Brevet FR3061296A1 — publié le 20180629

DOMAINE TECHNIQUE DE L'INVENTION La présente invention vise un dispositif mobile de prélèvement d'un échantillon de gaz sous pression issu d'une canalisation et un procédé de prélèvement d'un échantillon de gaz sous pression issu d'une canalisation. Elle s'applique, notamment, au domaine de l'analyse de la qualité du biométhane produit avant injection de ce biométhane sur un réseau de distribution ou de transport de gaz. Plus généralement, cette invention s'applique à l'analyse de la qualité de tout gaz issu d'une canalisation d'un réseau de production ou de distribution de gaz. ÉTAT DE LA TECHNIQUE Dans le domaine de l'analyse de la qualité d'un gaz issu d'une canalisation, on connaît aujourd'hui des systèmes assemblés sur un lieu de prélèvement du gaz. Toutefois, la multiplication des équipements rend l'assemblage de ceux-ci complexe lorsque les canalisations sont difficilement accessibles où que l'espace d'assemblage est réduit. Ainsi, ces systèmes conduisaient à une perte de temps de l'opérateur et, parfois, à une impossibilité de réaliser le prélèvement faute de place. OBJET DE L'INVENTION La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients. À cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif mobile de prélèvement d'un échantillon de gaz sous pression issu d'une canalisation, qui comporte, dans un boîtier unique : - une fixation amovible d'une conduite d'entrée à un piquage de la canalisation, - un détendeur du gaz traversant la conduite d'entrée, - au moins une conduite intermédiaire configurée pour transférer le gaz issu du détendeur, un moyen de mesure du débit de gaz traversant au moins une conduite intermédiaire, 3061296 2 un moyen de régulation du débit de gaz traversant au moins une conduite intermédiaire et une fixation amovible d'une conduite de sortie, reliée à au moins une conduite intermédiaire, configurée pour être fixée à un préleveur. 5 Grâce à ces dispositions, l'opérateur n'a pas à assembler sur site le dispositif de prélèvement, ce qui permet à la fois un gain de temps et un gain d'espace pour réaliser le prélèvement. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte un moyen de commande du détendeur configuré pour commander la détente du 10 gaz à une pression déterminée. Ces modes de réalisation permettent à l'opérateur de sélectionner la pression de détente du gaz. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte au moins deux conduites intermédiaires, et, pour chaque conduite intermédiaire : 15 un moyen de mesure du débit de gaz traversant au moins une conduite inter- médiaire et un moyen de régulation du débit de gaz traversant au moins une conduite intermédiaire. Ces modes de réalisation permettent de prélever deux échantillons de gaz si-20 multanément. Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte, sur chaque conduite intermédiaire, une vanne de purge du gaz dans ladite conduite intermédiaire, connectée à un évent. Ces modes de réalisation permettent d'éviter un endommagement du préleveur 25 par surpression dans ce préleveur. Dans des modes de réalisation, au moins une conduite intermédiaire comporte une partie flexible positionnée en amont du moyen de mesure du débit et du moyen de régulation du débit, le dispositif comportant un moyen de fixation d'un préleveur pour connecter ce préleveur à une partie de la conduite intermédiaire inflexible reliée au détendeur d'une part et à la partie flexible d'autre part. Ces modes de réalisation permettent de positionner, dans le boîtier, un préleveur de dimension variable. 3061296 3 Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de la présente invention comporte, à une extrémité de la partie flexible, configurée pour être fixée au préleveur, une vanne montée mobile sur un rail. Dans des modes de réalisation, la conduite de sortie est fixée sur un évent. 5 Dans des modes de réalisation, le boîtier est formé de deux parties détachables, le dispositif comportant une attache amovible entre les deux parties. Dans des modes de réalisation, au moins une partie du boîtier présente des propriétés mécaniques antichocs. Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de prélève- 10 ment d'un échantillon de gaz sous pression issu d'une canalisation, qui comporte : une étape de fixation amovible d'une conduite d'entrée d'un boîtier mobile à un piquage de la canalisation, une étape de fixation amovible d'une conduite de sortie du boîtier à un préleveur, 15 une étape de détente du gaz traversant la conduite d'entrée, au moins une étape intermédiaire de transfert du gaz issu de l'étape de détente, une étape de mesure du débit de gaz transféré au cours d'au moins une étape intermédiaire de transfert et une étape de régulation du débit de gaz transféré au cours d'au moins une étape 20 intermédiaire de transfert. Les buts, avantages et caractéristiques particulières du procédé objet de la présente invention étant similaires à ceux du dispositif objet de la présente invention, ils ne sont pas rappelés ici. 25 BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES D'autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l'invention ressortiront de la description non limitative qui suit d'au moins un mode de réalisation particulier du dispositif et du procédé objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels : 30 la figure 1 représente, schématiquement, un premier mode de réalisation parti- culier du dispositif objet de la présente invention, la figure 2 représente, schématiquement, un deuxième mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention, 3061296 4 la figure 3 représente, schématiquement, un troisième mode de réalisation particulier du dispositif objet de la présente invention et la figure 4 représente, schématiquement et sous forme d'un logigramme, une succession d'étapes particulière du procédé objet de la présente invention. 5 DESCRIPTION D'EXEMPLES DE RÉALISATION DE L'INVENTION La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d'un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse. 10 On note dès à présent que les figures ne sont pas à l'échelle. Par « boîtier unique », on entend tout volume fermé dont le volume intérieur est occupé au moins par les moyens listés comme tels ci-dessous. Ce boîtier peut être formé en une seule pièce ou en une pluralité de pièces. Préférentiellement, ce boîtier comporte une ouverture permettant la manipulation des moyens à l'intérieur du vo- 15 lume. Dans des variantes, le boîtier comporte une fenêtre permettant à un opérateur de voir au moins une partie du contenu du boîtier. Dans des variantes préférentielles, ce boîtier comporte une manette et présente la forme d'une mallette, ce qui permet à un opérateur de transporter aisément le dispositif objet de la présente invention. 20 Dans des variantes, ce boîtier est formé de deux parties reliées par une liaison, par exemple pivot de type charnière de manière à présenter deux configurations : l'une dans laquelle volume du boîtier est fermé et l'autre dans laquelle le boîtier est ouvert. Dans des variantes, les deux parties sont intégralement amovibles l'une de l'autre et reliées entre-elles par une attache de solidarisation lorsque ces parties doivent être 25 mécaniquement solidaires, lors du transport du dispositif par exemple. Une telle at- tache de solidarisation est, par exemple, un mécanisme à enclipsage ou vissage par exemple. Dans ces modes de réalisation, le boîtier, 105, 205 et/ou 305, tel qu'illustré en figures 1 à 3, est formé de deux parties détachables, le dispositif, 100, 200 et/ou 300, 30 comportant une attache, 108, 208, 308 amovible entre les deux parties. Dans des modes de réalisation, au moins une partie du boîtier présente des propriétés mécaniques antichocs. Ces propriétés mécaniques antichocs sont atteintes, par exemple, par le matelassage intérieur en mousse du boîtier ou par la fixation de coins renforcés, en métal 3061296 5 par exemple, et arrondis aux coins du boîtier de manière à éviter un enfoncement de ces coins en cas de choc. Par « préleveur », on entend tout volume de stockage du