Brevet FR2740873A1 — publié le 19970509

La présente invention concerne la détection de présence de liquide, et en particulier un dispositif de détection de présence d'eau utilisé notamment comme détecteur de fuite d'eau pour les canalisations de transport d'eau. Partout où il y a transport d'eau dans des canalisations, il peut y avoir des fuites d'eau. Ces fuites d'eau peuvent entraîner des dégâts importants dans la mesure où les canalisations de transport d'eau étant généralement entourées d'une couche de protection en matériau isolant thermique tel qu'une mousse de polyuréthane, la fuite d'eau envahit lentement la couche de revêtement et fait perdre toute efficacité à l'isolant tout en amplifiant la corrosion de la canalisation. La découverte de la fuite a souvent lieu très longtemps après son début et il est trop tard pour y remédier. Les fuites se produisent presque toujours aux joints de raccordement entre deux parties de canalisations. Mais, l'eau se propageant le long de la canalisation et dans la couche de revêtement, une simple constatation de présence d'eau à un endroit ne permet pas de connaître avec certitude l'endroit de la fuite. I1 existe actuellement des moyens pour détecter les fuites d'eau dans les canalisations existantes. Ces moyens qui utilisent les caractéristiques acoustiques de la canalisation, ou mettent en jeu les différences de résistance électriques entre les différentes portions, sont difficiles à mettre en oeuvre et très coûteuses. Pour cette raison, on a songé à placer des détecteurs de fuites qui sont des dispositifs disposant d'une alimentation électrique propre, et donc susceptibles de dépenser de l'énergie, même en l'absence de détection de fuite. De façon générale, les détecteurs de présence d'eau sont des dispositifs ayant une source d'alimentation incorporée telle qu'une pile et donc rapidement hors d'usage du fait de l'usure de la pile même en l'absence de détection d'eau. C'est pourquoi le but principal de l'invention est de fournir un dispositif de détection de présence de liquide ne nécessitant aucune source d'alimentation électrique. Un autre but de l'invention est de fournir un dispositif de détection de présence de liquide dont la source d'énergie électrique est formée seulement en présence du liquide. Encore un autre but de l'invention est de fournir un dispositif de détection de fuite d'eau dans les canalisations de transport d'eau, ne nécessitant aucune source d'énergie électrique. L'objet de l'invention est donc un dispositif de détection de présence de liquide du type comportant un moyen de détection de liquide et un moyen d'information pour signaler, transmettre ou mémoriser la détection de présence de liquide, dans lequel le moyen de détection de liquide est constitué d'un récipient contenant un composé chimique à l'état sec dans lequel sont enfoncées deux électrodes séparées, l'ensemble formé du composé chimique et des électrodes se transformant en pile électrique lorsque le composé est imbibé de liquide. Les électrodes sont connectées en tant que bornes d'alimentation électrique au moyen d'information pour que celui-ci soit mis en fonctionnement lorsque le liquide pénètre dans le récipient. Les buts, objets et caractéristiques de l'invention apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit faite en référence aux dessins dans lesquels la figure 1 représente schématiquement une coupe d'un dispositif de détection de présence de liquide selon un mode de réalisation préféré de la présente invention, et la figure 2 représente schématiquement une canalisation de transport d'eau comportant un dispositif de détection de présence d'eau selon l'invention. Le dispositif selon l'invention qui, dans un mode de réalisation préféré est un dispositif de détection de présence d'eau, se présente comme un boîtier 10 dont la forme est de préférence parallélépipèdique (elle pourrait être cylindrique ou d'une autre forme) comportant deux compartiments comme illustré sur la figure 1. Le compartiment inférieur comprend principalement un récipient 12 contenant un composé chimique 14 dans lequel sont enfoncés deux électrodes 16 et 18. Le composé chimique est un sel (ou un mélange de sels) du type électrolyte lorsqu'il se trouve sous forme ionique dans un milieu aqueux. Un tel composé peut par exemple être du chlorure d'ammonium ou un mélange de chlorure d'ammonium et de bioxyde de manganèse.Les deux électrodes 16 et 18 sont en métal, chacune étant en un métal différent de l'autre, par exemple cuivre et zinc, ou bien l'une des électrodes est en métal (par exemple en cuivre) et l'autre électrode est en carbone. Le composé chimique 14 remplissant le récipient 12 est à l'état sec. Lorsqu'un tel composé chimique s'imbibe d'eau, il passe à l'état ionique, ce qui permet d'activer une réaction chimique entraînant le transfert d'électrons d'une électrode à l'autre, par exemple de l'électrode en carbone à celle en métal. L'apport d'eau dans le récipient a donc pour effet de transformer le récipient 12 en pile. De façon à ce que l'eau puisse pénétrer dans le récipient 12, le boîtier 10 comporte une ouverture 20 qui peut être située à n'importe quelle hauteur, mais de préférence un peu au dessus du fond comme illustré sur la figure. Bien que ce ne soit pas une obligation, il est préférable de placer un récipient 22 contenant un produit