FR3043461A1 - Dispositif de detection de fuites a eau avec fonction micro-debit - Google Patents
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Abstract
L'invention a pour objet un procédé de détection de fuites à faibles débits sur un circuit d'eau caractérisé en ce que parallèlement à une canalisation principale du circuit d'eau, on installe sur une canalisation (9) auxiliaire de faible section un détecteur(10) de débit fonctionnant en tout ou rien consistant en un noyau (10A) mobile axialement dont une des deux faces opposée obture un siège lorsque la demande en eau en aval est nulle le dit noyau étant écarté dudit siège lorsque la demande en aval est non nulle et, on surveille le mouvement du noyau pour détecter si le noyau est en appui sur le siège précité ou non.
Description
DISPOSITIF DE DÉTECTION DE FUITES A EAU AVEC FONCTION MICRO-,DEBIT L’invention se rapporte à un procédé de détection de fuites à faible débit.
Elle se rapporte également au dispositif de détection de fuites d’eau pour détecter les micro-débits.
Le réseau de distribution d’eau est vieillissant et en France on estime qu’un litre d’eau potable sur cinq est perdu. Il va de soi que ce litre d’eau produit et perdu a un coût qui est répercuté sur les quatre litres restants.
Non seulement les fuites d’eaux sont coûteuses, elles ne sont pas écologiques.
Il est donc connu d’équiper certains réseaux de distribution d’eau de dispositif de détection de fuites qui sont destinés à détecter automatiquement les fuites et à couper l’alimentation de la partie du réseau qu’ils surveillent.
Ces dispositif de détection de fuites comprennent un moyen de détection du débit d’eau, un moyen de coupure de la circulation d’eau en agissant sur une vanne en cas de détection d’une fuite et des moyens pour à partir du suivi du débit d’eau déterminer s’il s’agit d’une situation normale ou d’un débit anormal.
Une électronique utilise un algorithme dit de fuites pour en fonction de différents critères estimer s’il a une fuite ou non. La détection d’une fuite doit s’appuyer sur la notion de débit et, souvent, sur la notion de temps. En effet si on constate un faible débit qui dure par exemple trente secondes cela n’a pas la même signification lorsqu’il dure une heure ou plus ou si ce débit se produit la nuit lorsque la consommation d’eau ne semble pas justifiée.
Actuellement, ces systèmes de surveillance utilisent le système de comptage d’eau du compteur d’eau pour surveiller le débit d’eau et en faire une analyse.
En effet, dans un compteur d’eau est prévu un dispositif de mesure pour la facturation de l’eau consommé mais malheureusement ces systèmes de mesures entraînent des pertes de charge qui sont croissantes si la mesure est de plus en plus précise. Les fabricants de compteurs utilisent généralement les moyens de mesures équipant les compteurs qui, par exemple, mesurent la vitesse au moyen d‘une roue à aube permettant d’en déduire un volume. Malheureusement des faibles fuites par exemple de 21/h ne sont pas détectées car le moyen de comptage est incapable de fournir cette mesure. Chaque compteur a un débit de démarrage qui est plus ou moins important au-dessous duquel il ne donne pas de valeur de débit.
On peut utiliser des compteurs de petit diamètre mais cela engendre une résistance hydraulique incompatible avec les besoins domestiques ou professionnels. Il est donc difficile de détecter des faibles débits donc des faibles fuites mais qui s’accumulent au cours du temps. L’invention se propose d’apporter une solution. A cet effet, l’invention se rapporte à un procédé de détection de fuites sur un circuit d’eau pour des faibles débits étant caractérisé en ce que parallèlement à une canalisation principale, on installe sur une canalisation auxiliaire de faible section un détecteur de débit fonctionnant en tout ou rien consistant en un noyau mobile axialement dont une des deux faces opposée obture un siège lorsque la demande en eau en aval est nulle le dit noyau étant écarté du siège précité par une demande en aval non nulle et ,on surveille le mouvement du noyau pour détecter si le noyau est en appui sur le siège précité ou non et en fonction d’au moins un algorithme on décide s’il y a une fuite. L’invention sera bien comprise à l’aide de la description ci-après faite à titre d’exemple non limitatif en regard du dessin qui représente : FIG 1 une installation comportant un dispositif de détection de fuites selon l’invention FIG 2 un détecteur de micro débit à monter sur un circuit FIG 3 un détecteur monté sur une vanne à membrane
En se reportant au dessin, on voit un circuit 1 de distribution d’eau vers différents points d’une habitation. Ce circuit d’eau présente en amont un compteur 2 d’eau en vue de facturer la consommation d’eau potable.
