Brevet FR3061555A1 — publié le 20180706

Dispositif et procédé de détermination du type d'une canalisation Domaine technique L'invention concerne le domaine des canalisations pouvant être rencontrées lors d'un terrassement. Plus particulièrement, l'invention porte sur un dispositif et un procédé permettant une détermination rapide et automatisée du type de la canalisation. État de la technique Lors d'opérations sur un chantier, situations dans lesquelles des canalisations non identifiées et non répertoriées sont découvertes lors d'opérations de terrassement. Ces canalisations inconnues peuvent être abandonnées ou en service, en charge, c'est-à-dire véhiculant un fluide, ou hors charge. L'aspect extérieur de la canalisation découverte est souvent insuffisant pour reconnaître la nature des matériaux constituant cette canalisation, ainsi que la nature du fluide qu'elle peut éventuellement véhiculer. Dans une telle situation, par mesure de sécurité, l'arrêt des travaux peut s'imposer jusqu'à la levée d'incertitudes quant au type de canalisation, ce qui peut causer des pertes économiques à l'entreprise. En outre, les méthodes de détermination souvent utilisées sont empiriques et ne répondent pas aux exigences de sécurité liées à l'exploitation des gaz, par exemple des coups de marteau sont parfois donnés. De plus, ces méthodes font appel à l'interprétation de l'opérateur avec un risque d'erreur associé pouvant avoir des conséquences graves. Ainsi, il est important de pouvoir déterminer de manière 30 rapide, sécurisée et non intrusive le type d'une canalisation, c'est à dire sa nature et la nature du fluide qu'elle peut véhiculer. Cette détermination est nécessaire pour mettre en 30615 5 5 2 oeuvre les moyens d'interventions adéquats, réduire l'incertitude et augmenter la sécurité sur le chantier. L'objectif de la présente invention est de proposer un moyen permettant une détermination rapide, non intrusive et 5 automatisée du type d'une canalisation. Description de l'invention A cet effet, l'invention a pour objet un dispositif automatisé pour déterminer le type d'une canalisation. Il comporte des moyens de mesure comprenant : 10 un module magnétique apte à révéler la présence d'un matériau métallique dans la canalisation, et au moins un module à ultrasons apte à mesurer l'épaisseur de la canalisation et à détecter une phase gazeuse ou liquide d'un fluide présent dans celle-ci. 15 Comme le dispositif comporte le module magnétique, il peut déterminer de façon automatique si la canalisation est métallique, métallique recouverte d'un matériau non métallique tel que du polyéthylène (PE) ou bien non métallique. De plus, 20 le(s) module(s) à ultrasons permet(tent) de mesurer l'épaisseur de la canalisation et détecter la présence d'un gaz ou d'un liquide. Cela permet donc une évaluation rapide du risque lié à la canalisation. Par exemple si un liquide est détecté, le plus souvent il s'agit d'une canalisation d'eau présentant un danger 25 très faible. Avantageusement, le module à ultrasons permet également de détecter la présence d'un corps non gazeux et non liquide dans la canalisation. Un tel corps peut en général consister, soit en des câbles électriques, soit en une autre canalisation de plus petit diamètre. Selon une variante de réalisation, le dispositif comporte deux modules à ultrasons. 3061555 3 Avantageusement, le module à ultrasons est apte à révéler une pression de gaz supérieure ou égale à 4 bar. Ceci présente l'avantage de pouvoir détecter la majorité des canalisations de gaz utilisées en milieu urbain dont les pressions sont souvent 5 inférieures à 20 bar. Selon une réalisation de l'invention, les moyens de mesure comportent en outre un module de température apte à mesurer des températures d'au moins deux points séparés de la canalisation. Avantageusement, le module de température est couplé à un 10 système de chauffage apte à générer un différentiel de température au moins entre lesdits deux points séparés de la canalisation. Selon une réalisation de l'invention, le module de température est apte à suivre l'évolution de la température entre 15 un point central de la canalisation, chauffé, et un ensemble de points situés le long de la canalisation, en amont et en aval du point central. Selon une variante, le module de température peut suivre la température de plusieurs points situés à la même distance du 20 point chauffé, ces points forment par exemple une couronne. Avantageusement, le dispositif comporte en outre des moyens logiciels coopérant avec les moyens de mesure. Grâce à la présence de ces moyens logiciels, les différents moyens de mesures sont pilotés de telle sorte que les résultats des tests 25 soient exploitables de manière instantanée. Les moyens logiciels peuvent par exemple comporter des valeurs de référence pouvant être comparées aux valeurs mesurées. Les moyens logiciels peuvent également comporter des valeurs de calibration automatique et les différentes étapes de réalisation d'un test 30 de canalisation. 