Brevet FR2842600A1 — publié le 20040123

ECL. SYSTEME EMBARQUE ET PROCEDE D'INSPECTION PAR THERMOGRAPHIE INFRAROUGE NOTAMMENT POUR LES RESEAUX VAPEURS ENTERRES L'invention concerne le domaine du contrôle et de la surveillance par thermographie infrarouge, et plus particulièrement celui de l'inspection des réseaux vapeurs enterrés tels que les réseaux de chauffage urbain des grandes villes. Les réseaux de chauffage sont aujourd'hui largement développés dans les grandes villes et se présentent sous la forme de conduites de vapeur enterrées sous la voirie. L'ensemble d'un réseau de chauffage d'une grande ville peut ainsi représenter plusieurs dizaines, voire plusieurs centaines de kilomètres de conduites enterrées. La localisation de ces conduites, la détection de défauts tels que les fuites et/ou les insuffisances de calorifugeage, ou encore la détection de la présence d'ouvrages spéciaux tels que des dérivations, des contournements, des joints de dilatation, etc, sont par conséquent des opérations très difficiles à mener de part la taille du réseau. Aussi, faute de dispositions simples et efficaces prévues pour effectuer une surveillance régulière de l'état de l'ensemble des conduites enterrées du réseau, il n'est le plus souvent pas possible d'intervenir sur des défauts éventuels avant la déclaration de dégâts importants. Ces dégâts sur le réseau enterré de chauffage urbain se répercutent inévitablement au niveau de la voirie et entraînent par conséquent des cots importants pour les municipalités. De plus, la présence d'ouvrages spéciaux dans le réseau susceptibles de nécessiter des opérations ponctuelles de maintenance, doit pouvoir être détectée aisément et avec précision. Or, les conduites de vapeur enterrées, mais également les fuites ou insuffisances de calorifugeage dans ces conduites, ainsi que les ouvrages spéciaux sont générateurs de traces infrarouge particulières qui sont détectables par thermographie infrarouge. Des systèmes de détection par thermographie infrarouge sont connus dans l'art antérieur. Notamment, le document GBA-1605188 qui décrit un appareil de surveillance, pour survoler une région à partir d'un avion et qui comprend des moyens de détection infrarouge pour recevoir des radiations infrarouge émanant de la région survolée et pour fournir des signaux de sortie représentatifs de l'emplacement, à l'intérieur de la région, des sources des radiations infrarouge, des moyens pour fournir des signaux vidéo correspondant à une partie de la région survolée, et des moyens pour transmettre ces signaux à une station distante de l'avion. Toutefois, un tel système n'est pas du tout adapté aux contraintes liées à l'inspection d'équipements en milieu urbain. Aussi, un objet de l'invention, qui repose sur l'identification d'un besoin jusqu'à présent resté latent, vise à améliorer la surveillance des réseaux de canalisation tels que les réseaux vapeurs enterrés de chauffage urbain en proposant un système et un procédé d'inspection par thermographie infrarouge d'un tel réseau qui soit simple à mettre en oeuvre, économique, fiable, discret et qui permettent d'obtenir un diagnostic précis et complet de l'ensemble du réseau. L'invention concerne donc un système d'inspection par thermographie infrarouge embarqué, notamment pour un réseau vapeur enterré, pour la détection d'anomalies en vue de l'établissement d'un diagnostic du réseau, comprenant une station mobile équipée d'un module d'orientation supportant une caméra infrarouge pour acquérir des images infrarouge d'une zone sélectionnée et une caméra vidéo pour acquérir des images réelles de ladite zone, la caméra infrarouge et la caméra vidéo étant alignées l'une par rapport à l'autre pour obtenir des champs de vision respectifs chevauchants, des moyens de localisation pour acquérir des données de localisation de ladite zone, ledit système étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour enregistrer séparément en continu sous forme numérique les images infrarouge, les images réelles et les données de localisation, des moyens de traitement numériques pour la synchronisation des images et des données de localisation enregistrées et des moyens d'introduction d'informations complémentaires de diagnostic correspondant à chaque anomalie détectée. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens d'enregistrement comprennent un ordinateur embarqué doté de racks de mémoire de masse évolutive d'au moins 90 Go. Avantageusement, les moyens de traitement numériques et les moyens d'introduction d'informations complémentaires de diagnostic sont mis en ouvre sous forme logicielle. Selon une autre caractéristique, les moyens de localisation comprennent un système GPS. Selon une autre caractéristique, le module d'orientation comprend un premier axe d'orientation horizontal et un second axe d'orientation vertical. Avantageusement, le module d'orientation est motorisé. Selon une autre caractéristique de l'invention, le module d'orientation est disposé à l'extrémité avant d'un bras horizontal coulissant et réglable en longueur venant en avant