un réseau de collecte des eaux de pluie, un réseau de collecte des eaux usées ou un réseau de distribution d'eau potable ou autre..., ce réseau comprenant une pluralité de conduites interconnectées dans lesquelles circulent des liquides (c'est-à-dire au moins une phase liquide), en général un très grand nombre de conduites s'étendant sur une très grande longueur, typiquement plusieurs centaines de kilomètres et sur une très grande surface, typiquement plusieurs centaines de kilomètres carrés. L'invention s'étend à un réseau équipé d'un tel dispositif de surveillance automatique. Dans tout le texte, l'expression conduites de liquides désigne de façon générale tout guidage artificiel (notamment canal ou canalisation tubulaire) ou naturel (lit d'une rivière ou d'un fleuve) d'un écoulement d'au moins une phase liquide. Les réseaux de conduites de liquides peuvent être plus ou moins importants, publics ou privés, et conçus dans des buts divers. Il peut s'agir, par exemple, de réseaux publics pour la distribution d'eau vers des destinataires utilisateurs répartis sur le territoire ou pour la collecte d'eau à partir d'une pluralité d'usagers répartis sur le territoire. Mais, il peut également s'agir de réseaux privés tels que des réseaux d'irrigation ou des réseaux d'acheminement de liquides autres que de l'eau (par exemple des produits chimiques, du pétrole, ...) sur des sites industriels ou même à plus grande échelle entre pays.
Dans de nombreux cas, il existe des normes, des réglementations, des directives... imposant à de tels réseaux de respecter l'environnement et de permettre la maîtrise des risques (fuites, débordements, pollutions, accidents et destructions...). Or, de nombreux réseaux d'acheminement de liquides développés sur une grande échelle dans de nombreux pays, en particulier les réseaux publics de distribution ou de collecte d'eau, sont actuellement anciens et non surveillés. Ils sont très souvent sujets à des fuites extrêmement importantes non détectées. Par exemple, on estime que la proportion des eaux usées arrivant à une station d'épuration d'un village en milieu rural peut-être en pratique inférieure à 50 % du volume des eaux usées produit. Réciproquement, des défauts d'étanchéité des conduites de collecte d'eaux usées peuvent provoquer l'infiltration de matières et matériaux (par exemple des eaux de pluie, des boues ou des produits toxiques) depuis l'extérieur à l'intérieur de ces conduites, ce qui peut induire en particulier des phénomènes de saturation des stations d'épuration, des phénomènes de pollution, voire même entraîner des erreurs de dimensionnement et de conception des stations d'épuration dans le cas où ces dernières sont conçues pour traiter ces infiltrations.
Ainsi, la gestion d'un réseau de conduites de liquides suppose de pouvoir détecter ces phénomènes de fuites et d'infiltrations, et ce de façon répartie dans les différentes parties du réseau.
En outre, la gestion de ces réseaux de conduites de liquides suppose de pouvoir anticiper les variations brusques et importantes des niveaux des liquides dans les différentes conduites. Cette gestion doit être effectuée d'une part à des fins de sécurité, mais également et plus généralement, afin d'évaluer le fonctionnement normal et le dimensionnement des conduites. À ce titre, il est à noter que la plupart des réseaux publics de collecte des eaux de pluie ou des eaux usées sont aujourd'hui exempts de toute surveillance et de toute évaluation. Le dimensionnement de ces derniers et des équipements associés (par exemple, des stations d'épuration des eaux) est effectué de façon très approximative et empirique, avec des coefficients de sécurité importants, ce qui induit des coûts d'investissement très supérieurs à ceux qui seraient techniquement nécessaires, ou au contraire, des risques importants de débordements si le dimensionnement est insuffisant.
Egalement, il est en particulier important de pouvoir détecter toute variation significative de niveau ou de débit dans un réseau ou dans une conduite, par rapport à un niveau ou un débit nominal prédéterminé afin de permettre de contrôler le caractère normal ou anormal de cette variation de niveau ou de débit. Une telle mesure de la variation de niveau ou de débit peut servir notamment pour générer des alertes en cas de variations accidentelles dues par exemple à des défaillances dans les conduites, des phénomènes de bouchage, ou à des événements climatiques exceptionnels (crues), ou même pour contrôler que les alimentations au réseau et/ou les prélèvements du réseau sont bien le fait d'utilisateurs autorisés. De surcroît, il est également important de pouvoir comprendre la cause et l'origine d'une telle variation intempestive, et en particulier la localisation géographique du défaut éventuel sur une conduite de liquides du réseau. Enfin, il est également important de permettre une transmission rapide et fiable de ces informations de détection et d'analyse de défauts du réseau aux organismes compétents aptes à déclencher toute mesure appropriée : intervention technique ; alertes et directives aux usagers ou à la population...
Ainsi, les inventeurs ont déterminé que les problèmes généraux qui se posent dans ces réseaux de conduites de liquides sont les suivants : ù mesurer et surveiller en permanence la hauteur de liquide dans les conduites (cette hauteur permettant aussi d'estimer le débit, compte tenu de la connaissance de la géométrie des conduites), définir des critères d'alerte et d'alarme fiables et précis, prédire précocement la survenue d'un dysfonctionnement probable, déterminer les causes, les origines, et la localisation géographique, des éventuels dysfonctionnements détectés, modéliser le comportement du réseau tant en fonctionnement nominal que vis-à-vis de phénomènes exceptionnels, notamment à des fins de conception ou d'adaptation du réseau, ou encore pour définir une politique de maintenance efficace comprenant une anticipation des interventions de la part d'équipes spécialisées et des propositions d'actes curatifs.
Plus généralement, il convient de proposer une surveillance automatique des réseaux, et un diagnostic permanent de l'état des conduites de liquides. Dans diverses applications, il a été déjà proposé de surveiller un réseau en répartissant différents capteurs dans le réseau, et en reliant (par voie filaire ou non) ces capteurs à un central de traitement recueillant les mesures fournies. Néanmoins, aucune de ces propositions antérieures ne traite les problèmes susmentionnés qui se posent dans le cadre de la surveillance d'un réseau de conduites de liquides. En outre, les propositions antérieures dans le cadre de la détection de pollutions accidentelles ou de catastrophes naturelles, le contrôle du traitement et/ou de la qualité des eaux, la supervision de systèmes d'irrigation... sont complexes et peu performantes et n'ont pas fait l'objet d'une exploitation pratique significative.
Les inventeurs ont déterminé que pour résoudre les problèmes susmentionnés, il est nécessaire de réaliser en permanence des mesures relativement précises et fiables du niveau du liquide dans les conduites du réseau. En particulier, du point de vue de la sécurité, pour pouvoir anticiper des phénomènes dangereux, il est nécessaire de pouvoir détecter les toutes premières variations anormales. De même, la
connaissance du fonctionnement nominal du réseau ainsi que la détection d'alimentations et/ou de prélèvements non autorisés supposent des mesures suffisamment fines et précises. De plus, et en tout état de cause, il convient de tenir compte des variations normales, parfois relativement importantes, du niveau de liquide dans chaque conduite. Par exemple, dans un réseau de collecte d'eaux usées, le niveau
du liquide dans chaque conduite varie en fonction des plages horaires, des jours de la semaine, de la saison... dans des proportions relativement importantes. En conséquence, tout diagnostic du réseau nécessite de pouvoir différencier les évolutions normales des niveaux et des débits, des évolutions anormales, et donc de posséder un modèle précis des niveaux nominaux en fonction des comportements et des habitudes
des utilisateurs, ainsi que des conditions d'environnement et météorologiques qui peuvent introduire des variations d'influences externes. Connaissant avec une bonne fiabilité les niveaux moyens nominaux, on peut appliquer une plage de variations admissibles et, a contrario, des seuils (de valeurs instantanées et/ou cumulées et/ou moyennes sur certaines plages de temps, des niveaux et/ou des vitesses de variations