gaz, pressurisé ou non. Un tel préleveur prend, par exemple, la forme d'un cylindre creux muni de deux 5 ouvertures chacune isolée par une vanne à actionnement manuel ou automatique. Par « préleveur », on entend également tout volume de captage de composé, c'est à dire de volume comportant un réactif, réagissant avec un composé d'intérêt, et configuré pour être traversé par du gaz de manière à révéler la présence, ou l'absence, du composé dans le gaz. 10 Par « conduite intermédiaire de transfert », on entend toute tuyauterie position- née entre le détendeur et le moyen de mesure et/ou le moyen de régulation. On observe, sur la figure 1, qui n'est pas à l'échelle, une vue schématique d'un mode de réalisation du dispositif 100 objet de la présente invention. Ce dispositif 100 mobile de prélèvement d'un échantillon de gaz sous pression issu d'une canalisation, 15 comporte, dans un boîtier 105 unique : une fixation 110 amovible d'une conduite 115 d'entrée à un piquage de la ca- nalisation, un détendeur 120 du gaz traversant la conduite d'entrée, au moins une conduite 125 intermédiaire configurée pour transférer le gaz issu 20 du détendeur, un moyen 130 de mesure du débit de gaz traversant au moins une conduite intermédiaire, un moyen 135 de régulation du débit de gaz traversant au moins une conduite intermédiaire et 25 une fixation 140 amovible d'une conduite 141 de sortie, reliée à au moins une conduite intermédiaire, configurée pour être fixée à un préleveur 400. La fixation amovible est, par exemple, réalisée par la pose d'un raccord serti contre le piquage et par l'insertion d'un embout, du dispositif 100, contre ce raccord. Ce raccord est, par exemple, un raccord sans joint de la marque Swagelok (Marque 30 Déposée). Le gaz pénétrant dans la conduite 115 d'entrée est dirigé vers le détendeur 120 où ce gaz est détendu à une pression en permettant le stockage dans le préleveur 400. Ce détendeur 120 est, par exemple, un détendeur à simple étage configuré pour abaisser la pression du gaz à une pression prédéterminée. 3061296 6 Dans des modes de réalisation préférentiels, tels que celui représenté en figures 1, le dispositif 100 comporte un moyen 145 de commande du détendeur configuré pour commander la détente du gaz à une pression déterminée. Ce moyen 145 de commande est actionné manuellement par un utilisateur via 5 un appareillage mécanique dont la manipulation provoque l'émission d'une commande ou via un appareillage numérique qui reçoit, d'un périphérique de commande de type ordiphone par exemple, une instruction d'émission de commande. Dans ces variantes, la transmission de commande entre le périphérique et le dispositif 100 est réalisé par une liaison filaire ou sans-fil. 10 Le gaz détendu traverse ensuite la conduite 125 de transfert intermédiaire. Dans des variantes, telle que celle représentée en figure 3, le dispositif 300 comporte, un indicateur 346 visuel de la pression traversant la conduite 325 intermédiaire. Le moyen 130 de mesure est, par exemple, un débitmètre massique. Ce débit- 15 mètre réalise une mesure du débit de gaz par conductivité thermique, par exemple. Le moyen 135 de régulation est, par exemple, un régulateur de débit. Ce régulateur de débit est, par exemple, une vanne ou un diaphragme actionné en fonction de la différence entre le débit mesuré et une valeur consigne déterminée. Cette valeur consigne peut être prédéterminée ou déterminée via un moyen de commande (non 20 représenté) similaire au moyen 145 de commande. Préférentiellement, le moyen 130 de mesure et le moyen 135 de régulation sont confondus en un moyen unique de mesure et de régulation. La fixation amovible est, par exemple, réalisée par la pose d'un raccord serti contre le piquage et par l'insertion d'un embout, du dispositif 100, contre ce raccord. 