Brevet FR3061339A1 — publié le 20180629

- 1 - Domaine technique L'invention se rapporte à un système et à un procédé de détermination d'un niveau de nuisance générée par une installation industrielle. L'invention se rapporte aussi à un produit programme d'ordinateur pour mettre en oeuvre le procédé selon l'invention et à une installation industrielle équipée du système selon l'invention. Etat de la technique Les stations d'épuration ou de traitement de déchets ou d'autres installations industrielles d'autres domaines sont à l'origine de sources de nuisances, notamment olfactives ou sonores, impactant en particulier les riverains et sources d'émission de gaz à effet de serre, de gaz polluants et/ou dangereux (explosif). Afin de disposer d'un ensemble de mesures suffisantes pour gérer de façon performante les émissions d'odeurs (ou sonores) d'une installation industrielle, les constructeurs ou les exploitants d'usines mettent en oeuvre : - soit des capteurs en poste fixe qui nécessitent d'être installés en nombre important afin de pouvoir collecter suffisamment de données, soit pour avoir suffisamment d'information en temps réel, soit pour pouvoir alimenter leur logiciel de prédiction de diffusion des odeurs. Néanmoins, ces capteurs sont installés près du sol (rarement à plus de 2 m) et en des endroits fixes. Le coût d'installation et de maintenance est multiplié par le nombre de capteurs ; - soit des mesures ponctuelles faites par des capteurs portables. Cette méthode requiert la présence de personnel et n'est possible que ponctuellement, lors des essais de performance d'une installation neuve par 25 exemple. Un but de l'invention est de proposer un système de détermination d'un niveau de nuisance générée par une installation industrielle qui réduit le nombre de dispositifs de collecte nécessaire à la captation de ces données. Un but de l'invention est de proposer un système de détermination d'un 30 niveau de nuisance générée par une installation industrielle dont le coût d'installation et de maintenance est inférieur aux systèmes connus de l'art antérieur. -2 - 3061339 Exposé de la technique On atteint au moins un but de l'invention avec, selon un premier aspect de l'invention, un système de détermination d'un niveau de nuisance générée par une installation industrielle. 5 Le système selon l'invention comprend au moins un drone aérien, ledit drone aérien étant contrôlable pour se déplacer jusqu'à un point de mesure au-dessus, ou à proximité, de l'installation industrielle, et pour déterminer, au point de mesure, au moins un niveau d'une grandeur générant ladite nuisance, au moyen d'au moins un capteur équipant ledit drone aérien. 10 Par grandeur, dans le cadre de la présente invention, on entend grandeur physique et/ou grandeur chimique et/ou grandeur biologique. On entend par à proximité de l'installation industrielle, dans un rayon d'environ 5km. Le système selon l'invention comporte en outre une unité de traitement 15 configurée pour déterminer le niveau de nuisance à partir du niveau de la grandeur captée. La mise en oeuvre d'un drone aérien permet de réduire le nombre de capteurs à installer. En outre, le système permet de pouvoir mesurer les nuisances sur 20 l'ensemble d'un site, voire en un endroit prédéterminé à l'avance. Le drone aérien peut être ponctuellement déplacé en un point de mesure au niveau duquel l'installation d'un capteur fixe n'est pas possible, ou du moins au niveau duquel l'installation d'un capteur fixe engendrerait des coûts de maintenance élevés du fait, notamment, du remplacement nécessaire à court terme dudit capteur fixe. En outre, le drone aérien après avoir déterminé à un premier point de mesure un niveau de nuisance peut se déplacer vers un second point de mesure afin d'y déterminer un niveau de nuisance au niveau du second point de mesure. Ainsi, le système de détermination selon l'invention permet de minimiser l'investissement en nombre de capteurs, et ainsi le coût de maintenance des capteurs. Par installation industrielle, l'invention vise, par exemple, des installations de traitement des eaux municipales et industrielles et des déchets, telles que des -3 - 3061339 décharges - CET, des centres de tri, des incinérateurs, des usines de compostage, qui sont sources de pollutions olfactives et/ou sonores, de gaz polluants, sources d'effet de serre et/ou dangereux. Toute autre installation industrielle source de nuisances olfactives et/ou sonores est potentiellement 5 concernée. Par nuisance générée, on entend ainsi, par exemple, une pollution olfactive et/ou sonore, la présence de gaz polluants, une source d'effet de serre, ou encore la présence d'éléments dangereux. Le système comporte au moins un drone aérien, c'est-à-dire un ou plusieurs 10 drones aériens. Le