des niveaux et/ou des accélérations dans les variations de niveaux) à partir desquels une décision de contrôle et/ou d'alerte doit être prise.
Il s'avère donc important de connaître avec précision le fonctionnement nominal d'un réseau de conduites de liquides, et de détecter les écarts par rapport à ce fonctionnement nominal, et ce dans les différentes conditions
environnementales auxquelles le réseau peut être soumis.
En conséquence, l'invention vise à proposer un dispositif et un procédé permettant de surveiller un tel réseau de conduites de liquides, de façon notamment à permettre de déterminer avec précision le fonctionnement nominal de ce réseau, de détecter les variations pouvant être induites par rapport au fonctionnement
nominal, et en particulier les anomalies de fonctionnement de ce réseau, à interpréter les éventuelles anomalies détectées (notamment localiser et déterminer la(les) cause(s) de ces anomalies), et à anticiper les brusques variations générales ou localisées des niveaux de liquides dans les conduites du réseau. L'invention vise en outre à proposer un tel dispositif et un tel
procédé qui soient fiables et précis, de durée de vie suffisante, et compatibles avec des liquides s'écoulant en régime turbulent et/ou avec des variations de niveaux qui peuvent être d'amplitudes importantes et très brusques et/ou très agressifs ou très pollués. Or, dans ce contexte, les inventeurs ont déterminé que plusieurs 15 séries de difficultés doivent être surmontées. Tout d'abord, les capteurs de détection répartis dans le réseau doivent être compatibles avec un environnement très agressif (humidité, pollutions, attaques biologiques et/ou chimiques...) et avec le fait qu'il est quasiment impossible d'intervenir localement sur les capteurs de détection en vue de leur réparation ou de 20 leur maintenance compte tenu de la difficulté d'accès des sites sur lesquels ils sont implantés et de leur répartition géographique ; doivent permettre des mesures sur une plage de valeurs de niveaux de liquide étendue (entre un niveau nul et plusieurs mètres de hauteur de liquide dans les conduites), et ce avec une précision millimétrique meilleure que 1 %o en valeur relative de la distance entre le capteur et le niveau à
25 mesurer- et une grande dynamique ; doivent réaliser des mesures sans contact pour éviter de provoquer une perturbation externe à la circulation naturelle du liquide, et tout phénomène de bouchage total ou partiel dans les conduites ; doivent être compatibles avec une installation rapide, robuste et simple dans un environnement agressif. 30 Par ailleurs, les capteurs répartis dans les différentes conduites doivent pouvoir communiquer avec un poste central de traitement de façon fiable et économique, en permettant la collecte des informations à partir de tout site de mesures.
L'ensemble doit permettre une collecte et un traitement des données de mesure recueillies par un poste central, l'application de critères d'alerte, d'alarme appropriés, la modélisation du réseau et le diagnostic et la prévision de façon fiable.
Pour ce faire, l'invention concerne un dispositif de surveillance d'un réseau comprenant une pluralité cte conduites interconnectées dans lesquelles circulent des liquides, caractérisé en ce qu'il comprend : ù une pluralité de détecteurs de niveau répartis dans le réseau et comprenant chacun : un premier capteur disposé à proximité de la surface libre du liquide qui circule dans une conduite, ce premier capteur étant submersible et adapté pour pouvoir générer un signal de mesure représentatif de la distance entre ce premier
capteur et ladite surface libre, ù un deuxième capteur disposé à un niveau supérieur hors d'atteinte des liquides circulant dans la conduite, et adapté pour pouvoir mesurer sans contact la distance entre de ce deuxième capteur et la surface libre du liquide, et pour émettre un signal représentatif de cette mesure, ù chaque détecteur de niveau étant doté d'un module de communication sans fil à distance adapté pour émettre des données représentatives au moins du niveau du liquide dans la conduite tel que déterminé à partir des signaux délivrés par le premier capteur et/ou le deuxième capteur de ce détecteur de niveau, ù au moins un poste central de traitement des données, dit central de
traitement, adapté pour recueillir en permanence et à fréquence prédéterminée, et enregistrer les mesures délivrées par les différents détecteurs de niveau, ledit central de traitement étant doté d'au moins un module conjugué de communication sans fil à distance apte à recevoir les données émises par chaque détecteur de niveau.
L'invention s'étend à un procédé de surveillance pouvant être mis en oeuvre grâce à un dispositif de surveillance selon l'invention.
L'invention concerne donc également un procédé de surveillance d'un réseau de conduites de liquides dans lesquelles circulent des liquides, dans lequel :
û une pluralité de détecteurs de niveau sont répartis dans le réseau et dotés 5 chacun :
û d'un premier capteur disposé à proximité de la surface libre du liquide qui circule dans une conduite, ce premier capteur étant submersible et adapté pour pouvoir générer un signal de mesure représentatif de la position de ladite surface libre,
10 û d'un deuxième capteur disposé à un niveau supérieur hors d'atteinte des liquides circulant dans la conduite, et adapté pour pouvoir mesurer sans contact la position de la surface libre du liquide, et pour émettre un signal représentatif de cette mesure, - chaque détecteur de niveau étant aussi doté d'un module 15 de communication sans fil à distance adapté pour émettre des données représentatives au moins du niveau du liquide dans la conduite tel que déterminé à partir des signaux délivrés par le premier capteur et/ou le deuxième capteur de ce détecteur de niveau, û au moins un poste central de traitement des données, dit central de traitement, est adapté pour recueillir en permanence et à fréquence prédéterminée, et
20 enregistrer, les mesures délivrées par les différents détecteurs de niveau, ledit central de traitement étant doté d'au moins un module conjugué de communication sans fil à distance apte à recevoir les données émises par chaque détecteur de niveau.
L'invention s'étend également à un dispositif de surveillance pour la mise en oeuvre d'un procédé de surveillance selon l'invention.
25 L'invention concerne également un réseau de conduites de liquides, c'est-à-dire comprenant une pluralité de conduites interconnectées dans lesquelles circulent des liquides (c'est-à-dire au moins une phase liquide), ce réseau étant caractérisé en ce qu'il est équipé avec au moins un dispositif de surveillance selon l'invention.
30 Avantageusement et selon l'invention, le premier capteur d'au moins un détecteur de niveau -notamment de chaque détecteur de niveau- est un capteur de mesure sans contact de la position de la surface libre du liquide.
Avantageusement et selon l'invention, chaque capteur de chaque détecteur de niveau comprend au moins une sonde de mesure à ultrasons. Ainsi,
contrairement aux capteurs à contact, les capteurs de mesure sans contact selon l'invention ne sont pas sujets à des phénomènes de dépôts intempestifs et restent fiables au cours du temps.
Selon l'invention, chaque détecteur de niveau comprend au moins deux capteurs différents, à savoir un premier capteur disposé à proximité de la surface
libre du liquide et permettant une mesure précise (notamment avec une précision millimétrique) de la position de cette surface libre, et un deuxième capteur disposé à un niveau supérieur hors d'atteinte des liquides, adapté pour pouvoir mesurer, notamment lorsque le premier capteur est immergé et dans toutes les conditions d'exploitation, la position de la surface libre mesurée, avec une moindre précision que le premier capteur. Le deuxième capteur étant le plus souvent plus éloigné de la surface libre, fournit une mesure plus grossière que le premier capteur. Ainsi, le premier capteur peut être adapté pour fournir une mesure fine des variations de niveau, notamment inférieures à un centimètre et permet de mesurer les variations des écoulements normaux dans les conduites. Le deuxième capteur, hors d'atteinte liquide, peut être activé quel que soit le niveau du liquide dans la conduite, et garantit donc de pouvoir disposer, à tout moment et quel que soit le niveau du liquide la conduite, d'une mesure du niveau de liquide. Il permet en particulier de mesurer les variations de niveaux pouvant être liées à des dysfonctionnements anormaux ou à des retours à situation normale, notamment lorsque le premier capteur est immergé dans le liquide.
