Brevet FR2853963A1 — publié le 20041022

DISPOSITIF DE DÉTECTION DE FUITES DE FAIBLES DÉBITS L'invention se rapporte à un dispositif de détection de fuites d'eau de faible débit, notamment pour des installations de distribution d'eau de type domestique. En raison de leur faible débit, les petites fuites 5 sont difficilement détectables par l'utilisateur. Cependant, le coût des pertes provoquées n'est pas négligeable car il s'écoule, en général, un temps important entre le début de la fuite et la détection par l'usager. Il est donc important de détecter les fuites le plus rapidement possible. Il est connu d'utiliser un dispositif comportant un piston mobile vertical en prise directe sur le réseau d'eau pour détecter les fuites d'eau. Ce piston mobile est logé dans une enceinte comprenant une entrée connectée au réseau amont et une sortie connectée aux installations de l'utilisateur. Le piston 15 libre se déplace verticalement dans un guide connecté à l'entrée. Dans le cas d'une demande d'eau du côté aval, volontaire ou due à une fuite, la pression à l'aval diminue et devient plus faible que la pression à l'amont. Sous l'effet de cette différence de pression, le piston monte. Ce déplacement 20 est détecté par un capteur qui déclenche un système d'alerte. Arrivé à une hauteur suffisante, le piston laisse passer l'eau par des ouvertures pratiquées dans son guide. B10997 Cependant, ce dispositif possède de nombreux inconvénients et contraintes. En particulier, les ouvertures du guide limitent le débit d'eau normalement disponible. Si l'on souhaite un débit important, il faut augmenter les dimensions du 5 dispositif, ce qui augmente de façon gênante l'encombrement. En outre, l'orientation et la position du dispositif lors du montage sont essentielles, puisque le piston doit être dirigé vers le bas. Enfin, si de l'air se trouve dans la partie supérieure du dispositif, celui-ci devient inutilisable et, par 10 conséquent, le montage est peu aisé puisqu'il est nécessaire de le purger avant utilisation. L'invention remédie à au moins certains de ces inconvénients. Elle repose sur la constatation que pour détecter de faibles débits, il faut pouvoir détecter de faibles 15 différences de pression. Les forces mises en jeu devront donc être faibles y compris les forces de frottement. Or les forces de frottement sont importantes car on doit garder l'étanchéité entre l'aval et l'amont. C'est pourquoi l'invention concerne un procédé et un 20 dispositif de détection de fuites de faible débit de liquide comportant une entrée du liquide, une sortie du liquide, qui est caractérisé en ce qu'il comporte: un premier conduit destiné à être interposé entre l'alimentation en eau et la distribution en eau, ce conduit 25 comportant des moyens pour permettre le passage de l'eau à distribuer quand la différence de pression entre le réseau de distribution et le réseau d'alimentation dépasse un premier seuil prédéterminé, un second conduit permettant le passage de l'eau à 30 distribuer quand cette différence de pression dépasse un second seuil, inférieur au premier seuil, et un moyen d'alarme fournissant un signal quand l'eau passe par le second conduit. De préférence, la section du second conduit est 35 inférieure à la section du premier conduit. Dans ce cas, les forces de frottement peuvent rester importantes dans le premier conduit mais peuvent être plus faibles dans le premier conduit. Quel que soit le mode de réalisation, l'invention permet une détection de fuite de faible débit sans altérer l'écoulement de l'eau dans les conditions normales. Selon une réalisation, le second conduit est disposé à l'intérieur du premier conduit. En variante, le second conduit est en dérivation sur le premier conduit. Les axes des premier et second conduits sont par exemple sensiblement parallèles. Le seuil de différence de pression au-delà duquel l'eau s'écoule dans le premier conduit est, dans une réalisation, déterminé par les caractéristiques d'un ressort s'opposant au 15 déplacement d'un organe obturant le premier conduit, en l'absence de différence de pression. Le seuil de différences de pression au-delà duquel l'eau s'écoule dans le second conduit est déterminé, par exemple, par les caractéristiques d'un ressort s'opposant au 20 déplacement d'un organe obturant ce conduit en l'absence de différence de pression. Selon un mode de réalisation, le moyen d'alarme comporte un capteur de la position d'un organe qui se déplace dans le second conduit quand la différence de pression entre 25 l'alimentation et la distribution dépasse le second seuil. De préférence, l'organe dans le second conduit autorise un écoulement de l'eau de l'alimentation vers la distribution dans ce conduit lorsqu'il