drone aérien peut être à énergie intrinsèque ou extrinsèque dans le cadre d'une alimentation extérieure. Le drone aérien peut être contrôlé à distance, au moyen d'une liaison filaire ou sans fils. 15 L'unité de traitement peut équiper l'installation industrielle ou être située à distance de ladite installation industrielle ou bien être embarquée sur le drone aérien. Le drone aérien peut comporter plusieurs capteurs, éventuellement de différents types. Par exemple, un drone aérien peut comporter plusieurs 20 capteurs de grandeurs différentes. Les capteurs suivants sont envisagés, de façon non limitative : capteur d'ammoniac (NH3), capteur de mercaptans (RSH), capteur d'H2S, capteur de composés organiques volatils (COV), capteur de bruit (sonomètre), anémomètre, nez électroniques (les nez électroniques sont des systèmes qui 25 détectent et mesurent des composés chimiques odorants et par un traitement des données permettent de quantifier le niveau d'odeur), multicapteurs permettant de déterminer les concentrations en polluants odorants et de calculer la concentration en unités d'odeur, d'autres types, comme NO2, S02, CO, NOx. 30 Le système selon l'invention peut comporter des moyens de transmission, filaire ou sans fil, du niveau de la grandeur captée, à destination de l'unité de traitement. -4 - 3061339 Le système selon l'invention peut comprendre des moyens de régulation de la nuisance générée par l'installation industrielle, asservis en fonction du niveau de nuisance déterminé. Les moyens de régulation peuvent, par exemple, être une électrovanne dont la commande est asservie. 5 L'au moins un capteur peut être un anémomètre. La connaissance de la direction, du sens et de l'intensité du vent au point de mesure peut permettre d'affiner des prévisions relatives au transport du flux la nuisance générée par l'installation industrielle. L'au moins un capteur peut être un capteur sonore, typiquement un 10 microphone ou sonomètre. Le système selon l'invention peut alors permettre de déterminer un niveau de nuisance sonore. L'au moins un capteur peut être un capteur de concentration de gaz. Le système selon l'invention peut alors permettre de déterminer un niveau de nuisance olfactive. 15 L'au moins un drone aérien peut être équipé d'une perche agencée pour disposer le capteur à distance dudit drone aérien. Cette perche peut alors permettre de minimiser l'influence de la présence du drone aérien sur le niveau déterminé de la grandeur. Cette perche peut être utile lorsqu'il est souhaité diminuer l'influence de la rotation d'hélices du drone aérien sur une mesure de 20 vent réalisée par un anémomètre, sur une mesure sonore réalisée par un capteur sonore, sur une mesure de température réalisée par un capteur de température, thermomètre. De préférence, le système selon l'invention comprend des moyens de communication sans fil qui équipent le drone aérien et l'installation industrielle 25 et qui sont configurés pour établir une communication sans fil entre le drone aérien et l'installation industrielle. Selon un mode de réalisation, le drone aérien comporte une unité de transmission configurée pour recevoir des commandes de déplacement. L'unité de transmission peut être configurée pour émettre le niveau de la grandeur 30 captée à destination de l'unité de traitement. -5 - 3061339 Avantageusement, des commandes de déplacement à destination du drone aérien contrôlable et le niveau de la grandeur peuvent être transmis selon un protocole sans fil, par exemple selon le protocole WiFi. Le système selon l'invention peut comprendre des relais de communications, 5 filaires ou non, pour transmettre des commandes de déplacement à destination du drone aérien et/ou le niveau de la grandeur. Selon un deuxième aspect de l'invention, il est proposé un procédé de détermination d'un niveau de nuisance générée par une installation industrielle, mis en oeuvre dans un système de détermination selon le premier aspect de 10 l'invention, ou l'un ou plusieurs de ses perfectionnements, comportant les étapes de : - commande d'au moins un drone aérien équipé d'au moins un capteur d'une grandeur générant ladite au moins une nuisance, selon une trajectoire le conduisant à un point de mesure, 15 - détermination, par ledit capteur, d'un niveau de ladite grandeur au point de mesure, - détermination, par une unité de traitement du système, dudit niveau de nuisance à partir de ladite valeur de ladite grandeur. Plusieurs déterminations par l'au moins un capteur peuvent être réalisées au 20 cours d'un même vol de l'au moins un drone aérien. Plusieurs commandes peuvent être réalisées au cours d'un même vol de l'au moins un drone aérien. Le point de mesure peut être situé en limite de propriété de l'installation industrielle. Par limite