Brevet FR2922016A1 — publié le 20090410

DETECTEUR DE FUITES D'EAU POUR DISPOSITIF DE GESTION CENTRALISES D'UN RESEAU D'EAU DANS UN BATIMENT La présente invention concerne, de façon générale, le domaine de la gestion de l'eau, et plus précisément un dispositif et un procédé de détection de fuites d'eau et de gestion centralisée d'un réseau d'eau dans plusieurs pièces d'un bâtiment. Pour des structures bâties, telles que les hôtels, les dégâts des eaux peuvent générer des désagréments importants. En outre, bien contrôler sa consommation d'eau est important. S'il y a fuite, cela peut être gênant pour les utilisateurs et peut: générer des dégâts puis des frais 15 importants. Un objectif visé ici est donc de détecter et si possible prévenir et éviter les dégâts engendrés par les fuites d'eau. Un autre objectif est de faciliter la gestion du 20 réseau et/ou de la consommation d'eau de ces structures bâties. Une solution proposée pour atteindre tout ou partie de ces objectifs consiste en un détecteur de présence d'eau hors d'une canalisation, comme au sol, 25 dans une pièce d'un bâtiment, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs électrodes appartenant à un circuit électrique de détection de présence de cette eau, ces électrodes faisant office d'interrupteur, lequel est ouvert hors présence d'eau entre les électrodes et est 30 fermé en présence de cette eau. De préférence, le détecteur comprendra des moyens de transmission de données pour transmettre des données de détection d'eau vers un dispositif de détection de fuites d'eau et de gestion centralisée d'un réseau d'eau dans plusieurs pièces d'un bâtiment. On conseille que ce dispositif de détection et de 5 gestion comprenne: - dans plusieurs des pièces à contrôler : ^ plusieurs dits détecteurs de présence d'eau hors canalisation, ^ des électrovannes placées sur certaines au 10 moins des dites canalisations d'eau des pièces, ^ des modules électroniques de coupure : o captant les données transmises par les détecteurs, o interagissant avec un module centralisé 15 de commande pour lui transmettre les données de détection captées et pour recevoir de lui des ordres de coupure ou d'ouverture de l'eau, via les électrovannes, - et, dans un local de contrôle, des moyens informatiques de gestion centralisée reliés au module 20 centralisé de commande et pouvant: o fournir des informations sur un état du réseau d'eau dans certaines au moins des dites pièces tel que détecté par les différents détecteurs, et/ou o commander chaque électrovanne, par 25 l'intermédiaire des dits modules électroniques de coupure. En outre, on pourra avantageusement prévoir, dans l'une au moins des dites pièces ou juste en amont de celle-ci, un ou plusieurs détecteurs additionnels 30 d'écoulement d'eau dans une ou plusieurs canalisations au-delà d'un seuil d'écoulement prédéterminé, ces détecteurs d'écoulement étant associés à un second moyen local de transmission de données issues de ces détecteurs en liaison avec une détection d'écoulement excessif d'eau. On tendra ainsi vers un système autonome de gestion de fuites d'eau. Très avantageusement, ce dispositif intégrera trois niveaux de protection contre ces fuites d'eau, comprenant : lesdits détecteur(s) de présence d'eau hors canalisations, détecteur(s) d'écoulement d'eau dans une ou plusieurs de ces canalisations, et moyens informatiques de gestion centralisée propres à commander certaines au moins des électrovannes, par l'intermédiaire desdits modules électroniques de coupure, pour une coupure volontaire d'eau, préventive ou non, depuis le local de contrôle via tout ou partie de ces électrovannes. Ainsi, on pourra gérer à la fois les risques d'inondations, les coupures de sécurité et les fuites de faibles débits (toilettes, robinets de lavabos....). Si nécessaire, en cas de fuite ou de façon préventive, on pourra isoler par pièce ou groupe de pièces lesdites canalisations et/ou déclencher l'intervention d'un opérateur pour réparation ou entretien. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description plus détaillée qui suit, faite à titre non limitatif, en référence aux dessins annexés dans lesquels : - la figure 1 schématise une pièce d'eau avec des colonnes montantes pour son alimentation en eau ; -la figure 2 schématise un capteur de présence d'eau placé au sol, pouf y détecter une fuite UU type �début d'inondation� ; - la figure 3 schématise un ensemble comprenant le capteur de présence d'eau précité, des vannes commandées situées en entrée de pièce et un module local de coupure conforme à l'invention ; - la figure 4 montre les liaisons électriques entre les principaux constituants électroniques (modules/cartes) du dispositif selon l'invention, - les figures 5,6 schématisent un capteur de présence d'eau comprenant une bande allongée pourvue de longs fils conducteurs sensibles à l'eau pour détecter une fuite autour d'une canalisation, - et la figure 7 présente un schéma opérationnel possible du circuit du détecteur de la figure 2. Les caractéristiques techniques communes à plusieurs figures sont désignées chacune par la même référence numérique dans les figures concernées. Le dispositif 1 en cause est donc un système électronique de contrôle et de fermeture des arrivées d'eaux pour les pièces, telles des chambres d'hôtels. L'exemple de ces chambres d'hôtels est retenu ci-après. Ce dispositif est piloté automatiquement en cas de fuites d'eau ou, en cas d'inoccupation de la/chaque chambre commandé par un ordinateur. Comme illustré fig.l, il est contrôlé, dans chaque pièce concernée, par des capteurs de présence ou d'écoulement d'eau tels 3a,5a. Il sert à prévenir les fuites d'eau éventuelles pouvant intervenir à n'importe quel moment, par exemple 30 dans la salle de bain associée à une chambre. Deux types de capteurs sont de préférence prévus : - comme illustré fig.2, des détecteurs 3a, de présence d'eau hors canalisation, comme ici sur le sol 4 dans certaines au moins des pièces du bâtiment considéré. 35 Le détecteur illustré est associé aux dits � premiers moyens locaux � 90a1 de transmission de données issues du détecteur, -comme illustré figs.3 et 4, des détecteurs 5a d'écoulement d'eau au-delà d'un seuil d'écoulement prédéterminé (a priori faible, tel une fuite de gouttes à gouttes d'une chasse d'eau ou d'un robinet), dans une ou plusieurs canalisations des pièces, telle 15, considérées, chacun de ces détecteurs d'écoulement d'eau, ici 5a1,5a2, étant associé à un second moyen local, tel 90a2, de transmission de données issues du détecteur. Pour la sécurité multiple, en particulier triple, visée, une utilisation de plusieurs groupes de détecteurs ou capteurs 3a,5a est de préférence prévue. Figs.l et 3, le groupe de détecteurs d'écoulement d'eau 5a comprend deux détecteurs montés respectivement sur l'arrivée d'eau chaude 16a et l'arrivée d'eau froide 17a dans la pièce 15. Ces arrivées sont reliées respectivement aux colonnes montantes d'eau chaude 18a et d'eau froide 19a situées habituellement dans la gaine technique 20. Eventuellement, les détecteurs sur canalisations (5a; voire 5b, cf. fig.5) pourront être disposés dans la gaine technique 20, juste en amont/entrée de la pièce 15 à surveiller. De préférence, chaque détecteur 3a sera placé à faible distance au dessus du niveau du sol sur lequel il sera posé, pour ne détecter l'eau qu'en cas de début d'inondation. Les capteurs peuvent se trouver en particulier dans une salle de bains, sous le lavabo, la baignoire, le WC. On peut aussi les trouver notamment autour d'une colonne montante, pour y détecter des fuites par écoulement le long de la paroi extérieure de cette canalisation. Figures 2 et 3, on voit que sous le hoi ti er 30 du détecteur 3a schématisé, on trouve deux électrodes 130a1,130a2 qui font office d'interrupteur, lequel est ouvert hors présence de fluide électriquement conducteur entre elles. Si de l'eau en particulier calcaire (c'est-à-dire � eau du robinet �) se trouve entre elles, le circuit électrique auquel elles appartiennent va par contre se fermer et des données de détection de cette eau vont être transmises via l'électronique de traitement 32a au module de transmission 90a1 qui peut être équipé d'une puce de transmission � zigbee �. Les électrodes s'étendent sous le boitier jusqu'à un niveau (H) plus haut que celui de la limite inférieure des pieds 31, de sorte que, posé sur le sol 4 de la pièce, ce dispositif va permettre de détecter un début de fuite d'eau dans la pièce. Via les pieds 31 (figure 2), une hauteur H entre 0,5 et 20 mm pourra être établie. De préférence cette hauteur sera entre 1 mm à 4 mm, pour une meilleure efficacité. Si les électrodes ferme le circuit, un signal (tension) de sortie va être envoyé vers une unité de conditionnement du signal dont la sortie va elle-même être amplifiée, via un amplificateur opérationnel (OA) de préférence permettant d'atteindre un rapport signal/bruit faible, afin d'éviter des détections intempestives dues à des parasites