hygroscopique destiné à absorber l'humidité entre l'ouverture 20 et le récipient 12. Ceci a pour but d'empêcher que le composé 14 ne s'humidifie et que le récipient 12 ne devienne une pile à cause de l'humidité ambiante et non parce qu'il y a eu détection de présence d'eau. On doit noter que, aussi bien les parois du récipient 22 contenant le produit hygroscopique que la paroi du récipient 12 la plus proche de l'ouverture 20, sont en un matériau poreux (en pointillés sur la figure) laissant passer l'eau. Les deux électrodes 16 et 18 sont connectées aux deux bornes d'alimentation électrique d'un circuit d'information 24 qui peut être un voyant, un "buzzer", un émetteur ou une simple mémoire. Lorsque l'eau a imbibé le composé 14 en transformant le récipient 12 en une pile électrique, le circuit d'information 24 est activé, cette activation se manifestant par l'allumage d'un voyant, l'émission d'un signal sonore, la transmission de signaux électromagnétiques, la mémorisation de la détection de présence d'eau ou par une combinaison de plusieurs de ces manifestations. Dans beaucoup d'applications où le dispositif selon l'invention n'est pas surveillé en permanence et du fait que la pile a une durée de vie limitée, il est préférable que le circuit 24 soit un émetteur de signaux électromagnétiques à destination d'un récepteur placé à une distance se trouvant dans le rayon d'action de l'émetteur, où les signaux sont détectés ou mémorisés. On doit noter que le circuit d'information doit continuer à fonctionner même si le dispositif se trouve entièrement environné d'eau. C'est pourquoi le boîtier 10 est de préférence étanche et le récipient 12 est séparé de la partie du boîtier où se trouve le circuit d'information 24 par une cloison étanche 26, de sorte que l'eau ne puisse pas envahir cette partie du boîtier. Le dispositif de détection de présence d'eau selon l'invention peut donner lieu à de nombreuses applications. Une des applications les plus intéressantes est la détection de fuite d'eau dans les canalisations de transport d'eau. Dans ce type de canalisations, la fuite se produit toujours à l'endroit du raccord entre deux parties de la canalisation. Comme ce raccord ne comporte pas de couche de protection, on procède généralement à l'installation d'un manchon 40 comme illustré sur la figure 2, dans lequel on injecte une mousse, telle qu'une mousse polyuréthane destinée à servir de revêtement de protection et d'isolation à l'endroit du raccord entre les deux parties de canalisation 32 et 34 déjà revêtues d'une couche de protection. Il faut alors prévoir un évidemment dans la partie inférieure du manchon dans lequel est placé un dispositif de détection de fuite d'eau 36 conforme à l'invention.Lorsqu'on procède à l'injection de la mousse, le dispositif se trouve donc noyé dans la mousse, sa partie inférieure qui comporte le voyant, le "buzzer" ou les antennes d'émission pouvant être dégagée afin d'améliorer l'émission des signaux. Même si la canalisation est sans couche de protection, il est possible d'installer un dispositif selon l'invention en "enrobant" le dispositif avec une gaine élastomère à la partie inférieure de la canalisation où la fuite risque de se déclarer. Une telle gaine entourant la canalisation permettra de diriger l'eau sur le dispositif de détection de fuite. Les dispositifs 36 sont de préférence des dispositifs comportant un émetteur de signaux électromagnétiques, placés à chaque raccord. Dans ce cas, chaque émetteur est ajusté pour émettre un signal codé avec l'identification du dispositif (par exemple son emplacement) dans lequel il se trouve. Pour une canalisation donnée un récepteur situé dans le rayon d'action de tous les dispositifs installés, permettra de recueillir des signaux émis par un dispositif dans lequel le récipient 12 est devenu une pile par la pénétration de l'eau provenant d'une fuite du raccord correspondant, et de l'identifier. Les signaux recueillis par le récepteur peuvent alors être soit mémorisés de façon à être récupérés par un contrôleur interrogeant périodiquement le récepteur, soit transmis automatiquement vers un poste central au moyen d'un réseau de communication comme le réseau téléphonique. S'il s'agit d'une canalisation accessible facilement et qui est surveillée continuellement, chaque dispositif pourra être simplement muni d'un voyant lumineux qui s'allumera en cas de fuite du raccord correspondant. Beaucoup d'autres applications peuvent être envisagées. Ainsi, le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour la détection d'une fuite des canalisations d'une résidence secondaire non occupée. Il faut prévoir un dispositif comportant un émetteur de signaux d'alarme, soit adapté pour transmettre directement sur le réseau téléphonique, soit en transmettant à un récepteur branché sur le réseau téléphonique de façon à alerter le propriétaire des lieux. L'application ci-dessus peut d'ailleurs être généralisée à la surveillance de toute zone industrielle ou autre devant être exempte d'eau, de manière à ce qu'en cas de présence d'eau, le dispositif provoque l'émission d'une alarme ou le démarrage d'une installation de pompage. Une autre application peut être la détection d'un marin tombé d'un bateau en pleine vitesse. Le dispositif accroché à la ceinture du gilet de sauvetage du marin ou intégré à son équipement, va être