de la station mobile à laquelle il est fixé. Selon une autre caractéristique, la station mobile comprend un poste de contrôle comprenant un moniteur pour image infrarouge, un moniteur pour image vidéo et des moyens de commande et d'orientation de la caméra infrarouge et de la caméra vidéo. L'invention concerne également un procédé d'inspection par thermographie infrarouge, notamment pour un réseau vapeur enterré pour la détection d'anomalies en vue de l'établissement d'un diagnostic du réseau, mettant simultanément en oeuvre une caméra infrarouge, une caméra vidéo, lesdites caméras étant fixées sur une station mobile et alignées l'une par rapport à l'autre pour obtenir des champs de vision respectifs chevauchants d'une zone sélectionnée, et des moyens d'obtention de données de localisation, ledit procédé comprenant les étapes consistant à acquérir simultanément des données d'images infrarouges successives de la zone sélectionnée, des données d'images vidéos successives de ladite zone et des données de localisation successives représentatives de l'emplacement de ladite zone, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes consistant à: a- enregistrer séparément en continu sous forme numérique les données d'images infrarouge, les données d'images vidéo et les données de localisation pour un usage en temps réel et/ou ultérieur; b- appliquer un traitement numérique pour synchroniser les données enregistrées; cenregistrer sous forme numérique pour chaque anomalie détectée une fiche de diagnostic comprenant les données d'images infrarouge, les données d'images vidéo et les données de localisation synchronisées représentatives de ladite anomalie et des informations complémentaires de diagnostic descriptives de ladite anomalie. Selon une caractéristique de l'invention, l'étape a- consiste à enregistrer séparément en continu les données d'images infrarouges, les données d'images vidéos et les données de localisation sur la mémoire de masse d'un ordinateur. Selon une autre caractéristique, une étape supplémentaire est prévue consistant à contrôler l'acquisition des images infrarouges, des images vidéos et des données de localisation par l'intermédiaire d'écrans de contrôle dédiés à cet effet au sein de la station mobile pour détecter les anomalies en temps réel. Avantageusement, une étape supplémentaire est alors prévue consistant à effectuer un marquage fixe au sol représentatif de l'emplacement de l'anomalie détectée en temps réel. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante donnée à titre d'exemple illustratif et non limitatif et faite en référence à la figure unique annexée (figure 1) qui montre un schéma illustrant la mise en oeuvre du système d'inspection selon l'invention. La figure 1 décrit donc de façon schématique un système d'inspection par thermographie infrarouge 10 d'un réseau vapeur enterré pour la détection d'anomalies en vue de l'établissement d'un diagnostic du réseau. Le système 10 comprend une station mobile 1, de préférence un véhicule de type fourgon monospace, sur lequel est embarqué l'équipement nécessaire à l'inspection d'un réseau vapeur enterré permettant notamment la localisation des conduites enterrées et la détection des défauts ou de la présence d'ouvrages spéciaux. Le véhicule 1 comprend ainsi un bras support 2 horizontal, coulissant et réglable en longueur, prévu pour venir en avant du pare-chocs avant du véhicule 1. Le bras support 2 est fixé solidairement au toit du véhicule 1. Il peut par exemple, selon un mode de réalisation préféré, être fixé aux rails de galerie de toit du véhicule par l'intermédiaire de quatre vis à poignée de serrage. Sur l'extrémité avant du bras 2, est disposé un module d'orientation 3 supportant d'une part, une caméra infrarouge 4 et, d'autre part, une caméra vidéo numérique 5. Le module d'orientation 3 comprend un premier axe d'orientation horizontal en site et un second axe d'orientation vertical en azimut. Il est de préférence motorisé et est prévu pour être commandé à distance au cours de l'inspection par un opérateur 11 situé à l'intérieur de la station mobile. L'orientation à distance du module d'orientation permettant ainsi de corriger le pointage des caméras en cours d'inspection peut être effectuée par l'intermédiaire d'un levier de commande de type joystick. Les deux caméras sont avantageusement alignées l'une par rapport à l'autre de façon à obtenir des champs de vision respectifs chevauchants d'une zone sélectionnée. L'alignement des deux caméras est réalisé de préférence manuellement avant de commencer l'inspection. Ainsi disposées, les deux caméras infrarouge 4 et vidéo 5 permettent d'enregistrer des images similaires de la zone sélectionnée dont l'une est de type infrarouge et l'autre est l'image réelle correspondante. Le système d'inspection selon la présente invention comprend de plus des moyens de localisation embarqués sur la station mobile 1 permettant d'acquérir des données de localisation représentatives de l'emplacement de la zone sélectionnée. Il s'agit de préférence d'un système de localisation par