Brevet FR2740215A1 — publié le 19970425

La présente invention concerne un dispositif et une méthode pour déterminer au moins un paramètre lié à un fluide de densité variable à l'aide de la mesure de la déformation d'un élément souple mis à son contact. Ainsi l'objet de l'invention est, par exemple, de déterminer la densité du fluide et/ou la quantité de chacune des phases du fluide et/ou les valeurs de débits des différentes phases et/ou du fluide. Le dispositif selon l'invention trouve des applications dans de nombreux domaines et notamment dans les systèmes de pompage et de transport en conduite d'hydrocarbures. L'art antérieur décrit de nombreux dispositifs permettant d'obtenir la quantité des phases contenues dans un effluent polyphasique ainsi que leur débit. Certains appareils mesurent la capacitance ou la conductance du milieu polyphasique. Toutefois, ces dispositifs présentent de nombreux inconvénients tels que la conductivité du milieu et les fuites interélectrodes, mais aussi la possibilité de formation d'un film en paroi venant perturber la mesure et diminuer la fiabilité et la simplicité des mesures, dans le cadre d'une mesure industrielle. D'autres dispositifs utilisent des rayonnements de type gamma, neutrons ou encore des ondes électromagnétiques. Il est aussi connu de mesurer à l'aide de la résonance magnétique nucléaire (RMN), la proportion et le débit de l'eau et de l'huile dans des fluides pétroliers en circulation. Les dispositifs basés sur ce principe sont généralement volumineux et ont des temps de réponse qui les rendent incompatibles avec les contraintes de l'industrie pétrolière. De plus, ces dispositifs utilisent des sources de rayonnement coûteuses, pouvant être dangereuses, et qui nécessitent une surveillance des mesures du fait de problèmes de dérives éventuelles dans le temps. Le brevet du demandeur FR-2.639.434 enseigne une mesure de pesée d'une conduite de volume connu dans laquelle circule un fluide polyphasique de composition et donc de densité variable. La présence de succession de bouchons de liquide et de gaz ou la présence de particules peuvent provoquer des vibrations introduisant des erreurs de mesures. Les principes de débitmétrie massique utilisant les déformations d'un tube métallique rectiligne ou non, unique ou multiple, soumis à des vibrations transversales imposées et réagissant par uin décalage des ventres sous les réactions dites de Coriolis ne sont pas adaptés à l'analyse de fluides comprenant une phase gazeuse, la présence de quelques pourcents de gaz pouvant en effet perturber fortement la mesure. Un autre procédé de mesure consiste essentiellement à mesurer la pression différentielle entre les parties supérieure et inférieure d'une conduite positionnée de manière sensiblement horizontale. Ce procédé est mal adapté aux fluides pétroliers qui peuvent comporter des particules solides susceptibles de venir boucher les trous de prise de pression et aux modes de fonctionnement o les conduites manométriques sont envahies par le gaz dans le cas de dépressurisation rapide de la conduite principale. En outre, leur temps de réponse est souvent trop long. L'objet de l'invention remédie notamment aux inconvénients précités et concerne un dispositif et une méthode pour déterminer la composition d'un fluide et effectuer éventuellement des mesures de débits, qui éliminent les risques pour l'environnement terrestre et/ou le milieu sous marin. Le dispositif s'intègre avantageusement, dans un système de transport des effluents sous la forme d'une manchette s'insérant entre des éléments de conduite. Sa réalisation est aisée et peut facilement être adaptée pour tous diamètres et toutes pressions de service. Le dispositif met de plus en oeuvre des moyens mécaniques fiables, simples et des moyens de mesure passifs, ce qui en fait un équipement peu onéreux. Dans toute la suite de la description, on désigne sous le terme "déformée" la déformation de la membrane, ou de l'élément souple, prise par rapport à une valeur de référence et obtenue sous l'effet d'un fluide dont la densité ou masse spécifique varie. La déformée de la membrane correspond notamment à une courbe représentative de la forme prise par une génératrice de la membrane. La méthode selon l'invention a pour objet de déterminer au moins un paramètre lié à un fluide de masse spécifique ou densité variable, le fluide pouvant comporter une ou plusieurs phases dont la densité peut varier, le fluide étant contenu dans une conduite par exemple. La méthode selon l'invention est caractérisée en ce qu'elle comporte la mesure au moins en un point de la valeur de la déformée d'un élément souple en contact avec le fluide, ledit élément étant fixé en au moins deux endroits de la conduite, et la détermination à partir d'au moins une desdites valeurs mesurées, d'au moins un paramètre caractéristique dudit fluide tel que sa densité moyenne, et/ou la densité de chacune de ses phases, et/ou la quantité de chacune de ses phases, et/ou la variation de sa composition. Avantageusement, on mesure, par exemple, la valeur de la déformée en plusieurs endroits répartis sur au moins une longueur de l'élément souple et à partir de ces mesures et d'une relation les liant, et/ou de la courbe passant par ces différents points de mesure, et/ou de la pente de la courbe, on détermine au moins l'un desdits