Brevet FR2726910A1 — publié le 19960515

La présente invention concerne un dispositif d'identification d'un fluide, notamment d'un fluide du type hydrocarbure destiné à etre transvasé à partir d'un réservoir source dans un réservoir cible. Ce dispositif est principalement mais non exclusivement destiné à l'identification de carburants hydrocarbures lors de leur transvasement entre une citerne d'alimentation et les réservoirs d'une station-service assurant la distribution de carburants. Un important problème posé dans le cadre de la chaîne de distribution de carburants, à l'échelon national et international, réside dans les mélanges intempestifs de carburants de types différents. De façon très concrète, le problème tient aux constatations suivantes : une station-service possède en général plusieurs cuves de stockage, correspondant aux différents types de carburants qui sont utilisés par la clientèle. Ainsi, en France, les stations-service disposent en général de six carburants différents, ayant chacun des caractéristiques de combustion différentes, et étant adaptés à des types particuliers de moteurs. Ces différents carburants se répartissent en trois principales catégories, à savoir, l'essence dite "super" sans plomb, ltessence "super" plombée, et le gas-oil moteur. Ces différents carburants ne doivent pas être mélangés, faute de quoi ils deviennent impropres à l'utilisation, et même en l'absence d'utilisation, ils créent des dommages et des inconvénients à plusieurs niveaux. Ainsi, un mélange de carburants dans une cuve de station-service a, avant d'être découvert, des conséquences négatives pour les automobilistes, qui doivent faire nettoyer et réparer le moteur endommagé de leur véhicule. Ensuite, les répercussions du mélange s'étendent aux compagnies pétrolières qui alimentent les stations-service, en ternissant leur image, aux stations-service qui doivent purger leurs cuves et perdent ainsi plusieurs heures d'ex ploitation, et aux compagnies d'assurance qui assurent ces risques et doivent rembourser les dommages correspondants aux différentes parties intéressées. En outre, le convoyage des carburants étant souvent assuré entre les dépôts d'hydrocarbures et les stations-service par des compagnies de transport indépendantes, celles-ci ainsi que leur personnel sont également menacés par ce genre d'incidents, puisqu'un mélange de carburants est considéré comme étant une faute grave pouvant conduire au licenciement du livreur fautif. Or, malgré toutes les consignes données par les transporteurs à leurs livreurs, il n'existe à ce jour aucun procédé permettant de contrôler, juste avant son écoulement, la concordance d'un produit provenant d'un compartiment de camion-citerne avec le produit stocké dans une cuve de station-service. De ce fait, un mélange accidentel peut avoir lieu lorsque le livreur branche simultanément plusieurs compartiments de camion-citerne, contenant en général des carburants différents, sur plusieurs cuves différentes de la station-service, à l'aide des tuyaux flexibles prévus à cet effet. Comme un livreur effectue en général plusieurs tournées dans une journée, pour alimenter différentes stations-service avec des types et des quantités de carburants variables qui se retrouvent successivement dans des compartiments différents du camion-citerne, une erreur de manipulation ne peut pas être exclue, conduisant à un mélange accidentel qui vient d'être décrit ci-dessus. La présente invention a pour but de proposer un dispositif permettant de remédier à ces inconvénients, en empêchant le transvasement dans une cuve donnée de stationservice, d'un hydrocarbure de type différent de celui qui y est déjà contenu. L'invention a également pour but de proposer un dispositif d'identification qui soit d'une utilisation très sure et fiable, à un coût raisonnable par rapport au coût des problèmes résolus. A cet effet, l'invention concerne un dispositif d'identification d'un fluide, notamment d'un carburant hydrocarbure, destiné à être transvasé à partir d'un réservoir source pourvu d'une bouche de déversement, dans un réservoir cible