Brevet FR2761455A1 — publié le 19981002

La présente invention concerne un procédé et un dispositif pour le contrôle d'au moins un flux liquide dans au moins une canalisation, et principalement (mais non exclusivement) pour le contrôle de flux liquides dans des réseaux de canalisations. Cette invention s'intéresse, plus particulièrement mais non exclusivement, au contrôle de l'écoulement d'eau, dans les réseaux de distribution d'eau potable. Elle s'applique aussi au contrôle des flux d'eau dans les réseaux d'assainissement. La bonne gestion des réseaux de distribution d'eau nécessite une connaissance suffisamment précise de la circulation de l'eau dans les différentes branches, principales et secondaires, de ces réseaux. Dans le cas des réseaux de distribution d'eau potable, il convient notamment de détecter les zones de stagnation, ou de faibles débits d'eau, qui provoquent une dégradation de la qualité de l'eau, en vue de supprimer autant que possible ces zones. Pour effectuer ce genre de contrôle, un certain nombre de contraintes doivent être prises en coinsidération. En premier lieu, s'agissant en général de réseaux de canalisations souterraines, un contrôle visuel direct de l'écoulement d'eau est a priori exclu. De plus, l'utilisation de "marqueurs" colorés, ou présentant un quelconque danger pour l'utilisateur final, doit aussi être évitée. Par ailleurs, l'implantation de compteurs et de débitmètres en de nombreux points d'un réseau de distribution d'eau n'est pas économiquement rentable. La présente invention vise à résoudre ce problème, en fournissant un procédé et un dispositif simples, économiques et inoffensifs, pour le contrôle d'un flux liquide dans une canalisation, ou de flux liquides dans des réseaux de canalisations, tels que les réseaux de distribution d'eau potable. A cet effet, l'invention a essentiellement pour objet un procédé pour le contrôle d'un ou de flux liquides dans une canalisation ou un réseau de canalisations, qui consiste, dans une canalisation ou un réseau donné, à introduire en au moins un point de la canalisation ou du réseau, au moins un ou des corps détectables de relativement petites dimensions, aptes à être entraînés par le flux liquide vers les différentes parties de la canalisation ou du réseau concerné, et à détecter le passage dudit ou desdits corps détectables en au moins un ou des des points prédéterminés de la canalisation ou du réseau considéré. Ainsi, le principe de l'invention consiste à introduire, dans un ou des flux liquides, un ou des corps qui sont entraînés par ce ou ces flux, et qui sont automatiquement détectés lors de leur passage en un ou des points prédéterminés, ce qui permet d'en connaître le parcours et la vitesse. En particulier, une zone dans laquelle ne parviennent que très peu desdits corps, ou dans laquelle ces corps avancent à très faible vitesse, pourra être identifiée comme une zone de stagnation. Le procédé objet de l'invention comprend encore, avantageusement, l'opération consistant à intercepter ledit ou lesdits corps détectables en au moins un point de la canalisation ou du réseau concerné, et à extraire ce ou ces corps de la canalisation ou du réseau, en particulier de manière à éviter que ces corps ne viennent obstruer des branches de réseau de faible section, ou ne parviennent chez l'utilisateur final. De plus, la récupération dudit ou desdits corps permet leur réutilisation éventuelle. De préférence, le ou les corps détectables sont détectés par voie électromagnétique. La détection dudit ou desdits corps peut être faite au travers des parois de la ou des canalisations, notamment dans le cas de canalisations en matière synthétique. Dans le cas de canalisations métalliques, pouvant faire obstacle à la transmission des ondes électromagnétiques, la détection dudit ou desdits corps peut être faite à l'intérieur de la ou des canalisations, par exemple en des points singuliers d'un réseau, notamment au niveau de vannes. Selon un mode de mise en oeuvre simple, la détection se fait de façon "passive", c'est-à-dire que l'on détecte simplement le passage du ou des corps détectables en un certain nombre de points, en identifiant ces corps qui fournissent une "signature" à leur passage au niveau d'un détecteur. Selon un autre mode de mise en oeuvre, plus perfectionné, la détection s'effectue de façon "active", c'est-à-dire que le ou les corps détectables sont conçus pour recevoir et stocker des informations à leur passage en des points prédéterminés de la canalisation ou du réseau, et pour restituer ces informations lors de leur passage en un autre point ou en d'autres points, ou accumuler ces informations et les restituer seulement après leur récupération en fin de parcours de la canalisation ou du réseau. Selon le cas, les informations