paramètres caractéristiques du fluide. La longueur de l'élément souple est, par exemple, une génératrice de l'élément souple. Avantageusement, on mesure la déformée dudit élément souple en un point situé à une distance sensiblement égale à 0,2 * L, pris par rapport à un des points de fixation, L étant la longueur totale de l'élément souple. On peut faire passer le fluide dans une conduite munie d'un élément souple déformable, et déterminer la vitesse d'au moins une des phases du fluide et, à partir des mesures de la déformée et de la valeur de la vitesse, on déduit la valeur moyenne du débit et/ou la valeur du débit de chacune des phases du fluide. On effectue, par exemple, deux mesures de la déformée pour deux instants successifs et, par corrélation des deux mesures on déduit la vitesse associée à au moins une des phases du fluide. Pour un fluide sous pression, on met la membrane en équipression pour effectuer les mesures de déformée. La présente invention concerne aussi un dispositif pour déterminer au moins un paramètre caractéristique d'un fluide ayant une densité variable, ledit fluide pouvant comporter une ou plusieurs phases ayant des valeurs de densités différentes. Le dispositif est caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte comportant au moins un élément souple capable de se déformer au contact du fluide, ledit élément souple étant fixé en deux endroits d'une paroi de l'enceinte (A, B), au moins un moyen de mesure de la déformée dudit élément souple en contact avec le fluide, un dispositif de traitement approprié relié aux moyens de mesure et permettant de déterminer à partir des valeurs mesurées ledit paramètre tel que sa variation et/ou la quantité de chacune des phases et/ou la vitesse de chacune des phases et/ou la structure dudit fluide et/ou sa densité moyenne et/ou de la densité de chacune des ses phases et/ou la variation de sa composition. Les moyens de mesure peuvent être des capteurs tels que: capteur mécanique ou de type inductif ou capacitif, l'axe des capteurs faisant un angle compris entre -15 et +15 par rapport à l'axe longitudinal de la conduite. Avantageusement l'élément souple est disposé par rapport à la paroi interne de ladite enceinte de manière à créer un espace annulaire, ladite enceinte étant pourvue de moyens d'introduction d'au moins un fluide incompressible dans l'espace annulaire, la souplesse de l'élément souple ou d'une de ses parties, réalisant l'équipression avec la pression des effluents de la conduite. L'élément souple est, par exemple, une membrane munie d'éléments raidisseurs permettant une mesure de friction. Le dispositif est de préférence utilisé dans une position sensiblement horizontale entre deux morceaux d'une même conduite. La méthode et le dispositif selon l'invention sont particulièrement bien adaptés pou déterminer la variation de structure et/ou la quantité d'au moins une des phases d'un fluide et/ou le débit de chacune des phases d'un fluide polyphasique et/ou d'un effluent diphasique pétrolier comportant au moins une phase liquide telle de l'eau et/ou de l'huile et au moins une phase gazeuse. L'invention s'applique notamment à des fluides ayant une densité variable, tels des fluides polyphasiques composés d'une ou de plusieurs phases en circulation dans une conduite. La méthode et le dispositif selon l'invention s'appliquent particulièrement bien pour des fluides diphasiques constitués d'au moins une phase liquide et d'une phase gazeuse. Une autre application de la méthode et du dispositif selon la présente invention concerne notamment le transport de fluides comprenant des matériaux solides en suspension dans un liquide, par exemple du charbon, des graviers, du laitier de ciment, du béton, des boues de forage. La présente invention trouve aussi son application pour l'analyse de fluides plus ou moins homogène, tel les boues de forage, la saumure de lessivage de cavités souterraines, ou des mélanges industriels divers. L'invention est avantageusement appliquée dans le domaine pétrolier pour déterminer au moins un paramètre relatif à un effluent polyphasique, qui peut se présenter sous diverses formes ou type d'écoulement, les plus fréquents étant les écoulements dits à bouchons, et les écoulements stratifiés. La connaissance, par exemple, des proportions de chacune des phases, la connaissance précise de leurs débits, mesurés simultanément en sortie du puits de production est nécessaire notamment pour le contrôle et la sécurité de la production de chaque puits. De telles informations permettent par exemple d'améliorer le suivi de la production et la protection du réseau de collecte amenant les effluents bruts vers un centre de traitement, d'optimiser le fonctionnement de dispositifs de pompage lors du transport des effluents sans séparation des phases, et de préadapter les réglages des matériels du centre de traitement. La connaissance de ces valeurs permet notamment - de fournir des données de base pour les programmes de simulation du comportement des écoulements polyphasiques dans les réseaux de collecte ou d'expédition, - placés en amont des équipements, de prévoir l'arrivée, le volume et la vitesse de bouchons de liquide et/ou de gaz dans les équipements associés à l'ensemble de production tels les pompes ou les séparateurs et de les configurer en tenant compte du type de l'écoulement. Il