Brevet FR3030034A1 — publié le 20160617

La présente invention concerne la distribution de gaz à des fins énergétiques. Un système de distribution de gaz comprend généralement un réseau de canalisations raccordé à des 5 sources de gaz et à des compteurs montés en entrée d'installations consommatrices du gaz fourni par le réseau. Chaque compteur comprend un conduit ayant un port d'entrée du gaz, raccordé au réseau, et un port de sortie du gaz, raccordé à l'installation consommatrice. Le compteur 10 comprend également une unité de mesure d'une quantité de gaz circulant dans le conduit, volumétrique ou débitmétrique, et une unité de transmission de données reliée à l'unité de mesure pour transmettre un identifiant et des données de mesure à au moins une unité de collecte 15 de données séparée du compteur. Le gaz est utilisé comme source d'énergie dans les installations consommatrices, par exemple pour alimenter des chaudières, des fours et autres dispositifs de chauffage. L'énergie fournie dépend cependant de la 20 pression du gaz, de l'altitude de l'installation consommatrice, de la température du gaz et de la composition du gaz qui détermine un pouvoir énergétique du gaz (ou pouvoir calorifique supérieur ou PCS) et qui varie selon les sources de gaz. Il existe ainsi du gaz à 25 relativement haut pouvoir calorifique (ceux provenant par exemple d'Algérie et de Russie) et un gaz à relativement bas pouvoir calorifique (comme celui provenant des Pays-Bas). La détermination de l'énergie consommée comprend une première étape de conversion du volume mesuré dans les 30 conditions d'utilisation en un volume théorique équivalent consommé dans des conditions normalisées de température et de pression et une deuxième étape de détermination de l'énergie consommée par application du pouvoir énergétique au volume théorique équivalent. Cette détermination est 35 réglementée en tout ou partie par les normes suivantes : - rapports 8 et 10 (communément appelés AGA8 et 3030034 2 AGA 10) de l'association américaine du gaz (ou « American Gaz Association »), norme ISO 6976 intitulée Gaz naturel - Calcul du pouvoir calorifique, de la masse volumique, de la densité relative et de l'indice de Wobbe à partir de la composition). Il en résulte qu'un même volume de gaz n'apporte pas remédier à cet partout la même énergie. Pour inconvénient, il est connu de convertir le volume de gaz 10 consommé en quantité d'énergie consommée (en tenant compte de la pression et de la composition du gaz) et de facturer les clients en fonction de cette quantité d'énergie. Lorsque le réseau de distribution est alimenté par plusieurs sources de gaz de compositions différentes, il 15 est nécessaire de savoir quelle source alimente quelle installation consommatrice afin de pouvoir déterminer la quantité d'énergie consommée dans chacune des installations consommatrices. Ceci peut se révéler très compliqué dans un réseau complexe. 20 Il est connu d'installer des dispositifs d'analyse aux différentes entrées du réseau mais ceci ne permet pas de déterminer quel gaz alimente chacune des installations consommatrices sauf à tenir parfaitement à jour un plan du réseau. 25 Un but de l'invention est de faciliter la gestion des systèmes de distribution de gaz à des fins énergétiques. A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un compteur gaz pour installation consommatrice de gaz d'un 30 réseau de distribution de gaz, comprenant un conduit ayant un port d'entrée du gaz et un port de sortie du gaz, une unité de mesure d'une quantité de gaz circulant dans le conduit, une unité d'analyse du gaz circulant dans le conduit en vue d'en déterminer au moins une composition 35 partielle, et une unité de transmission de données reliée à l'unité d'analyse et agencée pour transmettre un 3030034 3 identifiant et des données d'analyse à au moins une unité de collecte de données séparée du compteur. Ainsi, les données d'analyse du gaz sont acquises directement sur le compteur, sont envoyées à l'unité de 5 collecte de données et sont traitées en vue de facturer le client responsable de l'installation consommatrice. L'invention