pourvu d'une bouche d'alimentation, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens capteurs pour mesurer au voisinage de la bouche d'alimentation la valeur d'au moins un paramètre représentatif du fluide, et en ce que lesdits moyens capteurs sont connectés à des moyens d'analyse de la valeur du paramètre ainsi mesurée, afin de vérifier la concordance du fluide à transvaser avec le fluide contenu dans ledit réservoir cible. Selon d'autres caractéristiques de l'invention : - le dispositif comporte en outre des moyens de coupure de l'écoulement de fluide, disposés en amont de la bouche d'alimentation du réservoir cible, lesdits moyens de coupure étant maintenus fermés tant que le fluide à verser n'a pas été identifié comme étant identique au fluide déjà contenu dans le réservoir cible - lesdits moyens de coupure comportent une vanne commandée, située en amont de la bouche d'alimentation du réservoir cible - ledit paramètre étant la couleur du fluide, les moyens capteurs sont constitués par au moins une fibre optique disposée dans le trajet du fluide à verser, cette fibre optique étant utilisée pour envoyer un faisceau lumineux dans le fluide à identifier, et pour renvoyer la partie réfléchie et/ou réfractée du faisceau lumineux auxdits moyens d'analyse, qui déterminent si le fluide à verser est identique au fluide du réservoir cible - ledit paramètre étant la turbidité du fluide, cette fibre optique est utilisée pour envoyer un faisceau lumineux dans le fluide à identifier, la partie réfléchie et/ou réfractée du faisceau étant envoyée auxdits moyens d'analyse pour déterminer si le fluide à verser est identique au fluide du réservoir cible - le dispositif comporte simultanément au moins un capteur de détection de la turbidité du fluide et au moins un capteur de détection de la couleur du fluide - les capteurs de chaque vanne sont reliés à l'entrée d'une carte électronique de traitement correspondante, de façon à comparer les grandeurs prélevées par les capteurs à des valeurs de référence mémorisées par la carte électronique, la sortie de chaque carte électronique de traitement commandant ou non l'ouverture de la vanne correspondante, en fonction du résultat de la comparaison des valeurs prélevées et des valeurs mémorisées - pour commander la vanne correspondante, la sortie de chaque carte électronique de traitement est connectée à l'entrée d'une électrovanne de commande disposée dans un circuit d'air comprimé, ledit circuit d'air comprimé actionnant en ouverture le clapet de la vanne lorsque l'électrovanne de commande est passante. L'invention sera mieux comprise en se référant à la description suivante et aux dessins ci-annexés. I1 est à noter que la description de l'invention est faite, de manière nullement limitative, dans son application au déchargement de carburants d'un camion-citerne vers les cuves d'une station-service, étant entendu que l'invention trouve son application, de façon beaucoup plus générale, dans des domaines connexes mettant en oeuvre un transfert de fluides : fluides alimentaires, industriels, chimiques, etc. Dans les dessins - la Figure 1 représente un schéma d'ensemble du dispositif d'identification de fluides selon l'invention ; - la Figure 2 représente une vue en élévation et en coupe d'une vanne pourvue de capteurs d'identification des hydrocarbures, destinée à être utilisée dans le dispositif de la Figure 1 - la Figure 3 représente une vue schématique de la disposition des capteurs d'identification d'hydrocarbures sur la vanne de la figure 2, dans un plan perpendiculaire à la circulation des hydrocarbures. On se réfère à la Figure 1. Le dispositif d'identification 1 selon l'invention comporte principalement un ensemble de vannes 3 (dont une seule est représentée) reliées à un coffret 5 de commande permettant de prélever des informations de toutes les vannes, et de commander celles-ci en ouverture et/ou en fermeture. Chaque vanne 3 est destinée à être vissée sur une bouche d'alimentation correspondante d'un réservoir cible (non représenté), en particulier une bouche d'alimentation d'une cuve souterraine