Brevet FR2926361A1 — publié le 20090717

Dispositif et procédé de mesure d'ovalisation d'un tuyau. La présente invention concerne un dispositif de mesure d'ovalisation d'un tuyau, du type définissant une direction de déplacement. On connaît dans l'état de la technique de tels dispositifs de mesure. Toutefois, les dispositifs connus sont souvent équipés de capteurs utilisant des rayons laser, et ne sont donc pas utilisables dans des canalisations contenant de l'eau. En conséquence, les dispositifs de mesure connus sont peu fiables. L'invention a pour but d'indiquer un dispositif de mesure d'ovalisation à haute fiabilité. Un autre but est d'indiquer un dispositif de mesure d'ovalisation d'un tuyau ayant une structure simple. A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif de mesure du type indiqué ci-dessus, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un palpeur, le ou chaque palpeur étant adapté pour relever une distance radiale par rapport à un axe de mesure qui s'étend parallèlement à la direction de déplacement, et en ce que le dispositif de mesure comprend un capteur d'angle adapté pour relever un angle du ou de chaque palpeur par rapport à un plan de référence, le plan de référence s'étendant parallèlement à la direction de déplacement. Selon des modes particuliers de réalisation, l'invention comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - le dispositif de mesure comprend au moins deux palpeurs répartis régulièrement autour de l'axe de mesure ; - le ou les palpeurs sont adaptés pour relever les distances radiales sur une plage angulaire de 360° autour de l'axe de mesure ; -le(s) palpeur(s) est (sont) mobile(s) en rotation et en va-et-vient autour de l'axe de mesure ; - le ou chaque palpeur comprend une tête de mesure sous forme de bille ; - le ou chaque palpeur est relié à un capteur de distance qui est adapté pour relever la distance radiale associée, et le capteur de distance est notamment un capteur à fil ; et - le dispositif comporte une unité de calcul adaptée pour calculer une ovalisation d'un tuyau à partir des données relevées par le ou chaque palpeur et le capteur d'angle. L'invention a en outre pour objet un procédé de calcul d'une ovalisation d'un tuyau, caractérisé par les étapes suivantes : -relèvement d'une pluralité de jeux de données, dont chacun comprend au moins une distance entre un axe de mesure et un palpeur et un angle du palpeur par rapport à un plan de référence ; - la pluralité de jeux de données représentant la géométrie d'un tuyau sur un tronçon de celui-ci ; - calcul d'un diamètre maximal Dmax et d'un diamètre minimal Dmin du tuyau à partir du jeu de données ; - calcul d'une valeur d'ovalisation Oä à partir du diamètre maximal Dmax et minimal Dmin• Selon des modes particuliers de réalisation, le procédé selon l'invention comporte une ou plusieurs des caractéristiques suivantes : - la valeur d'ovalisation O, est calculée selon la formule Oä (%) =100 x Dm ù Dmin Dmax + Dmin - le relèvement de la pluralité de jeux de données est effectué lors du déplacement du dispositif de mesure dans le tuyau. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue en coupe longitudinale d'une installation souterraine dans laquelle se déplace un ensemble d'inspection ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un dispositif de mesure d'ovalisation selon l'invention, qui fait partie de l'ensemble d'inspection de la figure 1; - la figure 3 est une vue éclatée du dispositif de mesure de la figure 2 ; - la figure 4 est une vue de face du dispositif de mesure se trouvant dans la canalisation dans une première configuration de mesure ; ; et - la figure 5 est une vue analogue à celle de la figure 4, le dispositif de mesure étant dans une deuxième configuration de mesure. Sur la figure 1 est représentée en coupe longitudinale une installation souterraine, désignée par la référence générale 2. L'installation souterraine 2 comporte une canalisation 4, s'étendant horizontalement, et deux puits d'inspection 6. La canalisation 4 comprend par exemple un tuyau 8 adapté pour conduire de l'eau d'assainissement. Le tuyau 8 a un diamètre intérieur nominal compris entre 200 et 600 mm (le diamètre intérieur peut être inférieur au diamètre nominal). Dans le tuyau 8 est disposé un ensemble d'inspection 10, qui comprend d'une part un chariot à caméra 12 et un chariot de mesure d'ovalisation 14. Le chariot à caméra 12 comporte une caméra d'inspection 12A et des moyens d'entraînement du chariot à caméra 12, tel qu'un moteur et des chenilles 12B. Le chariot à caméra 12 est relié à la surface par une ligne de commande et d'alimentation 16. Le chariot de mesure 14 est relié au chariot à caméra 12 par un attelage 