Brevet FR2761754A1 — publié le 19981009

DISPOSITIF DE SECURITE POUR INSTALLATION DE DISTRIBUTION D'EAU. L'invention se rapporte à un dispositif de sécurité pour une installation de distribution d'eau dans un local, tel qu'une maison ou un appartement ou une entreprise, reliée, généralement par un compteur, à un réseau d'alimentation d'eau sous pression. Le dispositif objet de l'invention est destiné à être intercalé en série et en amont d'une telle installation de distribution d'eau pour intervenir automatiquement et isoler ladite installation en cas de fuite ou de consommation d'eau inutile due à une robinetterie défectueuse, une tuyauterie percée ou des joints usés, voire une étourderie de l'utilisateur. On sait que les dégâts des eaux ou les fuites ont des conséquences graves et coûteuses dans les immeubles d'habitation ou les entreprises. A titre d'exemple, une fuite non détectée, goutte à goutte, détériore les sols et fragilise les structures, notamment les poutres. Un dégât des eaux brutal provoque des détériorations jusque dans les étages inférieurs nécessitant des travaux de rénovation, tels que reprise des enduits et peintures. Enfin, une fuite permanente au niveau d'un ou plusieurs robinets défectueux se traduit par un gaspillage d'eau, sensible sur la facture payée par le consommateur. L'invention apporte une solution globale à tous ces problémes. L'invention vise un dispositif destiné à être branché, en série dans son ensemble en amont d'une installation, par exemple au plus prés du compteur, pour détecter certaines conditions anormales, notamment une fuite ou la mauvaise fermeture du robinet. Plus précisément, l'invention concerne donc un dispositif de sécurité pour une installation de distribution d'eau reliée à un réseau d'alimentation d'eau sous pression, destiné à être intercalé en série et en amont d'une telle installation, caractérisé en ce qu'il comprend, couplés entre eux: - un circuit hydraulique incluant deux électrovannes montées en série, respectivement une électrovanne amont et une électrovanne aval, et deux pressostats respectivement un pressostat haut et un pressostat bas, tous deux hydrauliquement couplés à un tronçon de conduit reliant les deux électrovannes, ledit pressostat haut étant réglé à une première pression prédéterminée légèrement inférieure à celle dudit réseau et ledit pressostat bas étant réglé à une seconde pression prédéterminée inférieure à ladite première pression, et - un circuit électrique logique comprenant une ligne d'alimentation électrique, les contacteurs des pressostats et les bobines des électrovannes, et des moyens de commande pour ouvrir l'électrovanne amont si la pression dans ledit tronçon de conduit chute brusquement et pour fermer l'électrovanne aval, si la pression dans ledit tronçon de conduit entre dans l'intervalle compris entre lesdites première et seconde pressions prédéterminées correspondant aux deux pressostats. Dans la suite du texte, on entend par pressostat, tout dispositif comprenant un élément sensible à la pression hydraulique, par exemple un élément à membrane, dont le déplacement commande le changement d'état d'un ou plusieurs contacteurs ou inverseurs électriques de composants analogues, tandis qu'une électrovanne est constituée d'une partie hydraulique comprenant un boisseau autorisant ou empêchant l'écoulement de l'eau, ledit boisseau étant commandé par une bobine. En outre, les moyens de commande comprennent, comme on le verra plus loin, des moyens formant relais, éventuellement temporisés. Un moyen formant relais peut être constitué par un électro-aimant commandant un ou plusieurs contacteurs et/ou inverseurs électriques et un moyen formant relais temporisé aura la même structure complétée pour retarder le changement d'état du ou des contacteurs et/ou inverseurs, d'une durée prédéterminée après l'alimentation de la bobine de l'électro-aimant. Tous ces dispositifs sont des composants connus disponibles dans le commerce. Dans le cas où les moyens de commande utilisent de tels moyens formant relais, en liaison avec les électrovannes et pressostats mentionnés ci-dessus, un dispositif avantageux conforme à l'invention est caractérisé en ce que ladite électrovanne amont est commandée à l'ouverture par un contacteur normalement ouvert d'un moyen formant relais lui-même piloté par l'intermédiaire d'un branchement en série, de deux contacteurs normalement ouverts appartenant respectivement aux deux pressostats et, de plus, ce dispositif actuellement préféré peut être caractérisé en ce que, ledit contacteur dudit pressostat étant un inverseur, ladite électrovanne aval est commandée à la fermeture