de carburants. En fait, les vannes 3 viennent simplement remplacer les couvercles verrouillés dont sont pourvues la plupart des bouches d'alimentation de cuves de carburants selon l'état actuel de la technique. A cet effet, il suffit de dévisser les couvercles en question par rapport à la tubulure qui en général dépasse du sol au voisinage de la station-service, puis de visser une vanne 3 selon l'invention en lieu et place du couvercle. On se réfère aux figures 2 et 3. Les vannes 3 utilisées dans le cadre de l'invention sont de préférence des vannes à commande pneumatique, à simple effet normalement fermées. Le diamètre interne de la vanne est en général de l'ordre de 80 mm (3 pouces) pour l'application envisagée dans l'exemple, et est de ce fait identique aux tubulures existantes menant aux cuves de la stationservice. La vanne 3 possède de préférence un taraudage pour faciliter le remplacement par vissage des couvercles existants vissés sur les embouts d'alimentation des cuves de station-service. Chaque vanne 3 comporte une entrée 7 destinée à être connectée à un tuyau flexible 9 (Figure 1 ) du camion citerne d'approvisionnement, ce tuyau 9 étant lui-même relié à une bouche de déversement du camion (non représentée). La vanne 3 comporte aussi une sortie 11 vissée sur l'entrée de la bouche d'alimentation d'une cuve de station service (non représentée), et un clapet 13 normalement fermé, actionné par une tige 15 montée sur un ressort de rappel 17. Le ressort de rappel est enfermé dans un logement 19 alimenté par un fluide comprimé, notamment de l'air comprimé, de sorte que l'ouverture de la vanne 3 est à commande pneumatique. Afin de déterminer si l'hydrocarbure à transvaser en provenance d'un camion-citerne à travers une conduite flexible 9, est celui autorisé, il est nécessaire de déterminer la nature exacte de l'hydrocarbure en question parmi les six types possibles (en France). Cette opération doit se faire sans générer d'étincelles, ni de possibilités d'erreurs humaines. A cet effet, comme représenté plus en détail dans les Figures 2 et 3, on dispose à proximité ou à l'intérieur des vannes 3, des moyens capteurs 21,22 appropriés à la lecture de la valeur d'au moins un paramètre permettant d'identifier le carburant. Dans un mode de réalisation tel que représenté, on utilise des capteurs qui sont en fait des capteurs optiques reliés au coffret de commande 5 par l'intermédiaire d'une fibre optique 23. Les capteurs 21,22 sont disposés en amont du clapet 13 d'ouverture/fermeture de la vanne 3, et sont connectés à des moyens d'analyse de la valeur du paramètre ainsi mesuré, situés à l'intérieur du coffret 5, qui seront détaillés plus loin. Ainsi, il est impossible de transvaser un carburant dans la cuve (non représentée) de la stationservice tant que les capteurs 21,22 et les moyens d'analyse n'ont pas déterminé qu'il s'agissait d'un hydrocarbure compatible avec la destination de la cuve en question. Selon l'invention, un premier type de capteur optique 21 est constitué par un capteur d'indice de turbidité (Figure 3) constitué par l'extrémité d'une fibre optique 25, alimentée par une source lumineuse, notamment par une ampoule halogène. Le capteur 21 est vissé dans un orifice aménagé dans le corps 27 de la vanne 3, et son extrémité située dans le trajet de carburant 29 est pourvue d'un réflecteur métallique 31 également disposé dans le trajet du carburant. Ainsi, lorsque la lumière quitte l'extrémité de la fibre optique 25, une partie de la lumière est réfléchie vers la fibre optique, et le reste subit une altération optique (réflection/diffraction) dans le carburant. La quantité d'énergie lumineuse réfléchie recueillie en sens inverse par la fibre optique 25 est fonction de l'indice de turbidité du carburant, et permet de ce fait d'effectuer la discrimination entre la famille des hydrocarbures à base de "super", et la famille des hydrocarbures à base de gas-oil. Selon une variante de l'invention, on utilise en lieu et place du capteur unique 21, deux capteurs 22A et 22B alignés de part et d'autre du corps 27 de la vanne 3. Dans ce cas, la quantité d'énergie lumineuse transmise de la fibre optique 25A à la fibre optique 25B permet de déterminer l'indice de turbidité de l'hydrocarbure dans la vanne. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, et quel que soit le type de capteur optique (21,22), le paramètre physico-chimique de l'hydrocarbure qui est utilisé est sa couleur. Cette mise en oeuvre utilise le fait qu'aux différents carburants disponibles ont été affectées des couleurs différentes par les compagnies pétrolières. Le code de couleur des différents carburants est résumé dans le tableau ci-dessous GAS-OIL jaune ou marron SUPER jaune pâle SANS PLOMB 95 et 98 vert FUEL DOMESTIQUE rouge GAS-OIL MARINE LEGER bleu Chaque couleur a un pouvoir absorbant différent et donne donc une valeur d'identification différente. La réponse optique par un carburant donné à une stimulation optique envoyée est calibrée en laboratoire avec une certaine marge tenant compte des variations de température auxquelles les carburants peuvent être soumis pendant leur distribution. Comme représenté dans la Figure 1, les valeurs prélevées par les capteurs 21, 22, correspondant aux indices de turbidité ou aux couleurs des carburants, sont acheminées par les fibres optiques 23 vers un ensemble électronique d'analyse et de traitement 33 disposé dans le coffret de commande 5. Chaque vanne 3 est ainsi reliée à une carte électronique de traitement 35, spécifiquement programmée pour identifier la conformité du carburant à l'entrée de la vanne avec celui situé dans la cuve correspondante de la station-service. Les cartes électroniques 35 transforment la grandeur optique d'entrée en une valeur numérique qui est comparée à une valeur de référence mémorisée correspondant à l'indice de turbidité ou à la couleur du carburant autorisé. Par conséquent, les cartes 35 sont essentiellement des comparateurs délivrant sur leurs lignes de sortie 37 une valeur logique (O ou 1), dépendant du résultat de la comparaison entre les valeurs d'entrée des paramètres d'identification, et les valeurs mémorisées. De telles cartes sont disponibles dans le commerce, et ne seront pas décrites davantage. La sortie 37 de chaque électrovanne carte 35 est reliée à l'entrée de commande d'une électrovanne 39 de pilotage de la vanne pneumatique 3 correspondante. Chaque électrovanne 39 est alimentée en air comprimé par un circuit d'air comprimé 41, et la sortie de chaque éîec- trovanne 39 est reliée par le circuit d'air comprimé 41 à une vanne 3 correspondante du dispositif. Les électrovannes 39 sont alimentées en air comprimé à partir d'une bouche d'alimentation d'air 43 disposée de façon apparente sur un côté du coffret de commande 5. L'alimentation en air comprimé peut provenir d'une source quelconque, et notamment de la source d'alimentation en air comprimé disponible sur les camions-citernes de livraison. De préférence, des filtres à air 45 et des sécheurs d'air 47 sont disposés dans le circuit d'alimentation en air des électrovannes 39. Les cartes électroniques d'analyse 35 sont alimentées en tension électrique continue par l'intermédiaire d'un transformateur/redresseur 49 commutable dans le réseau électrique de 220 volts par l'intermédiaire d'un interrupteur 51. L'utilisation et le fonctionnement du dispositif selon l'invention sont alors les suivants. Lors de la livraison de carburants, le livreur demande au responsable de la station service de mettre le coffret de commande 5 sous tension à l'aide d'une clé actionnant l'interrupteur de mise sous tension 51. Le livreur branche ensuite un tuyau pneumatique du camion à la bouche d'alimentation 43 en air comprimé du coffret de commande 5, afin d'alimenter ce dernier en air comprimé. Ensuite, le livreur branche un tuyau flexible 9 d'alimentation d'hydrocarbures, entre d'une part la bouche de sortie d'une cuve du camion et l'entrée 7 de la vanne 3 d'une cuve de la station-service. Puis il actionne la vanne manuelle d'ouverture de la cuve du camion, laissant ainsi s'écouler le carburant dans le flexible 9 jusqu'à l'entrée de la vanne 3 du dispositif d'identification, où