Il est à noter que la précision d'une sonde de mesure de niveau est en général étroitement dépendante de la distance nominale de détection (c'est-à-dire la distance nominale entre la sonde elle-même et le niveau à détecter). En particulier, une sonde de mesure à ultrasons présente une précision qui dépend de sa fréquence de fonctionnement, et cette dernière dépend de la distance de détection requise. En
conséquence, le premier capteur disposé à proximité de la surface libre du liquide présente une précision plus grande que le deuxième capteur.
Avantageusement et selon l'invention, le premier capteur d'au moins un détecteur de niveau -notamment de chaque détecteur de niveau- est du type permettant de mesurer la position d'une surface libre s'étendant sous ce premier capteur, et est disposé à l'intérieur d'une cloche à air de façon à ne pas pouvoir être noyé lorsque ladite cloche est submergée. En effet, le premier capteur est situé au plus près de la surface du liquide circulant dans la conduite et peut donc être submergé par le liquide en cas de brusque et/ou importante variation de niveau. Avantageusement et selon l'invention, ladite cloche à air comprend une paroi métallique faisant office d'échangeur thermique entre l'ambiance environnante et chaque sonde de mesure, permettant notamment de réduire les phénomènes de condensation sur cette (ces) sonde(s).
Dans un mode de réalisation particulièrement avantageux et conforme à l'invention, le premier capteur d'au moins un détecteur de niveau comprend au moins une sonde de mesure à ultrasons associée à un dispositif de chauffage adapté pour permettre d'éviter les condensations sur la sonde de mesure à ultrasons.
Avantageusement et selon l'invention, le premier capteur d'au moins un détecteur de niveau -notamment de chaque détecteur de niveau- est monté sur un support par l'intermédiaire d'au moins une couche d'isolation adaptée pour isoler thermiquement et électriquement chaque sonde de ce premier capteur par rapport au dit support.
Ainsi, le premier capteur est conditionné pour pouvoir rester fiable et fonctionnel alors qu'il est exposé à un environnement de forte humidité et pouvant être agressif, et notamment après avoir été complètement immergé dans le liquide. En effet, le premier capteur équipé d'un échangeur thermique et isolé thermiquement de l'extérieur de la conduite reste à température ambiante. En outre, le dispositif de chauffage dont il est équipé, associé à un automatisme éventuel, permet d'empêcher et/ou d'effacer toute trace éventuelle de condensation. Un traitement hydrophobe des surfaces extérieures du premier capteur et/ou de chaque sonde qu'il contient peut-être prévu afin de limiter encore les phénomènes de condensation. Ce 2922625 io traitement hydrophobe peut résulter d'un choix approprié des matériaux constitutifs et/ou d'un dépôt de films hydrophobes, par exemple des films de Téflon . En variante ou en combinaison, rien n'empêche de prévoir également des moyens d'essuyage mécanique motorisé de la sonde. En cas d'immersion totale du premier capteur, la 5 sonde ultrasonore est protégée à l'intérieur de la cloche et n'est pas elle-même noyée. Néanmoins, le premier capteur est alors inefficace, et le deuxième capteur peut prendre le relais de ce premier capteur en fournissant une mesure du niveau du liquide dans la conduite.
Par ailleurs, avantageusement et selon l'invention, le premier
10 capteur d'au moins un détecteur de niveau -notamment de chaque détecteur de niveau-peut être monté fixe par rapport à la conduite, à l'intérieur ou immédiatement au-dessus de la conduite ou, en variante, être guidé verticalement mobile à l'intérieur de la conduite.
En outre, avantageusement et selon l'invention, le deuxième 15 capteur d'au moins un détecteur de niveau est monté fixe à l'extérieur de la conduite au-dessus d'une ouverture de cette dernière.
Selon l'invention, avantageusement, chaque conduite du réseau s'étendant entre deux noeuds est équipée d'au moins un détecteur de niveau, et ce détecteur de niveau peut-être placé soit en partie courante de la conduite (entre ses 20 deux extrémités), soit au niveau de l'un des noeuds où cette conduite s'interconnecte avec une autre conduite. Dans ce dernier cas, le détecteur de niveau permet de détecter le niveau des liquides aux noeuds d'intersection entre les conduites du réseau.
L'invention s'applique en particulier avantageusement à la surveillance d'un réseau de conduites enterrées, doté de puits d'accès débouchant en
25 surface, chaque puits d'accès permettant l'accès à au moins une conduite. Dans cette application, avantageusement et selon l'invention, au moins un détecteur de niveau est disposé dans un puits d'accès. Plus particulièrement, dans un mode de réalisation avantageux, un détecteur de niveau est disposé dans chaque puits d'accès. Réciproquement, dans un mode de réalisation avantageux, chaque détecteur de niveau
30 est disposé dans un puits d'accès. Généralement, les puits d'accès sont disposés au niveau des noeuds auxquels les conduites se raccordent les unes aux autres. Par ailleurs, ledit central de traitement est doté d'une capacité de traitement numérique d'informations (calcul informatique) adaptée pour pouvoir réaliser des opérations de filtrage et de modélisation, des opérations de diagnostic et
d'alerte par fusion et interprétation des données reçues et enregistrées au cours du temps et, le cas échéant, de données provenant de mesures complémentaires réalisées dans les conduites (par exemple mesures de composition chimique et/ou physique) ou à l'extérieur (par exemple mesures de paramètres climatiques ou météorologiques).
Avantageusement et selon l'invention, ledit central de traitement est adapté pour pouvoir détecter et interpréter automatiquement, à partir desdites données reçues, toute anomalie d'écoulement dans les conduites du réseau. Avantageusement et selon l'invention ledit central de traitement est adapté pour pouvoir enregistrer un historique des niveaux et des variations de niveaux dans chaque conduite au cours du temps.
Par ailleurs, avantageusement et selon l'invention, ledit central de traitement est adapté pour permettre la définition de valeurs de seuils de niveaux et/ou de vitesses de variations de niveaux et d'accélération des variations de niveaux dans chaque conduite, pour pouvoir comparer à ces seuils, à partir desdites données reçues, des valeurs réelles de niveaux et/ou de vitesse de variations de niveaux et/ou
d'accélération des variations de niveaux, et pour émettre un signal d'alarme lorsque l'un au moins des seuils prédéterminés est dépassé. Avantageusement et selon l'invention, ledit central de traitement est adapté pour calculer les valeurs de seuils à partir d'une base de données historique recensant les différentes données reçues, enregistrées au cours du temps. Ce calcul peut être réalisé par exemple par traitement
statistique et/ou à l'aide d'un réseau neuronal. Avantageusement et selon l'invention, ledit central de traitement est également adapté pour pouvoir prendre en compte des données de mesures complémentaires effectuées soit à l'intérieur des conduites, soit à l'extérieur du réseau (par exemple des données pluviométriques, des données météorologiques...) et pouvant influencer elle-même les niveaux de liquides dans les conduites, et pour modifier la valeur des seuils en fonction de ces données de mesures complémentaires et/ou de leurs historiques de variations. De la sorte, l'invention fournit un dispositif et un procédé de surveillance prédictive auto adaptatifs et auto configurables permettant une détection aussi précoce que possible des événements anormaux ou imprévus touchant au bon fonctionnement du réseau.
En outre, avantageusement et selon l'invention, les modules de communication sont adaptés pour réaliser une transmission via un réseau téléphonique cellulaire des données entre chaque détecteur de niveau et le central de traitement.
L'invention concerne également un dispositif et un procédé de
surveillance ainsi qu'un réseau de conduites de liquides caractérisés en combinaison par tout ou partie des caractéristiques mentionnées ci-dessus ou ci-après.