Un dispositif de détection de fuites 3 d’eau est monté en aval du compteur d’eau pour surveiller le circuit d’eau comportant différents points de puisage équipés souvent d’un robinet d’arrêt.
On trouve un point de puisage pour la machine à laver le linge et le lave vaisselles. Un point de puisage se trouve dans la cuisine et dans la salle de bain. Un autre fournit de l’eau à une chaudière ou un à un ballon dit de chauffage. Sur un tel circuit il peut y avoir des incidents comme le non fonctionnement d’une électrovanne dans les machines à laver ou une fuite au niveau des joints ou autre.
Pour apporter une solution, sont connus les dispositif de détection de fuites 3 d’eau pour détecter les fuites d’eau et en cas de détection au moins alerter et souvent stopper l’alimentation en agissant sur un organe de fermeture.
Un dispositif de détection de fuites 3 d’eau comprend un moyen 2A de détection du débit d’eau, un moyen 5 d’analyse dudit débit d’eau dans le temps en vue d’en déduire un écoulement anormal de type fuite, un moyen 6 de coupure de l’alimentation en eau du circuit d’eau.
Un moyen 7 d’action agit sur le moyen de coupure de l’eau lorsqu’il est décidé, par le moyen 5 d’analyse qu’il y a une fuite. Avantageusement, ce dispositif de détection de fuites comprend, monté sur une canalisation 9 auxiliaire, un détecteur 10 de débit fonctionnant en tout ou rien comprenant, d’une part, un noyau 10A mobile axialement dont une 10B des deux faces opposées 10B, 10C obture un siège lorsque la demande en eau en aval est nulle le dit noyau 10A étant écarté du siège précité par une demande en aval non nulle et ,on surveille le mouvement du noyau pour détecter si le noyau est en appui sur le siège précité ou non et en fonction d’au moins un algorithme on décide s’il y a une fuite.
Lorsque le flux amont en amont du siège est nul le dit noyau est sollicité vers le siège précité par un moyen 12 de rappel. Un détecteur 13 de position sensible au mouvement du noyau 10A est utilisé pour détecter si le noyau est en appui ou non sur le siège précité.
En effet, lorsqu’il n’y a aucun écoulement d’eau en aval ( donc le circuit est étanche), le noyau 10A est en appui sur son siège et donc il n’y a pas de fuite. Dès qu’il y a un écoulement volontaire ou non, le noyau s’écarte de son siège 11 et cela peut signifier qu’il y a une fuite ou un faible écoulement volontaire.
Si une autre information indique que l’eau ne s’écoule pas telle une information du compteur ou ne devrait pas s’écouler ( la nuit dans un immeuble de bureaux il n’y a personne), il peut être décidé qu’une fuite existe. Ce détecteur de débit en tout ou rien est alors un second détecteur s’il fonctionne avec les moyens 2A de mesure du compteur d’eau. Même s’il n’y a pas de seconde information, si l’écoulement faible persiste dans le temps, il est probable qu’une fuite existe car en principe le noyau 10A est en appui sur le siège 11 si le circuit est étanche.
Il est peu important de savoir si le volume d’eau qui s’écoule est important ou non mais dans la mesure où ce détecteur de débit indique un écoulement alors que l’information provenant du compteur d’eau n’indique pas un débit, il est probable que cela correspond à une fuite.
En effet le débit peut être trop faible pour être visible par le compteur par exemple un litre/heure mais la fuite est suffisante pour déplacer le noyau 10A et l’écarter du siège 11 de la canalisation.
Pour être sensible le détecteur 10 de débit en tout ou rien est monté sur une canalisation 9 auxiliaire (en parallèle) de section réduite par rapport à la canalisation principale celle-ci étant équipée d’un moyen 100 tel un clapet à ressort qui ne s’ouvre que si le débit demandé par le point de puisage atteint un minimum. Ce clapet 100 équipant la conduite principale ne doit laisser le passage libre à la circulation de l’eau qu’après le déplacement du noyau 10A.
Le détecteur 13 de mouvement du noyau 10A peut être un contact électrique ou mécanique ou un détecteur électromagnétique. Lorsqu’il s’agit d’un détecteur électromagnétique, le noyau 10A sera en matériau magnétique. Un moyen de détection optique est également possible. Il surveille les mouvements du noyau.