activé lors du contact avec l'eau de façon à déclencher un signal sonore, allumer un voyant ou émettre un signal d'alarme reçu par un récepteur se trouvant sur le bateau. De façon générale, le dispositif selon l'invention peut faire office de balise de repérage pour les navigateurs ou les montagnards. En cas de nécessité, il leur suffira d'introduire de l'eau ou de la neige dans le dispositif pour déclencher un signal radio ou lumineux permettant un repérage plus facile. Enfin, une dernière application peut être la surveillance des enfants en bas âge se trouvant sur le bord d'une piscine ou d'une étendue d'eau. Le dispositif selon l'invention fixé au poignet de l'enfant, enverra des signaux à un récepteur qui alertera les parents ou la personne chargée de la surveillance si par malheur l'enfant tombe dans l'eau. Bien que le dispositif selon l'invention soit principalement utilisé pour la détection de présence d'eau, il peut également être utilisé pour la détection d'autres liquides dans la mesure où ces liquides sont susceptibles de provoquer une réaction chimique avec le composé contenu dans le récipient entraînant le transfert d'électrons d'une électrode à l'autre et donc la formation d'une pile électrique. REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de présence de liquide du type comprenant un moyen de détection de liquide et un moyen d'information (24) pour signaler, transmettre ou mémoriser la détection de présence de liquide par ledit moyen de détection, ledit moyen de détection étant muni de deux bornes d'alimentation électrique ledit dispositif étant caractérisé en ce que ledit moyen de détection est constitué d'un récipient (12) contenant un composé chimique (14) à l'état sec dans lequel sont enfoncées deux électrodes séparées (16, 18), l'ensemble formé dudit composé chimique et desdites électrodes se transformant en pile électrique lorsque ledit composé est imbibé de liquide, lesdites électrodes étant connectées aux deux bornes d'alimentation électrique dudit moyen d'information de manière à ce que ce dernier soit mis en fonctionnement lorsque le liquide pénètre dans ledit récipient. 2. Dispositif de détection de présence de liquide selon la revendication 1, dans lequel le liquide à détecter est de l'eau, et ledit récipient (12) contient un composé chimique (14) se comportant comme un électrolyte lorsqu'il est sous forme ionique grâce à l'eau qui a pénétré dans ledit récipient, l'ensemble formé dudit composé chimique et desdites électrodes se transformant alors en pile électrique de type Volta. 3. Dispositif de détection de présence d'eau selon la revendication 2 se trouvant dans un boîtier (10), dans lequel ledit récipient (12) contenant le composé chimique (14) et les deux électrodes (16, 18) est placé dans une partie du boîtier comportant une ouverture (20) pour l'entrée de l'eau et séparé dudit moyen d'information (24) par une cloison étanche (26) de façon à éviter que ledit moyen d'information (24) soit détérioré par la présence d'eau. 4. Dispositif de détection de présence d'eau selon la revendication 3, dans lequel un moyen hygroscopique (22) est interposé entre ladite ouverture (20) et ledit récipient (12) de façon à absorber l'humidité et éviter ainsi que ledit récipient (12) se transforme en pile électrique en dehors de la présence d'eau. 5. Dispositif de détection de présence d'eau selon la revendication 2, 3 ou 4, dans lequel ledit moyen d'information (24) est un émetteur de signaux électromagnétiques mis en fonctionnement lorsque ledit récipient (12) se transforme en pile électrique, lesdits signaux étant transmis à un récepteur dans le but de les mémoriser ou de les convertir en un signal d'alarme transmis sur le réseau téléphonique. 6. Application du dispositif selon la revendication 2, 3 ou 4, comme dispositif de sécurité porté par un individu tel qu'un enfant en bas âge ou un marin se trouvant sur un bateau, de façon à transmettre un signal d'alerte sonore ou lumineux directement par ledit moyen d'information (24) ou par l'intermédiaire d'un récepteur recevant des signaux émis par ledit moyen d'information, lorsque l'individu tombe malencontreusement dans l'eau. 7. Application du dispositif selon la revendication 5, pour détecter la présence d'eau dans un endroit où la présence d'eau indique une situation anormale. 8. Application du dispositif selon la revendication 7, comme dispositif de détection de fuite d'eau dans une canalisation de transport d'eau, ledit dispositif étant placé à un emplacement de la canalisation où peut se produire une telle fuite tel qu'un raccord, et ledit moyen d'information (24) mémorisant une information et/ou émettant des signaux reçus par un récepteur placé à proximité, lorsqu'une fuite d'eau a été détectée par ledit moyen de détection d'eau. 9. Application du dispositif selon la revendication 8, comportant une pluralité de dispositifs de détection de présence d'eau placés à chaque endroit de la canalisation où une fuite d'eau peut se produire tel qu'un raccord, ledit moyen d'information (24) de chacun desdits dispositifs étant un émetteur de signaux électromagnétiques identifiant le dispositif correspondant, lesdits signaux étant reçus par un récepteur placé dans le rayon d'action des émetteurs et adapté pour transmettre l'information reçue à un poste central par l'intermédiaire du réseau téléphonique.