D'autres buts, caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante de ses modes de réalisation préférentiels, donnés uniquement à titre d'exemples non limitatifs et qui se réfèrent aux figures annexées dans lesquelles : û la figure 1 est un schéma général synoptique d'un réseau de conduites de liquides selon l'invention équipé d'un dispositif de surveillance selon l'invention, û la figure 2 est un schéma illustrant un premier mode de 20 réalisation d'un détecteur de niveau selon l'invention, û la figure 3 est un schéma en coupe verticale illustrant un exemple d'implantation d'un détecteur de niveau selon le premier mode de réalisation de l'invention, - la figure 4 est un schéma illustrant, en coupe axiale 25 verticale, un premier capteur d'un détecteur de niveau selon le premier mode de réalisation de l'invention, û la figure 5 est un schéma en coupe verticale illustrant un exemple d'implantation d'un détecteur de niveau selon un deuxième mode de réalisation de l'invention, 30 û la figure 6 est un schéma illustrant, en coupe axiale verticale, un premier capteur d'un détecteur de niveau selon le deuxième mode de réalisation de l'invention, û la figure 7 est un schéma synoptique illustrant un exemple de traitement des données reçues dans un central de traitement d'un dispositif de surveillance selon l'invention.
Dans l'exemple représenté figure 1, le réseau comprend une pluralité de sites utilisateurs 11 répartis sur un territoire, reliés par un ensemble de canalisations tubulaires 12 interconnectées sous forme arborescente à au moins un centre de traitement 13 des liquides. Par exemple, les sites utilisateurs 11 sont des
points de collecte d'eaux usées, et le centre de traitement 13 peut-être une station d'épuration d'eaux usées. À l'inverse, les sites utilisateurs 11 peuvent être des abonnés à un service de distribution d'eau, et le centre de traitement 13 peut-être une station de fourniture d'eau courante. D'autres applications et exemples sont possibles. L'invention s'étend également à toutes autres architectures de réseaux de conduites de liquides.
Dans le mode de réalisation représenté, chaque noeud 14 du réseau, c'est-à-dire chaque intersection entre deux canalisations 12, est équipé d'un détecteur de niveau 15 du liquide s'écoulant dans les canalisations 12. Rien n'empêche de prévoir également des détecteurs de niveau 15 dans les parties courantes de tout ou partie des canalisations 12. Rien n'empêche également de prévoir que certains noeuds
14 ne soient pas équipés d'un détecteur de niveau. De préférence, il est prévu au moins un détecteur de niveau 15 en partie courante ou à l'extrémité de chaque canalisation 12. Cela n'est cependant pas strictement obligatoire, et rien n'empêche en variante que certaines canalisations 12 ne soient pas équipées d'un détecteur de niveau si cela n'est pas jugé nécessaire dans le cadre de surveillance du réseau, selon les applications.
Chaque détecteur de niveau 15 est équipé d'un module 16 de communication par voie GSM ou GPRS avec au moins un poste central de traitement informatique, dit central de traitement 17. Ce central de traitement est lui-même également équipé d'un module de communication 18 par voie GSM ou GPRS. En variante non représentée, le module 16 de communication de chaque détecteur de
niveau 15 est adapté pour pouvoir communiquer par radiofréquence avec un relais concentrateur situé à proximité, et ce relais concentrateur est lui-même relié par une liaison filaire ou non filaire à un central de traitement 17.
Le central de traitement 17 est un système informatique qui peut-être de toute nature, par exemple formé d'un ordinateur ou d'une station de travail, ou
même d'un réseau de ressources informatiques, et permet d'effectuer des traitements numériques sur les données reçues des différents détecteurs de niveau 15.
Le central de traitement 17 comprend de préférence une interface homme/machine et est également adapté pour effectuer différents traitements informatiques, par exemple pour la modélisation du fonctionnement du réseau, la
fourniture d'informations sur l'état du réseau, l'émission de signaux d'alarme ou d'alerte... Avantageusement et selon l'invention, le central de traitement 17 est équipé d'une application logicielle qui permet de délivrer une présentation synthétique des différentes informations, de façon à permettre leur exploitation par des utilisateurs non-spécialistes de l'informatique ou de la technologie des capteurs de mesure.
Dans le mode de réalisation représenté figure 1 et de préférence, le central de traitement 17 est relié à un réseau informatique 19 tel que le réseau Internet, pour la transmission de messages (alertes ou alarmes) ou la réception de télécommandes de la part d'un organisme de gestion centralisée.
La figure 2 représente un premier mode de réalisation d'un détecteur de niveau 15 qui comprend un premier capteur 21 disposé à proximité et au-dessus de la surface libre 25 du liquide circulant dans la conduite (c'est-à-dire au niveau d'un noeud 14 d'intersection de deux canalisations 12 ou au niveau d'une canalisation 12). Le premier capteur 21 est suspendu à l'extrémité inférieure d'un câble 29 dont la longueur peut être réglée par un groupe enrouleur/dérouleur motorisé 22, l'ensemble permettant de régler et de maintenir la hauteur h du premier capteur 21 par rapport à la surface libre 25 du liquide. Le premier capteur 21 fournit un signal de mesure de la position de la surface libre 25 du liquide dans la conduite 12. Il peut en outre être guidé dans ses déplacements verticaux par un mécanisme approprié (non représenté), notamment du type permettant de maintenir l'orientation axiale verticale du premier capteur 21. Ce mécanisme est par exemple formé d'une tige fixée le long de la paroi verticale du puits, s'étendant verticalement vers le bas dans la conduite 12, et le long de laquelle le premier capteur 21 coulisse grâce à une paire d'anneaux.
Le détecteur de niveau 15 comprend également un deuxième capteur 23 disposé à un niveau supérieur hors d'atteinte du liquide circulant dans la conduite, quel que soit le niveau pouvant être pris par le liquide dans cette conduite. Le deuxième capteur 23 est situé à une hauteur H supérieure à la hauteur du liquide dans la conduite. En conséquence, le deuxième capteur 23 n'est jamais susceptible d'être immergé dans le liquide, et peut donc être activé quel que soit le niveau du liquide.
Dans le cas où la conduite est une canalisation tubulaire 12, la hauteur H est supérieure au diamètre de cette dernière, le deuxième capteur 23 étant situé en dehors de la canalisation 12..Au contraire, la hauteur h est inférieure au diamètre de la canalisation 12, le premier capteur 21 étant situé dans cette canalisation 12. Par exemple, comme représenté figure 3, dans le cas de canalisations 12 enterrées, le deuxième capteur 23 est fixé hors d'atteinte du niveau du liquide, à une paroi verticale 32 d'un puits 31 vertical d'accès à la canalisation 12. Ce deuxième capteur 23 fournit aussi un signal de mesure représentatif de la position de la surface libre 25.
Les deux capteurs 21, 23 sont dotés d'au moins une sonde de détection sans contact de la position de la surface libre 25, notamment une sonde de mesure à ultrasons, fournissant un signal de mesure de la distance entre cette sonde et la surface libre 25, avec une précision relative meilleure que l %o.
Par exemple, le premier capteur 21 comprend une sonde à ultrasons émettant des ultrasons à une fréquence de l'ordre de 200 kHz, et qui présente de ce fait une portée de l'ordre de 50 cm avec une résolution et une précision de l'ordre du millimètre. Le deuxième capteur 23 comprend par exemple une sonde à ultrasons émettant des ultrasons à une fréquence de l'ordre de 40 kHz, et qui peut donc présenter une portée de l'ordre de 6 m avec une résolution et une précision de l'ordre du centimètre. Les sondes à ultrasons pouvant être utilisées dans les capteurs 21, 23 sont par exemple des transducteurs ultrasonores commercialisés par la société Murata (Tokyo, Japon).
Les deux capteurs 21, 23 fournissent donc des signaux de mesures représentatifs de la position de la surface libre 25 avec une résolution et une précision qui sont toujours de l'ordre du millimètre quelles que soient l'amplitude et la vitesse des variations de niveau. Le premier capteur 21 étant beaucoup plus proche de la surface libre 25 du liquide que le deuxième capteur 23, le premier capteur 21 fournit