obtenues à partir de la détection du passage dudit ou desdits corps en un ou des points prédéterminés de la canalisation ou du réseau peuvent être traitées en temps réel par un système informatique, ou être stockées en vue d'un traitement ultérieur. La présente invention a aussi pour objet un dispositif pour le contrôle d'un flux ou de flux liquides dans une canalisation ou un réseau de canalisations, en vue de la mise en oeuvre du procédé défini ci-dessus. Le dispositif en cause se compose essentiellement, d'une part, d'au moins un corps détectable, de relativement petites dimensions, à paroi étanche, renfermant une "puce" électronique à laquelle est associée une antenne émettrice et/ou réceptrice, et d'autre part, d'au moins un détecteur fixe disposé en un point prédéterminé de la canalisation ou du réseau concerné, et apte à coopérer avec la "puce" électronique et antenne du corps détectable précité. Dans la configuration la plus simple, le corps détectable est dépourvu de toute source d'énergie, telle que pile. Selon une variante, ce corps détectable comporte une source d'énergie électrique embarquée, telle que pile, ce qui permet sa détection à une distance plus importante, pouvant atteindre plusieurs mètres ; cette dernière disposition est donc intéressante dans le cas d'une canalisation à forte section. De préférence, le corps détectable possède une masse volumique moyenne sensiblement égale à celle du liquide circulant dans la canalisation ou le réseau concerné, par exemple une densité de l'ordre de 1 dans le cas d'un réseau de distribution d'eau. Ainsi, ce corps détectable peut "flotter entre deux eaux", de manière à être convenablement entraîné par tout flux de liquide. Le corps détectable possède, extérieurement, une forme de disque ou de pastille, ou encore une forme sphérique, lui donnant l'allure générale d'une bille ou d'une petite boule. Avantageusement, ce corps détectable comporte, extérieurement, des ailettes qui le stabilisent, qui favorisent son entraînement par le flux de liquide, et qui protègent ses parties sensibles. Le corps détectable peut posséder une configuration essentiellement creuse, et être délimité par une enveloppe non seulement étanche, mais encore résistante à la pression du liquide circulant dans la canalisation ou le réseau concerné. En variante, ce corps détectable a une strucutre pleine, de masse volumique adaptée à celle du liquide circulant dans la canalisation ou le réseau concerné. Avantageusement, ledit corps détectable est réalisé, au moins en surface, avec un matériau suffisamment tendre ou élastique pour ne pas endommager les parois de la ou des canalisations, en cas de choc. La "puce" électronique, incluse dans le corps détectable, assure les fonctions d'alimentation électrique, d'identification et de codage, selon des techniques généralement connues. Dans le cas d'un corps détectable en forme de disque, de pastille ou de sphère, cette "puce" électronique est placée sensiblement au centre dudit corps, tandis que l'antenne, nécessaire pour l'émission et la réception de signaux échangés avec le ou les détecteurs fixes, est formée par une pluralité de spires de fil électriquement conducteur, enroulées sous forme de bobine et prenant place dans la région périphérique du corps détectable. Le ou les détecteurs fixes, qui peuvent être disposés notamment au niveau de la ou des vannes de la canalisation ou du réseau concerné, sont avantageusement reliés à un système informatique central de gestion. Le dispositif peut encore comprendre, pour former un ensemble complet - au moins un équipement de distribution des corps détectables, prévu pour introduire ces corps dans la canalisation ou le réseau, et situé en un point proche de la source primaire de puisage de la canalisation ou du réseau, et/ou - au moins un équipement d'interception et d'extraction desdits corps détectables, situé par exemple en un point de la canalisation ou du réseau proche d'un utilisateur final. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé représentant, à titre d'exemples, quelques formes d'exécution de ce dispositif pour le contrôle de flux liquides dans des réseaux de canalisations Figure 1 est une vue d'ensemble, très schématique, d'un réseau de canalisations équipé du dispositif objet de la présente invention Figure 2 est une vue de détail, montrant un équipement d'interception et d'extraction des corps détectables Figure 3 illustre l'application du dispositif objet de l'invention à un réseau d'assainissement Figure 4 est une vue de détail, en coupe, d'un corps détectable. La figure 1 représente, très schématiquement, un réseau de canalisations, désigné dans son ensemble par le repère 1, tel qu'un réseau de distribution d'eau potable. De façon généralement connue, le réseau 1 comprend une