Brevet FR2778726A1 — publié le 19991119

La présente invention a pour objet un procédé de détection des fuites d'eau dans des canalisations, notamment des canalisations qui alimentent en eau des appartements, des habitations individuelles ou des locaux industriels. De nombreux dispositifs de détection des fuites d'eau sont connus dans l'art antérieur. En général, les dispositifs de l'art antérieur sont basés sur l'idée qu'un débit d'eau ne doit pas être continu et qu'au delà d'un temps fixé, si le débit n'a jamais atteint zéro, cela signifie qu'il y a une fuite qu'il convient de signaler par une alarme et/ou par l'actionnement d'un coupe-circuit. De tels dispositifs sont par exemple décrits dans le brevet européen EP-66716. Ces dispositifs présentant un certain nombre d'inconvénients du fait de l'absence d'autre information, notamment concernant le débit de la fuite, des brevets de perfectionnement ont été déposés, dans lesquels des dispositifs mesurant à la fois le temps de débit et le volume de débit sont décrits (par exemple, FR-2690525). Toutefois, aucun des dispositifs de l'art antérieur n'apporte de 2 0 solution satisfaisante au problème des fuites de forte importance en coupant immédiatement le circuit: en effet, selon les dispositifs de l'art antérieur, il convient que le temps fixé de manière pré- déterminée pendant lequel l'écoulement d'eau n'est pas considéré comme une fuite, soit expiré pour que le circuit d'alimentation soit coupé. Pour notamment remédier à ces inconvénients, le procédé selon l'invention propose que la détection de la fuite soit réalisée au moyen d'un dispositif comprenant notamment des moyens de mesure d'un débit d'eau, des moyens de mémorisation de ces mesures et au moins un compteur de temps, par la mise en oeuvre des étapes suivantes: - on mesure la valeur du débit d'eau - on recherche la valeur minimale du débit d'eau pendant une durée, appelée période de référence; pendant cette période de référence, on enregistre la plus petite valeur de débit détectée; à l'issue de la période de référence, si la plus petite valeur de débit enregistrée est égale à zéro, le compteur de temps est réinitialisé; - à l'issue de la période de référence, si la plus petite valeur de débit enregistrée est différente de zéro, elle est mémorisée, et l'on calcule la valeur de la durée de fuite tolérée pour ce débit, appelée période de tolérance; on incrémente alors le compteur de temps, et si le compteur de temps dépasse la durée de la période de tolérance, une action est commandée. Avantageusement, la recherche de la valeur minimale du débit d'eau s'effectue continuellement, chaque période de référence s'enchaînant sur la précédente. Suivant un mode de réalisation préféré de l'invention, la période de référence est de 3 minutes. De préférence, le calcul de la période de tolérance pour un minimum de débit mesuré, est réalisé au moyen d'un logiciel approprié, qui, pour la valeur de débit mesurée, lit sur une courbe pré-étalonnée de débit en fonction du temps, la valeur de ladite période de tolérance. Suivant un mode de réalisation particulier de l'invention, la valeur de ladite période de tolérance est inversement proportionnelle à la valeur du minimum de débit. Suivant un autre mode de réalisation avantageux de l'invention, si pour deux périodes de référence consécutives, la valeur du minimum de débit est différente de zéro, la valeur du minimum de débit servant au calcul de la période de tolérance est la moyenne des deux valeurs mesurées. Avantageusement, le compteur est incrémenté pas à pas. Avantageusement, le pas du compteur est déterminé en fonction de la valeur du minimum de débit, par référence à une courbe définie lors de la phase d'étalonnage, et est proportionnelle à ladite valeur du minimum de débit. De préférence, le compteur est incrémenté d'un pas à l'issue de chaque période de référence faisant apparaitre une valeur de minimum de débit différente de zéro identique à la précédente valeur enregistrée. Suivant un mode de réalisation particulier de l'invention, l'action commandée si la période de tolérance est dépassée est le déclenchement d'une pré-alarme. Avantageusement, le déclenchement de la préalarme induit la redéfinition de la période de référence. De préférence, le temps pendant lequel la préalarme est en fonctionnement est un multiple de la période de référence éventuellement redéfinie. Notamment, ce temps de préalarme est compris entre 1 et 10 fois la durée de la période de référence éventuellement redéfinie. A l'issue du temps de préalarme, si le système n'est pas désamorcé, par exemple par la détection d'une valeur de minimum de débit différente de la précédente valeur enregistrée, une alarme sonore 3 0 ou visuelle et/ou un coupe-circuit commandant la fermeture d'une électrovanne sont déclenchés. L'invention a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre du procédé ci-dessus décrit, ce dispositif comprenant au moins une turbine, des moyens de détection de la fréquence de rotation de ladite turbine, un logiciel approprié capable d'évaluer, en fonction de la valeur du minimum de débit, quelle est la durée à partir de laquelle le circuit doit être coupé et un microprocesseur susceptible de provoquer l'actionnement d'une préalarme, d'une alarme et/ou d'un coupe-circuit. Suivant un mode de réalisation particulier de l'invention, ce dispositif comprend en outre un commutateur destiné à permettre l'arrosage automatique. 