satellites de type GPS, acronyme pour l'expression anglo- saxonne " Global Positioning System " qui signifie système mondial de positionnement, et dont seule l'antenne extérieure 6 est représentée à la figure 1. Le véhicule 1 est également équipé d'un poste de contrôle 12. Le poste de contrôle 12, situé avantageusement au niveau des places arrières du véhicule, comprend notamment un moniteur 8 prévu pour afficher en temps réel au cours de l'inspection du réseau les images infrarouge acquises par la caméra infrarouge 4 et un moniteur 9 prévu pour afficher en temps réel au cours de l'inspection du réseau les images vidéo acquises par la caméra vidéo 5. Selon un mode de réalisation préféré, le moniteur pour image vidéo 9 est de plus prévu pour afficher en permanence au cours de l'inspection du réseau le signal numérique de localisation par GPS comprenant des données de latitude et de longitude. Le poste de contrôle 12 comprend également un ordinateur 7 de type PC industriel embarqué avec alimentation 12 Volts et équipé d'une capacité évolutive de stockage de données numériques, au moins Gigaoctets (Go). Ainsi, les données d'images infrarouge successives, les données d'images vidéo successives et les données de localisation successives acquises tout au long du déroulement de l'inspection du réseau sont enregistrées séparément en continu sous forme numérique dans la mémoire de masse de l'ordinateur 7. Un traitement numérique est alors appliqué à ces données enregistrées. Notamment, des moyens de traitement numériques sont mis en oeuvre sous la forme d'un logiciel hébergé par l'ordinateur 7, de façon à permettre la synchronisation des données d'images infrarouge et vidéo et des données de localisation. Le traitement numérique de synchronisation permet tout particulièrement de faire concider temporellement les données d'images infrarouge et vidéo et les données de localisation. Pour ce faire, des moyens logiciels sont mis en oeuvre pour établir une corrélation entre les données enregistrées et une base de temps prise comme référence commune. Ainsi, on peut faire exécuter la séquence des images infrarouge et vidéo et des données de localisation enregistrées dans un ordre extrêmement précis basé sur la référence temporelle commune. L'ordinateur 7 héberge également un logiciel permettant d'enregistrer, pour chaque anomalie détectée dans le réseau, une fiche de diagnostic comprenant non seulement les données d'images infrarouge, les données d'images vidéo et les données de localisation synchronisées représentatives de l'anomalie en question, mais également des informations complémentaires de diagnostic descriptives de cette anomalie. Les informations complémentaires de diagnostic peuvent consister par exemple en la date et l'heure, en un code d'ouvrage spécial, en l'indication de la charge (profondeur d'enfouissement), en la température au sol, en la température de l'air ambiant, en la température moyenne de la canalisation hors défaut, etc. Le poste de contrôle 12 comprend enfin des moyens de commande non représentés qui permettent à l'opérateur 11 installé dans le poste de contrôle 12 pendant l'inspection du réseau de commander et d'orienter à distance la caméra infrarouge et la caméra vidéo numérique. Notamment, les commandes de marche/arrêt des caméras, les commandes de réglage de la caméra infrarouge (contrastes, plages de température, prise de température sur un point de l'image...), les commandes de réglage de la caméra vidéo (zoom, mode image par image...) peuvent être déportées au niveau du poste de contrôle 12. Une inspection d'un réseau vapeur enterré se déroule alors de la façon suivante. Un fois sur le lieu de départ de l'inspection, la caméra infrarouge permet immédiatement de visualiser la trace thermique de la conduite vapeur sur le sol. Il suffit ensuite de suivre cette trace thermique avec le véhicule 1 en corrigeant si nécessaire le pointage des caméras à l'aide du joystick. On peut suivre par ailleurs la trajectoire au moyen d'un plan du réseau précédemment fourni et au moyen du GPS. Les données recueillies sont alors enregistrées séparément en continu sur la mémoire de masse de l'ordinateur, avant de subir le traitement numérique de synchronisation. L'opérateur 11 a la possibilité de détecter des anomalies en temps réel par l'intermédiaire de ses écrans de contrôle. Selon un mode de réalisation particulier, à la détection d'une anomalie au cours de l'inspection, le véhicule peut être arrêté pour enregistrer en temps réel une fiche de diagnostic correspondant à l'anomalie détectée. Egalement, dans une telle situation, un marquage fixe au sol représentatif de l'emplacement de l'anomalie détectée en temps réel peut être effectué. Un système de pointage laser solidaire des caméras est alors prévu en plus afin de pouvoir matérialiser la trace de l'axe de vision des caméras au sol et ainsi pouvoir marquer, par exemple à la peinture, un repère fixe représentatif de l'emplacement de l'anomalie détectée permettant une intervention ultérieure. On peut également poursuivre l'inspection et traiter les