3061555 4 L'invention porte également sur un procédé pour déterminer le type d'une canalisation comprenant les étapes suivantes : a) détection par un module magnétique de la présence d'un 5 matériau métallique dans la canalisation ; b) mesure par un module à ultrasons de l'épaisseur de la canalisation ; c) détection par le module à ultrasons d'une phase liquide ou gazeuse d'un fluide présent dans la canalisation. 10 La détermination est terminée si la phase détectée est celle d'un liquide. Selon une variante de réalisation, les étapes b) et c) sont réalisées par deux modules à ultrasons différents. Dans ce cas la mesure de l'épaisseur par premier module à ultrasons à 15 l'étape b) permet de bien calibrer le deuxième module à ultrasons réalisant l'étape c). Selon une réalisation de l'invention, si la phase du fluide détectée à l'étape c) est celle d'un gaz, alors le procédé comporte en outre les étapes suivantes : 20 d) mesure par le module à ultrasons d'une pression de gaz dans la canalisation. La détermination est terminée si la pression mesurée est supérieure ou égale à 4 bar. Dans ce cas, on conclut à la présence d'un gaz sous pression, qui est généralement du gaz naturel. 25 Selon une réalisation de l'invention, si à l'étape d) le module à ultrasons ne mesure pas de pression ou mesure une pression inférieure à au moins une valeur seuil, alors le procédé comporte en plus les étapes suivantes: 30 e) chauffage d'un point central de la canalisation par un système de chauffage ; 30615 5 5 5 f) mesure par un module de température d'une première température à un point situé en amont du point central et une deuxième température à un point située en aval du point central; 5 f') calcul par des moyens logiciels d'une différence entre la première et la deuxième température, permettant de détecter l'existence d'un débit dans la canalisation. La détermination est terminée si un débit est détecté dans la canalisation. 10 La détection d'un débit à cette étape indique la présence d'un gaz dans la canalisation. Selon une réalisation de l'invention, si à l'étape f') un débit n'est pas détecté, alors le procédé comporte en outre les 15 étapes suivante : g) mesure par le module de température de la valeur de température au point central et à au moins un point séparé situé dans la canalisation en amont et/ou en aval du point central, 20 g') calcul par les moyens logiciels de la vitesse de diffusion thermique entre le point central et au moins ledit point séparé, Si la vitesse de diffusion thermique est supérieure ou égale à au moins une valeur seuil, alors on conclut que la 25 canalisation contient un gaz à une moyenne ou une basse pression, sinon on conclut que la canalisation est soit abandonnée, soit elle contient un gaz à une très basse pression. La distance séparant le point central et chaque point 30 mesuré est par exemple comprise entre 5 cm et 1 mètre. 3061555 6 Brève description des figures L'invention sera mieux comprise et d'autres particularités et avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre en référence aux dessins annexés parmi lesquels: 5 - la figure 1 illustre un exemple de réalisation du dispositif selon l'invention, et - La figure 2 illustre les étapes d'un exemple de réalisation du procédé selon l'invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE 10 Sur la figure 1 est représenté un exemple de canalisation 2 susceptible d'être rencontrée lors d'un chantier. Une telle canalisation 2 peut être métallique, non métallique ou métallique recouverte d'un matériau non métallique, par exemple une canalisation en acier recouverte de polyéthylène. La 15 canalisation 2 peut également comporter des câbles électriques 3. Pour vérifier la nature de cette canalisation, le dispositif 1 comporte des moyens de mesure comprenant un premier et un deuxième module à ultrasons 4, 5. Les moyens de mesure 20 comportent également un module de température (ou module thermique) apte à mesurer des températures au moins en deux point 6, 7 de la canalisation. Ce module thermique est connecté à un système de chauffage 8. Le système de chauffage 8 est positionné en un point central de la canalisation situé entre les points 6 25 et 7 où le module thermique est agencé pour mesurer des températures Tl, 12. Les points 6 et 7 sont désignés par point amont et point aval. Sur la figure 1, l'amont et l'aval correspondent respectivement à la gauche et la droite par rapport au point central. 