source primaire 2 de puisage, et des canalisations 3 principales et secondaires, en boucles et/ou ramifiées, aboutissant chez un certain nombre d'utilisateurs finaux 4 situés dans un certain périmètre, par exemple dans une zone urbaine. Pour le contrôle des flux d'eau, tels qu'indiqués par des flèches 5, dans les canalisations 3 du réseau 1, l'invention prévoit d'introduire dans ce réseau 1 des corps détectables 6, et de détecter le passage desdits corps 6 en des points prédéterminés du réseau 1. A cet effet, le dispositif représenté schématiquement sur la figure 1 comprend - un équipement 7 de distribution des corps détectables 6, situé au niveau de la source primaire 2 de puisage - un ensemble de détecteurs fixes 8, disposés sur les canalisations 3 en des points prédéterminés, et reliés à un système informatique central 9 - des équipements 10 d'interception et d'extraction des corps détectables 6, chacun de ces équipements 10 étant situé en un point du réseau 1 proche d'un utilisateur final 4, et pouvant se présenter comme une grille mobile d'interception et d'extraction, laissant passer le flux d'eau 5 dans la canalisation 3 concernée, mais arrêtant les corps 6 parvenant à son niveau (voir aussi figure 2). Comme le montre la figure 4, chaque corps détectable 6 présente, dans l'exemple considéré, une forme générale sphérique creuse. Le corps 6 possède ainsi une cavité 11, délimitée par une enveloppe sphérique 12 étanche et résistante à la pression de l'eau, pourvue extérieurement de plusieurs ailettes de stabilisation 13. Au centre de la cavité 11 du corps 6 est disposée une "puce" électronique 14, assurant les fonctions d'alimentation électrique, d'identification et de codage. A la "puce" 14 est associée une antenne 15, formée par plusieurs spires de fil enroulées en bobine annulaire, qui prennent place juste sous l'enveloppe sphérique 12 du corps 6. La densité moyenne des corps détectables 6 est sensiblement égale à 1, donc à la densité de l'eau, de telle sorte que ces corps 6 puissent rester en sustentation dans l'eau du réseau 1. Les corps détectables 6, ainsi constitués, sont introduits un à un dans le réseau 1, au moyen de l'équipement de distribution 7, et se trouvent entraînés par les flux d'eau 5 dans les canalisations 3. Le passage de ces corps 6 au niveau des différents détecteurs 8 est détecté par voie électromagnétique, l'information relative au passage d'un corps 6 devant un détecteur 8 pouvant être immédiatement transmise au système informatique central 9. Dans la mesure où les corps détectables 6 sont identifiables, et où les instants de passage de ces corps 6 devant les détecteurs 8 sont déterminés, il est possible de connaître les flux d'eau 5 du point de vue de leur trajet et de leur vitesse, et de repérer ainsi d'éventuelles zones indésirables de stagnation de l'eau dans le réseau 1. L'interception et l'extraction des corps détectables 6 par les équipements 10 évitent que ces corps 6 ne parviennent chez l'utilisateur final 4, et permettent de récupérer ces corps 6, en particulier dans le cas où leur "puce" 14 est utilisée pour enregistrer, sur son trajet, des informations devant être restituées seulement en fin de parcours. Bien entendu, les caractéristiques de la grille de récupération et d'extraction doivent être adaptées à la taille et à la quantité des corps détactables 6 utilisés. La figure 3 illustre l'application de l'invention à un réseau 1 d'assainissement, dont une seule canalisation 3 (pouvant être aussi désignée comme un "égout") est partiellement représentée. Les eaux usées parcourant cette canalisation 3 ne remplissent pas toute sa section, et peuvent atteindre divers niveaux tels qu'indiqués en I, II et III. Des boues peuvent aussi s'accumuler au fond de la canalisation 3, par exemple jusqu'au niveau I. En un point prédéterminé de cette canalisation 3 est disposé un support 16, qui est apte à recevoir, et à maintenir en attente, plusieurs corps détectables 6 (tels que précédemment décrits) placés à des hauteurs différentes les uns des autres, chaque corps 6 étant individuellement identifiable. Selon le niveau I, II ou III atteint par les eaux usées, les corps détectables 6 seront sélectivement libérés du support 16 et entraînés par le flux 5, et pourront être repérés à leur passage devant au moins un détecteur 8 placé sur la canalisation 3, en aval du support 16. Sur cette canalisation 3 peut encore être disposé au moins un capteur olfactif 17, relié à un poste central de surveillance. Ces dispositions permettent de suivre le comportement du réseau d'assainissement 1, sous différentes conditions météorologiques et/ou de pollution, en détectant ici aussi les zones stagnantes, ceci en évitant les visites de personnel à l'intérieur des canalisations 3. Plus particulièrement, le