Le moyen de rappel du noyau 10A vers son siège peut être la simple gravité ce qui oblige à positionner le noyau 10A de manière que la gravité exerce son action dans la bonne direction c’est-à-dire vers le siège et vers le bas.
Cela complique un peu la disposition des moyens et cette difficulté peut être solutionnée par l’utilisation d’un ressort 12 de faible raideur. Ce ressort sert à compenser le poids du noyau et les frottements et à un tarage minimal.
Avantageusement, le détecteur de micro-débit en tout ou rien est monté sur une vanne à membrane pilotée.
Une vanne 20 à membrane comporte une membrane 21 avec son obturateur 30 qui dans une position s’applique sur un siège aidé en cela par un ressort 22 qui s’applique sur une des deux faces opposées et à son autre face soumise à la pression d’un fluide régnant dans une chambre de contrôle reliée à une conduite de pilotage.
Le détecteur 10 en tout ou rien est monté sur la conduite 23 de pilotage qui est encore la canalisation d’alimentation de la chambre de pilotage de la vanne ou moyen de coupure 6.
Cette vanne à membrane est montée de sorte à constituer la fonction coupure en cas de fuite ou de consommation excessive. Elle constitue également le clapet 100 pour le fonctionnement du détecteur 10 de micro débit. Le détecteur de microdébit est construit de sorte que le flux maximal d’eau qui le parcourt est très faible de telle sorte à ce que le dispositif de détection de fuites assure sa fonction de coupure
Le noyau est monté dans une canalisation. De préférence, il est cylindrique à rayon constant et coulisse avec un faible jeu inférieur à 100 microns et de préférence inférieur à 50 microns. La longueur du noyau sera importante par rapport au jeu pour un jeu de 100 microns on fixera une longueur minimale d’au moins 5 mm et de préférence pour 50 microns de jeu, la longueur du noyau sera de 10 mm.
Ainsi le procédé de détection d’une fuite à faible débit sur un circuit d’eau est caractérisé en ce que parallèlement à une canalisation principale, on installe sur une canalisation auxiliaire de faible section un détecteur 10 de débit fonctionnant en tout ou rien consistant en un noyau 10A mobile axialement dont une des deux faces opposée obture un siège 11 lorsque la demande en eau en aval est nulle le dit noyau étant écarté dudit siège 11 lorsque la demande en aval est non nulle et, on surveille le mouvement du noyau pour détecter si le noyau est en appui sur le siège précité ou non et en fonction d’au moins un algorithme on décide s’il y a une fuite lorsque le noyau est écarté dudit siège.
Lorsque le noyau 10A est écarté de son siège, on est potentiellement en présence d’une fuite qui est corroborée par un autre critère ( ou autre information) lequel autre critère peut être une durée ou une répétition ou une mesure de débit. On décide qu’il y a une fuite lorsque le noyau est écarté de son siège un temps long, par exemple d’au moins deux heures.
La fuite peut également être corroborée par une information provenant du compteur indiquant qu’il n’y a pas de consommation (ce qui est le cas d’une faible fuite le compteur n’étant pas suffisamment sensible).
Cette fuite peut résulter d’une mauvaise fermeture d’une chasse d’eau, où on constate périodiquement une consommation d’eau suivi d’une information sur le fait que le noyau est écarté du siège. La répétition de cette consommation évoque la possible fuite d’une chasse d’eau.
Avec ce nouveau moyen, on détecte en premier lieu une présence de débit qui sera souvent accompagné d’une mesure de débit.
Le détecteur (10) fonctionnant en tout ou rien est un second détecteur de débit et le dispositif comprend un premier détecteur 2A de débit fonctionnant en moyen de mesure tel le moyen de comptage du compteur d’eau.
Une application intéressante est la détection de fuite d’un réservoir d’eau avec maintien à niveau de réservoir en automatique tel une chasse d’eau.
Lorsqu’ une chasse d’eau fuit l’eau du réservoir s’écoule jusqu’à ce que le niveau dans le réservoir baisse suffisamment pour déclencher un remplissage. Ce type de fuite a un débit faible. Entre deux remplissages le réseau d’eau ne détecte donc pas de fuite mais on constate périodiquement un écoulement qui peut être mesurable lors du remplissage complémentaire du réservoir.
La corrélation de la non présence de micro-fuites avec répétition du remplissage complémentaire du réservoir va être une indication de fuite du réservoir.
On surveille donc la répétition d’une consommation d’eau sans indication d’écoulement provenant du détecteur à micro débit entre deux événements.