le carburant est arrêté et identifié. A cet effet, les capteurs 21, 22 de turbidité et de couleur décrits précédemment envoient leurs informations à la carte électronique d'analyse et de traitement 35 correspondant à la vanne 3 en question. La carte 35 analyse en quelque secondes la valeur des paramètres de turbidité et de colorimétrie, et n'émet une commande d'ouverture de l'électrovanne 39 correspondante que si les valeurs détectées par les capteurs 21, 22 correspondent aux valeurs de référence mémorisées. En cas d'identification positive, la carte électronique 35 provoque la mise sous tension de l'électrovanne 39 correspondante. Celle-ci s'ouvre pour laisser passer l'air comprimé du circuit d'air 41 vers la vanne 3, et l'air comprimé actionne l'ouverture du clapet 13 de la vanne 3. L'hydrocarbure peut alors s 'écouler vers la cuve correspondante de la station-service.Le fonctionnement est successivement le même pour l'identification du carburant à l'entrée des autres vannes 3. I1 est à noter que lorsque la cuve du camionciterne est vide, les capteurs ne détectent plus la présence d'un hydrocarbure, et envoient de ce fait 1' information correspondante aux cartes électroniques 35 qui ordonnent aussitôt la fermeture de la vanne 3. En variante de l'invention, il est prévu de munir chaque vanne 3 d'un capteur unique, pour la détermination de l'indice de turbidité, ou de l'indice de colorimétrie, ou des deux. Par ailleurs, certains fluides pourront permettre une identification basée sur des paramètres différents de la turbidité ou de la couleur, et être situés à l'extérieur de la vanne elle-même. De plus, les vannes 3 et/ou le coffret de commande 5 peuvent aisément être pourvus de moyens classiques d'alertes sonore et lumineuse, par exemple par voyant lumineux ou sirène 53, dont le déclenchement est commandé par un branchement erroné à l'entrée de la vanne, de sorte que le livreur puisse rapidement corriger l'erreur de branchement. Il est à noter par ailleurs que l'identification de l'hydrocarbure continue tout au long de l'écoulement du produit, permettant ainsi de détecter d'éventuelles impuretés ou de l'eau de condensation mélangé au produit, ce qui déclencherait également la fermeture immédiate de la vanne en question, interdisant ainsi le passage des impuretés dans la cuve de la station-service. Il ressort de ce qui précède que le dispcsitif d'identification de fluides selon l'invention répond parfaitement aux objectifs fixés, notamment dans le domaine de l'identification d'hydrocarbures qui sont sur le point d'être transvasés dans une cuve de station-service. En effet, l'utilisation du dispositif d'identification selon l'invention élimine tout risque de mélange de carburants de types différents dans les cuves de la station-service, et élimine de ce fait tous les inconvénients qui, jusqu'à l'heure actuelle, résultaient d'une telle situation. En outre, le dispositif est tout à fait efficace, puisqu'il permet non seulement d'identifier les hydrocarbures à transvaser et de vérifier leur conformité avec les produits déjà dans les cuves respectives, mais en outre, en cas de discordance des produits, il permet de bloquer l'écoulement, ce qui permet au livreur de modifier les branchements en conséquence. Par ailleurs, le dispositif d'identification présente toutes les garanties de sécurité, puisque d'une part la vanne de blocage est commandée à distance, de façon pneumatique, et que d'autre part la fibre optique ne transporte qu'une faible énergie optique, ce qui élimine les risques d'explosion liés à la création d'étincelles dans un environnement d'hydrocarbures. De plus, le dispositif d'identification est d'une installation et d'une mise en oeuvre très simples, et ne demandera pas dans la plupart des cas de modification de construction des installations existantes de la stationservice. Enfin, de façon générale, la mise en oeuvre du dispositif d'identification dans un environnement de station-service permet d'améliorer progressivement la pureté des produits contenus dans les cuves des stationsservice, et contribue à la qualité de