capteur olfactif 17 disposé sur la canalisation 3 est prévu pour détecter une éventuelle pollution dans le réseau d'assainissement 1, et pour déclencher, dans le cas d'une telle détection, la libération d'au moins un corps détectable 6, afin de suivre la progression de la pollution et/ou de la canaliser. En particulier, la pollution ainsi détectée et suivie peut être canalisée vers une voie préférentielle, par la commande appropriée des vannes du réseau. On notera aussi que, dans le cadre de l'application à un réseau d'assainissement, il peut être intéressant d'utiliser des corps détectables 6 plus ou moins lestés ou au contraire flottants. Ainsi, peuvent être utilisés certains corps détectables 6 possèdant une densité de l'ordre de 1,1 qui seront entraînés par les boues, et d'autres corps détectables 6 possèdant une densité de l'ordre de 0,9 qui, au contraire, accompagneront le flux de surface, ce qui permet de différencier les flux aux divers niveaux tels qu'indiqués en I, II et III Comme il va de soi, l'invention ne se limite pas aux seules formes d'exécution de ce dispositif pour le contrôle de flux liquides dans des réseaux de canalisations qui ont été décrites ci-dessus, à titre d'exemples ; elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes de réalisation et d'application respectant le même principe. En particulier, l'on ne s'éloignerait pas du cadre de l'invention - en modifiant la forme extérieure du ou des corps détectables qui pourraient aussi présenter une forme plate de disque ou de pastille, ou encore une forme allongée - en réalisant ce ou ces corps détectables non pas creux, mais pleins, à condition que leur densité reste voisine de celle du liquide parcourant la canalisation ou le réseau considéré - en destinant ce dispositif non plus à des réseaux ou canalisations parcourus par de l'eau, mais à des réseaux ou canalisations parcourus par d'autres liquides, tels que des réseaux d'hydrocarbures pour installations pétrolières ou chimiques - en appliquant l'invention à des réseaux dont les canalisations peuvent être de tous types, le terme "canalisations" désignant aussi bien des tuyaux que des conduits ouverts à l'air libre, tels que canaux et caniveaux. REVENDICATIONS 1 - Procédé pour le contrôle d'un flux liquide dans au moins une canalisation, notamment pour le contrôle de flux liquides dans un réseau de canalisations, tel que de distribution d'eau potable ou d'assainissement, caractérisé en ce qu'il consiste, à introduire en au moins un point (2,7;16) de la canalisation ou du réseau (1) au moins un corps détectable (6) de relativement petites dimensions apte à être entraîné par le flux liquide (5) vers les différentes parties (3) de la canalisation ou du réseau (1) concerné, et à détecter le passage dudit ou des desdits corps détectables (6) en au moins un point ou des points prédéterminés (8) de la canalisation ou du réseau (1) considéré. 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend encore l'opération consistant à intercepter ledit ou lesdits corps détectables (6) en au moins un point (10) de la canalisation ou du réseau (1) concerné, et à extraire ces corps (6) de la canalisation ou du réseau (1). 3 - Procédé selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le corps détectable (6) est détecté par voie électromagnétique. 4 - Procédé selon 1 revendication 3, caractérisé en ce que la détection dudit ou desdits corps (6) est faite au travers des parois de la ou des canalisations (3), notamment dans le cas de canalisations en matière synthétique. 5 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que la détection desdits corps (6) est faite à l'intérieur de la ou des canalisations (3), ou en des points singuliers de la canalisation ou du réseau (1), notamment au niveau de vannes, ceci notamment dans le cas de canalisations (3) métalliques. 6 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la détection est faite de façon "passive", c'est-à-dire que l'on détecte le passage du ou des corps détectables (6) en au moins un point (8), en identifiant ce corps (6) qui fournit une "signature" à son passage au niveau d'un détecteur (8). 7 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que la détection s'effectue de façon "active", c'est-à-dire que le ou les corps détectables (6) sont conçus pour recevoir et stocker des informations à leur passage en des points prédéterminés (8) de la canalisation ou du réseau (1), et pour restituer ces informations lors de leur passage en d'autres points, ou accumuler ces informations et les restituer seulement après leur récupération en fin de parcours de la canalisation ou du réseau (1). 