On détecte une fuite si entre des événements répétitifs de courte durée il n’y a pas de détection de micro-débits. On détecte une fuite si entre un évènement qui se répète périodiquement aucun micro-débit n’est détecté entre deux événements successifs.
Claims (14)
- REVENDICATIONS1. Procédé de détection de fuites à faibles débits sur un circuit d’eau caractérisé en ce que parallèlement à une canalisation principale du circuit d’eau, on installe sur une canalisation (9) auxiliaire de faible section un détecteur(lO) de débit fonctionnant en tout ou rien consistant en un noyau (10A) mobile axialement dont une des deux faces opposée obture un siège lorsque la demande en eau en aval est nulle le dit noyau étant écarté dudit siège lorsque la demande en aval est non nulle et, on surveille le mouvement du noyau pour détecter si le noyau est en appui sur le siège précité ou non.
- 2. Procédé de détection de fuites à faibles débits selon la revendication 1 caractérisé en ce que lorsque le noyau 10A est écarté de son siège on est potentiellement en présence d’une fuite qui est corroborée ou non par un autre critère que sont la durée, la répétition ou une mesure du débit.
- 3. Procédé de détection de fuites à faibles débits selon la revendication 1 caractérisé en ce qu’on détecte une fuite si entre un évènement qui se répète périodiquement aucun micro-débit n’est détecté.
- 4. Dispositif de détection de fuites installé sur un circuit d’eau ce dispositif de détection de fuites (3) comprenant un moyen (2A) de détection du débit d’eau, un moyen (5) d’analyse dudit débit d’eau en vue d’en déduire un écoulement anormal, un moyen(6) de coupure de l’alimentation en eau du circuit d’eau ce dispositif de détection de fuites étant caractérisé en ce qu’il comprend en outre un détecteur (10) de débit fonctionnant en tout ou rien comprenant, d’une part, un noyau (10A) mobile axialement dont une (10B) des deux faces opposées obture un siège (11) lorsque la demande en aval en eau est nulle, le dit noyau étant écarté du siège lorsque la demande en aval est non nulle et, d’autre part, un détecteur (13) sensible au mouvement du noyau (10A) utilisé pour détecter si le noyau (10A) est en appui sur le siège (11) précité ou non.
- 5. Dispositif de détection de fuites selon la revendication 4 caractérisé en ce que le détecteur (10) fonctionnant en tout ou rien est un second détecteur de débit et le dispositif comprend un premier détecteur (2A) de débit fonctionnant en moyen de mesure.
- 6. Dispositif de détection de fuites selon la revendication 4 caractérisé en ce que le noyau (10A) est appliqué sur le siège (11) de la canalisation lorsqu’il n’y a pas d’écoulement donc pas de fuite.
- 7. Dispositif de détection de fuites selon les revendications 4 caractérisé en ce qu’il comprend un moyen (12) de rappel qui tend à appliquer le noyau (10A) sur son siège.
- 8. Dispositif de détection de fuites selon la revendication 4 caractérisé en ce que le noyau (10A) est en matériau magnétique et le détecteur (13) de mouvement est sensible au champ magnétique
- 9. Dispositif de détection de fuites selon la revendication 4 caractérisé en ce qu’un détecteur (13) optique surveille les mouvements du noyau.
- 10. Dispositif de détection de fuites selon la revendication 4 caractérisé en ce que le détecteur (10) est monté sur une canalisation (9) auxiliaire à une canalisation principale laquelle canalisation principale comprend un moyen (100) n’autorisant le passage du fluide que si le noyau s’est écarté du siège.
- 11. Dispositif de détection de fuites selon la revendication 10 caractérisé en ce que le moyen (100) autorisant le passage du fluide que si le noyau (10A) est écarté de son siège est un clapet à ressort
- 12. Dispositif de détection de fuites selon la revendication 10 caractérisé en ce que la canalisation auxiliaire (9) est la canalisation de pilotage de la chambre de contrôle d’une vanne (20) à membrane, la dite vanne à membrane contrôlant la fermeture et l’ouverture de la canalisation principale.
- 13. Dispositif de détection de fuites selon la revendication 9 caractérisé en ce que le détecteur (10) fonctionnant en tout ou rien est monté sur un moyen (6) de coupure de rarrivée d’eau.
- 14. Dispositif de détection de fuites selon la revendication 10 caractérisé en ce que le jeu entre la canalisation et le noyau est inférieur à cent microns sur une longueur d’au moins cinq millimètres.
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