par un premier moyen formant relais temporisé, lui-même commandé par l'intermédiaire d'un branchement en série dudit contacteur normalement ouvert dudit pressostat haut et du contacteur normalement fermé dudit inverseur dudit pressostat bas. Bien entendu, un circuit électrique logique réalisé à partir de composants électromécaniques, tels que notamment des moyens formant relais, peut facilement être modifié par des circuits logiques électroniques commandant des transistors de puissance ou des thyristors alimentant les électrovannes. Un tel mode de réalisation est du domaine de l'invention par équivalence de fonctions. L'invention sera mieux comprise et les avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement à la lumière de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en référence aux dessins annexés dans lesquels - la figure l est un schéma de principe d'un circuit hydraulique formant une partie du dispositif de sécurité, et - la figure 2 est un schéma de principe du circuit électrique logique associé au circuit hydraulique de la figure 1. En se reportant plus particulièrement à la figure 1, on note que la partie hydraulique du dispositif de sécurité se compose essentiellement de quatre électrovannes et de deux pressostats. On distingue une entrée E destinée à être reliée à un réseau d'alimentation sous pression (service d'eau urbain) et une sortie S destinée à être connectée à une installation privée de distribution d'eau, par exemple pour un local d'habitation. Cette sortie est de préférence connectée immédiatement en amont du compteur d'eau de cette installation. Entre l'entrée et la sortie, se trouve agencé un montage en cascade de deux électrovannes EVl et EV2. L'électrovanne EVl, la plus proche de l'entrée E, est appelée électrovanne amont et l'électrovanne EV2, la plus proche de la sortie S, est appelée électrovanne aval. Un tronçon de conduit 1 1 relie la sortie de l'électrovanne EVl à l'entrée de l'électrovanne EV2. A ce tronçon de conduit, sont raccordées les parties hydrauliques des deux pressostats P, et P2. Le pressostat Pl ou pressostat haut est réglé à une première pression prédéterminée, légèrement inférieure à celle du réseau d'alimentation d'eau sous pression. Le pressostat P2 appelé pressostat bas est réglé à une seconde pression prédéterminée, inférieure à ladite première pression, par exemple inférieure d'une valeur de l'ordre de 1 bar. Par ailleurs, l'électrovanne EV3 est hydrauliquement connectée en parallèle sur l'électrovanne amont EVl, tandis que la quatrième électrovanne EV4 est hydrauliquement connectée en parallèle sur le branchement en cascade desdites électrovannes EV, et EV2. En considérant maintenant, plus particulièrement, la figure 2, on a représenté notamment les bobines de commande des différentes électrovannes, qui portent les mêmes références, c'est-àdire EV1, EV2, EV3 et EV4, et les contacteurs ou inverseurs électriques associés aux pressostats P, et P2 qui portent également les mêmes références numériques. Le circuit électrique logique qui est représenté sur la figure 2 comporte en outre un moyen formant relais R, à action immédiate, et deux moyens formant relais temporisés RT1 et RT2. La temporisation associée au relais RT1 est courte, par exemple de l'ordre de quelques secondes, tandis que la temporisation associée au relais RT2 est longue, par exemple de l'ordre de 20 minutes. On entend par temporisation, le temps qui s'écoule entre le moment où une tension de commande est appliquée au relais et le moment où le ou les contacteurs et/ou inverseurs de ce relais changent d'état. Dans la suite du texte, on entend par contacteur normalement ouvert, un interrupteur électrique commandé par un relais ou un pressostat qui se ferme lorsque ledit relais ou pressostat est actionné par un courant électrique ou une pression, respectivement et par contacteur normalement fermé, un interrupteur qui s'ouvre dans les mêmes circonstances. De même, dans le cas où un contacteur constitue un inverseur, on considérera qu'il est constitué d'un contacteur normalement ouvert et d'un contacteur normalement fermé présentant une borne commune. Il est en outre à noter que, s'agissant d'un composant électrique, l'état ouvert signifie que le courant ne peut passer, tandis que l'état fermé signifie que le courant peut passer. En revanche, s'agissant d'une électrovanne, l'état ouvert signifie que l'eau peut s'écouler à travers celle-ci et l'état fermé signifie que l'eau ne peut s'écouler. Le circuit électrique logique représenté sur la figure 2, n'est qu'un mode de réalisation possible parmi d'autres de moyens de commande pour ouvrir