8 - Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que les informations obtenues à partir de la détection du passage dudit ou desdits corps (6) en des points prédéterminés (8) de la canalisation ou du réseau (1) sont traitées en temps réel par un système informatique (9), ou stockées en vue d'un traitement ultérieur. 9 - Dispositif pour le contrôle de flux liquides dans une canalisation ou un réseau de canalisations, mettant en oeuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'il se compose essentiellement, d'une part, d'au moins un corps détectable (6), de relativement petites dimensions, à paroi étanche (12), renfermant une "puce" électronique (14) à laquelle est associée une antenne émettrice et/ou réceptrice (15), et d'autre part, d'au moins un détecteur fixe (8) disposé en un point prédéterminé du réseau (1) concerné, et apte à coopérer avec la "puce" électronique (14) et antenne (15) du corps détectable (6) précité. 10 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le corps détectable (6) est dépourvu de toute source d'énergie électrique. 11 - Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que le corps détectable (6) comporte une source d'énergie électrique embarquée, telle que pile. 12 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisé en ce que le corps détectable (6) possède une masse volumique moyenne sensiblement égale à celle du liquide circulant dans la canalisation ou le réseau (1) concerne. 13 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisé en ce que le corps détectable (6) possède, extérieurement, une forme de disque ou de pastille, ou une forme sphérique. 14 -Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce que le corps détectable (6) comporte, extérieurement, des ailettes de stabilisation (13). 15 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que le corps détectable (6) possède une configuration essentiellement creuse (cavité 11), et est délimité par une enveloppe (12) étanche et résistante à la pression du liquide circulant dans la canalisation ou le réseau (1) concerné. 16 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 14, caractérisé en ce que le corps détectable (6) a une structure pleine, de masse volumique adaptée à celle du liquide circulant dans la canalisation ou le réseau (1) concerné. 17 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 16, caractérisé en ce que le corps détectable (6) est réalisé, au moins en surface, avec un matériau tendre ou élastique, pour ne pas endommager les parois des canalisations (3) du réseau (1), en cas de choc. 18 - Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que la "puce" électronique (14) est placée sensiblement au centre du corps détectable (6) en forme de disque, de pastille ou de sphère, tandis que l'antenne (15) est formée par une pluralité de spires de fil électriquement conducteur, enroulées sous forme de bobine et prenant place dans la région périphérique du corps détectable (6). 19 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 18, caractérisé en ce qu'il comporte des détecteurs fixes (8) reliés à un système informatique central (9) de gestion. 20 - Dispositif selon l'une qelconque des revendications 9 à 19, caractérisé en ce qu'il comprend encore - au moins un équipement (7) de distribution des corps détectables (6), prévu pour introduire ces corps (6) dans la canalisation ou le réseau (1), et situé par exemple en un point proche de la source primaire (2) de puisage de la canalisation ou du réseau (1), et/ou - au moins un équipement (10) d'interception et d'extraction desdits corps détectables (6), situé par exemple en un point de la canalisation ou du réseau (1) proche d'un utilisateur final (4). 21 - Dispositif selon l'une quelconque des revendications 9 à 20, caractérisé par son application à un réseau d'assainissement (1), dans lequel les eaux usées peuvent atteindre divers niveaux (I, II, III) , le dispositif comprenant encore, en un point prédéterminé d'une canalisation (3), un support (16) apte à recevoir, et à maintenir en attente, plusieurs corps détectables (6) placés à des hauteurs différentes les uns des autres, chaque corps (6) étant individuellement identifiable, les corps détectables (6) étant sélectivement libérés du support (16) et entraînés par le flux (5) selon le niveau (I, II, III) atteint par les eaux usées, et étant repérables à leur passage devant au moins un détecteur (8) placé sur la canalisation (3), en aval du support (16). 22 - Dispositif appliqué à un réseau d'assainissement selon la revendication 21, caractérisé en ce qu'il comprend encore au moins un capteur olfactif (17) disposé sur la canalisation (3), le capteur olfactif (17) étant prévu pour détecter une éventuelle pollution dans le réseau (1) et pour déclencher, dans le cas d'une telle détection, la libération d'au moins un corps détectable (6) afin de suivre la progression de la pollution et/ou de la canaliser.