a également pour objet un procédé de distribution de gaz à des installations consommatrices raccordées par des compteurs à un réseau de distribution 10 relié à des sources de gaz, comprenant les étapes de : - dans chaque compteur, mesurer une quantité de gaz consommée ; - analyser le gaz dans une partie seulement des compteurs, dits compteurs du premier type, les 15 autres compteurs étant dits du deuxième type ; - déterminer une composition au moins partielle du gaz pour chacun des compteurs du premier type et en déduire un pouvoir énergétique du gaz ; - déterminer un pouvoir énergétique du gaz 20 alimentant les compteurs du deuxième type en fonction d'une présomption d'alimentation du compteur du deuxième type par le même gaz qu'un des compteurs du premier type ; - déterminer une énergie consommée par les 25 installations consommatrices raccordées aux compteurs en fonction du pouvoir énergétique du gaz et de la quantité consommée de gaz. L'analyse de gaz n'est faite qu'au niveau des compteurs du premier type qui doivent donc seuls être 30 équipés de moyens d'analyse. La présomption d'alimentation permet de d'identifier le compteur du premier type le plus susceptible de recevoir le même gaz que chacun des compteurs du deuxième type. Les compteurs du deuxième type ne sont donc pas équipés de moyens d'analyse, ce qui permet 35 de limiter les coûts. L'invention concerne enfin un système de 3030034 4 distribution de gaz pour la mise en oeuvre de ce procédé. Ce système comprend un réseau de canalisations raccordé à des sources de gaz et à des compteurs montés en entrée d'installations consommatrices du gaz fourni par le réseau. 5 Les compteurs comportent des compteurs d'un premier type incorporant une unité d'analyse du gaz et des compteurs d'un deuxième type dépourvus d'unité d'analyse du gaz, les compteurs comprenant une unité de transmission aérienne de données à des unités de collecte de données géographiquement réparties et reliées à au moins une mémoire mettant chaque compteur du deuxième type en relation avec un compteur du premier type en fonction d'une présomption d'alimentation du compteur du deuxième type par le même gaz que le compteur du premier type. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non limitatifs de l'invention. Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi 20 lesquels : - la figure 1 est une vue schématique d'un système de distribution de gaz selon l'invention ; - la figure 2 est une vue schématique d'un compteur d'un premier type selon l'invention 25 - la figure 3 est une vue schématique d'un compteur d'un deuxième type selon l'invention. En référence aux figures, l'invention concerne un procédé de distribution de gaz et est mise en oeuvre au moyen d'un système de distribution de gaz comprenant un 30 réseau 1 de canalisations qui est raccordé à des sources de gaz 2.1, 2.2, 2.3 et à des compteurs 10, 20 (sur la figure 1, des chiffres 1 à 3 sont associés aux références numériques 10 pour individualiser les compteurs 10 et des chiffres 1 à 3, 5 à 8 et 10 à 12 sont associés aux 35 références numériques 20 pour individualiser les compteurs 20). Les compteurs 10, 20 sont montés en entrée 3030034 5 d'installations 3 consommatrices du gaz fourni par le réseau 1 (sur la figure 1, des chiffres 1 à 13 sont associés à la référence numérique 3 désignant chaque installation pour individualiser les installations). Le 5 réseau 1 représenté sur la figure 1 est beaucoup plus simple que dans la réalité de manière à en simplifier la description. Le réseau 1 est constitué de sous-réseaux 1.1, 1.2, 1.3 séparés : 10 - le sous-réseau 1.1 relie la source 2.1 aux installations 3.1 à 3.4 ; - le sous-réseau 1.2 relie la source 2.2 aux installations 3.5 à 3.9 ; - le sous-réseau 1.3 relie la source 2.3 aux 15 installations 3.10 à 3.13. Dans le sous-réseau 1.1, les compteurs 20.1 à 20.3 sont raccordés aux installations 3.1 à 3.3 et le compteur 10.1 est raccordé à l'installation 3.4. Dans le sous-réseau 1.2, les compteurs 20.5 à 20.8 20 sont raccordés aux installations 3.5 à 3.8 et le compteur 10.2 est raccordé à l'installation 3.9. Dans le sous-réseau 1.3, les compteurs 20.10 à 20.12 sont raccordés aux installations 3.10 à 3.12 et le compteur 10.3 est raccordé à l'installation 3.13. 