30 Le dispositif 1 comporte en outre un module magnétique non représenté sur la figure 1. 3061555 7 Le dispositif 1 comporte aussi des moyens logiciels également non représentés, qui assurent un pilotage des moyens de mesure pour réaliser une détermination automatique du type de la canalisation 2. 5 Pour réaliser cette détermination, le dispositif 1 s'intéresse à la nature de la canalisation 2, c'est-à-dire les matériaux qui la constituent, ainsi qu'à son contenu, par exemple, s'agit-il d'un gaz ou d'un liquide. La figure 2 représente un exemple d'étapes selon lesquelles 10 les moyens logiciels pilotent le dispositif 1 pour réaliser cette détermination automatisée du type de la canalisation 2. A l'étape a) le module magnétique détecte la présence ou non d'un matériau métallique dans la canalisation. Ceci permet de révéler si la canalisation est métallique, par exemple en 15 acier, non métallique, par exemple en Polyéthylène (PE) ou bien métallique recouverte d'une couche non métallique. Par exemple, s'il s'agit d'acier revêtu de PE, ce dernier est retiré. A l'étape b) le premier module à ultrasons 4 mesure l'épaisseur de la canalisation 2. 20 A l'étape c) le deuxième module à ultrasons 5 détecte la présence d'une phase liquide ou gazeuse d'un fluide potentiellement présent dans la canalisation. Cette phase permet de conclure à la présence d'un gaz ou d'un liquide dans la canalisation. 25 Cette mesure peut également permettre de détecter un écho qui ne correspond ni à une phase liquide, ni à une phase gazeuse, suggérant la présence dans la canalisation d'objets autres qu'un gaz ou un liquide. Par exemple, la canalisation peut contenir des câbles électriques ou une autre canalisation de plus petit 30 diamètre. 3061555 8 Ainsi, si la mesure à l'étape c) ne révèle pas la présence d'un gaz, alors la détermination est terminée. Plus particulièrement, si un liquide est détecté, ce dernier est généralement de l'eau. 5 Selon une variante de réalisation, les étapes b) et c) sont réalisées par un seul module à ultrasons. Si la mesure à l'étape c) révèle la présence d'un gaz, alors les moyens logiciels pilotent le deuxième module à ultrasons 5 selon l'étape d) pour mesurer une pression du gaz 10 dans la canalisation 2. Si la pression mesurée est supérieure ou égale à 4 bar, alors la détermination est terminée. Dans ce cas, on conclut à la présence d'un gaz sous pression, qui est généralement du gaz naturel. Les procédures de 15 mise en sécurité du chantier relatives à la présence de gaz naturel seront donc mises en oeuvre. Si à l'étape d) le deuxième module à ultrasons 5 ne mesure pas de pression, c'est à dire que la pression de la canalisation est inférieure à la sensibilité de ce deuxième module à ultrasons 20 5, alors les moyens logiciels pilotent le système de chauffage 8 selon l'étape e) pour réaliser un chauffage localisé de la canalisation 2, au point central. Ensuite, à l'étape f) le module de température mesure une première température Tl au point 6 situé en amont du point 25 central et une deuxième température 12 au point 7 situé en aval du point central. Dans une sous étape f') non représentée, les moyens logiciels calculent une différence entre la première température Tl et la deuxième température 12. Si cette différence Tl-T2 est 30 supérieure à un certain seuil, alors elle signifie l'existence d'un débit dans la canalisation. En conséquence, on conclut qu'il 3061555 9 s'agit d'une canalisation de gaz et le processus de détermination est terminé. Si au contraire la différence Tl-T2 est inférieure audit 5 seuil, c'est-à-dire qu'un débit n'est pas détecté, alors les moyens logiciels pilotent le module de température selon l'étape g) pour mesurer la température au point central et à au moins un des deux points 6, 7 de la canalisation. Ensuite, dans une sous étape g') non représentée sur la 10 figure 2, les moyens logiciels calculent la vitesse de diffusion thermique entre le point central et au moins l'un des points 6, 7 de la canalisation. En conséquence, si la vitesse de diffusion thermique calculée est supérieure ou égale à au moins une valeur seuil, 15 alors on conclut que la canalisation contient un gaz à une moyenne ou une basse pression, sinon on conclut que la canalisation est soit abandonnée, soit elle contient un gaz à une très basse pression. L'ensemble des valeurs seuil mentionnées ci-dessus, sont 20 déterminées soit expérimentalement, soit par modélisation. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) automatisé pour déterminer le type d'une canalisation (2) caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de mesure comprenant : un module magnétique apte à révéler la présence d'un matériau métallique dans la canalisation, et - au moins un module à ultrasons (4, 5) apte à mesurer l'épaisseur de la canalisation (2) et à détecter une phase gazeuse ou liquide d'un fluide présent dans celle-ci. 2. Dispositif selon la revendication 1 caractérisé en ce que le module à ultrasons (4, 5) est apte à révéler une pression de gaz supérieure ou égale à 4 bar. 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2 caractérisé en ce que les moyens de mesure comportent en outre un module de température apte à mesurer des températures d'au moins deux points (6, 7) séparés de la canalisation (2). 4. Dispositif selon la revendication 3 caractérisé en ce que le module de température est couplé à un système de chauffage (8) apte à générer un différentiel de température au moins entre lesdits deux points séparés (6, 7) de la canalisation (2). 5. Dispositif selon l'une des revendications 3 et 4 caractérisé en ce que le module de température est apte à suivre l'évolution de la température entre un point central de la 3061555 11 canalisation, chauffé, et un ensemble de points (6, 7) situés le long de la canalisation (2), en amont et en aval du point central. 5 6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens logiciels coopérant avec les moyens de mesure. 7. Procédé pour déterminer le type d'une canalisation 10 comprenant les étapes suivantes : a) détection par un module magnétique de la présence d'un matériau métallique dans la canalisation; b) mesure par un module à ultrasons de l'épaisseur de la canalisation ; 15 c) détection par le module à ultrasons d'une phase liquide ou gazeuse d'un fluide présent dans la canalisation. Si la phase détectée est celle d'un liquide, alors la détection est terminée. 20 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que si la phase du fluide détectée à l'étape c) est celle d'un gaz, alors le procédé comporte en outre les étapes suivantes : 25 d) mesure par le module à ultrasons d'une pression de gaz dans la canalisation. Si la pression mesurée est supérieure ou égale à 4 bar, alors la détection est terminée. 30 9. Procédé selon la revendication 8 caractérisé en ce que si à l'étape e) le module à ultrasons ne mesure pas de pression ou mesure une pression inférieure à au moins une valeur 3061555 12 seuil, alors le procédé comporte en plus les étapes suivantes: e) chauffage d'un point central de la canalisation par un système de chauffage ; 5 f) mesure par un module de température d'une première température à un point situé en amont du point central et une deuxième température à un point située en aval du point central; f') calcul par des moyens logiciels d'une différence 10 entre la première et la deuxième température, permettant de détecter l'existence d'un débit dans la canalisation. Si un débit est détecté dans la canalisation, alors la détection est terminée. 15 10. Procédé selon la revendication 9 caractérisé en ce que si à l'étape i) un débit n'est pas détecté, alors le procédé comporte en outre les étapes suivante : g) mesure par le module de température de la valeur de température au point central et à au moins un point 20 séparé situé dans la canalisation en amont et/ou en aval du point central, g') calcul par les moyens logiciels de la vitesse de diffusion thermique entre le point central et au moins ledit point séparé, 25 Si la vitesse de diffusion thermique est supérieure ou égale à au moins une valeur seuil, alors on conclut que la canalisation contient un gaz a une moyenne ou une basse pression, sinon on conclut que la canalisation est soit abandonnée, soit elle contient un gaz a une très basse 30 pression.