l'électrovanne amont EVI, si la pression dans le tronçon de conduit chute brusquement et pour fermer l'électrovanne aval EV2, si la pression dans ledit conduit entre dans l'intervalle compris entre lesdites première et seconde pressions prédéterminées correspondant aux deux pressostats PI et P2. La fonction qui vient d'être énoncée constitue un principe de base de la commande des deux électrovannes principales EV, et EV2. Une tension d'alimentation est appliquée entre deux conducteurs 51, 52. Le système peut fonctionner, selon les composants choisis sous la tension normale du réseau de distribution électrique (220 volts alternatifs) ou sous une tension plus basse, (par exemple 24 volts) continue ou alternative. Par commodité, on appellera la ligne 51 une ligne d'alimentation, en considérant que la ligne 52 est à un potentiel de référence. La ligne d'alimentation 51 est mise en service par un contacteur normalement ouvert d'un sélecteur de mode de fonctionnement 54 à trois positions. Les trois positions sont : fonctionnement manuel, hors service, fonctionnement automatique. Une ligne 51a se trouve connectée à la ligne 51 dans la position de fonctionnement automatique. L'électrovanne EV4 est alimentée dans la position de fonctionnement manuel, pour des raisons qui apparaîtront plus loin. L'alimentation est totalement coupée dans la position intermédiaire de mise hors service. Dans ce cas, ni la ligne 51 a, ni l'électrovanne EV4, n'est alimentée. La ligne 51 a est connectée pour alimenter l'électrovanne EV, à partir d'un contacteur normalement ouvert 55 du relais R. Une lampe de signalisation de débit L1 est connectée en parallèle sur la partie électrique de l'électrovanne EV1. Une lampe de signalisation L2 indique que le dispositif est en état de fonctionnement. Par ailleurs, la bobine de l'électrovanne EV2 est alimentée par un contacteur normalement fermé 56 du premier moyen formant relais temporisé RT1 et par un contacteur normalement fermé 57 du second moyen formant relais temporisé RT2 ,connectés en série. La ligne 51a est également connectée à un moyen de commande de réinitialisation 58 à actionnement manuel comprenant un contacteur normalement fermé et un contacteur normalement ouvert. Le contacteur normalement ouvert est connecté en série avec la bobine d'alimentation de l'électrovanne EV3. Le contacteur normalement fermé est connecté en série avec les moyens de commande 59 précités permettant de piloter les électrovannes EV, et EV2, essentiellement par la commande des relais R, RT et RT2. Plus précisément, l'électrovanne amont EV, qui est commandée par un contacteur normalement ouvert 55 du relais R ne peut s'ouvrir que si celuici est piloté. Comme représenté, le relais R est piloté par un branchement en série de deux contacteurs normalement ouverts appartenant respectivement aux deux pressostats P1 et P2 Le branchement en série de ces deux contacteurs est relié d'une part au contacteur normalement fermé du moyen de commande de réinitialisation 58 et au relais R, d'autre part, par l'intermédiaire d'un contacteur normalement fermé 60 du premier relais temporisé RT1. D'autre part, on remarque que le contacteur du pressostat bas P2 est en fait un inverseur, tel que défini ci-dessus. Et l'électrovanne aval EV2 est commandée à la fermeture lorsque le premier relais temporisé RT1 change d'état. Celui-ci est commandé par l'intermédiaire d'un branchement en série dudit contacteur normalement ouvert P1 du pressostat haut et du contacteur normalement fermé de l'inverseur P2 du pressostat bas. Par ailleurs, le contacteur normalement ouvert de l'inverseur du pressostat bas, pilotant le moyen formant relais R, est shunté par un contacteur normalement ouvert 64 du moyen formant relais lui-même. On note que la bobine du second relais temporisé RT2 est montée en parallèle sur celle du premier moyen formant relais R. En outre, une lampe de signalisation de défaut L3 est connectée en parallèle sur le premier relais temporisé RT1. Par ailleurs, le contacteur normalement ouvert P1 du pressostat haut, qui pilote le moyen formant relais R, est lui-même shunté par un contacteur normalement ouvert 66 dudit premier moyen formant relais temporisé RT1 et par un contacteur normalement ouvert 67 dudit second moyen formant relais temporisé RT2. Un dispositif d'alarme sonore 69 est alimenté par la ligne 51a, à partir d'un contacteur normalement ouvert 70 du premier relais temporisé RT1, lui-même shunté par un contacteur normalement ouvert 71 dudit second relais temporisé RT2. Le fonctionnement est le suivant. En fonctionnement normal, c'est-à-dire lorsque le sélecteur 54 est en position de