Brevet FR2933491A1 — publié le 20100108

La présente invention concerne un principe et un dispositif (1) permettant de contrôler de manière dynamique les micros fuites et les micros débits d'un réseau (5) ou d'un réservoir contenant un fluide (le plus souvent un liquide) sous pression. Traditionnellement, deux principes permettent le contrôle d'étanchéité d'un réseau ou d'un réservoir contenant un fluide sous pression : Pour la clarté du propos, je ne mentionnerai que le mot � réseau � mais il faut comprendre � réseau + réservoir � Le premier principe consiste à réaliser une mise à l'épreuve à la pression de ce réseau. II faut pour cela équiper le réseau d'un capteur de pression sensible. Monter la pression du réseau au niveau désiré pour la mise à l'épreuve. Fermer le réseau et vérifier dans le temps la chute de pression. Si la pression reste stable à la mesure de départ, le réseau est réputé étanche. Si la pression chute, le réseau est réputé fuyard. Ce procédé a pour inconvénient de ne pas quantifier le volume de perte dit � volume de fuite �. Mais il permet à coup sur de démontrer que le réseau est étanche ou fuyard. Il faut utiliser un capteur de pression sensible pour réaliser la mise à l'épreuve. Le second principe consiste à contrôler un volume de fuite en faisant transiter le fluide sous la pression de service par un compteur (volumétrique), en alimentant le réseau. A un instant t=O, on repère l'index du compteur. On peut vérifier instantanément si la molette sensible du compteur tourne. Pour plus d'assurance et pour une meilleure mesure du volume transité, on procède à un second relevé après un intervalle de temps ou le réseau et ses organes de distributions sont restés parfaitement fermés. Le réseau étant toujours alimenté à la pression de service via le compteur. A un instant t=1, on vérifie si l'index du compteur a évolué ou s'il est resté constant. S'il est resté constant, on considère le réseau étanche. S'il a évolué, on considère le réseau fuyard. On peut également déterminer le débit de fuite en calculant le volume mesuré entre t=O et t=1 et en le divisant par le temps t1-t0. Si le débit de fuite est suffisant, l'énergie développée par le passage du fluide dans le compteur le fait tourner et permet de quantifier le volume transité pendant l'intervalle de temps de la mesure. Ce procédé a un inconvénient majeur. Pour un fluide tel que l'eau pas exemple. Dans le cas d'une micro fuite ou d'un micro débit, ce sont des gouttes d'eau qui s'échappent du réseau et cela dans un temps parfois long ; plusieurs secondes à plusieurs minutes d'intervalles entre la formation de chaque goutte. L'énergie fournie par l'échappement de la micro fuite implique que le micro débit au passage du compteur n'est pas suffisant pour faire tourner le compteur et sa molette sensible. La quantification du volume de fuite énoncée par le second principe est alors complètement erronée. Le compteur ne tourne pas et pourtant, il y a bien une micro fuite réelle entrainant un micro débit non mesurable. Ce procédé de contrôle erroné entraine alors des erreurs importantes d'interprétation des résultats. Ces erreurs ayant des conséquences souvent lourdes. Les réseaux sont réputés étanches mais en réalité, ils sont micros fuyards. Et cela entraine des pertes non quantifiées ainsi que des dégâts des eaux si les réseaux sont liés à des infrastructures. Alimentations eau chaude / eau froide / réseaux de chauffage / réservoirs / ballons d'eau / etc ... Le dispositif (1)selon l'invention permet de remédier à cet inconvénient. 20 Il est basé sur un principe simple de visualisation de la micro fuite (6). D'un point de vue technique, il est très simple à réaliser. II ne demande aucune source d'énergie pour son fonctionnement. II est économique et écologique. Il est très efficace et simple d'utilisation. 25 Le dispositif est connecté au réseau (5) à tester en étanchéité. Le réseau est soumis à sa pression de service habituelle. A la mise sous pression de service du dispositif (1)connecté au réseau (5), un bouchon mobile (14) se déplace dans le dispositif (1) et comprime une zone d'air jusqu'à trouver la position d'équilibre entre la zone d'air comprimé d'un coté et la pression de service 30 de l'autre. Les deux pressions sont alors identiques et équilibrées. II faut alors fermer le réseau par le robinet/vanne (7)d'alimentation générale. II faut à cet instant t=0 repérer la position du bouchon mobile (14) sur le dispositif (1)par la bague graduée(18). Si le réseau (5) est parfaitement étanche. La pression de service contenue dans