25 Les sources de gaz 2.1, 2.2, 2.3 fournissent des gaz ayant des pouvoirs énergétiques différents du fait de leurs compositions. Le procédé de distribution selon l'invention, comprend les étapes de : 30 - dans chaque compteur 10, 20, mesurer une quantité de gaz consommée ; - analyser le gaz dans chaque compteur 10, dits compteurs du premier type, les compteurs 20 étant dits du deuxième type ; 35 - déterminer une composition au moins partielle du gaz pour chacun des compteurs 10 et en déduire 3030034 6 un pouvoir énergétique du gaz ; - déterminer un pouvoir énergétique du gaz alimentant chacun des compteurs 20 en fonction d'une présomption d'alimentation de chaque 5 compteur 20 par le même gaz qu'un des compteurs 10 ; - déterminer une énergie consommée par les installations 3 raccordées aux compteurs 10, 20 en fonction du pouvoir énergétique du gaz et de 10 la quantité consommée de gaz. La consommation des installations consommatrices est facturée en fonction de l'énergie correspondant à la quantité de gaz consommée. La quantité de gaz consommée est convertie en énergie de manière connue en soi en : 15 convertissant le volume de gaz consommé mesuré dans les conditions d'utilisation en un volume théorique équivalent consommé dans des conditions normalisées et calculant l'énergie consommée par application au volume théorique équivalent d'un pouvoir énergétique déterminé en fonction de la composition du gaz. Le calcul de l'énergie est connu en lui-même (voir par exemple les documents AGA8, AGA10, ISO 6976). La présomption d'alimentation peut être déterminée de plusieurs manières, éventuellement combinées. Selon une première manière, la présomption est déterminée à partir de la localisation des compteurs 10, 20, sur la base d'une proximité géographique de chaque compteur 20 et du compteur 10 concerné. Selon une deuxième manière, la présomption est déterminée en fonction d'une architecture du réseau 1 et du raccordement des compteurs 10, 20 au réseau 1. Un exemple de système de distribution de gaz pour la mise en oeuvre de ce procédé va maintenant être décrit. Ce système de distribution comprend : le réseau 1 ; les compteurs 10, 20 ; des unités de collecte de données 4 géographiquement réparties et reliées à au moins une unité de centralisation 5. Sur la figure 1, des chiffres 1 à 5 3030034 7 sont associés à la référence numérique 4 désignant chaque unité de collecte pour individualiser les unités de collecte 4. En référence à la figure 2, chaque compteur 10 5 comprend un conduit 11 ayant un port d'entrée du gaz et un port de sortie du gaz, une unité 12 de mesure d'une quantité de gaz circulant dans le conduit, une unité 13 d'analyse du gaz circulant dans le conduit en vue d'en déterminer au moins une composition partielle, et une unité 10 14 de transmission de données reliée à l'unité de mesure 12 et à l'unité d'analyse 13 pour transmettre un identifiant, des données de mesure et des données d'analyse à au moins une des unités de collecte 4. L'unité de mesure 12 comporte un capteur 15 volumétrique ou débitmétrique connu en lui-même. L'unité de mesure 12 comprend en outre un capteur de pression du gaz. L'unité d'analyse 13 comprend un microsystème, connu en lui-même, formant par exemple un spectroscope infrarouge ou un chromatographe en phase gazeuse. L'unité 20 d'analyse 13 est ici agencée pour travailler sur un gaz à une pression comprise entre 20 et 30 mbar environ. L'unité de transmission 14 comprend un émetteur d'ondes électromagnétiques connu en lui-même, par exemple un émetteur GSM. 25 En référence à la figure 3, chaque compteur 20 est connu en lui-même et comprend un conduit 21 ayant un port d'entrée du gaz et un port de sortie du gaz, une unité 22 de mesure d'une quantité de gaz circulant dans le conduit, et une unité 24 de transmission de données reliée à l'unité 30 de mesure 22 pour transmettre un identifiant et des données de mesure à au moins une des unités de collecte 4. L'unité de mesure 