de propriété, la présente description vise tout point situé 25 sur la frontière, tant horizontale que verticale, séparant la propriété comportant l'installation industrielle de l'extérieur de ladite propriété. Selon une particularité du procédé selon l'invention, les étapes de commande et/ou de détermination peuvent être réalisées à intervalles réguliers. De préférence, la trajectoire de l'au moins un drone aérien peut s'inscrire 30 dans une zone de survol prédéterminée de l'installation industrielle. La zone de survol peut être déterminée à partir de réglementation s'appliquant au niveau de l'installation industrielle. La zone de survol peut être déterminée de sorte à -6 - 3061339 limiter l'exposition du personnel de la zone industrielle à la circulation de l'au moins un drone aérien. Avantageusement, le procédé selon l'invention comporte une étape de régulation de la nuisance générée par l'installation industrielle à partir du niveau 5 de nuisance déterminé. Par exemple, une vanne peut être actionnée par un opérateur à partir de la connaissance du niveau de nuisance déterminé. Lorsqu'un moyen de régulation comporte un moyen de commande dudit moyen de régulation, par exemple lorsque c'est une électrovanne, l'étape de régulation peut comprendre un asservissement du moyen de régulation. 10 Le procédé selon l'invention peut comporter une étape de prédiction de l'évolution spatiale de la nuisance, et plus particulièrement de l'intensité de la nuisance, à partir d'un modèle recevant en entrée le niveau de nuisance déterminé. L'étape de prédiction de l'évolution spatiale peut comporter un recalage du 15 modèle par le niveau de nuisance déterminé. La détermination d'un niveau de nuisance peut ainsi permettre d'améliorer la prédiction de l'évolution spatiale de la nuisance. Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un produit programme d'ordinateur, téléchargeable depuis un réseau de communication et/ou stocké 20 sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre d'un procédé de détermination d'un niveau de nuisance générée par une installation industrielle selon le premier aspect de l'invention, ou l'un ou plusieurs de ses perfectionnements. 25 Selon encore un autre aspect de l'invention, il est proposé une installation industrielle équipée d'un système de mesure selon le deuxième aspect de l'invention, ou l'un ou plusieurs de ses perfectionnements. L'installation industrielle peut être équipée de l'unité de traitement configurée pour déterminer le niveau de nuisance à partir du niveau de la grandeur captée. -7 - 3061339 Description des figures D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée de mise en oeuvre et de mode de réalisation nullement limitatifs, au regard de figures annexées sur lesquelles : 5 - la figure 1 illustre un premier mode de réalisation d'un système selon l'invention. Description de l'invention Ce mode de réalisation n'étant nullement limitatif, on pourra notamment réaliser des variantes de l'invention ne comprenant qu'une sélection de 10 caractéristiques décrites par la suite, telles que décrites ou généralisées, isolées des autres caractéristiques décrites, si cette sélection de caractéristiques est suffisante pour conférer un avantage technique ou pour différencier l'invention par rapport à l'état de la technique. En référence à la figure 1, il est illustré un mode de réalisation d'un système 15 100 de détermination d'un niveau de nuisance générée par une installation industrielle 200. Dans l'exemple illustré, la nuisance est olfactive. Le système 100 comprend : - un drone aérien 300, - une unité de traitement 400 équipant l'installation industrielle 200, 20 - une unité de transmission 402 équipant l'installation industrielle 200. Le drone aérien 300 comporte une unité de transmission 302 configurée pour recevoir des commandes de déplacement, en provenance de l'unité de transmission 402. Le drone aérien 300 est contrôlable pour se déplacer jusqu'à un point de mesure au-dessus, ou à proximité, de l'installation industrielle 200. 25 Le drone aérien 300 comporte deux capteurs, 304 et 306, respectivement un anémomètre 304 et un capteur de concentration de gaz 306. Le drone aérien 300 est configuré pour déterminer, au point de mesure, un niveau de concentration de gaz générant la nuisance, olfactive dans l'exemple illustré. L'unité de transmission 302 est en outre configurée pour émettre le niveau 30 de la grandeur captée à destination de l'unité de traitement, via l'unité de transmission 302, ainsi que la direction, le sens et l'intensité du vent capté par -8 - 3061339 l'anémomètre 304. Ces données sont reçues par l'unité de traitement 400 via l'unité de transmission 402. Le transfert des données collectées en vol est réalisé, en tout ou partie au cours