est aussi possible de déterminer les régimes d'écoulement d'un effluent polyphasique circulant dans une conduite sensiblement horizontale, notamment les régimes dits stratifié et les régime à bouchons de liquides, qui concernent environ 90% des cas de production diphasique pétrolière. La présente invention s'applique aussi dans d'autres domaines, par exemple pour le contrôle des écoulements diphasiques dans le domaine nucléaire et dans les industries chimiques et de raffinage pétrolier, ou encore pour des fluides monophasiques de densité variable. Le dispositif et la méthode selon l'invention, permettent notamment de s'affranchir du niveau de pression, de mesurer la vitesse de déplacement des têtes et/ou des queues des bouchons de liquide, d'être transposable à toutes les dimensions des conduites dans lesquelles peuvent être transportés des effluents diphasiques, d'être peu sensibles à l'abrasion par des particules solides éventuellement présentes dans le fluide polyphasique, de permettre notamment le passage de dispositifs employés dans l'industrie pétrolière tels que les racleurs, du fait de la souplesse de l'élément de mesure de la déformée. Pour des fluides de densité variable tels les boues de forage, la présente invention permet avantageusement d'être robuste et fiable, notamment pour des fluides ayant un comportement abrasif. D'autres caractéristiques et avantages de la méthode et du dispositif selon l'invention apparaîtront à la lecture de la description donnée ci-après d'exemples de réalisation dans le cadre d'applications nullement limitatives, pour un fluide polyphasique pétrolier en écoulement dans une conduite, en se référant aux dessins annexés o: - la figure 1 montre un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention, - les figures 2A, 2B schématisent la déformation de la membrane sous l'effet d'un écoulement, - la figure 3 montre la forme prise par un élément souple représentative de la répartition des charges ponctuelles, - les figures 4A à 4E schématisent une succession d'étapes possibles pour la mise en oeuvre de la méthode, et - les figures 5A à 5D montrent plusieurs exemples de réalisation de membrane. Le principe selon l'invention consiste à mesurer la déformation en un ou plusieurs points d'un élément souple, telle une membrane, en contact avec un fluide de densité variable, le fluide pouvant être en écoulement. La membrane est assimilable à une poutre déformable ayant une flèche variable en fonction de la charge, la forme prise par la membrane étant notamment fonction de la répartition des charges en contact avec elle. A partir d'une ou de plusieurs mesures de la flèche, on détermine au moins un paramètre lié au fluide, tel que sa densité moyenne, ou la proportion de chacune des phases pour un fluide polyphasique comportant des phases ayant des valeurs de densité permettant de différencier la déformation de la membrane qu'elles provoquent. La flèche est la mesure du déplacement de la membrane, ou déformée en un point donné de la membrane, par rapport à un état initial. Pour un fluide en écoulement dans une conduite, en corrélant plusieurs points de mesures, on détermine, par exemple, la vitesse du fluide et/ou de chacune des phases pour un fluide polyphasique et on en déduit son débit ou le débit de chacune des phases. Le dispositif selon l'invention est de préférence situé dans une position sensiblement horizontale ou dans une position telle que l'angle que fait l'axe de la conduite avec l'horizontale est faible. La figure 1 décrit un dispositif utilisé par exemple dans le cadre de la production pétrolière. Il comporte une manchette de mesure que l'on intercale entre deux éléments d'une conduite 12, 13 o circule un fluide polyphasique. Cette manchette comporte un tube rigide 1 pourvu à chacune de ses extrémités opposées de brides de fixation 14, 15 pour son raccordement aux portions de la conduite. Un élément souple ou membrane déformable 2, ayant de préférence une forme adaptée à la forme du tube 1, est disposée à l'intérieur et rendue solidaire de ce dernier par des moyens de fixation 3. Le montage des deux extrémités de la membrane 2 est un montage étanche (plan A et B sur la figure 1). En particulier le montage de l'extrémité amont de la membrane représenté sur la figure par le plan A qui voit la tête de l'écoulement est conçu pour tenir la pression du fluide en écoulement pénétrant dans la conduite. Pour une géométrie circulaire, le diamètre d de la membrane 2 est inférieur au diamètre du tube 1. Avantageusement, la membrane 2 est fixée et mise en tension à l'aide de tendeurs 4, offrant la possibilité de régler la tension afin d'optimiser les mesures. La membrane souple 2 est de préférence constituée d'une matière de type élastomère capable de résister aux attaques chimiques et à l'abrasion des fluides contenus dans l'enceinte, en particulier des effluents pétroliers susceptibles de contenir des gaz acides et des particules solides. Dans le cas d'applications o la courbure de la membrane est importante, on utilise des matériaux de rigidité suffisante, capables de résister à la déformation et en même temps de donner des mesures précises et fidèles des déformées. Différents exemples de réalisation de membrane sont donnés à titre illustratif et nullement limitatifs aux figures 5A à 5D. La manchette de mesure peut comporter