s'est déplacé d'une longueur prédéterminée. Quand le second conduit est en dérivation sur le 30 premier conduit, le second conduit comporte, de préférence, une ouverture amovible pour faciliter le montage. De préférence, le moyen d'alarme est tel qu'il fournit un signal seulement quand l'eau passe par le second conduit et non par le premier conduit. Lorsque le second conduit est disposé à l'intérieur du premier conduit, dans un mode de réalisation, on prévoit, dans le premier conduit, une tête d'obturation prolongée par une première tige et le second conduit est ménagé dans une seconde tige déplaçable dans une ouverture traversant la tête 5 d'obturation et la tige. Dans ce cas, on prévoit de préférence que le moyen d'alarme comporte, d'une part, un premier capteur de détection de la position de la seconde tige et, d'autre part, un second capteur de détection de la position de la tête d'obturation, le moyen d'alarme ne fournissant un signal 10 d'alarme que si le premier capteur indique un déplacement vers l'aval de la seconde tige et si le second capteur détecte une obturation du premier conduit. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description qui suit de certains de ses 15 modes de réalisation, cette description étant effectuée en se référant aux dessins sur lesquels: - la figure 1 représente un dispositif conforme à l'invention, et - la figure 2 représente un autre mode de réalisation 20 de dispositif conforme à l'invention. Le dispositif représenté sur la figure 1 comporte une première partie comprenant un conduit 20 intercalé dans le conduit d'eau principal et une seconde partie comprenant un conduit de dérivation 21. Dans le conduit 20, on prévoit un piston 22 dont la tête est de forme tronconique. Ce piston est déplaçable selon l'axe du conduit 20 et le déplacement est guidé par un élément 23 solidaire des parois du conduit 20 et présentant de larges ouvertures pour le passage de l'eau. La tête du piston 22 est 30 maintenue en appui contre une paroi 20, également tronconique du conduit 20 grâce à un ressort 24 entourant une tige 25 du piston et s'appuyant, d'un côté, contre une paroi de l'élément 23 et, de l'autre, contre la tête du piston. La tête du piston 22 comprend donc une paroi 35 tronconique 22, qui s'appuie contre la paroi tronconique correspondante 20, du conduit 20. Cette paroi 20, sépare une partie 202, de plus faible section du conduit 20, d'une partie 203 de ce conduit, de plus grande section. La dérivation 21 communique avec la partie 202 de plus 5 faible section, à l'avant du piston 22 grâce à un gicleur 26, en amont du piston 22. Cette dérivation 21 communique aussi avec la partie 203 de plus grande section par l'intermédiaire d'un autre gicleur 262Par conséquent, l'entrée de la dérivation 21 communique 10 avec l'entrée du conduit 20 en amont du piston 22, et la sortie de la dérivation 21 communique avec la sortie du conduit 20 à l'aval du piston 22. La dérivation 21 est un conduit d'axe sensiblement parallèle à l'axe du conduit 20. Elle présente à l'amont une 15 section 30 de plus faible diamètre qu'une section 32 à l'aval. Le corps 34 d'un piston 36 est monté à coulissement dans la section 30 tandis que la tête 38 de ce piston 36, de diamètre extérieur plus important que le diamètre de la section 30, se trouve dans la section 32 à l'aval. La tête 38 du piston 36 est prolongée par une tige 40 traversant une ouverture d'un élément de guidage 42 fixé à la paroi intérieure de la plus grande section 32. Un ressort 44 est disposé autour de la tige 40 entre la paroi d'extrémité de la tête 38 et la face de l'élément de guidage 42 qui est tournée 25 vers l'amont. Dans la section 32, en amont de l'élément 42, on prévoit un capteur 50 sensible aux déplacements du piston et relié à un système d'alerte 52. Le corps 34 du piston 36 présente une ouverture 56 à sa 30 base pour laisser passer l'eau et cette ouverture débouche sur la paroi cylindre latérale par au moins une ouverture 58. Le fonctionnement est le suivant: En cas de fuite de faible débit dans le réseau à l'aval du dispositif, la pression de l'eau du côté aval devient plus 35 faible que la pression de l'eau à l'amont, c'est-à-dire la pression de distribution. En raison du tarage du ressort 24, cette différence de pression n'est pas suffisante pour provoquer le déplacement du piston 22 à l'encontre de l'effort exercé par le ressort 24. Dans ces conditions, le conduit principal 20 reste fermé car la tête du piston 22 obstrue ce conduit 20. Cependant, le ressort 44 est tel que le piston 36 dans la dérivation se déplace quand la différence de pression entre l'amont et l'aval est de l'ordre de 0,1 bar, alors que le ressort 24 est tel que le piston 22 se déplace