électriques. En sortie de l'OA, la transmission peut être assurée par la puce � zigbee �. Un schéma opérationnel possible de ce circuit 100 est présenté fig.7, ce circuit pouvant être utilisé pour le détecteur 5b présenté plus loin. Ainsi, chaque capteur, lorsqu'il va être en contact avec de l'eau va pouvoir envoyer un signal à un module local de coupure 9, pour couper l'arrivée d'eau correspondante. A priori à distance, dans une pièce à part, 150, une gestion informatique, via le log n et approprié d'un y`' `1 ~- moyen informatique de gestion centralisée 7 (ordinateur) peut par ailleurs permettre de fournir en temps réel toutes les informations utiles : fonctionnement, fuites ou consommation des modules. Chaque module de coupure est conçu comme un module 5 électronique. Les transmissions peuvent en particulier être RF (radiofréquence) ou filaire. Ainsi, une transmission de type � zigbee � peut être prévue, comme déjà indiqué. Dans ce cas, le module 10 de coupure 9, qui est construit autour d'une carte électronique, comprendra un module 100al de communication au standard � zigbee � apte à communiquer avec l'émetteur 90a1. Fig.3, on voit que le module 9 comprend également 15 un module de communication � ionique � (bas débit d'eau) 100a2 relié aux détecteurs 5a1,5a2 pour recevoir leurs données et les transmettre vers l'ordinateur central 7. Chaque module de coupure d'eau se trouvera à une distance appropriée du/des capteurs en liaison avec lui, 20 préférentiellement dans une gaine technique. A partir de la fig.3, on doit comprendre que, via un système d'électrovannes, telles 19a1, 19a2 montées donc sur les arrivées respectivement d'eau chaude 16a et froide 17a dans la pièce 15, et commandées chacune par le 25 microcontrôleur 101, le module de coupure considéré 9 pourra couper l'eau dans l'une et/ou l'autre de ces canalisations 16a,17a, ceci lorsque tout ou partie des capteurs en cause aura détecté un écoulement d'eau dans la pièce. 30 Un seuil minimum de déclenchement peut être prévu, de sorte que le/chaque détecteur d'écoulement 5a1,5a2 fonctionne comme un détecteur, ou débitmètre, de bas débit ionique, en liaison Chaque détecteur 35 plusieurs électrodes 21, avec le module 100a2. 5a1, 5a2 pourra comprendre par exemple trois pour chacun d'eux. Si de l'eau calcaire se trouve entre elles, le circuit électrique auquel elles appartiennent va se fermer et des données de détection de cette eau vont être transmises au module 100a2 pour retransmission de l'information vers le module centralisé de commande 23 (figs.1 et 3). Ainsi, à partir de chaque pièce telle que 15 équipée des moyens précités, la détection locale de fuites au sol ou dans les arrivées d'eau va entrainer la transmission de données de détection vers l'ordinateur 7, en passant par un module centralisé de commande 23 servant d'interface entre tous les modules locaux 9 de coupure d'eau et l'ordinateur 7. Pour cette communication, qui peut en particulier s'effectuer par courant porteur, un module CPL 90a2 a de préférence été prévu sur la carte électronique du module local 9 de chaque pièce, ce module réceptionnant, en retour, les données envoyées par le module central 23, pour activer à distance la fermeture de l'/chaque électrovanne concernée, si une décision de coupure a été prise. La fig.4 schématise les échanges et commandes sur chaque module local 9 : La carte de communication 100al reçoit les signaux des détecteurs 3a installés et peut échanger avec le module central 23. Elle est également en échange avec le microcontrôleur 101 et la carte communication (CPL) 90a2. Cette dernière est en échange avec la carte de contrôle de débit 100a2, le microcontrôleur et le module central 23 pour transmettre les données des détecteurs concernés vers l'ordinateur 7 et recevoir en retour les ordres de coupures. Ces ordres sont transmis aux électrovannes, via le microcontrôleur. la carte de contrôle de débit 100a2 est en échange avec les électrodes de détection 21. Chaque électrovanne intégrera ou non sa carte électronique rie (si néces.sai re equ i n e pilotage 1 _._rd' fine puce de transmission � zigbee �). Si tel n'est pas le cas, cette carte sera déportée. Sur l'ordinateur 7, un logiciel de traitement adapté est prévu, comprenant une application de communication et de gestion des modules avec l'ordinateur. Sur la base de ce qui précède, les fonctionnalités seront de préférence comme suit : - pour le pilotage d'une coupure des arrivées d'eau chaude et/ou d'eau froide (de préférence