le réseau (5) reste équilibrée avecla pression de l'air comprimé dans le dispositif (1). Le bouchon mobile (14) reste alors parfaitement immobile dans le temps. Mais si le réseau (5) présente une micro fuite (6). Celle-ci aura pour conséquence de faire chuter doucement mais sûrement la pression de service dans le réseau (5). Il se produit alors un déséquilibre entre la pression de service du réseau (5) diminuant et la pression de service du départ comprimée dans la zone d'air du dispositif (1). L'équilibre étant rompu, le bouchon mobile (14) se déplace alors pour rééquilibrer les pressions en diminuant la pression d'air comprimé par une augmentation du volume contenu dans la zone d'air comprimé du dispositif (1). Le déplacement du bouchon mobile (14) est la conséquence de la présence d'une micro fuite (6) sur le réseau (5), caractérisée par une perte de pression. Les étapes du contrôle dynamique des micros fuites et des micros débits (liées aux micros fuites) sont expliquées par les figures annexées en pages 1/4 et 2/4 Le dispositif(1) dont le montage complet est représenté en annexe 4/4 est représenté par les repères 1 à 3 1 = dispositif de contrôle 2 = vis de purge 3 = robinet/vanne d'isolement du dispositif Le réseau (5) à contrôler est représenté par les repères 4 à 8 4 = robinet/vanne de raccordement du réseau vers le dispositif 5 = réseau (par ex / réseau eau potable d'une habitation) 6 = micro fuite 7 = vanne de coupure après compteur 8 = compteur (par ex / compteur d'alimentation en eau potable) Les pièces de fabrication du dispositif sont représentées en annexe 3/4 par les repères 9 à 18 9 = tube en plexi-glace ù pièce principale du dispositif 10 = bague inox ou plastique servant de guide au piston (11+ 12 + 13) 11 = papillon du piston en inox 12 = tige du piston en inox 13 = extrémité du piston en plastique avec joint d'étanchéité 11 + 12 + 13 = piston de compression 14 = bouchon mobile en plastique équipé d'un joint d'étanchéité. 15 + 16 = robinet / purge 16 = purge 17 = bague de blocage en inox du piston en pression contre le tube 9 18 = bague mobile gravée en plexi-glace servant de repère de position du bouchon mobile 14dans le dispositif 1. Le dispositif (1) assemblé est représenté en annexe 4/4 La FIG 1 représente le dispositif (1) relié au réseau à tester. L'étape 1 représentée en FIG 1 consiste à : Relier le dispositif (1) au réseau (5) entre (3) et (4). Alimenter le réseau (5) à la pression de service en ouvrant (7) Les robinets/vannes (2) ,(3) et (4) restent fermées. L'étape 2 représentée en FIG 2 consiste à : Comprimer par un piston (11+12+13) la partie du volume d'air présent au départ dans le dispositif (1) à pression atmosphérique. Cette compression permettra de garder une réserve d'énergie suffisante au déplacement du bouchon (14) lorsque celui-ci arrivera près de la butée du dispositif (1). Le blocage du piston (11+12+13) est effectué par deux bagues (17) Le robinet/vanne (4) est ouvert Il faut s'assurer que la liaison entre le dispositif (1)au niveau du robinet/vanne (3) et le robinet/vanne (4) est bien étanche. Ouvrir alors la vis de purge (2). L'étape 3 représentée en FIG 3 consiste à : Mettre le dispositif (1)sous la pression de service du réseau (5). Le robinet/vanne (3) est ouvert doucement. L'air se purge par le robinet/purge (2) . Le liquide arrive au niveau du bouchon mobile (14) et le bouchon mobile (14) se déplace vers le milieu du dispositif (1). Une fois les bulles d'air évacuées par le robinet/purge (2). L'étape 4 représentée en FIG 4 consiste à : Fermer le robinet/purge (2). Isoler le réseau (5) à contrôler en fermant le robinet/vanne (7). Repérer la position exacte du bouchon mobile (14) en positionnant par glissement la bague (18) par superposition du repère sur le bouchon mobile (14). Noter l'heure t=0. L'étape 5 représentée en FIG 5 consiste à : Après avoir attendu un temps suffisant (de plusieurs minutes à plusieurs heures suivant la démarche recherchée). Au temps t=1 Vérifier la position du bouchon mobile (14) par rapport à la position repérée par la bague (18) de l'étape 4. Si le bouchon mobile (14) est resté fixe entre l'étape 4 et l'étape 5. Les pressions du liquide dans le réseau (5) et de l'air comprimé du dispositif (1) sont restées égales. Le réseau (5) réputé étanche. Si le bouchon mobile (14) s'est déplacé. C'est la conséquence d'une micro fuite ayant entrainé la diminution de la pression du réseau (5). L'équilibre des pressions étant rompu, le bouchon mobile (14) se déplace alors pour rééquilibrer les pressions en diminuant la pression d'air