un capteur de pression 5 situé par exemple à son entrée, correspondant au côté o arrive l'effluent (sur la figure le point A) ou côté amont. Le capteur de pression 5 est par exemple un capteur antidéflagration immergeable protégé par la membrane, il permet de minimiser les risques de bouchage de la prise de pression par les particules solides transportées par les effluents. Pour mesurer la valeur de la flèche prise par la membrane du fait de sa déformation, on utilise un ou plusieurs capteurs 6 de mesure de position de la membrane souple 2. Ces capteurs sont, par exemple de type mécanique, avec des palpeurs en contact avec la membrane souple. Dans ce cas, la mesure de la déformée de la membrane s'effectue, par exemple, en se référant à une position initiale de repos de la membrane souple repérée selon un axe sensiblement perpendiculaire Oz à l'axe longitudinal X de la manchette (figure 2A). Ainsi, le capteur est par exemple un capteur de type potentiométrique, à mutuelle induction, à jauges d'extensométrie, ou encore un accéléromètre. Le capteur de mesure 6 de la déformée peut aussi être un capteur sans contact, tel qu'un capteur inductif ou capacitif, un capteur à rayon laser et fibre de verre offrant une sécurité intrinsèque importante, ou encore un capteur à ultrasons. Le nombre et la répartition des capteurs 6 de mesure de position C est choisi en fonction du résultat recherché et de la méthode choisie pour le traitement des informations. Avantageusement, ils sont répartis le long d'une même génératrice de la membrane souple sur sa partie inférieure et/ou sa partie supérieure. Ils permettent ainsi pour un fluide pétrolier en écoulement dans une conduite de suivre le déplacement d'un front de bouchon de liquide et/ou de bouchon de gaz. L'angle que fait l'axe des capteurs de mesure de la déformée, par rapport à l'axe longitudinal X du tube 1, est choisi de préférence dans l'intervalle (+ 15 , - 15). Le capteur de pression et les capteurs de mesure de la déformée sont connectés à un dispositif de traitement et de commande tel qu'un micro- contrôleur 7 adapté à acquérir et traiter les données afin de déterminer au moins un paramètre lié à l'écoulement polyphasique, tel que la quantité d'une phase liquide ou gazeuse, sa densité. Ce dernier peut aussi être adapté pour envoyer des signaux de commande vers des équipements de contrôle de dispositifs annexes (non représentés), notamment les moyens de pompage des fluides utilisés dans les réseaux de production pétrolière, pour réguler et optimiser leur fonctionnement. Dans le cas de fluides sous pression, il s'avère avantageux de mettre la membrane en équipression en remplissant l'espace annulaire 10 autour de la membrane souple 2 de diamètre d avec un fluide tel qu'un liquide incompressible. La membrane souple ou une partie de la membrane transmet la pression interne de la conduite 12, 13 au fluide incompressible. Le tube de la manchette comporte un orifice de remplissage 8 fermé par un bouchon 9 et un orifice de purge d'air 8' fermé par un bouchon 9'. Cette équipression dans la zone annulaire permet, si le fluide comporte une phase gazeuse, de minimiser les risques de migration de cette phase gazeuse dans la texture de l'élastomère et donc les phénomènes de cloquage pouvant survenir lors de décompression brutale de la conduite. Dans le cas o des éléments électriques tels que du câblage sont prévus dans le dispositif de mesure, le fluide incompressible utilisé dans l'espace annulaire peut être de l'huile diélectrique ou tout autre type de fluide assurant l'équipression tout en évitant de détériorer les éléments. Avantageusement, la manchette de mesure 10 est munie d'une butée 11 pour limiter la déformation de la membrane consécutive à une variation brutale de la densité locale dans la conduite telle que l'arrivée d'un bouchon de liquide ou de gaz suffisamment important ou encore le passage d'un racleur de la conduite. La manchette de mesure 10 peut aussi être équipée de moyens de mesure complémentaires tels que des capteurs de température reliés au micro- contrôleur 7. Ces capteurs seront avantageusement utilisés pour effectuer des corrections d'erreur et améliorer les précisions des mesures réalisées sur l'effluent. On utilise aussi des capteurs d'effort Cef pour mesurer les réactions en différents points du dispositif, notamment aux points d'entrée et de sortie de la manchette. L'analyse de la déformée d'un élément souple par rapport à un état d'origine découle des relations mathématiques classiques appliquées à une poutre reposant sur deux appuis pour des matériaux élastiques et décrites dans la littérature par exemple dans les ouvrages de Résistance des Matériaux de Mr J. Courbon (Tome 1, 2ème édition - Dunod Paris 1964). On utilise ce formalisme pour déterminer au moins un paramètre représentatif d'un écoulement polyphasique comportant au moins deux phases ayant des densités suffisamment différentes pour les distinguer, par exemple une phase liquide et une phase gazeuse. On définit: - un moment de fléchissement M pour une charge ponctuelle située à une distance a d'un appui, de la manière suivante: M= Px (1)c0/1 pour x a avec x: abscisse par rapport à une origine prise par rapport à la longueur de la conduite, 1: longueur de l'élément souple; - la rotation to de l'élément souple due au moment de fléchissement obtenue