1 0 Suivant un autre mode de réalisation particulier de l'invention, ce dispositif est alimenté électriquement par le secteur ou par des piles. Avantageusement, le dispositif comprend un moyen de détection de 1 5 l'usure de la pile. L'invention se comprendra mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, qui illustre non limitativement l'invention. Le procédé selon l'invention a été élaboré en partant du principe qu'une fuite est identifiée dans un circuit d'eau par l'absence d'un retour, au bout d'un temps fixé, à une consommation nulle. Le procédé selon l'invention consiste à mesurer à chaque instant la valeur du débit d'eau dans le circuit d'alimentation d'eau considéré, à identifier une valeur minimale de consommation, et à comparer la durée pendant laquelle cette valeur minimale est constatée. A chaque fois que le dispositif selon l'invention mesure une valeur 3 0 plus faible que la valeur précédemment enregistrée comme valeur minimale, le système revient est réinitialisé. Le dispositif selon l'invention est conçu de telle manière que si la valeur enregistrée est zéro, le système revient à zéro. Tant que la valeur enregistrée reste zéro, le système revient continuellement à zéro. Ainsi, dès qu'il y aura un débit, si minime soit-il, le dispositif selon l'invention enclenche toute une série d'étapes comprenant la mesure de la période de tolérance pour le débit mesuré, alors qu'en l'absence de débit, aucune mesure ultérieure ni aucune comptabilisation du temps n'est effectuée. Cette caractéristique assure une fiabilité extrême au dispositif. Par période de tolérance au sens de la présente invention, on entend la durée pendant laquelle l'existence d'un débit donné est acceptée. Par période de référence au sens de la présente invention, on entend une durée courte, de l'ordre de quelques minutes, pendant laquelle on fait toute une série de mesures. Selon le procédé de l'invention, on détermine arbitrairement, dans une phase 1 d'étalonnage, la durée de la période de référence, par exemple, on décide que la période de référence sera d'une durée de 3 minutes. Par ailleurs, pendant cette première phase, on enregistre la courbe étalon du débit en fonction du temps. Cette courbe étalon est une courbe de débit inversement proportionnel au temps, dans laquelle plus le débit est faible, et plus la période de tolérance est longue. Pour donner un exemple de quelques points de cette courbe, on décide au départ que: - pour un débit de 5 m3, la période de tolérance du débit est de 3 0 5 minutes; - pour un débit de 2 m3, la période de tolérance du débit est de minutes; - pour un débit de 1 m3, la période de tolérance du débit est de minutes; - pour un débit de 0, 5 m3, la période de tolérance du débit est de minutes; pour un débit de 0,2 m3, la période de tolérance du débit est de 12 heures. Enfin, dans cette première phase d'étalonnage, suivant un mode de réalisation particulier de l'invention, on détermine une courbe étalon de la valeur du pas du compteur en fonction du minimum de débit enregistré. Selon cette courbe, la valeur du pas du compteur est proportionnelle au minimum de débit. Pendant la période de référence (phase 2), on mesure plusieurs valeurs du débit d'eau, et on enregistre la valeur minimale du débit rencontrée pendant cette période de référence. Si la valeur minimale est zéro, le compteur est réinitialisé. Si la valeur minimale est différente de zéro, un premier compteur de temps se met en marche. Ce premier compteur est incrémenté pas à pas, et avance d'un pas à chaque mesure de débit, identique à la précédente, mesurée à l'issue de la période de référence. Un second compteur de temps mesure si la période de référence est écoulée ou non (phase 3). Tant que la période de référence n'est pas écoulée, le système revient ou reste à la phase 2 de mesure. Lorsque la période de référence est écoulée, la valeur minimum de débit mesurée pendant cette période est mémorisée. Suivant un mode de réalisation particulier de l'invention, la valeur mémorisée est non pas la valeur minimale mesurée sur une période de référence donnée, mais la moyenne des valeurs minimales mesurées sur deux ou plusieurs périodes de références données. Les périodes de référence s'enchaînent les unes aux autres sans interruption, de telle sorte que le dispositif est toujours en train de chercher une valeur de débit minimale, et revient à zéro dès qu'il trouve une valeur de débit nulle (phase 5). Lorsque la valeur minimale de débit mesurée pendant une période de référence donnée, et mémorisée, est différente de zéro, cette valeur est immédiatement répertoriée, au moyen d'un logiciel approprié, sur la courbe étalon, et la durée de tolérance est déterminée et mémorisée (phase 6). Le premier compteur de temps s'incrémente alors (phase 7). Suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, le premier compteur de