25 Ce raccord est, par exemple, un raccord sans joint de la marque Swagelok (Marque Déposée). On observe, sur la figure 2, qui n'est pas à l'échelle, une vue schématique d'un mode de réalisation du dispositif 200 objet de la présente invention. Ce dispositif 200 mobile de prélèvement d'un échantillon de gaz sous pression issu d'une canalisation, 30 comporte, dans un boîtier 205 unique : - une fixation 210 amovible d'une conduite 215 d'entrée à un piquage de la canalisation, - un détendeur 220 du gaz traversant la conduite d'entrée, 3061296 7 au moins une conduite 225 intermédiaire configurée pour transférer le gaz issu du détendeur, un moyen 230 de mesure du débit de gaz traversant au moins une conduite intermédiaire, 5 un moyen 235 de régulation du débit de gaz traversant au moins une conduite intermédiaire et une fixation 240 amovible d'une conduite 241 de sortie, reliée à au moins une conduite intermédiaire, configurée pour être fixée à un préleveur 400. La fixation 210, la conduite 215 d'entrée, le détendeur 220, la conduite 225 in- 10 termédiaire, le moyen de mesure 130, le moyen de régulation 135, la fixation 240 et la conduite 241 sont respectivement similaires à la fixation 110, à la conduite d'entrée 115, au détendeur 120, à la conduite 125 intermédiaire, au moyen 130 de mesure, au moyen 135 de régulation, à la fixation 140 et à la conduite 141 de sortie tels que décrits en regard de la figure 1. 15 Dans ce deuxième mode de réalisation, le dispositif 200 comporte une dériva- tion sur la conduite 225 intermédiaire, cette dérivation formant une deuxième conduite 226 intermédiaire. Le gaz traversant cette deuxième conduite 226 intermédiaire est dirigé vers un moyen 231 de mesure du débit et un moyen 236 de régulation similaires au moyen 230 de mesure et au moyen de régulation 235. 20 Le gaz quittant ces moyens, 231 et 236, de mesure et de régulation est transmis à une conduite de sortie, similaire à la conduite 241 de sortie, cette conduite de sortie étant connectée à un préleveur via une fixation amovible similaire à la fixation 240 amovible. Dans des modes de réalisation particuliers des dispositifs, 100 et 200, tels que 25 décrits en regard des figures 1 et 2, ces dispositifs, 100 et 200, comportent sur chaque conduite, 125, 225 et 226, intermédiaire, une vanne, 150 ou 250, de purge du gaz dans ladite conduite intermédiaire, connectée à un évent,155 ou 255. Chaque vanne, 150 ou 250, est une vanne à activation manuelle ou automatique dont la finalité est de permettre la purge de tout gaz dans le dispositif, 100 ou 30 200, situé dans les conduites, 141 ou 241, de sortie et dans la conduite, 125, 225 ou 226, intermédiaire à laquelle cette vanne, 150 ou 250, est rattachée. On observe, sur la figure 3, qui n'est pas à l'échelle, une vue schématique d'un mode de réalisation du dispositif 300 objet de la présente invention. Ce dispositif 300 3061296 8 mobile de prélèvement d'un échantillon de gaz sous pression issu d'une canalisation, comporte, dans un boîtier 305 unique : une fixation 310 amovible d'une conduite 315 d'entrée à un piquage de la canalisation, 5 un détendeur 320 du gaz traversant la conduite d'entrée, au moins une conduite 325 intermédiaire configurée pour transférer le gaz issu du détendeur, un moyen 330 de mesure du débit de gaz traversant au moins une conduite intermédiaire, 10 un moyen 335 de régulation du débit de gaz traversant au moins une conduite intermédiaire et une fixation 360 amovible d'une conduite 342 de sortie, reliée à au moins une conduite intermédiaire, configurée pour être fixée à un préleveur 600. La fixation 210, la conduite 215 d'entrée, le détendeur 220, le moyen de mesure 15 130, le moyen de régulation 135 et la conduite 241 sont respectivement similaires à la fixation 110, à la conduite d'entrée 115, au détendeur 120, au moyen 130 de mesure, au moyen 135 de régulation et à la conduite 141 de sortie tels que décrits en regard de la figure 1. Ce dispositif 300 comporte, de manière similaire au dispositif 200 tel que décrit 20 en regard de la figure 2, une deuxième conduite 326 intermédiaire et, pour cette deu- xième conduite 326 intermédiaire, un moyen 331 de mesure du débit de gaz et un moyen de régulation 336 du débit de gaz, ces moyens, 331 et 336, de mesure et de régulation étant similaires