un signal de mesure fine de grande précision absolue (de l'ordre du millimètre), tandis que le deuxième capteur 23 fournit un signal de mesure avec une moindre précision absolue (de l'ordre du centimètre) mais sur une plage de variations d'amplitude plus importante.
Les inventeurs ont en effet démontré qu'il était nécessaire de
procéder à des mesures permanentes avec une précision de l'ordre du millimètre, pour permettre d'analyser finement les variations de niveau et pouvoir en déduire une détection de dysfonctionnement fiable dans toutes les situations, y compris dans les situations où le niveau nominal dans la conduite 12 est faible, ou dans celles où le dysfonctionnement apparaît progressivement dans le temps (par exemple obturation
progressive d'une conduite sur plusieurs jours). Mais il faut également pouvoir prendre en compte les variations d'amplitude importantes et de grande vitesse, par exemple en cas de phénomènes de crues. Le dispositif selon l'invention permet, grâce à l'utilisation des deux capteurs 21, 23, de satisfaire simultanément à ces deux impératifs.
Les signaux délivrés par ces deux capteurs 21, 23 sont fournis à
un module 24 de traitement informatique à microprocesseur programmé de façon appropriée pour effectuer automatiquement les fonctions décrites ci-après.
Le deuxième capteur 23 est de préférence relié au module 24 par une liaison filaire. Au demeurant, les différents composants électroniques du détecteur de niveau 15 peuvent être centralisés sur une même plaque et/ou dans un même boîtier
électronique. Le module 24 de traitement informatique est associé à une interface de communication formant notamment le module de communication 16.
Le premier capteur 21 peut être relié à ce module 24 par une liaison filaire 28 de longueur variable (par exemple un câble hélicoïdal) ou par une liaison sans fil (par exemple de type radiofréquence, ou infrarouge, ou autre). Cette liaison 28 peut également servir à l'alimentation électrique du premier capteur 21 à partir du réseau électrique public extérieur. Egalement, le module 24 de traitement informatique, l'interface de communication 16, le deuxième capteur 23 et l'ensemble enrouleur/dérouleur 22 peuvent être reliés au réseau électrique public pour leur alimentation électrique. En variante, tout ou partie des différents composants
électriques du détecteur de niveau 15 peuvent être alimentés à partir d'une batterie d'accumulateurs, éventuellement chargée par l'intermédiaire de panneaux solaires, ou à partir de piles.
L'interface de communication 16 reçoit également, et transmet au module 24 de traitement informatique, des signaux émis par d'autres capteurs, par
exemple un pluviomètre 26, un capteur 27 de détection de la vitesse d'écoulement du liquide dans la conduite, un ou plusieurs capteurs de mesure de paramètres physiques et/ou chimiques de l'ambiance, par exemple pour la mesure de la température et/ou de la pression, la détection de gaz ou autres. En variante ou en combinaison, ces signaux complémentaires et/ou des données complémentaires utiles à la surveillance du réseau
peuvent être communiqués, non pas à chaque détecteur de niveau 15, mais au contraire directement au central de traitement 17.
Le module 24 de traitement informatique du détecteur de niveau 15 est en particulier également adapté pour commander l'ensemble enrouleur/dérouleur motorisé 22 de façon à ajuster la hauteur h du premier capteur 21, et ce en fonction de la valeur de la hauteur H détectée par le deuxième capteur 23 de façon d'une part à minimiser la valeur de cette hauteur h, et, d'autre part, à éviter que le premier capteur 21 ne vienne au contact de la surface libre 25 du liquide.
Dans le deuxième mode de réalisation représenté figure 5, le premier capteur 21 est monté fixe à l'intérieur du puits 31, à un niveau immédiatement au-dessus du niveau maximum nominal du liquide dans la conduite 12. Dans l'exemple, le premier capteur 21 est suspendu à un tube rigide vertical 60 porté par une platine supérieure 61, et la longueur de ce tube 60 est telle que ce premier capteur 21 est fixé immédiatement au-dessus de la paroi supérieure à la conduite 12. Dans ce cas, de préférence, le premier capteur 21 est adapté pour pouvoir être noyé, c'est-à-dire immergé dans le liquide dans le cas où le niveau de ce dernier monte au-dessus de la position fixe de ce premier capteur 21. Le deuxième capteur 23 est porté par la platine 61.
La figure 4 représente plus en détails un premier mode de réalisation du premier capteur 21. Ce dernier comprend une cloche à air 41 formée d'une paroi métallique tronconique à ouverture évasée orientée vers le bas et dont le fond 42, situé en partie supérieure, reçoit une sonde à ultrasons 43 permettant de détecter la position de la surface libre 25 du liquide située sous le premier capteur 21. Le fond 42 de la cloche à air 41 est fixé à un anneau 44 relié à l'extrémité libre du câble 29 par l'intermédiaire d'une couche d'isolation thermique 45, par exemple une couche
d'air interposée entre le fond 42 et une platine 46 en matière synthétique isolante thermiquement et portant l'anneau 44. Le câble 28 de liaison électrique est passé à travers le fond 42 et la couche d'isolation thermique 45 et la platine 46. Un dispositif de chauffage 47 à résistances électriques est avantageusement prévu autour de la sonde ultrasonore 43 de façon à éviter et/ou supprimer tout phénomène de condensation sur la
face active de cette sonde 43. Ce dispositif de chauffage 47 peut-être commandé automatiquement par un automatisme incorporé à ce dispositif 47, en fonction de la température et/ou de l'hygrométrie mesurée à l'intérieur de la cloche à air 41. Également, la face active inférieure de la sonde 43 peut être revêtue d'un traitement hydrophobe approprié compatible avec la transmission des ultrasons. De même, les parois de la cloche à air 41, et en particulier les parois internes de cette cloche sont avantageusement revêtues d'un traitement hydrophobe.
La cloche à air 41 permet d'éviter tout contact de la sonde 43 et des composants électriques du premier capteur 21 avec le liquide, même en cas de montée très brusque du niveau du liquide. Elle est adaptée pour être équilibrée et rester
en position verticale en cas d'immersion dans le liquide. Sa paroi métallique fait en outre office d'échangeur thermique.
La figure 6 représente un deuxième mode de réalisation du premier capteur 21. Dans ce deuxième mode de réalisation, le premier capteur 21 est monté fixe à l'extrémité inférieure d'un tube 60 rigide en matière synthétique, par exemple en PVC par l'intermédiaire d'un bloc support 63 isolant, par exemple en liège, fixé sur un raccord 62. La cloche à air 61 est formée d'un tube métallique cylindrique, par exemple en laiton, fixé sur le bloc support 63. Le fond de la cloche à air 61 est formé également d'une platine 64 en matière synthétique fixée sur le bloc support 63, avec un espace d'air 65. La platine 64 est en forme générale de disque et présente un rebord périphérique axial 66 permettant de ménager l'espace 65. Ce dernier reçoit un circuit imprimé 66 relié à l'extrémité inférieure du câble de liaison 28 qui passe à l'intérieur du tube 60 et axialement à travers un alésage traversant du bloc support 63. Un manchon de résine isolante 67 est avantageusement prévu pour fixer l'extrémité du câble de liaison 28 dans l'alésage du bloc support 63 et éviter toute déconnexion intempestive du circuit imprimé 66. Par ailleurs, dans ce deuxième mode de réalisation comme dans le premier, le premier capteur 21 comprend également une sonde à ultrasons 43, et une couronne périphérique 47 de chauffage électrique. Également, un capteur de température 68 est avantageusement prévu à l'intérieur de la cloche à air 41, porté par le circuit imprimé 66 à proximité immédiate de la sonde ultrasonore 43.
Le module 24 de traitement informatique de chaque détecteur de niveau 15 est adapté pour recueillir les signaux issus des capteurs 21, 23 en permanence, c'est-à-dire avec une fréquence d'échantillonnage suffisamment élevée pour permettre la détection des variations de niveau les plus rapides. Par exemple cette fréquence d'échantillonnage est comprise entre 0,5 Hz et 10 -4Hz.