temps s'incrémente pas à pas, et l'incrémentation s'effectue à l'issue de chaque période de référence pour laquelle la valeur mémorisée est différente de zéro. Si deux valeurs de débit minimum (ou deux moyennes) sont différentes de zéro mais différentes entre elles pour deux périodes de référence consécutives, pour chaque valeur mesurée, le calcul de la période de tolérance est ré-effectué. Pendant la phase 8, le logiciel compare la valeur du compteur, qui s'incrémente régulièrement, avec la valeur de la période de 2 0 tolérance déterminée pour le débit considéré. Tant que la valeur du compteur n'est pas égale à la valeur de la période de tolérance, le système continue à reprendre ses phases une par une, les périodes de référence continuant à s'enchaîner les unes sur les autres. Lorsque la valeur du compteur égale la valeur de la période de tolérance, une pré-alarme ou une alarme est déclenchée. 3 0 Le système peut être alimenté électriquement soit par secteur, soit par piles. Dans le cas o le système est alimenté sur le secteur, on prévoit, suivant un mode de réalisation avantageux de l'invention, un dispositif de pré-alarme, qui dure quelques minutes et permet de prévenir l'utilisateur de l'imminence du déclenchement du coupe- circuit. Ce mode de réalisation comprenant un dispositif de préalarme est particulièrement préféré dans le cas de l'utilisation d'une électrovanne de fermeture de protection. Il suffit alors que l'utilisateur, ainsi prévenu, intervienne sur le dispositif selon l'invention, ou plus simplement encore, interrompe le débit de l'installation pendant quelques instants pour que le dispositif selon l'invention identifie une valeur nulle et se réinitialise complètement. Cette préalarme peut être constituée par tout moyen approprié, tel qu'un dispositif sonore ou optique Suivant un mode de réalisation particulier de l'invention, le déclenchement de la préalarme déclenche une re-définition de la période de référence. De préférence, le temps pendant lequel la 1 5 pré-alarme est en fonctionnement est un multiple de la période de référence éventuellement redéfinie, et notamment est compris entre 1 et 10 fois la période de référence. A l'issue du temps de pré-alarme, si le système n'est pas désamorcé, une alarme et/ou un coupe-circuit sont déclenchés. Dans le cas o le système est alimenté par des piles, le dispositif ne prévoit pas de préalarme, pour des raisons d'économie d'énergie, et l'alarme est en fait la coupure directe d'une électrovanne bistable à impulsion. L'invention a également pour objet un dispositif de mise en oeuvre du procédé ci-dessus décrit, ce dispositif comprenant au moins une turbine, des moyens de détection de la fréquence de rotation de 3 0 ladite turbine, un logiciel approprié capable d'évaluer, en fonction de la valeur du minimum de débit, quelle est la durée à partir de laquelle le circuit doit être coupé et un microprocesseur susceptible de provoquer l'actionnement d'une alarme et/ou d'un coupe-circuit. Suivant un mode de réalisation particulier de l'invention, ce dispositif comprend en outre un commutateur destiné à permettre l'arrosage automatique. Suivant un autre mode de réalisation particulier de l'invention, ce dispositif est alimenté électriquement par le secteur ou par des piles. Le dispositif selon l'invention est donc un compteur à eau comprenant une turbine à aimant, compteur dans lequel les engrenages de comptage ont été remplacés par un détecteur de rotation, tel que notamment un interrupteur à lame souple qui s'interrompt en l'absence de champ magnétique, c'est-à-dire quand la turbine est immobile. De préférence, il s'agit d'un micro- interrupteur. La consommation en eau se traduit alors par un signal 1 5 dont la fréquence est proportionnelle au débit d'eau. Le compteur devient donc un compteur à impulsions. Le dispositif selon l'invention est extrêmement précis, et permet de détecter des fuites très faibles, car la présence d'une fuite, même très faible, enclenche la mise en marche du compteur de temps. Toutefois, la limite du dispositif selon l'invention est dictée par le débit minimum pour que la turbine se mette à tourner et donc que les aimants de la turbine se mettent à émettre un champ magnétique. Le dispositif selon l'invention peut mettre en oeuvre, suivant l'application recherchée, une turbine extrêmement sensible et donc relativement onéreuse, ou une turbine simple du genre existant dans les installations destinées aux particuliers, permettant un coût relativement réduit. 