22 comporte un capteur volumétrique ou débitmétrique connu en lui-même. L'unité de mesure 22 comprend en outre un capteur de pression du gaz. 35 L'unité de transmission 24 comprend un émetteur/récepteur d'ondes électromagnétiques connu en lui- 3030034 8 même, par exemple un émetteur/récepteur GSM. Les compteurs 10, 20 comprennent ici en outre un capteur de température du gaz. Chaque unité de collecte 4, connue également sous 5 l'appellation « concentrateur », comprend un émetteur/récepteur d'ondes électromagnétiques connu en lui-même, par exemple un émetteur/récepteur GSM, et une mémoire pour enregistrer au moins temporairement les données qui lui sont envoyées par les compteurs 10, 20 avant de les 10 retransmettre à l'unité de centralisation 5. L'unité de centralisation 5 est un serveur informatique comportant des moyens de calcul et traitement informatique, des mémoires et des moyens de communication avec les unités de collecte 4. 15 Les mémoires contiennent une base de données contenant les données des clients responsables des installations consommatrices et, notamment, des données de facturation, l'adresse de l'installation consommatrice, l'identifiant du compteur, un historique de consommation... 20 Les mémoires comportent également des tables mettant l'identifiant de compteurs 20 en relation chacun avec un compteur 10 en fonction d'une présomption d'alimentation du compteur 20 par le même gaz que le compteur 10. Les tables reprennent des données de la base 25 de données mais peuvent comprendre également des données spécifiques. Dans une première table, la présomption est déterminée en fonction d'une architecture connue du réseau. A partir d'une carte représentative de cette architecture, 30 il est possible de déterminer à quelles canalisations au moins une partie des compteurs ont été raccordés. Ainsi, tous les compteurs 20 raccordés à une même canalisation du réseau 1 qu'un des compteurs 10, reçoivent le même gaz que le compteur 10. On notera que, sous réserve de 35 modifications du réseau postérieures à l'établissement de la carte, cette présomption peut être considérée comme 3030034 9 conforme à la réalité. Cette présomption peut être déterminée automatiquement si à chaque identifiant de compteur est associé un identifiant de la conduite à laquelle il est raccordé (cette information pourrait être 5 saisie au moment du raccordement du compteur au réseau 1 et de l'enregistrement des données du client dans l'unité de centralisation 5). Dans une deuxième table et une troisième table, la présomption est déterminée à partir de la localisation des 10 compteurs, sur la base d'une proximité géographique du compteur 20 et d'un des compteurs 10. Dans la deuxième table, la proximité géographique est déterminée à partir des coordonnées géographiques des compteurs 10, 20. Cette présomption peut être déterminée 15 automatiquement si à chaque identifiant de compteur est associé l'adresse de l'installation consommatrice à laquelle est raccordé le compteur. Dans la troisième table, la localisation des compteurs est déterminée en fonction des unités de collecte 20 4 recevant les données transmises par les compteurs. En effet, plusieurs unités de collecte 4 peuvent recevoir les données d'un seul compteur. Par une méthode de type triangulation, il est possible de déterminer une localisation approximative, au moins par rapport aux unités 25 de collecte 4, des compteurs 10, 20. A partir de cette localisation approximative, on peut déterminer une distance entre les compteurs et donc une proximité géographique. De préférence, à chaque mise en service d'un nouveau compteur, ce compteur émet une trame donnant son 30 identifiant et indiquant s'il s'agit d'un compteur de premier type ou de deuxième type. Les unités de collecte 4 qui reçoivent ces données mettent à jour une table des compteurs dont des données ont été reçues et transmet cette mise-à-jour à l'unité de centralisation 5 qui met à jour la 35 troisième table. Dans l'hypothèse où un concentrateur de premier 3030034 10 type 10 est déjà référencé dans la zone, la comparaison des proximités géographiques de