par intégration de celui-ci, co(x, a) = oO(a) + (P/EI) [(x2/2) (1- a)/l)] pour x a, avec E le module d'élasticité de l'élément souple et I l'inertie de la section de l'élément souple. - la flèche "v" de l'élément fléchissant par intégration VI = (xaX) = coe()x +_ - -I- pour x a v =(xa)=0(a)x+EI 2 6 61 pourx>a 1l On applique les relations précédentes selon une méthode donnée en relation aux figures 2A et 2B. L'effluent pétrolier en écoulement dans l'élément 12 d'une conduite de transport pénètre dans la conduite 1 de la manchette de mesure. Sur la figure 2A, on a représenté une position de repos ou position initiale de la membrane repérée, par exemple pour une conduite entièrement remplie de liquide de densité sensiblement équivalente à la densité du fluide incompressible en équipression remplissant la cavité 10 par rapport à un axe Oz perpendiculaire à l'axe de la conduite à l'origine O. L'écart de déformée mesurée en changeant le fluide est du à la différence des masses spécifiques du fluide incompressible et de l'effluent, ou à la différence d'écart de leur densité relative. On peut aussi définir une position de repos par rapport à une conduite remplie de gaz. Les références de la position initiale de la membrane sont notées sur la figure 2A par les points 0 et D. Le fluide ayant une composition variable dans le temps, à un instant donné il peut comporter une phase gazeuse, se présentant sous la forme d'une poche de gaz, qui déforme ou déplace la membrane par rapport à la position initiale déterminée ci- dessus du fait des différences de densité des phases liquide et gazeuse. Sur la figure 2B on a représenté la déformée de la membrane due au passage d'un bouchon de gaz. On note une variation de la forme de la membrane traduite par une ou plusieurs valeurs de flèche mesurées par rapport à la position initiale de la membrane de la figure 2A. La courbure vers le haut est due à la poussée d'Archimède exercée sur la membrane par le fluide incompressible 10. La valeur de la flèche pour un point donné est repérée par son déplacement Az par rapport à l'origine O ou D de l'axe OZ. La figure 3 regroupe plusieurs formes possibles de déformations obtenues à partir des mesures des flèches réalisées en plusieurs endroits situés le long de la membrane correspondant aux capteurs de mesure de position et indicés 1 à 7 pour une charge unique située au droit de l'un des capteurs. Les valeurs de flèche mesurées sont transmises au micro-contrôleur, qui enregistre pour une position donnée xi correspondant à un capteur concerné, la valeur de la flèche vi. On obtient ainsi un couple de valeurs (vi, xi) par capteur. Un couple de valeurs peut être traitée de différentes manières, en fonction de l'analyse effectuée et/ou du paramètre et/ou de l'information recherchée sur l'effluent polyphasique selon des exemple de traitement donnés ci-après à titre indicatif et nullement limitatifs en relation aux figures 4Aà4F. On suppose connu le diamètre D de la conduite 1 et éventuellement la longueur L de l'élément souple assimilée à la longueur sur laquelle on effectue les mesures des flèches et/ou l'analyse de l'effluent. La valeur de la densité du fluide ayant servi de référence pour déterminer les conditions initiales est connue, ou déterminée ou estimée. Selon un premier mode de mise en oeuvre de la méthode, on détermine les quantités de chacune des phases d'un fluide composé de plusieurs phases ayant des densités suffisamment éloignées, par exemple pour des rapports de densité variant de 30 à 100. Le micro-contrôleur 7 enregistre au moins deux valeurs de flèches mesurées par les capteurs de position, chacune des valeurs vi étant associée à une position xi, les positions xi étant séparées axialement d'une valeur di. A l'aide d'un traitement approprié, prenant en compte par exemple la géométrie de la conduite, et les relations de base précédemment énoncées, il détermine la quantité Zg de la phase gazeuse. Connaissant la valeur de Zg, et la géométrie de la conduite, le micro- contrôleur déduit la valeur de la phase liquide complémentaire, Zl. En choisissant comme base une autre position initiale, on peut à partir d'un raisonnement analogue déterminer ZI et Zg. Il peut faire appel à un programme de calcul d'estimation d'une courbe passant entre les différents points. La mesure de la quantité des phases sera d'autant plus précise que le nombre de capteurs de mesure de déformation de la membrane seront nombreux. A l'extrême on peut obtenir un ensemble continu de valeurs de flèches représentatif d'un profil de membrane continu. Selon un autre mode de réalisation, on détermine la densité moyenne d'un fluide, en analysant la déformée de la membrane, correspondant à la courbe représentative de la forme de la membrane prise selon une génératrice de la membrane. Pour un fluide en écoulement de type stratifié, les phases liquide et gazeuse remplissent partiellement la section de la manchette de mesure sensiblement horizontale et présentent une interface sensiblement horizontale bien définie. Le micro-contrôleur procède en plusieurs étapes, par exemple les suivantes: - il déclenche une série de mesures sur plusieurs capteursdistribués le long de la membrane, - à partir des valeurs de flèche mesurées, il détermine une relation entre ces valeurs, et/ou il trace la courbe représentative de la déformée, puis - il compare cette courbe à une courbe de référence pour assimiler le fluide à une charge répartie ou à une charge ponctuelle, ou encore il compare les valeurs obtenues et la relation établie à une relation de référence préétablie. La courbe et les valeurs de référence sont par exemple obtenues à partir d'une charge répartie ou d'une charge ponctuelle, les charges étant mises en contact avec la membrane. Lorsque la courbe obtenue traduit un écoulement de type réparti, le micro-contrôleur sélectionne la valeur de la flèche mesurée pour le point médian et traite cette donnée pour en déduire la densité moyenne du fluide par exemple de la manière suivante: - il calcule la flèche maximale Vm due à la charge P répartie uniformément le long de la manchette: Vm = (5/8) PL3/(48EI), et en déduit la valeur de la charge P, - connaissant la géométrie de la manchette de mesure (en tenant compte du diamètre interne de la manchette), et en divisant la charge P par le volume Vo de la manchette, il détermine la densité moyenne de l'écoulement pm. Pour un fluide polyphasique ayant des phases de valeurs de densités suffisamment distinctes, le micro-contrôleur détermine à partir de la densité moyenne pm et en connaissant la valeur de la densité d'une phase, le taux d'occupation d'une ou de toutes les phases pour le tronçon de conduite correspondant sensiblement à la longueur de la membrane. Pour un fluide pétrolier dont on connaît la densité de la phase liquide considérée comme l'ensemble huile et eau, du fait de la faible différence de densité de ces deux phases, on obtient le taux d'occupation de la phase liquide "ZI" en divisant la valeur de la densité moyenne pm par la densité de la phase liquide pl, Z1 = pm/pl, puis on en déduit le taux d'occupation de la phase gazeuse Zg égal à 1- Z1 = (pl-pm)/pl. Ce mode de traitement s'applique avantageusement aux fluides pouvant être assimilés à une charge répartie uniformément, par exemple des fluides comportant des poches de gaz de longueur importante, des écoulements dits dispersés comprenant des petites bulles de gaz ou des gouttelettes de liquides, ou encore des écoulements annulaires. Un exemple d'application de la méthode donné ci-après traite le cas d'un fluide en écoulement comportant principalement une succession de bouchons de liquide et de bouchons de gaz. Dans un premier temps on fait l'hypothèse que la manchette comporte uniquement un bouchon de liquide de faible longueur, permettant de l'assimiler à une charge ponctuelle située par exemple à une distance "a" pris par rapport au premier point d'appui A. Le micro-contrôleur détermine la courbe de la déformée de la membrane, représentée aux figures 3 et 4A et 4B, à partir des valeurs de flèche mesurées en plusieurs points i, i variant de 1 à n. La forme de la déformée dépend de la position et de la répartition des charges. Par un premier calcul, il effectue la dérivée première de cette courbe et obtient la valeur des rotations représentées sur la figure 4C. En effectuant la dérivée seconde, il détermine la courbe des moments de fléchissement ou moments fléchissants, représentés sur la figure 4 D, pour un point x situé le long de la membrane d'après les formules suivantes: pour x a Mf. = RB (L -x) = RAx P(x -a) x=a M1 = M =RAa=RB(L-a) Sachant de plus que la charge P= RA + RB, et en effectuant la dérivée troisième le micro-contrôleur détermine, par exemple, les paramètres représentés sur la figure 4E. - les réactions aux appuis RA et RB, - la charge P. et - la distance xp, correspondant à la position de la charge par rapport à la membrane. A partir de ces données et en suivant une démarche identique à celle décrite précédemment pour un écoulement stratifié, le micro-contrôleur déduit la densité ou masse spécifique moyenne de l'écoulement pm = P/Vo et en connaissant la densité de liquide, il détermine le taux d'occupation du gaz Zg = 1- (pm/pl). Lorsque le fluide comporte des bouchons ayant une longueur inférieure à lo la longueur L de la membrane, mais néanmoins une longueur suffisante qui permet de les assimiler à une charge uniformément répartie, à l'aide de la dérivée troisième on obtient des informations supplémentaires relatives aux bouchons, notamment leur longueur et leur position ou répartition. De manière identique, le contrôleur 7 détermine la densité moyenne du fluide et le taux de vide moyen. il peut de plus déterminer le taux d'aération des bouchons en comparant la densité moyenne des bouchons à celle des liquides purs pl. Ces paramètres sont représentés sur la figure 4F. Ainsi en faisant intervenir la dérivée troisième, on peut connaître la structure du fluide en écoulement quantitativement et qualitativement, à l'aide de ses paramètres, tels la quantité de chacune des phases le constituant, la longueur des bouchons lorsqu'ils existent, la présence d'interfaces existant dans le cas d'écoulements de type stratifiés. L'information relative au débit moyen du fluide en écoulement et/ou de chacune des phases d'un fluide polyphasique intéresse particulièrement les producteurs. Le micro-contrôleur calcule la valeur du débit moyen et/ou les valeurs de débit de chacune des phases en procédant, par exemple, de la façon suivante: - il effectue une première série de mesures de flèches en plusieurs endroits de la membrane afin d'obtenir une image représentative de la répartition