l'environnement en évitant aux compagnies pétrolières d'avoir à gérer ou a détruire des hydrocarbures accidentellement mélangés. REVENDICATIONS 1. Dispositif (1) d'identification d'un fluide, notamment d'un fluide hydrocarbure destiné à être transvasé à partir d'un réservoir source pourvu d'une bouche de déversement, dans un réservoir cible pourvu d'une bouche d' alimentation, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens capteurs (21,22) pour mesurer au voisinage de la bouche d'alimentation la valeur d'au moins un paramètre représentatif du fluide, et en ce que lesdits moyens capteurs (21,22) sont connectés à des moyens d'analyse (33) de la valeur du paramètre ainsi mesurée, afin de vérifier la concordance du fluide à transvaser avec le fluide contenu dans ledit réservoir cible. 2. Dispositif (1) d'identification d'un fluide selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens de coupure (3,13) de l'écoulement de fluide, disposés en amont de la bouche d'alimentation du réservoir cible, lesdits moyens de coupure (3,13) étant maintenus fermés tant que le fluide à verser n a pas été identifié comme étant identique au fluide déjà contenu dans le réservoir cible. 3. Dispositif (1) d'identification d'un fluide selon la revendication 2, caractérisé en ce que lesdits moyens de coupure (3,13) comportent une vanne (3) pourvue d'un clapet (13) normalement fermé, à commande pneumatique, située en amont de la bouche d'alimentation du réservoir cible. 4. Dispositif (1) d'identification d'un fluide selon la revendication 3, caractérisé en ce que, ledit paramètre étant la couleur du fluide, lesdits moyens capteurs comportent au moins une fibre optique (25,25a,25b) disposée dans le trajet du fluide à transva ser, cette fibre optique étant connectée pour envoyer un faisceau lumineux dans le fluide à identifier, la partie réfléchie et/ou réfractée du faisceau étant fournie par ladite fibre optique auxdits moyens d'analyse (33) pour déterminer si le fluide à verser est identique au fluide du réservoir cible. 5. Dispositif (1) d'identification d'un fluide selon la revendication 3, caractérisé en ce que, ledit paramètre étant la turbidité du fluide, la fibre optique (25,25a,25b) est connectée pour envoyer un faisceau lumineux dans le fluide à identifier, la partie réfléchie et/ou réfractée du faisceau étant fournie par la fibre optique auxdits moyens d'analyse (33) pour déterminer si le fluide à verser est identique au fluide du réservoir cible. 6. Dispositif (1) d'identification d'un fluide selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'il comporte simultanément au moins un capteur de détection de la turbidité du fluide et au moins un capteur de détection de la couleur du fluide. 7. Dispositif (1) d'identification selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les capteurs (21,22) de chaque vanne (3) sont reliés à l'entrée d'une carte électronique (35) de traitement qui compare les grandeurs prélevées par les capteurs à des valeurs de référence mémorisées par la carte (35), la sortie de chaque carte électronique (35) de traitement commandant ou non l'ouverture de la vanne (3) correspondante, en fonction du résultat de la comparaison des valeurs prélevées et des valeurs mémorisées dudit paramètre. 8. Dispositif (1) d'identification selon la revendication 7, caractérisé en ce que, pour commander la vanne (3) correspondante, la sortie (37) de chaque carte électronique (35) de traitement est connectée à l'entrée d'une électrovanne de commande (39) disposée dans un circuit (41) d'air comprimé, ledit circuit d'air comprimé étant connecté pour actionner en ouverture le clapet (13) de la vanne (3) lorsque l'électrovanne de commande (39) est passante. 9. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens d'alarme (53) qui sont actionnés lorsque les moyens d'analyse (33) détectent un fluide inapproprié à l'entré de la vanne (3). 10. Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 3 à 9, caractérisé en ce que la vanne (3) possède un taraudage permettant son vissage sur la bouche d'alimentation d'une cuve de station-service.