18. Par la suite, le chariot de mesure 14 sera décrit plus en détail en référence aux figures 2 et 3. Le chariot 14 comporte un châssis 20 muni de quatre roues 22. Ces roues 22 ne sont pas entraînées et sont librement mobiles en rotation autour de leurs axes de rotation respectif. En conséquence, le chariot de mesure 14 est déplacé à travers la canalisation 4 exclusivement au moyen du chariot à caméra 12. Le chariot de mesure 14 définit une direction de déplacement D s'étendant perpendiculairement aux axes des roues 22 et le long de l'axe du tuyau 8 devant être inspecté. Le chariot de mesure 14 définit un axe de mesure M-M s'étendant parallèlement à la direction de déplacement D, ainsi qu'un plan de référence R-R. Dans le cas présent, le plan de référence R-R est parallèle aux axes des roues 22. Le chariot de mesure 14 est aussi muni d'un dispositif de mesure 24 de l'ovalisation du tuyau 8. Ce dispositif 24 est disposé sur le châssis 20. Le dispositif de mesure 24 comporte un corps de base 26 fixé sur le châssis 20 et un support de mesure 28 logé de manière rotative autour de l'axe de mesure M-M dans le corps de base 26. Deux palpeurs 30 sont disposés sur le support de mesure 28 et sont radialement mobiles par rapport à l'axe de mesure M-M par rapport à ce support de mesure 28 selon un axe de déplacement XD. Chaque palpeur 30 est muni d'une tête de mesure 32 destinée à entrer en contact avec une surface intérieure S du tuyau 8. La tête de mesure 32 est par exemple formée par une bille. Les deux palpeurs 30 sont disposés radialement opposés l'un de l'autre par rapport à l'axe de mesure M-M et sont mobiles dans des sens opposés. Le dispositif de mesure 24 comporte en outre, pour chaque palpeur 30, un capteur de distance 34 adapté pour relever la distance radiale entre la tête de mesure 32 associée et l'axe de mesure M-M, et donc pour relever la distance radiale entre un point d'application de la tête de mesure 32 sur la surface intérieure S et l'axe de mesure M-M. Un premier des capteurs 34 est adapté pour relever une première distance radiale dl (cf. Figure 4) et un deuxième des capteurs 34 est adapté pour relever une seconde distance radiale d2. Le dispositif de mesure 24 est en outre muni d'un capteur angulaire 36 adapté pour relever l'angle a entre le plan de référence R-R et l'axe de déplacement XD de chaque palpeur 30 (voir figure 4). Le capteur angulaire 36 est par exemple de type potentiométrique. Le capteur de distance 34 est par exemple formé par un capteur à fil dont une extrémité libre du fil est fixée au palpeur 30 et l'autre extrémité est fixée au support 28. Les capteurs à fil sont particulièrement peu encombrants et fiables lors de leurs utilisation. Le dispositif de mesure 24 est en outre muni d'un moteur d'entraînement 40 adapté pour entraîner le support de mesure 28 en rotation et en va-et-vient autour de l'axe M-M sur une plage angulaire de 180°. Plus généralement, le moteur 40 est adapté pour entraîner en va-et-vient le support de mesure 28 sur une plage angulaire de 360° divisée par le nombre de têtes de mesure 32. Le moteur d'entraînement est par exemple un moteur électrique ou un vérin rotatif à air. Le dispositif de mesure 24 est muni de lignes de communication et de commande 42 et d'un dispositif d'exploitation 44, qui est par exemple un micro-ordinateur. Les lignes de communication et de commande 42 permettent d'une part de commander l'entraînement du support 28 autour de l'axe M-M et des palpeurs 30 le long de leur axe respectif XD et d'autre part de relever l'angle a et les distances dl, d2 des capteurs 34, 36. Le dispositif d'exploitation 44 est disposé avantageusement sur le châssis 22. Le chariot 14 est en outre muni d'une tête de stabilisation 50 qui s'étend perpendiculairement au plan de référence R-R, et qui est adapté pour s'appliquer contre la surface intérieure S du tuyau 8. La tête de stabilisation 50 est par exemple une tête à bille. Le dispositif de mesure 24 avec le dispositif d'exploitation 44 est adapté pour mettre en oeuvre un cycle de mesure suivant. On part de la position initiale montrée sur la figure 5, dans laquelle les deux palpeurs 30 sont alignés avec le plan de référence R-R. Le moteur d'entraînement 40 entraîne le support de mesure 28 autour de l'axe de mesure M-M, et pendant cette rotation, le dispositif d'exploitation 44 relève une pluralité de jeux de données aux capteurs 36 et 34. Chaque jeu de données comporte une valeur indiquant l'angle a entre le(s) palpeur(s) 30 et le plan de référence R-R, ainsi que deux valeurs indiquant les distances dl, d2 entre l'axe de mesure M-M et le point d'application de la tête de mesure 32 sur la surface S. Les jeux de données représente