Le traitement effectué par le module 24 sur les signaux issus des capteurs 21, 23 peut être variable, en fonction notamment de la nature et de la quantité des données transmises par ces signaux, et des besoins requis pour la surveillance du réseau. Ce traitement comprend avantageusement un module de filtrage des mesures, un module de calcul de valeurs moyennes, un module de comparaison à des valeurs de seuils prédéterminés (les signaux n'étant émis par les capteurs 21, 23 que sous condition de dépassement d'un ou plusieurs seuils), un module de compression des données, un module d'émission de signaux d'alarme, un module de calcul du débit du liquide dans la conduite à partir de la connaissance de la géométrie (section et pente) de la conduite, après étalonnage des capteurs de niveau... Le module 24 de traitement informatique est en particulier avantageusement adapté pour détecter une valeur de la mesure fournie par le premier capteur 21 correspondant au niveau de liquide à partir duquel ce premier capteur 21 est immergé dans le liquide. La cloche à air 41 empêche la pénétration du liquide à l'intérieur du premier capteur 21, et protège donc la sonde 43. Ainsi, lorsque que le niveau du liquide atteint la base de la cloche à air 41, le
premier capteur 21 devient inefficace. Le module 24 de traitement informatique peut détecter ce niveau à partir d'une valeur préenregistrée correspondant à la hauteur de la cloche 41. Lorsque le module 24 de traitement informatique détecte que le premier capteur 21 fournit une mesure correspondant au niveau du liquide atteignant la base de la cloche 41, le deuxième capteur 23 peut être activé, de sorte que ce deuxième capteur
23 prend le relais du premier capteur 21 pour fournir la mesure du niveau de liquide transmise au central de traitement 17.
Bien sûr, en variante, il est aussi possible de maintenir le deuxième capteur 23 actif en permanence, et de transmettre les deux mesures fournies simultanément par le premier capteur 21 et le deuxième capteur 23 au central de traitement 17. Néanmoins, un détecteur de niveau 15 d'un dispositif selon l'invention peut être adapté pour fournir à chaque instant un seul signal de mesure du niveau du liquide dans la conduite, provenant soit du premier capteur 21, soit du deuxième capteur 23, ce qui permet en particulier des économies d'énergie aussi bien en ce qui concerne la réalisation de la mesure que la transmission des données vers le central de traitement 17. En outre, il est à noter qu'en général le deuxième capteur 23 n'est réellement efficace que si le niveau du liquide la conduite est suffisant pour présenter une surface libre supérieure sensiblement plane.
Les signaux transmettant les données numériques ainsi délivrés par le module 24 de traitement informatique sont émis par l'interface de communication GSM ou GPRS, par exemple sous forme d'un message texte, ou d'un fichier de données attaché à un courrier électronique. En variante, les données peuvent être transmises directement par liaison série filaire ou radiofréquence.
Le central de traitement 17 recevant les données numériques issues des différents détecteurs de niveau 15 effectue un traitement de ces données 30 conformément à un procédé dont un exemple est représenté figure 7.
Le central de traitement 17 reçoit les données émises par les différents capteurs 21, 23 des différents détecteurs 15 en temps réel, via son module de communication 18, et enregistre ces données automatiquement dans une base de données 50 en conservant un historique de ces données. Avantageusement, le central de traitement 17 reçoit également des données émises par au moins un autre centre de mesures, par exemple au moins une station météorologique 48.
Le central de traitement 17 comprend avantageusement un module 49 adapté pour construire un modèle du réseau. Dans un mode de réalisation le plus élémentaire de ce module 49, celui-ci est adapté pour calculer, à partir de la base de données 50, une valeur moyenne des données historiques considérées comme normales, en fonction des plages horaires, de la période saisonnière et dans des conditions d'ambiance extérieure (météorologie) prédéterminées. Par exemple, le module 49 calcule une valeur moyenne normale de la hauteur d'eau dans chaque conduite surveillée par un détecteur de niveau 15. Cette valeur moyenne calculée est utilisée à titre de valeur de seuil de comparaison aux données reçues en temps réel, qui sont transmises par le module de communication 18 à un module de réception 56 du central de traitement 17. Le central de traitement 17 comprend également un module comparateur 51 adapté pour calculer les écarts entre les données reçues en temps réel et chaque valeur de seuil correspondante.
Dans le mode de réalisation représenté figure 7, le module comparateur 51 est également adapté pour émettre un signal d'état du réseau en fonction de ces écarts calculés pour l'ensemble des données issues des détecteurs de niveau 15. Ce signal d'état peut être calculé par traitement statistique, éventuellement grâce à une architecture logicielle comprenant un réseau de neurones. Dans l'exemple, le comparateur 51 émet en 52 un signal d'état correct du réseau, en 53 un signal de défaut du réseau, et en 55 un signal d'alarme. Ces signaux peuvent être transmis à l'interface utilisateur 54, éventuellement via un réseau. Dans le cas où le signal d'état est un signal de défaut ou un signal d'alarme, il comprend également toutes les informations utiles à l'utilisateur pour déterminer la cause, l'origine et la localisation des éventuels défauts ou problèmes, ce qui permet une intervention rapide et fiable sur le réseau. Il est à noter que le central de traitement 17 peut également incorporer un module de traitement statistique permanent permettant d'effectuer des estimations plus globales sur le réseau, en particulier comparer les différentes valeurs de niveaux instantanés (et de débits estimés correspondants), leur cohérence relative, mesurer l'efficacité des interventions effectuées sur le réseau, analyser l'évolution générale du fonctionnement du réseau au cours du temps... Également, le central de traitement 17 peut incorporer un logiciel adapté pour sélectionner, en fonction des écarts détectés, des informations préenregistrées dans une base de données relatives à des modalités d'intervention et/ou de maintenance. Ainsi, de préférence et selon l'invention, les seuils de déclenchement d'alerte sont définis par des jeux de valeurs déterminées en fonction du fonctionnement nominal attendu du réseau. Par exemple, dans le cadre de la collecte des eaux usées ou de la distribution d'eau courante, ces seuils peuvent être définis selon des plages de temps prédéterminées, par exemple journalières, hebdomadaires, saisonnières ou autres, en fonction des comportements collectifs statistiques des sites utilisateurs 11 et/ou du site central 13. Ces seuils peuvent être déterminés et/ou ajustés par le central de traitement 17 lui-même, par autoapprentissage permanent en fonction des mesures issues des différents détecteurs de niveau 15, par exemple à partir d'une moyenne des mesures effectuées dans le passé sur la même plage de temps. Il est à noter que, en variante ou combinaison, selon les applications de l'invention, les différents seuils de déclenchement d'alerte et les différents traitements mentionnés ci-dessus qui peuvent être effectués dans le central de traitement 17, peuvent être également laissés à l'appréciation d'un ou plusieurs opérateur(s) humain(s), ou au contraire faire l'objet d'une automatisation extrêmement poussée et de traitements informatiques éventuellement délocalisés sur des ordinateurs de grande puissance. Chaque détecteur de niveau 15 fournit ainsi, quel que soit le niveau du liquide dans la conduite et quelles que soient les variations de ce niveau et leur dynamique, des mesures précises, en permanence, fiables permettant de surveiller 22 le réseau, de déclencher des alarmes et de prédire son comportement, en vue de prises de décisions appropriées par les organismes de gestion. Également, il est possible de modéliser l'impact d'une modification envisagée sur le réseau, notamment dans le cas d'une réparation ou d'une nouvelle installation de conduite.
En cas d'anomalie de fonctionnement constatée, il est possible d'interpréter cette anomalie, notamment de localiser l'endroit où elle se produit et de connaître avec précision son ampleur et sa cause.
Un tel dispositif de surveillance peut faire l'objet de nombreuses applications autres que celles mentionnées ci-dessus. En particulier, il peut être utilisé
pour surveiller les niveaux dans les cours d'eau, et permettre la détection anticipée de phénomènes de crues. Il peut également être utilisé pour contrôler la distribution de liquide, par exemple dans les installations d'irrigation ou sur un site industriel, en détectant en particulier les fuites.