comprimé par une augmentation du volume contenu dans la zone d'air comprimé du dispositif (1). Le contrôle de la micro fuite (6) entrainant un micro débit est donc avéré. Le volume de la fuite et son débit n'est pas quantifiable au niveau du dispositif (1) à cette étape. En effet, en fonction de la pression de service du départ de l'essai dans le réseau (5), en fonction du volume de liquide compris dans le réseau (5), ainsi que des caractéristiques mécaniques du réseau (5) (cuivre/ fonte/ pvc/ pe/ ...), les dilatations et les variations volumiques sont alors différentes. Le volume du fluide déplacé dans le dispositif (1)au cours de l'essai (de tO à t1) n'est pas le volume réel perdu au niveau de la micro fuite (6). Si le fluide est un liquide : Pour préciser le volume perdu au cours de la période d'essai, il faut alors passer par une sixième étape. L'étape 6, non représentée par une figure consiste à : Reprendre l'essai à l'étape (3). Recharger le réseau (5) et le dispositif (1) à la pression de service. Passer à l'étape 4. Isoler le réseau (5) en fermant le robinet/vanne (7) et repérer à nouveau la position du bouchon mobile (14) par la bague (18). Utiliser alors un bécher de 100mI gradué. (Non représenté en annexe) Ouvrir doucement le robinet/purge (2) du dispositif (1) Récupérer le liquide (fluide) dans le bécher jusqu'à l'instant ou le bouchon mobile (14) se trouvera dans la position repérée à l'étape 5 de fin de test au temps t=1 sur la bague (18). Le volume du liquide (fluide ) contenu dans le bécher est alors celui évacué par la micro 10 fuite (6) (aux incertitudes de mesures près). II suffit alors de rapprocher ce volume au temps d'essai (t1 û t0) pour déterminer le débit de la micro fuite (6). L'objectif recherché est alors atteint par le dispositif (1) de contrôle dynamique des micros fuites et les micros débits. 15 A titre d'exemple non limitatif, le corps du boitier (9) en plexi-glace pourra être d'un diamètre extérieur de 24 mm (intérieur 20 mm) pour une hauteur de 185 mm Les matériaux utilisés à la fabrication du dispositif (1) sont également non limitatifs. Le dispositif de contrôle dynamique des micros fuites et des micros débits est particulièrement destiné aux domaines suivants : 20 Pour les particuliers et les installateurs eau et gaz (plombiers): contrôles des micros fuites sur les installations d'eau potable froide et chaude ainsi que sur les installations de réseau chauffage. Pour les experts en assurance : expertise des installations, vérifications des étanchéités d'éléments hydrauliques sous 25 pression. Pour les distributeurs d'eau : contrôles et mises a l'épreuve des branchements d'eau et des réseaux, installations intérieures comme extérieures. Pour les travaux publics : 30 contrôles et mises a l'épreuve des branchements d'eau, des réseaux et des cuves soumises à pression. Pour les applications industrielles : contrôles et mises a l'épreuve des réseaux et des cuves soumises à pression de fluides. Pour les syndics de gestion de co - propriétés : démarche de qualité par des contrôles périodiques auprès des locataires et des propriétaires dont les logements sont soit non équipés de sous-compteurs, ou soit soumis à des problèmes récurant de fuites. Pour les formateurs et les enseignants : compréhension des principes d'équilibres des pressions, quantification des pressions et des débits, applications aux fluides. Les applications de ce dispositif sont donc nombreuses et variées. Cette liste est non exhaustive. REVENDICATIONS1) Le dispositif (1)de contrôle dynamique des micros fuites et des micros débits pour les réseaux et réservoirs sous pressions contenants des fluides caractérisé en ce qu'il comporte un boitier cylindrique translucide (9) gravé avec des indications de volumes et pressions (non représenté sur les figures) à l'extrémité duquel est vissé un raccord avec purge (15 + 16). La bague mobile gravée translucide (18) est montée sur le tube du boitier (9). A l'intérieur est glissé jusqu'au fond du boitier (9) un bouchon mobile (14). Un piston de compression (11+12+13) équipé de sa bague guide (10) est vissé au boitier (9). Le piston de compression (10+11+12+13) est alors poussé jusqu'à être mis en butée d'arrêt et bloqué par les deux bagues de blocages (17). 2) Le dispositif (1) selon la revendication 1 caractérisé en ce que le dispositif est en position de fonctionnement : Piston de compression (10+11+12+13) bloqué en position comprimé (FIG 2) par les bagues (17) pour maintenir une réserve d'énergie. Bouchon mobile (14) au fond du boitier cylindrique translucide (9)