chaque compteur de deuxième type 20 avec chacun des compteurs de premier type 10 permet de déterminer de quel compteur de premier type 10 les 5 compteurs de deuxième type 20 sont les plus proches et d'affecter lesdits compteurs de deuxième type 20 à ce compteur de premier type 10. Dans le même ordre d'idée, à chaque mise en service d'un nouveau compteur de premier type 10, il est recherché 10 à partir d'une topographie du réseau de distribution si un ou plusieurs compteurs de deuxième type 20 sont raccordés à une même canalisation que le nouveau compteur de premier type 10 et, le cas échéant, lesdits compteurs de deuxième type 20 sont rattachés au nouveau compteur de premier type 15 10 et ce quand bien même ces compteurs de deuxième type 20 étaient préalablement rattachés à un autre compteur de premier type 10. Pour limiter le risque d'un rattachement erroné, on peut prévoir que seuls les compteurs de deuxième type 20 raccordés en aval du nouveau compteur de premier 20 type 10 sont rattachés à ce dernier. Il va de soi que la deuxième table et la troisième sont d'autant plus pertinentes que les sous-réseaux sont éloignés les uns des autres. Dans l'hypothèse où les sous-réseaux seraient en partie imbriqués, la première table 25 serait déterminante dans le choix des compteurs 10 auxquels rattacher les compteurs 20. Dans le procédé de l'invention, il est donc prévu d'utiliser les trois tables (en utilisant éventuellement des pondérations) pour construire une table finale dans 30 laquelle chaque identifiant de compteur 20 est associé à un identifiant de compteur 10. La facturation de la consommation des installations raccordées aux compteurs 10 est basée sur : - la quantité de gaz consommée mesurée par l'unité 35 de mesure 12, - le pouvoir énergétique du gaz en question, 3030034 11 déterminé de façon connue en soi à partir de la composition résultant des données d'analyse fournies par l'unité d'analyse 13 et de la pression fournie par le capteur de pression, 5 - un coût par quantité d'énergie. Plus précisément, chaque compteur du premier type 10 émet un message comprenant un identifiant du compteur du premier type 10 et la composition du gaz analysé. Les unités de collecte 4 renvoient la composition du gaz 10 analysé aux compteurs du deuxième type 20 rattachés au compteur du premier type 10 correspondant. Les compteurs du premier type 10 et les compteurs du deuxième type 20 procèdent alors au calcul de l'énergie consommée en fonction du volume mesuré de gaz consommé, de 15 la pression du gaz, de la température du gaz, et de la composition du gaz (voir ci-dessus). On procède de la même manière pour les compteurs 20 en considérant que le gaz fourni à chaque compteur 20 est le même que celui fourni au compteur 10 auquel ce compteur 20 20 est rattaché. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. 25 En particulier, une gestion décentralisée est possible en regroupant une ou plusieurs des tables dans la mémoire des unités de collecte 4. Le terme de table désigne ici tout type de fichier permettant de mettre en relation des données. 30 Le rattachement des compteurs 20 aux compteurs 10 peut être réalisé en utilisant tout ou partie des méthodes décrites. Le gaz alimentant une ou plusieurs des installations consommatrices peut résulter d'un mélange de 35 gaz issus de plusieurs sources. Les compteurs du deuxième type 20 peuvent avoir une 3030034 12 structure différente de celle décrite. Les compteurs du deuxième type 20 peuvent ainsi ne comprendre qu'une unité de mesure d'une quantité de gaz consommé et un capteur de température. Les compteurs du premier type 10 comprennent 5 une unité de mesure d'une quantité de gaz consommé, un capteur de pression, un capteur de température et une unité d'analyse du gaz ; et sont agencés pour communiquer aux unités de collecte 4 la composition du gaz et sa pression qui sont retransmises aux compteurs du deuxième type 20. 