chaude et froide pour une totale prévention et identification de l'origine de la fuite) via l'/les électrovanne(s) correspondante(s), telles 19a1 et/ou 19a2, les opérations suivantes seront effectuées: * récupérer les informations du/de chaque � capteur de présence d'eau � avec lequel le module local est en liaison d'entrée/sortie (I/O), tel 3a. * donner un ordre à une électrovanne, si le capteur concerné détecte une inondation ou une fuite 20 d'eau, * réceptionner les ordres envoyés par l'ordinateur pour activer à distance la/les électrovannes, * transmettre l'état du/des capteurs 3a..., * transmettre l'état de l'/chaque électrovanne 25 concernée, * intégrer un compteur de débit et de consommation d'eau. locaux de 30 ZS * transmettre les données de débits et de consommation. * s'autotester ; pour la communication entre le système de coupure des arrivées d'eau chaude et d'eau froide, via les électrovannes et l'ordinateur 7, les opérations suivantes réalisées: * communiquer avec les modules coupure 9, * communiquer avec l'ordinateur 7, via le module central 23, * dissocier les informations de chaque module, pour, si nécessaire, une traçabilité et un suivi 5 individualisé par module local. De préférence, le logiciel de gestion de l'ordinateur 7 sera quant à lui comme suit : * il pourra fonctionner avec un ordinateur personnel courant intégrant un système d'exploitation, 10 * il présentera a priori une interface graphique, * il affichera les états d'un ou de plusieurs des modules locaux de coupure 9 correspondant à la/aux pièces considérée(s), avec une identification liée par exemple au numéro de la chambre si on est dans un hôtel, 15 * il enregistrera automatiquement, de préférence en temps réel, les incidents de fonctionnement, favorablement avec date, heure, lieu..., * il réceptionnera en temps réel l'état des capteurs 3a... et des systèmes locaux 9 de commande des 20 coupure d'arrivée(s) d'eau chaude et/ou d'eau froide. * il enverra un ordre à un ou plusieurs de ces modules d'ouverture ou de fermeture de la/des vanne(s) 19a1, 19a2 concernée(s), * de préférence, il pourra tester l'état en 25 fonctionnement/hors fonctionnement des ces modules et capteurs, * de préférence, il permettra en outre d'imprimer tous les états relevés, * de préférence, il présentera par ailleurs une 30 fonction réseau pour une maintenance à distance, * de préférence, permettra également d'afficher sur l'écran de l'ordinateur les débits et consommations d'eau d'une ou plusieurs des pièces concernées. Via le microcontrôleur 101 et les moyens de 35 communication précités, l'opérateur pourra en permanence savoir, à partir de l'ordinateur 7, dans quel état (ouvert ou fermé) se trouve chaque électrovanne, dans les différentes pièces considérées. En cas de fuite, ou encore de façon préventive (par exemple si une chambre est inoccupée au-delà d'une certaine durée), l'opérateur va ainsi pouvoir, par l'intermédiaire du central informatique 7 et depuis cet endroit, isoler les canalisations d'eau par pièce ou groupe de pièces, en fermant les électrovannes. Par voie téléphonique et/ou par le réseau internet, il pourra aussi déclencher l'intervention d'un technicien pour réparation ou entretien. On aura compris qu'entre chaque module local 9 et le module central 23 les communications seront via le secteur, par courant porteur, ou sans fil, via les modules � zigbee �. Figs.5-6, les électrodes du capteur 5b comprennent des fils dénudés 131a1, 131a2 électriquement conducteurs maintenus sur une bande allongée 133 où ils sont écartés l'un de l'autre et demeurent sensibles à l'eau. Cette bande et les fils dénudés sont souples pour pouvoir s'enrouler autour d'une canalisation d'eau, ici 16a. Les fils sont reliés au circuit déjà présenté fig.3 ou 4 ou connecté à un boîtier 300 (voir figs.5-6) renfermant les mêmes composants que le boîtier 30 avec, alors, au moins un mcyen de transmission de données 900a1 propre à transmettre des données de détection d'eau vers le dispositif de détection de fuites d'eau et de gestion centralisée d'un réseau d'eau dans chaque pièce. L'unité électronique du capteur précité 5a pourra aussi être associé au capteur 5b, pour une retransmission vers le module central 23 et relais vers les électrovannes. Ainsi, les liaisons avec le détecteur 5b pourront être en ,.. J--L1L , 11Cr ~~GLL LL 1 _1-L) ell ou ' C ,r LJ P T particulier Favorablement, la bande 133 sera hydrophile. Fig-6, la bande est enroulée en hélice, de même que les fils écartés 