fonctionnement automatique et lorsque le moyen de commande de réinitialisation 58 n'est pas actionné, il est clair que la ligne 51a est sous tension et que seule la bobine de l'électrovanne EV2 est alimentée. Par conséquent, les parties hydrauliques des électrovannes EVI, EV3 et EV4, sont fermées, tandis que la partie hydraulique de l'électrovanne EV2 est ouverte. C'est la situation lorsque l'installation est en service, mais qu'aucun robinet n'est ouvert. On n'observe donc aucun débit à travers les électrovannes EV, et EV2. Les pressostats P1 et P2 reçoivent la même pression qui est celle du réseau, avant la précédente fermeture de EV,. Par conséquent, le relais R n'est pas alimenté et le contacteur 55 en série avec la bobine de l'électrovanne EV, reste ouvert. Si l'utilisateur ouvre un robinet de l'installation, on observe d'abord une chute brutale de la pression en aval de l'électrovanne EV1, ce qui déclenche le changement d'état des pressostats P1 et P2. Dès lors, le contacteur commandé par le pressostat P1 et l'inverseur commandé par le pressostat P2 changent d'état, ce qui conduit à alimenter les bobines du moyen formant relais R et du second moyen formant relais temporisé RT2. Par conséquent, la bobine de l'électrovanne EV, est alimentée et l'eau s'écoule normalement depuis le réseau vers l'installation, tant que le robinet (ou plusieurs) est ouvert. Cependant, si le débit se prolonge pendant une période de temps jugée anormale (par exemple, 20 minutes), le second moyen formant relais temporisé RT2 provoque le changement d'état du contacteur 57 en série avec la bobine de l'électrovanne EV2, ce qui aboutit à la fermeture de l'électrovanne EV2. De même, le contacteur normalement ouvert 71 en série avec les moyens d'alarme se ferme, ce qui provoque l'émission d'un signal sonore avertissant l'utilisateur du fait qu'un robinet a été laissé ouvert par inadvertance. Cet agencement peut permettre d'éviter un dégât des eaux résultant, par exemple, d'un débordement d'une baignoire ou d'un évier. Si l'utilisateur referme normalement tous les robinets, la pression remonte au-delà de la valeur du pressostat P1, ce qui aboutit à refermer l'électrovanne ENVI. Tout ce qui précède illustre un fonctionnement normal de l'installation avec adjonction d'une sécurité anti-débordement. Une première anomalie peut résulter du fait qu'un robinet est mal fermé. Dans ce cas, ce robinet continue à laisser échapper un faible débit d'eau. Dans cette situation, I'électrovanne EV, est encore ouverte et le faible débit entraîne une remontée de pression en aval de cette électrovanne. La mauvaise fermeture du robinet entraîne le fait que la remontée de pression n'atteint pas la pression du pressostat P1, mais dépasse celle du pressostat P2. Il en résulte que l'inverseur piloté par le pressostat P2 change d'état, de sorte que la bobine du premier relais temporisé RT, est alimentée, de même que la lampe L3 qui signale le défaut correspondant. Au bout d'un intervalle relativement court, déterminé par ledit premier relais temporisé, celui-ci commande l'ouverture du contacteur 56 normalement fermé en série avec la bobine de l'électrovanne EV2. Par conséquent, I'électrovanne EV2 se ferme, ce qui arrête l'écoulement d'eau dans l'installation. Une autre anomalie de fonctionnement peut résulter d'une fuite dans le circuit de l'installation. Dans ce cas, l'électrovanne EV, est généralement fermée, puisque l'utilisateur ne fait pas couler d'eau. La pression immédiatement en aval de cette électrovanne diminue progressivement et passe en-dessous du seuil déterminé par le pressostat P1. Dans ce cas de figure, I'inverseur associé au pressostat P2 est dans sa position de repos, illustrée sur la figure 2. Au changement d'état de P1, le relais RTl est directement alimenté et ferme EV2 au bout d'un intervalle de temps court prédéterminé, sans que l'électrovanne EVl n'ait été ouverte. Par conséquent, le basculement du pressostat P, commande alors la fermeture de l'électrovanne EV2. Dans tous les cas de défaut analysés ci-dessus, on aboutit à la fermeture de l'électrovanne EV2. Une remise en service de l'installation, après disparition de l'anomalie, nécessite l'actionnement du moyen de commande de réinitialisation 58. Celui-ci a pour conséquence d'ouvrir l'électrovanne EV3 qui rétablit la pression du réseau dans le tronçon de conduit 11 situé entre les électrovannes EV, et EV2, et de couper l'alimentation électrique des moyens de commande 59 définis ci-dessus, c'est-à-dire les contacteurs et inverseurs commandant les relais R, RT1 et RT2. Ceci a pour conséquence de replacer les électrovannes dans des positions d'attente