au moyens, 330 et 335, de mesure et de régulation. Toutefois, les conduites, 325 et 326, intermédiaires différent des conduites, 125, 25 225 et 226, telles que décrites en regard des figures 1 et 2 en ce que ces conduites, 325 et 326, intermédiaires présentent une partie flexible, 327 et 328. Pour chaque conduite, 325 et 326, intermédiaire comportant une partie flexible, 327 et 328, cette partie flexible, 327 et 328, est positionnée en amont des moyens, 330, 331, 335 et 336, de mesure et de régulation du débit de gaz. 30 Ces parties flexibles, 327 et 328, permettent d'adapter la longueur totale de la conduite, 325 et 326, intermédiaire en fonction de la longueur d'un préleveur 400 positionné entre, d'une part, la partie flexible, 327 ou 328, et, d'autre part, à une partie de la conduite, 325 ou 326, reliée au détendeur 320. 3061296 9 La fixation à la partie de la conduite, 325 ou 326, intermédiaire reliée au détendeur 320 est réalisée par un moyen 360 de fixation amovible, alternativement dite « fixation amovible », ce moyen 360 de fixation mettant en oeuvre un mécanisme d'enclipsage, de serrage ou de vissage par exemple. 5 Dans des modes de réalisation, le dispositif 300 comporte, à une extrémité de la partie flexible, 327 ou 328, configurée pour être fixée au préleveur 600, une vanne, 365 montée mobile sur un rail 370. Le rail 370 permet un déplacement axial de la vanne 365 à une position comprise entre deux positions extrêmes correspondant aux longueurs d'extension mini- 10 males et maximales voulues pour la partie flexible. Entre ceux deux positions, il est possible de positionner un préleveur 600 de longueur variable, tant que cette longueur est inférieure à la longueur d'extension maximale, et d'adapter la position de la partie flexible, 327 ou 328, pour que la vanne 365 soit positionnée au contact d'un orifice du préleveur 600. 15 Le déplacement de la vanne 365 sur le rail 370 est réalisé manuellement ou automatiquement. Dans le mode de réalisation tel qu'illustré en figure 3, la conduite 341 de sortie est fixée sur un évent 343. Dans le mode de réalisation tel qu'illustré en figure 3, le préleveur 600 vise à 20 capter des composés, c'est à dire à faire réagir ces composés, souvent en proportions minoritaires voire ultraminoritaires dans le flux de gaz, avec des réactifs positionnés dans le préleveur 600. Pour cette raison, le flux de gaz peut être relâché à travers un évent 343 une fois que ce gaz a traversé le préleveur 600. Le préleveur 600 est ici positionné en amont des moyens, 330 et 335, de me- 25 sure et de régulation afin d'éviter une pollution de ces moyens, 330 et 335, par les composés dont la capture est réalisée par le préleveur 600. Dans des variantes, le dispositif 300 comporte un préleveur 600 de type capteur et un préleveur 400 de type stockage, tel que décrit en regard des figures 1 et 2, chaque préleveur, 600 et 400, étant relié à une conduite intermédiaire différente. 30 Dans le cas d'un préleveur 400 de type stockage, ce préleveur 400 peut être fixé à une conduite intermédiaire 125 tel que décrite en regard de la figure 1 ou à une conduite intermédiaire 325 telle que décrite en regard de la figure 3. Dans ce cas, la vanne 365 mobile sur le rail est positionnée au contact de la partie fixe de la conduite 327 reliée au détendeur 320 de sorte à ce que la conduite 325 intermédiaire présente 3061296 10 un fonctionnement analogue au fonctionnement de la conduite 125 intermédiaire telle que décrite en regard de la figure 1. On observe, sur la figure 4, une succession d'étapes particulière du procédé 500 objet de la présente invention. Ce procédé 500 de prélèvement d'un échantillon 5 de gaz sous pression issu d'une canalisation, comporte : une étape 505 de fixation amovible d'une conduite d'entrée d'un boîtier mobile à un piquage de la canalisation, une étape 510 de fixation amovible d'une conduite de sortie du boîtier à un préleveur, 10 une étape 515 de détente du gaz traversant la conduite d'entrée, au moins une étape 520 intermédiaire de transfert du gaz issu de