131a1, 131a2. Ainsi, si de l'eau coule le long de cette canalisation, jusqu'entre les fils 131a1, 131a2, le circuit de détection va se fermer et une donnée de présence d'eau va être transmise par l'unité 900a1, ceci que la conduite soit horizontale ou verticale. La bande est ici une bande collante, collée autour de la conduite d'eau. 16a contre laquelle elle applique 10 les deux électrodes 131a1, 131a2. REVENDICATIONS 1. Détecteur (3a,5b) de présence d'eau hors d'une canalisation, dans une pièce d'un bâtiment, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs électrodes (21, 130a1, 130a2,131a1r 131a2) appartenant à un circuit électrique de détection de présence de cette eau, ces électrodes faisant office d'interrupteur, lequel est ouvert hors présence d'eau entre les électrodes et est fermé en présence de cette eau. 2. Détecteur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de transmission de données (90a1,900a1,90a2) pour transmettre des données de détection d'eau vers un dispositif de détection de fuites d'eau et de gestion centralisée d'un réseau d'eau dans plusieurs pièces (15) d'un bâtiment. 3. Détecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un boitier sur pieds (31) sous lequel s'étendent lesdites électrodes (21,130a1r130a2), jusqu'à un niveau plus haut que celui de la limite inférieure de ces pieds, de sorte que, posé sur un sol (4) de la pièce, il permette de détecter un début de fuite d'eau dans cette pièce. 4. Détecteur selon la revendication 3, caractérisé 25 en ce que lesdites électrodes (21, 130a1r 130a2) s'étendent entre 0,5 et 20 mm au dessus d'un sol (4). 5. Détecteur selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que lesdites électrodes comprennent des fils dénudés électriquement conducteurs 30 (131a1r131a2) maintenus sur une bande allongée (133) où ils sont écartés l'un de l'autre et demeurent sensibles à l'eau. 6. Détecteur selon la revendication 5, caractérisé en ce que la bande allongée et les fils dénudés sont souples pour pouvoir s'enrouler autour d'une canalisation (16a) d'eau. 7. Détecteur selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce que la bande allongée (133) est hydrophile. 8. Dispositif de détection de fuites d'eau et de gestion centralisée d'un réseau d'eau dans plusieurs pièces d'un bâtiment, caractérisé en ce qu'il comprend: - dans plusieurs de ces pièces, ou juste en amont de celles-ci : ^ plusieurs dits détecteurs de présence d'eau hors canalisation (3a,5b), selon la revendication 2 ou l'une des revendications 3 à 7 et cette revendication 2, ^ des électrovannes (15a1, 15a2) placées sur certaines au moins des dites canalisations (16a, 17a) d'eau des pièces considérées, ^ des modules électroniques de coupure (9) . o captant les données transmises par les détecteurs, o interagissant avec un module (23) centralisé de commande pour lui transmettre les données de détection captées et pour recevoir de lui des ordres de coupure ou d'-ôuverture de 1'b-au, via les électrovannes, - dans un local de contrôle (150), des moyens informatiques de gestion centralisée (7) reliés au module 30 centralisé de commande et pouvant:o fournir des informations sur un état du réseau d'eau dans certaines au moins des dites pièces tel que détecté par les différents détecteurs, et/ou o commander chaque électrovanne, par l'intermédiaire des dits modules électroniques de coupure. 9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce qu'il comprend en outre, dans l'une au moins des dites pièces, au moins un détecteur (5a) d'écoulement d'eau au-delà d'un seuil d'écoulement prédéterminé, dans une ou plusieurs canalisations de la/de ces pièce(s), ce détecteur d'écoulement étant associé à un second moyen local (90a2) de transmission de données issues de ce détecteur en liaison avec une détection d'écoulement excessif d'eau. 10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce qu'il intègre trois niveaux de protection contre les fuites d'eau dans lesdites pièces, comprenant lesdits: - détecteur(s) de présence hors canalisations (3a, 5b) , - détecteur(s) d'écoulement d'eau au-delà dudit seuil d'écoulement prédéterminé (5a), dans une ou plusieurs des canalisations, et, - moyens informatiques de gestion centralisée (7) qui sont adaptés pour commander certaines au moins des électrovannes, par l'intermédiaire des dits modules électroniques de coupure (9), pour une coupure volontaire d'eau, préventive ou non, depuis le local de contrôle via tout ou partie de ces électrovannes.