de la charge le long de la membrane à un instant tI puis une seconde série de mesure à un instant t2, - il fait l'hypothèse que l'allongement ou le raccourcissement de la longueur du bouchon n'intervient pas pour des instants de mesure tl et t2 proches, il détermine l'emplacement (ou l'image) de la charge en traitant la forme des courbes de déformée par l'analyse décrite (dérivée 3ème), connaissant les deux instants de mesure tl et t2 et les emplacements de la charge correspondants, il détermine la vitesse de la charge. De la vitesse de déplacement de la charge il déduit: - la vitesse d'un bouchon de gaz et/ou de liquide ayant une longueur inférieure à la longueur de la manchette de mesure, c'est-à-dire sensiblement la longueur de la membrane, - la vitesse de la tête et de la queue d'un bouchon de gaz et/ou de liquide, pour un bouchon ayant une longueur supérieure à la longueur de la manchette, et en moyennant ces deux valeurs de vitesse, la vitesse moyenne du bouchon. Le micro-contrôleur somme, par exemple, les différents volumes associés aux bouchons de liquide contenu dans l'écoulement circulant dans la manchette, pour un temps donné, par exemple une heure, et en déduit le débit horaire de la phase liquide. En faisant l'hypothèse supplémentaire que les phases gazeuse et liquides se déplacent sensiblement à la même vitesse, le micro-contrôleur détermine le débit total de l'écoulement polyphasique, en multipliant la vitesse de la phase liquide précédemment déterminée par la section transversale de la manchette de mesure, QT = S Vm. Il en déduit ensuite facilement par différence le débit total de la phase gazeuse: Qg = QT - QL. Les paramètres thermodynamiques tels que la pression, la température peuvent être mesurés et pris en compte dans le traitement des données effectués par le micro-contrôleur. Ce dernier peut aussi faire appel à un modèle thermodynamique pour effectuer des corrections d'erreurs et augmenter la précision des mesures. Pour des écoulements qui entraînent peu ou pas de perturbations massiques décelables par l'analyse de la déformée, le taux d'occupation des phases gazeuses et liquides ne peuvent se déduire des mesures de la déformée. Le micro-contrôleur utilise pour cela la mesure des réactions RA et RB ou encore l'analyse relative aux déformées, pour déterminer le taux de vide ou la quantité de gaz. A l'aide d'un dispositif auxiliaire de mesure de vitesse, et en affectant à chacune des phases une valeur de vitesse mesurée à l'aide du dispositif auxiliaire, par exemple un transducteur de type classique à ultrasons, le micro- contrôleur calcule le débit de gaz et/ou le débit de liquide. Des essais ont montré qu'il était particulièrement intéressant de mesurer la valeur de la flèche en un point préférentiel distant du premier point d'appui A de 0.2*L, qui permet de mieux distinguer une charge ponctuelle d'une charge répartie en cas de synthèse de la déformée. Suivant un autre mode de réalisation, en fonction des paramètres recherchés et de la structure des fluides analysés, la membrane peut se présenter sous différentes formes données à titre d'illustration non limitative aux figures 5A à 5D. La figure 5A montre un exemple de membrane souple utilisée lorsque le fluide considéré est de type annulaire comportant une phase gazeuse et une phase liquide et o le film liquide est "accroché" à la paroi est fortement sollicité par les vitesses élevées de la phase gazeuse. La membrane est pourvue de moyens permettant de mesurer des frottements de l'écoulement sur la paroi, telle des bandes en bronze au béryllium. La largeur, l'épaisseur et le nombre des bandes est par exemple calculé en tenant compte des qualités mécaniques de l'élastomère, pour se comporter comme une poutre semi- encastrée à l'extrémité amont et en appui simple à l'extrémité aval ou seulement en appuis simples aux deux extrémités. La charge verticale à considérer pour les mesures est en principe soumis à la poussée d'Archimède. La charge axiale est due principalement aux frottements internes de l'effluent sur la paroi, ce qui permet notamment de mesurer le frottement et d'en déduire les valeurs de débit pour ce type d'écoulement. Le dispositif est par exemple équipé de jauges d'extensométrie 51 (dites jauges de contraintes) disposées par exemple sur des bandes métalliques 52 pouvant être situées dans le plan médian et récupérant par exemple par un ou plusieurs anneaux métalliques solidaires des autres bandes métalliques toutes ou en grande partie les charges axiales dues aux frottements. Les jauges d'extensiométrie permettent de mesurer les efforts en flexion et les efforts axiaux. Les différents moyens de mesure sont bien entendu reliés au micro- contrôleur qui traite les différentes informations comme il a été décrit précédemment. Suivant un autre mode de réalisation concernant pour les cas plus simple o l'on cherche à déterminer uniquement la déformée instantanée, la manchette de mesure peut être équipée de raidisseurs métalliques 53 se présentant sous la forme par exemple de bandes ou de fils enroulés, par exemple suivant un pas constant assez long pour permettre de mesurer la valeur de la déformée, lesdites bandes étant positionnées sur la paroi externe l0 de l'élastomère ou éventuellement noyés dans l'épaisseur de la membrane souple. Des exemples de réalisation d'une telle manchette