Claims (2)

REVENDICATIONS
1/ - Dispositif de surveillance d'un réseau comprenant une pluralité de conduites (12) interconnectées dans lesquelles circulent des liquides, 5 caractérisé en ce qu'il comprend : û une pluralité de détecteurs de niveau (15) répartis dans le réseau et comprenant chacun : un premier capteur (21) disposé à proximité de la surface libre (25) du liquide qui circule dans une conduite (12), ce premier capteur (21) étant 10 submersible et adapté pour pouvoir générer un signal de mesure représentatif de la distance (h) entre ce premier capteur (21) et ladite surface libre, û un deuxième capteur (23) disposé à un niveau supérieur hors d'atteinte des liquides circulant dans la conduite (12), et adapté pour pouvoir mesurer sans contact la distance entre ce deuxième capteur (23) et la surface libre (25) 15 du liquide, et pour émettre un signal représentatif de cette mesure, û chaque détecteur de niveau (15) étant doté d'un module (16) de communication sans fil à distance adapté pour émettre des données représentatives au moins du niveau du liquide dans la conduite tel que déterminé à partir des signaux délivrés par le premier capteur (21) et/ou le deuxième capteur (23) 20 de ce détecteur de niveau (15), û au moins un poste central de traitement des données, dit central de traitement (17), adapté pour recueillir en permanence et à fréquence prédéterminée, et enregistrer, les mesures délivrées par les différents détecteurs de niveau, ledit central de traitement (17) étant doté d'au moins un module (18) conjugué de communication 25 sans fil à distance apte à recevoir les données émises par chaque détecteur de niveau (15).
2/ - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier capteur (21) d'au moins un détecteur de niveau est un capteur de mesure sans contact de la position de la surface libre du liquide. 30 3/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 ou 2,caractérisé en ce que chaque capteur (21, 23) de chaque détecteur de niveau (15) comprend au moins une sonde de mesure à ultrasons. 4/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le premier capteur (21) d'au moins un détecteur de niveau (15) est du type permettant de mesurer la position d'une surface libre (25) s'étendant sous ce premier capteur (21), et est disposé à l'intérieur d'une cloche à air (41, 61) de façon à ne pas pouvoir être noyé lorsque ladite cloche (41, 61) est submergée. 5/ - Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que ladite cloche à air (41, 61) comprend une paroi métallique faisant office d'échangeur thermique entre l'ambiance environnante et chaque sonde de mesure de ce premier capteur (21). 6/ - Dispositif selon l'une des revendications 4 ou 5, caractérisé en ce que le premier capteur (21) d'au moins un détecteur de niveau (15) comprend au moins une sonde de mesure à ultrasons (43) associée à un dispositif (47) de chauffage adapté pour permettre d'éviter les condensations sur la sonde de mesure à ultrasons (43). 7/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le premier capteur (21) d'au moins un détecteur de niveau (15) est monté sur un support (29) par l'intermédiaire d'au moins une couche (45) d'isolation adaptée pour isoler thermiquement et électriquement chaque sonde de ce premier capteur (21) par rapport au dit support (29). 8/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le premier capteur (21) d'au moins un détecteur de niveau (15) est monté fixe par rapport à la conduite. 9/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le premier capteur (21) d'au moins un détecteur de niveau (15) est guidé verticalement mobile à l'intérieur de la conduite. 10/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que le deuxième capteur (23) d'au moins un détecteur de niveau (15) est monté 30 fixe à l'extérieur de la conduite au-dessus d'une ouverture de cette dernière.11/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que chaque conduite (12) du réseau s'étendant entre deux noeuds (14) est équipée d'au moins un détecteur de niveau (15). 12/ - Dispositif selon l'une des revendications 1 à 11, de surveillance d'un réseau de conduites enterrées, doté de puits (31) d'accès débouchant en surface, chaque puits d'accès permettant l'accès à au moins une conduite, caractérisé en ce qu'au moins un détecteur de niveau (15) est disposé dans un puits d'accès (31). 13/ -Dispositif selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisé en ce que ledit central de traitement (17) est adapté pour permettre la définition de valeurs de seuils de niveaux et/ou de vitesses de variations de niveaux et/ou d'accélération des variations de niveaux dans chaque conduite, pour pouvoir comparer à ces seuils, à partir desdites données reçues, des valeurs réelles de niveaux et/ou de vitesses de variations de niveaux et/ou d'accélération des variations de niveaux, et pour émettre un signal d'alarme lorsque l'un au moins des seuils prédéterminés est dépassé. 14/ -Dispositif selon l'une des revendications 1 à 13, caractérisé en ce que chaque module de communication (16, 18) est du type adapté pour permettre la transmission des données via un réseau téléphonique cellulaire. 15/ -Procédé de surveillance d'un réseau de conduites de liquides comprenant une pluralité de conduites (12) dans lesquelles circulent des liquides, dans lequel : û une pluralité de détecteurs de niveau (15) sont répartis dans le réseau et dotés chacun : - d'un premier capteur (21) disposé à proximité de la surface libre (25) du liquide qui circule dans une conduite (12), ce premier capteur (21) étant submersible et adapté pour pouvoir générer un signal de mesure représentatif de la distance entre ce premier capteur (21) et ladite surface libre (25), û d'un deuxième capteur (23) disposé à un niveau supérieur hors d'atteinte des liquides circulant dans la conduite, et adapté pour pouvoir mesurer 30 sans contact la distance entre ce deuxième capteur (23) et la surface libre (25) duliquide, et pour émettre un signal représentatif de cette mesure, û chaque détecteur de niveau (15) étant aussi doté d'un module (16) de communication sans fil à distance adapté pour émettre des données représentatives au moins du niveau du liquide dans la conduite tel que déterminé à partir des signaux délivrés par le premier capteur (21) et/ou le deuxième capteur (23) de ce détecteur de niveau (15), û au moins un poste central. de traitement des données, dit central de traitement (17), est adapté pour recueillir en permanence et à fréquence prédéterminée, et enregistrer, les mesures délivrées par les différents détecteurs de niveau (19), ledit central de traitement (17) étant doté d'au moins un module (18) conjugué de communication sans fil à distance apte à recevoir les données émises par chaque détecteur de niveau (15). 16/ - Procédé selon la revendication 15, caractérisé en ce qu'on équipe chaque conduite (12) du réseau s'étendant entre deux noeuds (14) d'au moins un 15 détecteur de niveau (15). 17/ - Procédé selon l'une des revendications 15 ou 16, de surveillance d'un réseau de conduites enterrées, doté de puits (31) d'accès débouchant en surface, chaque puits d'accès permettant l'accès à au moins une conduite, caractérisé en ce qu'au moins un détecteur de niveau (15) est disposé dans un puits (31) d'accès. 20 18/ - Procédé selon l'une des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que ledit central de traitement (17) est adapté pour permettre la définition de valeurs de seuils de niveaux et/ou de vitesses variations de niveaux et/ou d'accélération des variations de niveaux dans chaque conduite, pour pouvoir comparer à ces seuils, à partir desdites données reçues, des valeurs réelles de niveaux et/ou de 25 vitesses de variations de niveaux et/ou d'accélération des variations de niveaux, et pour émettre un signal d'alarme lorsque l'un au moins des seuils prédéterminés est dépassé. 19/ -Procédé selon l'une des revendications 15 à 18, caractérisé en ce que les modules de communication (16, 18) sont adaptés pour réaliser une transmission via un réseau téléphonique cellulaire des données entre chaque 30 détecteur de niveau (15) et un central de traitement (17).20/ -Réseau de conduites de liquide comprenant une pluralité de conduites (12) interconnectées dans lesquelles circulent des liquides, caractérisé en ce qu'il est équipé avec un dispositif de surveillance selon l'une des revendications 1 à 14.
FR0707296A 2007-10-18 2007-10-18 Dispositif et procede de surveillance d'un reseau de conduites de liquides et reseau equipe d'un tel dispositif Expired - Fee Related FR2922625B1 (fr)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0707296A FR2922625B1 (fr) 2007-10-18 2007-10-18 Dispositif et procede de surveillance d'un reseau de conduites de liquides et reseau equipe d'un tel dispositif