lorsque la 10 différence de pression est de l'ordre de 0,5 bar. Il en résulte qu'une faible différence de pression entraîne le déplacement du piston 36 jusqu'à ce que l'orifice 58 atteigne la plus grande section 32 pour laisser passer l'eau. Dans cette position, la tête 38 du piston arrive à proximité du capteur 50 qui détecte 15 donc l'existence d'un faible débit qui est, le plus souvent, dû à une fuite. Lorsque l'utilisateur fait un usage normal de l'eau, notamment quand il ouvre un robinet, la différence de pression est plus importante, ce qui provoque le déplacement du piston 22 20 et, dans ces conditions, l'eau circule dans le conduit principal et n'est plus dérivée par le conduit 21. Le piston 36 recule donc vers l'amont et le détecteur 50 n'est plus activé. Dans l'exemple, pour faciliter le montage de l'ensemble de l'élément 42 et du piston 36, on prévoit dans la dérivation 25 21, du côté aval, une ouverture fermée par un couvercle étanche 60. Le capteur 50 est, dans une réalisation, relié au système d'alerte par un système sans fil par onde radio ou lumineuse comme l'infrarouge. La liaison peut être également par 30 fil. L'alarme est du type sonore et/ou lumineuse. En cas d'alarme lumineuse, celle-ci sera disposée en un emplacement destiné à attirer l'attention de l'usager domestique. On va maintenant décrire en relation avec la figure 2, un autre mode de réalisation qui présente l'avantage d'une plus 35 grande simplicité de fabrication. Dans ce mode de réalisation, la dérivation se trouve à l'intérieur du conduit principal. De façon plus précise, on prévoit, comme dans l'exemple représenté sur la figure 1, un conduit 20 se prolongeant par un 5 autre conduit 100 de plus grande section, le raccordement étant effectué par une partie tronconique 102 servant de siège à une tête 104 de piston 105 dont la tige 106 est guidée par l'ouverture 108 d'une bague 110 fixée au conduit 100. Cette bague 110 présente, comme la bague 23 représentée sur la figure 10 1, des ouvertures 112 pour laisser passer l'eau quand la tête 104 du piston est éloignée du siège 102. Un ressort 114 est disposé entre la bague 110 et la base 116 de la tête 104. La tête 104 et la tige 106 du piston 105 sont 15 traversées par une ouverture 118 dans laquelle coulisse une tige 120. Cette dernière dépasse à l'amont de la tête 104 et elle se termine, de ce côté amont, par une bride ou embase 122. Un ressort 124 est interposé entre l'embase 122 et la tête 104. Par ailleurs, la tige 120. présente une ouverture 20 centrale 126 dont l'entrée 127 est du côté amont et dont la (ou les) sortie(s) 128 est (sont) radiale(s). Cette sortie 128 est à proximité de l'arrière 130, du côté aval, de la tige 106. La tige 120 est fermée à son extrémité avale et cette extrémité présente une butée 132 destinée à coopérer avec 25 l'arrière 130 de la tige 106. Un capteur 136 permet de détecter la présence ou l'absence de l'embase, ou d'une pièce liée à l'embase. Le ressort 124 est taré à une valeur sensiblement inférieure au tarage du ressort 114. Le fonctionnement est le suivant Les divers éléments du dispositif ont la position représentée sur la figure 2 quand tous les robinets du réseau 140 à l'aval du dispositif sont fermés et en l'absence de fuite. En cas de fuite de faible débit, la différence de 35 pression entre le conduit 20 et le réseau 140 est suffisante pour s'opposer au ressort 124 mais insuffisante pour s'opposer au ressort 114. Ainsi, dans cette situation, la tête 104 reste appliquée contre le siège 102 et l'eau ne peut pas s'écouler par cette partie. Par contre, la tige 120 se déplace vers l'aval 5 jusqu'à ce que l'ouverture, ou les ouvertures, 128 débouchent à l'extrémité 130. Dans ces conditions, l'eau s'écoule dans l'ouverture 126 depuis l'amont 127, vers l'aval par la sortie 128. Cette situation est détectée par le capteur 136 puisque l'embase 122 10 s'éloigne vers l'aval. Lorsqu'au moins un robinet est ouvert dans le réseau 140, la différence de pression est sensiblement plus importante, ce qui provoque le déplacement de la tête 104 à l'encontre du ressort 114. L'eau peut ainsi s'écouler entre la tête 104 et la 15 surface intérieure du siège 102 ainsi que par les ouvertures 112. Dans ces conditions, le ressort 124 ramène l'embase 122 vers l'amont jusqu'à ce que la butée 132 vienne au contact de la face arrière 130 de la tige 106. Quand un robinet est ouvert dans le réseau 140, 20 l'embase 122 reste éloignée du capteur 136 car la tête 104 reste éloignée du siège 102. Pour éviter que, dans cette situation, soit produit un signal d'indication de fuite, on prévoit, selon une réalisation, un capteur 150 permettant de détecter un débit important pour lequel la tête 104 est éloignée du