sont donnés en relation aux figures 5B à 5D. La figure 5B schématise une manchette de mesure équipée de fils raidisseurs longitudinaux distribués par exemple longitudinalement le long de la manchette. Le cadre d'application de la méthode peut bien entendu sans sortir du cadre de l'invention être élargi à tout domaine comprenant des écoulements diphasiques dont les phases présentent des densités différentes. La manchette de mesure précédemment décrite trouve avantageusement son utilisation en petit diamètre par exemple sur des têtes de production et en amont des équipements lointains (tels que les pompes diphasiques, les séparateurs ou tout autre dispositif utilisé dans le domaine de la production pétrolière) et éventuellement sur les conduites de grand diamètre, par exemple aux jonctions de réseau de collecte et près des centres de traitements terrestres et/ou maritimes. 19 2740215 REVENDICATIONS 1) Méthode pour déterminer au moins un paramètre lié à un fluide de densité variable contenu dans une conduite, le fluide pouvant comporter une ou plusieurs phases ayant chacune une densité variable, caractérisée en ce qu'elle comporte la mesure d'au moins en un point de la valeur de la déformée d'un élément souple en contact avec le fluide, ledit élément étant fixé en au moins deux endroits de la conduite, la détermination à partir d'au moins une desdites valeurs mesurées de la déformée, d'au moins un paramètre caractéristique dudit fluide tel que sa densité moyenne, et/ou la densité de chacune de ses phases, et/ou la quantité de chacune de ses phases, et/ou la variation de sa composition. 1, 2),Méthode selon la re,.vendication 1 caractérisé en ce que l'on mesure la valeur de la déformée en plusieurs endroits répartis sur au moins une longueur de l'élément souale et à Fartirde ces mesures et d'une relation les liant, et/ou de la courbe passant par ces différents points de mesure, et/ou la pente de la courbe, on détermine au moins l'un desdits paramètres caractéristiques du fluide. 3) Méthode selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisée en ce que l'on mesure la déformée dudit élément souple en un point situé à une distance sensiblement égale à 0,2 * L, pris par rapport à un des points de 2s fixation, L étant la longueur totale de l'élément souple. 4) Méthode selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'on fait passer le fluide dans une conduite munie d'un élément souple déformable, déterminer la vitesse d'au moins une des phases du fluide et, à partir des mesures de la déformée et de la valeur de la vitesse, on déduit la valeur movenne du débit et/ou la valeur du débit de chacune des phases. ) Méthode selon la revendication 4, caractérisé en ce que pour un fluide en écoulement l'on effectue deux mesures dLe la déformée pour deux instants s successifs et, par corrélation des deux mesures on déduit la vitesse associée à au moins une des phases du fluide. 6) Méthode selon l'une des revendications précédentes caractérisée en ce que l'on met la membrane en équipression pour effectuer les mesures de déformée. 7) Dispositif pour déterminer au moins un paramètre caractéristique d'un fluide ayant une densité variable, ledit fluide pouvant comporter une ou plusieurs phases ayant des valeurs de densités différentes, caractérisé en ce qu'il comporte une enceinte (1) comportant au moins un élément souple (2) capable de se déformer au contact du fluide, ledit élément souple (2) étant fixé en deux endroits d'une paroi de l'enceinte (1), au moins un moyen de mesure de la déformée dudit élément souple (2) en contact avec le fluide, un dispositif de traitement (7) approprié relié aux moyens de mesure et permettant de déterminer à partir des valeurs mesurées ledit paramètre tel que sa variation et/ou la quantité de chacune des phases et/ou la vitesse de chacune des phases et/ou la structure dudit fluide et/ou sa densité moyenne et/ou de la densité de chacune des ses phases et/ou la variation de sa composition 8) Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en que ledit moyen de mesure (6) est un capteur tel qu'un capteur mécanique, ou un capteur de type inductif, ou un capteur capacitif, l'axe desdits capteurs faisant un angle avec l'axe longitudinal de la conduite compris entre -15 et +15 o. 9) Dispositif selon l'une des revendications 7 à 9 caractérisé en ce que ledit élément souple (2) est disposé par rapport à la paroi interne de ladite enceinte de manière à créer un espace annulaire (10), ladite enceinte étant pourvue de moyens d'introduction d'au moins un fluide auxiliaire non compressible dans ledit espace annulaire pour mettre ledit élément souple en équipression. ) Dispositif selon la revendication 7 caractérisé en ce que ledit élément souple est une membrane munie d'éléments raidisseurs permettant une mesure de friction. 11) Dispositif selon l'une des revendications 7 à 10 caractérisé en ce qu'il est positionné sensiblement horizontalement entre deux éléments d'une conduite de transport. 12) Application de la méthode selon l'une des revendications 1 à 6 et du dispositif selon l'une des revendications 7 à 11 pour déterminer la variation de structure et/ou la quantité d'au moins une des phases d'un fluide et/ou le débit de chacune des phases d'un effluent polyphasique pétrolier comportant au moins une phase liquide et au moins une phase gazeuse.