du vol, via une communication radio ou wifi ou tout autre mode de 5 communication sans fil. Le drone aérien 300 peut être commandé pour passer à différents endroits stratégiques de l'installation industrielle, par exemple : - au niveau de sources principales d'émissions de nuisances (par exemple au niveau du stockage des boues sur une STEP, de l'entrée du local 10 prétraitement, de l'épaississeur à boues, de la cheminée de sortie du système de désodorisation...), - au niveau de la limite de propriété, - au niveau de zones proches d'habitations, - en altitude afin de mesurer le devenir des molécules olfactives une fois 15 diffusées. Le drone aérien 300 peut être commandé pour disposer de plusieurs chemins de parcours afin, par exemple, de passer par des endroits à fortes concentrations de gaz puis par des endroits à faible concentration en polluants. Le drone aérien 300 peut être commandé pour se positionner en vol 20 stationnaire à différents points du parcours pendant le temps nécessaire à une mesure stable et fiable des différents capteurs, pour une durée allant de la seconde à la minute par exemple. Pour améliorer la qualité de la mesure, le drone aérien 300 est équipé d'une perche agencée pour disposer les capteurs 304 et 306 à distance dudit drone 25 aérien. Une fois son parcours effectué le drone aérien rejoint une base (non représentée) dans le but de recharger sa batterie (non représentée) afin de pouvoir réaliser le prochain parcours commandé, L'unité de traitement 400 est configurée pour déterminer le niveau de 30 nuisance à partir du niveau de ladite grandeur captée. -9 - 3061339 A partir de la grandeur captée, un exploitant peut prendre des actions préventives ou correctives afin de minimiser l'impact olfactif de l'installation industrielle. Ces actions peuvent par exemple être les suivantes : - décaler des interventions de maintenance odorantes, 5 - optimiser le traitement des odeurs sur le site (par exemple en adaptant des taux de réactifs, modifiant des débits entrants dans la désodorisation), - modifier des systèmes de ventilation, - mettre en route un système de dispersion des odeurs, - fermer les locaux, 10 - décaler l'intervention de prestataires, - modifier le fonctionnement d'un processus de l'installation industrielle. Lorsque l'installation industrielle est équipée d'un outil de contrôle des odeurs qui utilise les données reçues du drone aérien pour modéliser et simuler les concentrations en molécules odorantes dans le temps, ces actions peuvent 15 être automatisées via l'outil de contrôle des odeurs. L'outil de prédiction de contrôle des odeurs peut comporter un recalage du modèle par le niveau de nuisance déterminé. Le parcours du drone aérien peut être défini automatiquement à partir de la cartographie des odeurs déterminée par l'outil de contrôle. 20 Par exemple, lorsque la concentration en polluants à la sortie d'une cheminée de tours de désodorisation est supérieure à une consigne, le débit d'air entrant en désodorisation peut être automatiquement augmenté (ou le taux de traitement en réactifs). Ainsi, l'installation industrielle peut être équipée de moyens de régulation de la nuisance générée, asservis en fonction du niveau 25 de nuisance déterminé. Selon une utilisation complémentaire, le système selon l'invention peut être mis en oeuvre dans le but de résoudre des problèmes d'exploitation de l'installation industrielle. Le drone aérien peut par exemple être envoyé à des endroits critiques où 30 l'on soupçonne un dysfonctionnement, par exemple sur un poste de relèvement ou une fuite sur un bâtiment. 3061339 - 10 - Le drone aérien peut être commandé pour être positionné quelques minutes en sortie de la cheminée des tours de désodorisation afin de mesurer si celles-ci fonctionnent bien et identifier un possible dysfonctionnement. En fonction des données collectées, l'exploitant pourra prendre les mesures correctives 5 nécessaires. Cela est difficilement réalisable avec des capteurs fixes car la sortie de la cheminée est un endroit difficile d'accès. Leur installation les soumettrait à des conditions difficiles (humidité par exemple) qui rendent leur durée de vie et leur fiabilité de mesure faible. 