siège 102. Dans l'exemple, ce capteur 150 détecte si la tête 104 est appliquée ou non contre le siège 102. En outre, des moyens sont prévus pour qu'une alarme ne soit déclenchée que lorsque les deux conditions suivantes sont remplies: d'une part ? le capteur 136 détecte que l'embase 122 30 se trouve en position avale par rapport à sa position de repos et, d'autre part, le capteur 150 détecte que la tête 104 est contre son siège 102. Dans cette situation, le débit est faible, ce qui indique une fuite. Dans une variante, qui peut permettre d'éviter 35 l'utilisation du capteur 150, on prévoit un moyen de temporisation, de préférence réglable, qui inhibe l'alarme pendant une durée déterminée après que l'embase 12'7 se soit éloignée de sa position amont. Ainsi, l'alarme n'est pas déclenchée immédiatement quand un ou plusieurs robinets du 5 réseau 140 sont ouverts, mais seulement après la durée de temporisation, de préférence réglable. Cette durée de temporisation sera égale, par exemple, à la plus grande durée prévisible d'utilisation continue d'eau telle que la durée d'une douche ou d'un arrosage. 10 REVENDICATIONS 1. Dispositif de détection de fuites dans un réseau de distribution d'eau caractérisé en ce qu'étant destiné à détecter des fuites de faible débit, il comporte: un premier conduit (20; 100) destiné à être interposé 5 entre l'alimentation en eau et la distribution en eau, ce conduit comportant des moyens pour permettre le passage de l'eau à distribuer quand la différence de pression entre le réseau de distribution et le réseau d'alimentation dépasse un premier seuil prédéterminé, un second conduit (21; 126) permettant le passage de l'eau à distribuer quand cette différence de pression dépasse un second seuil, inférieur au premier seuil, et un moyen d'alarme fournissant un signal quand l'eau passe par le second conduit. 2. Disposition selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second conduit est disposé à l'intérieur du premier conduit. 3. Disposition selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second conduit est en dérivation sur le premier 20 conduit. 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3 caractérisé en ce que les axes des premier et second conduits sont sensiblement parallèles. 5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4 25 caractérisé en ce que le seuil de différence de pression au-delà duquel l'eau s'écoule dans le premier conduit est déterminé par les caractéristiques d'un ressort (24; 114) s'opposant au déplacement d'un organe (22) obturant le premier conduit, en l'absence de différence de pression. 6. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisé en ce que le seuil de différences de pression audelà duquel l'eau s'écoule dans le second conduit est déterminé par les caractéristiques d'un ressort (44) s'opposant au déplacement d'un organe obturant ce conduit en l'absence de différence de pression. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que le moyen d'alarme comporte un capteur (50, 5 136) de la position d'un organe qui se déplace dans le second conduit quand la différence de pression entre l'alimentation et la distribution dépasse le second seuil. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que l'organe dans le second conduit autorise un écoulement de 10 l'eau de l'alimentation vers la distribution dans ce conduit lorsqu'il s'est déplacé d'une longueur prédéterminée. 9. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le conduit en dérivation comporte une ouverture amovible (60). 10. Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que la section moyenne du premier conduit est sensiblement supérieure à la section moyenne du second conduit. 11. Dispositif selon la revendication 2 caractérisé en ce que dans le premier conduit est disposée une tête (104) 20 d'obturation prolongée par une première tige (106) et en ce que le second conduit est ménagé dans une seconde tige (120) déplaçable dans une ouverture (118) traversant la tête d'obturation et la tige. 12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 25 précédentes, caractérisé en ce que le moyen d'alarme est tel qu'il fournit un signal seulement quand l'eau passe par le second conduit et non par le premier conduit. 13. Dispositif selon les revendications 11 et 12 caractérisé en ce que le moyen d'alarme comporte, d'une part, un 30 premier capteur (136) de détection de la position de la seconde tige et, d'autre part, un second capteur (150) de détection de la position de la tête d'obturation, le moyen d'alarme ne fournissant un signal d'alarme que si le premier capteur indique un déplacement vers l'aval de la seconde tige et si le second 35 capteur détecte une obturation du premier conduit.