3 0 Le dispositif selon l'invention compare à tout instant la valeur de la durée qu'il enregistre pour une valeur de débit donnée, avec une courbe étalon pré-enregistrée. Dès qu'il y a un dépassement par rapport à la valeur étalon, le contact sec (coupe-circuit, déclenchement d'une pré-alarme ou d'une alarme...) se met en action. L'étalonnage est effectué lors de l'installation. Il n'est généralement pas nécessaire de ré-étalonner par la suite. Ainsi, après un premier réglage, effectué lors de l'installation par le professionnel, l'utilisateur n'a plus à intervenir. Les avantages du procédé et du dispositif selon l'invention sont nombreux: leur mise en oeuvre ne nécessite pas d'appareillage sophistiqué, il est intégrable dans un compteur, donc très compact et surtout il est particulièrement économique, tant à l'achat que du fait de sa fiabilité. Le présent dispositif est destiné à être utilisé dans des installations domestiques, en particulier pour des résidences secondaires, ou pour certaines installations industrielles. REVENDICATIONS 1. Procédé de détection de fuite d'eau, caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: - on mesure la valeur du débit d'eau - on recherche la valeur minimale du débit d'eau pendant une durée, appelée période de référence; pendant cette période de référence, on enregistre la plus petite valeur de débit détectée; - à l'issue de la période de référence, si la plus petite valeur de débit enregistrée est égale à zéro, le compteur de temps est réinitialisé; - à l'issue de la période de référence, si la plus petite valeur de débit enregistrée est différente de zéro, elle est mémorisée, et l'on calcule la valeur de la durée de fuite tolérée pour ce débit, appelée période de tolérance - on incrémente un compteur de temps, - si ledit compteur de temps dépasse la valeur de la période de tolérance, une alarme et/ou un coupe-circuit se mettent en fonctionnement. 2. Procédé de détection de fuite selon la revendication 1, caractérisé en ce que la recherche de la valeur minimale du débit d'eau s'effectue continuellement, chaque période de référence s'enchaînant sur la précédente. 3. Procédé de détection de fuite selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la période de 3 0 référence est de 3 minutes. 4. Procédé de détection de fuite selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le calcul de la période de tolérance pour un minimum de débit mesuré, est réalisé au moyen d'un logiciel approprié, qui, pour la valeur de débit mesurée, lit sur une courbe pré-étalonnée de débit en fonction du temps la valeur de ladite période de tolérance. 5. Procédé de détection de fuite selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que la valeur de ladite période de tolérance est inversement proportionnelle à la valeur du minimum de débit. 6. Procédé de détection de fuite selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, si pour deux ou plusieurs périodes de référence consécutives, la valeur du minimum de débit est différente de zéro, la valeur du minimum de débit servant au calcul de la durée de fuite tolérée est la moyenne des plus petites valeurs mesurées à chaque période de référence. 7. Procédé de détection de fuite selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le compteur est incrémenté pas a pas. 8. Procédé de détection de fuite selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le pas du compteur est déterminé en fonction de la valeur du minimum de débit, par référence à une c(,urbe définie lors de la phase d'étalonnage, et est proportionnel à ladite valeur du minimum de débit. 9. Procédé de détection de fuite selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que le compteur est incrémenté d'un pas à l'issue de chaque période de référence faisant apparaître une valeur de minimum de débit différente de zéro. 10. Procédé de détection de fuite selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce que si le compteur de temps dépasse la période de tolérance, une préalarme se met en fonctionnement préalablement au déclenchement de l'alarme ou du coupe-circuit. 1il. Procédé de détection de fuite selon la revendication 10, caractérisé en ce que le déclenchement de la préalarme induit la redéfinition de la période de référence. 12. Procédé de détection de fuite selon l'une quelconque des revendications 10 ou 11, caractérisé en ce que le temps pendant lequel la préalarme est en fonctionnement est un multiple de la période de référence éventuellement redéfinie. 13. Procédé de détection de fuite selon la revendication 12, caractérisé en ce que ce temps pendant lequel la préalarme est en fonctionnement est compris entre 1 et 10 fois la durée de la période de référence éventuellement redéfinie. 14. Procédé de détection de fuite selon l'une quelconque des revendications 9 à 13, caractérisé en ce qu'à l'issue du temps de préalarme, si le système n'est pas désamorcé, par exemple par la détection d'une valeur de minimum de débit différente de la précédente valeur enregistrée, une alarme et/ou un coupe-circuit sont déclenchés. 15. Dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend au moins une turbine, des moyens de détection de la fréquence de rotation de ladite turbine, un logiciel approprié capable d'évaluer, en fonction de la valeur du minimum de débit, quelle est la durée à partir de laquelle le circuit doit être coupé et au moins un microprocesseur susceptible de provoquer l'actionnement d'une préalarme, d'une alarme et/ou d'un coupe-circuit. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que ledit dispositif comprend en outre un commutateur destiné à permettre l'arrosage automatique. 17. Dispositif selon l'une des revendications 15 ou 16, caractérisé en ce que ledit dispositif est alimenté électriquement par le secteur ou par des piles.