10 Selon encore une autre utilisation, le système selon l'invention peut être mis en oeuvre pour le contrôle de garanties de traitement lors de la construction d'installation industrielle. En effet, le constructeur d'une installation industrielle doit respecter des garanties en limite de propriété en termes de concentration d'odeur et de niveau de bruit. Il s'agit de différences de valeurs entre le niveau 15 initial (sans l'installation industrielle) et le niveau constaté lors du fonctionnement de l'installation industrielle. Il est alors nécessaire de disposer d'une bonne connaissance du niveau initial pour bien distinguer les odeurs ou bruits provenant de la nouvelle installation industrielle de ceux provenant de l'environnement existant. L'invention permet de réaliser une carte initiale 20 complète en survolant et en prenant un nombre important de mesures sur le site permettant une cartographie de la zone ce qui n'est pas réalisable avec des capteurs fixes. Ce même diagnostic est alors fait après la construction de l'installation industrielle. Bien sûr, l'invention n'est pas limitée aux exemples qui viennent d'être décrits 25 et de nombreux aménagements peuvent être apportés à ces exemples sans sortir du cadre de l'invention. De plus, les différentes caractéristiques, formes, variantes et modes de réalisation de l'invention peuvent être associés les uns avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où ils ne sont pas incompatibles ou exclusifs les uns des autres. 30 REVENDICATIONS1. Système de détermination (100) d'un niveau de nuisance générée par une installation industrielle (200), caractérisé en ce qu'il comprend au moins un drone aérien (300), ledit drone aérien étant contrôlable pour se déplacer jusqu'à un point de mesure au-dessus ou à proximité de ladite installation industrielle, et pour déterminer, au point de mesure, au moins un niveau d'une grandeur générant ladite nuisance, au moyen d'au moins un capteur (304, 306) équipant ledit drone aérien, ledit système comportant en outre une unité de traitement (400) configurée pour déterminer ledit niveau de nuisance à partir dudit niveau de ladite grandeur captée. 2. Système selon la revendication précédente, comportant en outre des moyens de régulation de la nuisance générée par l'installation industrielle, asservis en fonction du niveau de nuisance déterminé. 3. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'au moins un capteur est un anémomètre (304). 4. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'au moins un capteur est un capteur sonore. 5. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'au moins un capteur est un capteur de concentration de gaz (306). 6. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le drone aérien est équipé d'une perche agencée pour disposer le capteur à distance dudit drone aérien. 3061339 - 12 - 7. Système selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant en outre des moyens de communication sans fil équipant le drone aérien et l'installation industrielle et configurés pour établir une communication sans fil entre le drone aérien et l'installation industrielle. 5 8. Procédé de détermination d'un niveau de nuisance générée par une installation industrielle, mis en oeuvre dans un système de détermination selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant les étapes de : 10 commande d'au moins un drone aérien équipé d'au moins un capteur d'une grandeur générant ladite au moins une nuisance, selon une trajectoire le conduisant à un point de mesure, - détermination, par ledit capteur, d'un niveau de ladite grandeur au point de mesure, 15 - détermination, par une unité de traitement du système, dudit niveau de nuisance à partir de ladite valeur de ladite grandeur. 9. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le point de mesure est situé en limite de propriété de l'installation industrielle. 20 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 9, dans lequel l'étape de commande et de détermination sont réalisées à intervalles réguliers. 25 11. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, dans lequel la trajectoire s'inscrit dans une zone de survol prédéterminée de l'installation industrielle. 12. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, comportant 30 en outre une étape de régulation de la nuisance générée par l'installation industrielle à partir du niveau de nuisance déterminé. 3061339 - 13 - 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 12, comportant une étape de prédiction de l'évolution spatiale de la nuisance à partir d'un modèle recevant en entrée le niveau de nuisance déterminé. 5 14. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel l'étape de prédiction de l'évolution spatiale comporte un recalage du modèle par le niveau de nuisance déterminé. 15. Produit programme d'ordinateur téléchargeable depuis un réseau de 10 communication et/ou stocké sur un support lisible par ordinateur et/ou exécutable par un microprocesseur, caractérisé en ce qu'il comprend des instructions de code de programme pour la mise en oeuvre d'un procédé de détermination d'un niveau de nuisance générée par une installation industrielle selon l'une quelconque des revendications 8 à 14. 15 16. Installation industrielle équipée d'un système de mesure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7.