normales. Ces conditions sont maintenues lorsque l'utilisateur relâche le moyen de commande de réinitialisation. Les contacteurs associées aux relais temporisés RT1 et RT2 en parallèle sur le contacteur du pressostat P1 permettent de faire face au coup de bélier qui peut se produire à la fermeture simultanée des électrovannes EVI et EV2, pour empêcher un fonctionnement intempestif du contacteur relié au pressostat P1. Si un professionnel désire mettre hors service pendant une durée déterminée le dispositif de sécurité qui vient d'être décrit, il lui suffit de placer le contacteur 54 dans la position de fonctionnement manuel, ce qui aboutit à la suppression de l'alimentation de la ligne 51 a et à l'alimentation de l'électrovanne EV4 qui rétablit une connexion directe entre le réseau et l'installation. Lorsque le contacteur est dans la position intermédiaire de mise hors service, ni le dispositif, ni l'électrovanne EV4, n'est alimentée, de sorte que l'installation est complètement déconnectée du réseau. REVENDICATIONS - - Dispositif de sécurité pour une installation de distribution d'eau reliée à un réseau d'alimentation d'eau sous pression, destiné à être intercalé en série et en amont d'une telle installation, caractérisé en ce qu'il comprend, couplés entre eux: - un circuit hydraulique incluant deux électrovannes (EVl, EV2) montées en cascade, respectivement une électrovanne amont et une électrovanne aval, et deux pressostats (P1, P2) respectivement un pressostat haut et un pressostat bas, tous deux hydrauliquement couplés à un tronçon de conduit (11) reliant les deux électrovannes, ledit pressostat haut étant réglé à une première pression prédéterminée légèrement inférieure à celle dudit réseau et ledit pressostat bas étant réglé à une seconde pression prédéterminée inférieure à ladite première pression, - un circuit électrique logique comprenant une ligne d'alimentation électrique (51, 51a), les contacteurs des pressostats (psi, P2) et les bobines des électrovannes, et des moyens de commande (59) pour ouvrir l'électrovanne amont si la pression dans ledit tronçon de conduit chute brusquement et pour fermer l'électrovanne aval, si la pression dans ledit tronçon de conduit entre dans l'intervalle compris entre lesdites première et seconde pressions prédéterminées correspondant aux deux pressostats. 2 - Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite électrovanne amont (EV1) est commandée à l'ouverture par un contacteur normalement ouvert (55) d'un moyen formant relais (R) lui-même piloté par l'intermédiaire d'un branchement en série de deux contacteurs normalement ouverts, appartenant respectivement aux deux pressostats (P1, P2). 3 - Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que, ledit contacteur dudit pressostat étant un inverseur, ladite électrovanne aval (EV2) est commandée à la fermeture par un premier moyen formant relais temporisé (RT,), lui-même commandé par l'intermédiaire d'un branchement en série dudit contacteur normalement ouvert dudit pressostat haut et du contacteur normalement fermé dudit inverseur dudit pressostat bas. 4 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une troisième électrovanne (EV3) dont la partie hydraulique est montée en parallèle sur ladite électrovanne amont et en ce que cette électrovanne est commandée par l'intermédiaire d'un contacteur normalement ouvert d'un moyen de commande de réinitialisation (58) dont un contacteur normalement fermé est intercalé en série entre ladite ligne d'alimentation (5 la) et les moyens de commandé (59) précités desdites électrovannes amont et aval. 5 - Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte une quatrième électrovanne (EV4) dont la partie hydraulique est en parallèle sur le branchement en cascade desdites électrovannes amont et aval, et qui est commandée par un sélecteur de mode de fonctionnement (54) connecté entre ladite ligne d'alimentation et la bobine de ladite quatrième électrovanne. 6 - Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit contacteur normalement ouvert dudit pressostat bas (P2) pilotant ledit moyen formant relais (R), est shunté par un contacteur normalement ouvert (64) dudit moyen formant relais. 7 - Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que ledit contacteur normalement ouvert du pressostat haut (P1) pilotant ledit moyen formant relais (R), est shunté par un contacteur normalement ouvert (66) dudit premier moyen formant relais temporise. 8 - Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il comporte un moyen d'alarme (69) alimenté via un contacteur normalement ouvert (70) dudit premier moyen formant relais temporisé.