donc la géométrie du tuyau 8 sur un tronçon de celui-ci. Lorsque le support de mesure 28 a été entraîné de 180° par rapport à sa position initiale, l'entraînement est inversé et le moteur 40 entraîne le support de mesure 28 dans l'autre sens jusqu'à atteindre de nouveau la position initiale. La fréquence de mesure est par exemple de 2500 acquisitions ou jeux de données pour un cycle complet de va-et-vient, et donc de 5000 points de mesure par tour. Ensuite, le dispositif d'exploitation 44 calcule immédiatement en temps réel le diamètre maximal Dmax et le diamètre minimal Dmin du tuyau 8 pour le cycle de mesure achevé. Ensuite, l'ovalisation O, est calculée selon la formule 0,(°/o) =100 x Dmax ù D°"° Dmax +D min Pendant le cycle de mesure, le chariot 14 est déplacé dans le tuyau 8. La distance de déplacement est comprise entre 1 cm et 10 cm et est de préférence de 5 cm. Ainsi, les points de mesure des têtes de mesure 32 sont situés sur des demi-hélices. L'ovalisation de la conduite, ainsi que le périmètre et le diamètre moyen sont calculés en temps réel pour chaque tranche de 5 centimètres de conduite. Le procédé décrit présente l'avantage de fonctionner en présence d'eau contrairement aux procédés qui utilisent un rayon lumineux laser. En effet, il est difficile d'évacuer totalement l'eau dans une canalisation d'assainissement lors d'une opération de contrôle, et cela n'est du reste pas souhaitable car l'eau permet de mettre en évidence certaines déformations longitudinales de la conduite. Ce procédé présente également l'avantage d'être insensible à la nature de la paroi du tuyau et notamment à ses caractéristiques réflectives qui peuvent avoir une influence sur les procédés qui utilisent des rayons lumineux. Aussi, les moyens de calcul de l'ovalisation sont peu coûteux et l'ovalisation peut être calculée en temps réel et avec des moyens de calcul simples et économiques. REVENDICATIONS 1.- Dispositif de mesure (24) d'ovalisation d'un tuyau, du type définissant une direction de déplacement (D), caractérisé en ce qu'il comprend au moins un palpeur (30), le ou chaque palpeur étant adapté pour relever une distance radiale (dl, d2) par rapport à un axe de mesure (M-M) qui s'étend parallèlement à la direction de déplacement (D), et en ce que le dispositif de mesure comprend un capteur d'angle (36) adapté pour relever un angle (ci) du ou de chaque palpeur par rapport à un plan de référence (R-R), le plan de référence s'étendant parallèlement à la direction de déplacement. 2.- Dispositif de mesure selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux palpeurs (30) répartis régulièrement autour de l'axe de mesure (M-M). 3.- Dispositif de mesure selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le ou les palpeurs sont adaptés pour relever les distances radiales sur une plage angulaire de 360° autour de l'axe de mesure. 4.- Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le(s) palpeur(s) est (sont) mobile(s) en rotation et en va-et-vient autour de l'axe de mesure (M-M). 5.- Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou chaque palpeur comprend une tête de mesure sous forme de bille (32). 6.- Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le ou chaque palpeur (30) est relié à un capteur de distance (34) qui est adapté pour relever la distance radiale associée (dl, d2), et en ce que le capteur de distance est notamment un capteur à fil (34). 7.- Dispositif de mesure selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le dispositif comporte une unité de calcul (44) adaptée pour calculer une ovalisation d'un tuyau (8) à partir des données relevées par le ou chaque palpeur et le capteur d'angle (36). 8. Procédé de calcul d'une ovalisation d'un tuyau (8), caractérisé par les étapes suivantes :- relèvement d'une pluralité de jeux de données, dont chacun comprend au moins une distance (dl, d2) entre un axe de mesure et un palpeur et un angle (a) du palpeur par rapport à un plan de référence ; - la pluralité de jeux de données représentant la géométrie d'un tuyau sur un tronçon de celui-ci ; - calcul d'un diamètre maximal Dmax et d'un diamètre minimal Dmin du tuyau à partir du jeu de données ; - calcul d'une valeur d'ovalisation Oä à partir du diamètre maximal Dmax et minimal Dm;n. 9. Procédé de calcul d'une ovalisation d'un tuyau (8) selon la revendication 8, caractérisé par l'étape suivante : la valeur d'ovalisation Oä est calculée selon la formule O (%) = 100 X Dmax ù Dmm Dmax + Dmin 10. Procédé de calcul d'une ovalisation d'un tuyau (8) selon la revendication 8 ou 9, caractérisé en ce que le relèvement de la pluralité de jeux de données est effectué lors du déplacement du dispositif de mesure dans le tuyau (8).