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0707296A FR2922625B1 (fr) 2007-10-18 2007-10-18 Dispositif et procede de surveillance d'un reseau de conduites de liquides et reseau equipe d'un tel dispositif

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2922625A1 true FR2922625A1 (fr) 2009-04-24
FR2922625B1 FR2922625B1 (fr) 2009-12-04

Family

ID=39271426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0707296A Expired - Fee Related FR2922625B1 (fr) 2007-10-18 2007-10-18 Dispositif et procede de surveillance d'un reseau de conduites de liquides et reseau equipe d'un tel dispositif

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2922625B1 (fr)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012059508A1 (fr) 2010-11-04 2012-05-10 Xepto As Localisation d'eau parasitaire dans des réseaux de canalisation
GB2497157A (en) * 2011-12-01 2013-06-05 Veolia Water Outsourcing Ltd Sewerage system level sensing
NL1041492B1 (en) * 2015-09-25 2017-04-19 Joannes Adrianus Michael Clemens Van Helvoort A sewage water level measuring system.
FR3049623A1 (fr) * 2016-04-04 2017-10-06 Valcap Valence Capteur Procede et dispositif informatiques de surveillance continue d'un reseau de canalisations d'eaux residuaires
CN113566876A (zh) * 2021-06-17 2021-10-29 无锡市永安电子科技有限公司 一种管道内部环境监测装置及其控制系统
WO2021246935A1 (fr) * 2020-06-01 2021-12-09 Aqua Robur Technologies AB Système de capteur de trop-plein d'égout unitaire et procédés
US20230044547A1 (en) * 2020-01-23 2023-02-09 Detectronic Limited Open channel flow monitoring apparatus
NL2032501A (en) * 2022-03-16 2023-09-21 Univ Qingdao Technology A method and a system for identifying and positioning sewer clogging

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2273227A1 (en) * 1974-03-29 1975-12-26 Lukas Edeltraud Automatic container filling system - programmer controls valves between supply and receiving containers, also washing fluid valves
US4135548A (en) * 1977-08-11 1979-01-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Liquid nitrogen level controller
WO2003077431A2 (fr) * 2002-03-06 2003-09-18 Automatika, Inc Systeme de reseau de conduits

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2273227A1 (en) * 1974-03-29 1975-12-26 Lukas Edeltraud Automatic container filling system - programmer controls valves between supply and receiving containers, also washing fluid valves
US4135548A (en) * 1977-08-11 1979-01-23 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Liquid nitrogen level controller
WO2003077431A2 (fr) * 2002-03-06 2003-09-18 Automatika, Inc Systeme de reseau de conduits

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012059508A1 (fr) 2010-11-04 2012-05-10 Xepto As Localisation d'eau parasitaire dans des réseaux de canalisation
GB2497157A (en) * 2011-12-01 2013-06-05 Veolia Water Outsourcing Ltd Sewerage system level sensing
GB2534072A (en) * 2011-12-01 2016-07-13 Veolia Water Outsourcing Ltd Apparatus for a sewerage system
GB2497157B (en) * 2011-12-01 2016-10-05 Veolia Water Outsourcing Ltd Apparatus for a sewerage system
GB2534072B (en) * 2011-12-01 2016-12-28 Veolia Water Outsourcing Ltd Apparatus for a sewerage system
NL1041492B1 (en) * 2015-09-25 2017-04-19 Joannes Adrianus Michael Clemens Van Helvoort A sewage water level measuring system.
FR3049623A1 (fr) * 2016-04-04 2017-10-06 Valcap Valence Capteur Procede et dispositif informatiques de surveillance continue d'un reseau de canalisations d'eaux residuaires
US20230044547A1 (en) * 2020-01-23 2023-02-09 Detectronic Limited Open channel flow monitoring apparatus
WO2021246935A1 (fr) * 2020-06-01 2021-12-09 Aqua Robur Technologies AB Système de capteur de trop-plein d'égout unitaire et procédés
CN113566876A (zh) * 2021-06-17 2021-10-29 无锡市永安电子科技有限公司 一种管道内部环境监测装置及其控制系统
NL2032501A (en) * 2022-03-16 2023-09-21 Univ Qingdao Technology A method and a system for identifying and positioning sewer clogging

Also Published As

Publication number Publication date
FR2922625B1 (fr) 2009-12-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
FR2922625A1 (fr) Dispositif et procede de surveillance d'un reseau de conduites de liquides et reseau equipe d'un tel dispositif
EP2145051B1 (fr) Procede et installation de controle en temps reel de la qualite de l'eau d'un reseau de distribution
US11821769B2 (en) Flow imaging and monitoring for synchronized management of wide area drainage
EP2382453B1 (fr) Capteur et procédé de mesure en continu du niveau d'encrassement
WO2010082006A1 (fr) Micro-capteur réalisé en technologies microsystèmes pour la mesure et/ou la détection de l'encrassement
EP3087361B1 (fr) Équipement de relève et de transmission de valeurs mesurées de température
FR2943696A1 (fr) Installation et procede de controle de la qualite de l'eau dans un reseau d'eau potable
FR3074818B1 (fr) Procede d'evaluation de l'etat d'un systeme de distribution d'eau
Beheshti et al. Detection of extraneous water ingress into the sewer system using tandem methods–a case study in Trondheim city
Cherqui et al. A platform and protocol to standardise the test and selection low-cost sensors for water level monitoring
JP4915676B2 (ja) 自動降灰・降雨量計
US6009762A (en) Fluid flow detector
KR20090107245A (ko) 비점오염원 모니터링 시스템 및 그 방법
Panasiuk et al. Identifying sources of infiltration and inflow in sanitary sewers in a northern community: comparative assessment of selected methods
FR3024545A1 (fr) Systeme de mesure intelligent au point de livraison d'un fluide
Nord et al. An autonomous low-power instrument platform for monitoring water and solid discharges in mesoscale rivers
FR3049623A1 (fr) Procede et dispositif informatiques de surveillance continue d'un reseau de canalisations d'eaux residuaires
Puviarasi et al. Design and development of smart portable system for underground pipeline leakage monitoring based on iot
FR3110724A1 (fr) Détection améliorée de changement de composition physico-chimique d’un liquide
EP4352480A1 (fr) Dispositif de surveillance d'un local
CA2986127C (fr) Detection d'exposition de pipelines dans les franchissements de nappes et de cours d'eau
CN109283308B (zh) 重力排水管网中定位排放点的测量装置、系统及定位方法
FR3020823B1 (fr) Un systeme de recuperation de fluides pour une installation
TW202235724A (zh) 下水道管渠入流入滲流量自動監測系統
WO2019219622A1 (fr) Débitmètre piézoélectrique

Legal Events

Date Code Title Description
CA Change of address
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 11

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 12

ST Notification of lapse

Effective date: 20200910