10 La répartition des tâches entre les différents composants du système peut être différente de celle décrite. Le calcul de l'énergie peut être effectué dans les compteurs qui transmettent alors le résultat du calcul aux unités de collecte qui le traitent directement ou 15 l'envoient au serveur central. Le calcul de l'énergie peut être effectué dans les unités de collecte ou dans le serveur central. REVENDICATIONS1. Compteur gaz pour installation cliente d'un réseau de distribution de gaz, comprenant un conduit ayant 5 un port d'entrée du gaz et un port de sortie du gaz, une unité de mesure d'une quantité de gaz circulant dans le conduit, une unité d'analyse du gaz circulant dans le conduit en vue d'en déterminer au moins une composition partielle, et une unité de transmission de données reliée à 10 l'unité d'analyse et agencée pour transmettre un identifiant et des données d'analyse à au moins une unité de collecte de données séparée du compteur. 2. Compteur selon la revendication 1, comprenant en outre un capteur de pression du gaz. 15 3. Compteur selon la revendication 1 ou la revendication 2, comprenant en outre un capteur de température du gaz. 4. Compteur selon la revendication 1, dans lequel l'unité de mesure comporte un capteur volumétrique. 20 5. Compteur selon la revendication 1, dans lequel l'unité de mesure comporte un capteur débitmétrique. 6. Compteur selon la revendication 1, dans lequel l'unité d'analyse comprend un microsystème formant un spectroscope infrarouge. 25 7. Compteur selon la revendication 1, dans lequel l'unité d'analyse comprend un microsystème formant un chromatographe en phase gazeuse. 8. Compteur selon la revendication 1, dans lequel l'unité d'analyse est agencée pour travailler à une 30 pression relative comprise entre 20 et 30 mbar environ. 9. Compteur selon la revendication 1, dans lequel l'unité de transmission de données comprend un émetteur d'ondes électromagnétiques. 10. Procédé de distribution de gaz à des 35 installations consommatrices raccordées par des compteurs à un réseau de distribution relié à des sources de gaz, 3030034 19 comprenant les étapes de : - dans chaque compteur, mesurer une quantité de gaz consommée ; - analyser le gaz dans une partie seulement des compteurs, dits compteurs du premier type, les autres compteurs étant dits du deuxième type ; - déterminer une composition au moins partielle du gaz pour chacun des compteurs du premier type et en déduire un pouvoir énergétique du gaz ; - déterminer un pouvoir énergétique du gaz alimentant les compteurs du deuxième type en fonction d'une présomption d'alimentation du compteur du deuxième type par le même gaz qu'un des compteurs du premier type ; - déterminer une énergie consommée par les installations consommatrices raccordées aux compteurs en fonction du pouvoir énergétique du gaz et de la quantité consommée de gaz. 11. Procédé selon la revendication 10, dans lequel 20 la présomption est déterminée à partir de la localisation des compteurs, sur la base d'une proximité géographique du compteur du deuxième type et du compteur du premier type. 12. Procédé selon la revendication 11, dans lequel la localisation des compteurs est déterminée en fonctions 25 des unités de collecte de données recevant les données transmises par les compteurs. 13. Procédé selon la revendication 10, dans lequel la présomption est déterminée en fonction d'une architecture du réseau de distribution et du raccordement 30 des compteurs au réseau. 14. Système de distribution de gaz pour la mise en oeuvre du procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, comprenant un réseau de canalisations raccordé à des sources de gaz et à des compteurs montés en entrée 35 d'installations consommatrices du gaz fourni par le réseau, les compteurs comportant des compteurs d'un premier type 3030034 15 incorporant une unité d'analyse du gaz et des compteurs d'un deuxième type dépourvus d'unité d'analyse du gaz, les compteurs comprenant une unité de transmission aérienne de données à des unités de collecte de données 5 géographiquement réparties et reliées à au moins une mémoire mettant chaque compteur du deuxième type en relation avec un compteur du premier type en fonction d'une présomption d'alimentation du compteur du deuxième type par le même gaz que le compteur du premier type.