anomalies détectées ultérieurement une fois l'inspection terminée à partir des images et des données enregistrées. Les données GPS et les images réelles enregistrées permettront en effet de retrouver l'emplacement de l'anomalie détectée de façon certaine. Il suffit alors de laisser dérouler le film des images enregistrées, de faire un arrêt sur image à chaque anomalie ou point remarquable détecté et d'enregistrer une fiche de diagnostic selon l'invention. Les fiches remplies en cours d'inspection ou en différé sont prévues pour être stockées par un système de base de données. Avantageusement, toutes les alimentations des équipements décrits sont effectuées à partir du système de batteries 12 Volts du véhicule, ce qui donne une totale autonomie au système selon l'invention. REVEND ICATIONS 1. Système d'inspection par thermographie infrarouge embarqué (10) pour la détection d'anomalies en vue de l'établissement d'un diagnostic, comprenant une station mobile (1) équipée d'un module d'orientation (3) supportant une caméra infrarouge (4) pour acquérir des images infrarouge d'une zone sélectionnée et une caméra vidéo (5) pour acquérir des images réelles de ladite zone, la caméra infrarouge (4) et la caméra vidéo (5) étant alignées l'une par rapport à l'autre pour obtenir des champs de vision respectifs chevauchants, des moyens de localisation (6) pour acquérir des données de localisation de ladite zone, ledit système étant caractérisé en ce qu'il comprend des moyens pour enregistrer séparément en continu sous forme numérique les images infrarouge, les images réelles et les données de localisation, des moyens de traitement numériques pour la synchronisation des images et des données de localisation enregistrées et des moyens d'introduction d'informations complémentaires de diagnostic correspondant à chaque anomalie détectée. 2. Système selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de traitement numériques et les moyens d'introduction d'informations complémentaires de diagnostic sont mis en oeuvre sous forme logicielle. 3. Système selon la revendication l ou 2, caractérisé en ce que le module d'orientation (3) comprend un premier axe d'orientation horizontal et un second axe d'orientation vertical. 4. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module d'orientation (3) est motorisé. 5. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le module d'orientation (3) est disposé à l'extrémité avant d'un bras (2) horizontal coulissant et réglable en longueur venant en avant de la station mobile à laquelle il est fixé. 6. Système selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la station mobile (1) comprend un poste de contrôle (12) comprenant un moniteur pour image infrarouge (8), un moniteur pour image vidéo (9) et des moyens de commande et d'orientation de la caméra infrarouge et de la caméra vidéo. 7. Procédé d'inspection par thermographie infrarouge, notamment pour un réseau vapeur enterré pour la détection d'anomalies en vue de l'établissement d'un diagnostic du réseau, mettant simultanément en oeuvre une caméra infrarouge (4), une caméra vidéo (5), lesdites caméras étant fixées sur une station mobile (1) et alignées l'une par rapport à l'autre pour obtenir des champs de vision respectifs chevauchants d'une zone sélectionnée, et des moyens d'obtention de données de localisation, ledit procédé comprenant les étapes consistant à acquérir simultanément des données d'images infrarouges successives de la zone sélectionnée, des données d'images vidéos successives de ladite zone et des données de localisation successives représentatives de l'emplacement de ladite zone, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes consistant à: a- enregistrer séparément en continu sous forme numérique les données d'images infrarouge, les données d'images vidéo et les données de localisation pour un usage en temps réel et/ou ultérieur; b- appliquer un traitement numérique pour synchroniser les données enregistrées; c- enregistrer sous forme numérique pour chaque anomalie détectée une fiche de diagnostic comprenant les données d'images infrarouge, les données d'images vidéo et les données de localisation synchronisées représentatives de ladite anomalie et des informations complémentaires de diagnostic descriptives de ladite anomalie. 8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'étape aconsiste à enregistrer séparément en continu les données d'images infrarouges, les données d'images vidéos et les données de localisation sur la mémoire de masse d'un ordinateur. 9. Procédé selon l'une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire consistant à contrôler l'acquisition des images infrarouges, des images vidéos et des données de localisation par l'intermédiaire d'écrans de contrôle dédiés à cet effet au sein de la station mobile pour détecter les anomalies en temps réel. 10. Procédé selon la revendication 9, caractérisé en ce qu'il comprend une étape supplémentaire consistant à effectuer un marquage fixe au sol représentatif de l'emplacement de l'anomalie détectée en temps réel.