l'étape de détente, une étape 525 de mesure du débit de gaz transféré au cours d'au moins une étape intermédiaire de transfert et 15 une étape 530 de régulation du débit de gaz transféré au cours d'au moins une étape intermédiaire de transfert. Ce procédé 500 est réalisé, par exemple, par la mise en oeuvre de l'un des dispositifs, 100, 200 ou 300, tel que décrits en regard des figures 1, 2 ou 3. REVENDICATIONS1. Dispositif (100, 200, 300) mobile de prélèvement d'un échantillon de gaz sous pression issu d'une canalisation, caractérisé en ce qu'il comporte, dans un boîtier (105, 205, 305) unique : une fixation (110, 210, 310) amovible d'une conduite (115, 215, 315) d'entrée à un piquage de la canalisation, un détendeur (120, 220, 320) du gaz traversant la conduite d'entrée, au moins une conduite (125, 225, 325) intermédiaire configurée pour transférer le gaz issu du détendeur, un moyen (130, 230, 330) de mesure du débit de gaz traversant au moins une conduite intermédiaire, un moyen (135, 235, 335) de régulation du débit de gaz traversant au moins une conduite intermédiaire et - une fixation (140, 240, 360) amovible d'une conduite (141, 241, 342) de sortie, reliée à au moins une conduite intermédiaire, configurée pour être fixée à un préleveur (400, 600). 2. Dispositif (100, 200, 300) selon la revendication 1, qui comporte un moyen (145, 245, 345) de commande du détendeur configuré pour commander la détente du gaz à une pression déterminée. 3. Dispositif (200, 300) selon l'une des revendications 1 ou 2, qui comporte au moins deux conduites (225, 226, 325, 326) intermédiaires, et, pour chaque conduite intermédiaire: un moyen (230, 231, 330, 331) de mesure du débit de gaz traversant au moins une conduite intermédiaire et un moyen (235, 236, 335, 336) de régulation du débit de gaz traversant au moins une conduite intermédiaire. 4. Dispositif (100, 200) selon l'une des revendications 1 à 3, qui comporte, sur chaque conduite (125, 225, 226) intermédiaire, une vanne (150, 250) de purge du gaz dans ladite conduite intermédiaire, connectée à un évent (155, 255). 3061296 12 5. Dispositif (300) selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel au moins une conduite (325, 326) intermédiaire comporte une partie flexible (327, 328) positionnée en amont du moyen (330, 331) de mesure du débit et du moyen (335, 336) de régulation du débit, le dispositif comportant un moyen (360) de fixation d'un préleveur (600) 5 pour connecter ce préleveur à une partie de la conduite intermédiaire inflexible reliée au détendeur d'une part et à la partie flexible d'autre part. 6. Dispositif (300) selon la revendication 5, qui comporte, à une extrémité de la partie (327, 328) flexible, configurée pour être fixée au préleveur, une vanne (365) montée 10 mobile sur un rail (370). 7. Dispositif (300) selon l'une des revendications 5 ou 6, dans lequel la conduite (341) de sortie est fixée sur un évent (343). 15 8. Dispositif (100, 200, 300) selon l'une des revendications 1 à 7, dans lequel le boîtier (105, 205, 305) est formé de deux parties détachables, le dispositif comportant une attache (108, 208, 308) amovible entre les deux parties. 9. Dispositif (100, 200, 300) selon l'une des revendications 1 à 8, dans lequel au moins 20 une partie du boîtier (105, 205, 305) présente des propriétés mécaniques antichocs. 10. Procédé (500) de prélèvement d'un échantillon de gaz sous pression issu d'une canalisation, caractérisé en ce qu'il comporte : une étape (505) de fixation amovible d'une conduite d'entrée d'un boîtier mobile 25 à un piquage de la canalisation, une étape (510) de fixation amovible d'une conduite de sortie du boîtier à un préleveur, une étape (515) de détente du gaz traversant la conduite d'entrée, au moins une étape (520) intermédiaire de transfert du gaz issu de l'étape de 30 détente, une étape (525) de mesure du débit de gaz transféré au cours d'au moins une étape intermédiaire de transfert et une étape (530) de régulation du débit de gaz transféré au cours d'au moins une étape intermédiaire de transfert.