Brevet FR3072170A1 — publié le 20190412

DISPOSITIF DE SURVEILLANCE POUR LA DETECTION, EN CONTINU, DE DEFAUTS DANS UNE SECTION DE CANALISATION ET UN SYSTEME DE SURVEILLANCE EQUIPE D'AU MOINS DEUX DISPOSITIFS DE SURVEILLANCE La présente invention concerne un dispositif de surveillance pour la détection, en continu, de défauts dans une section de canalisation et un système de surveillance équipé d'au moins deux dispositifs de surveillance. DOMAINE TECHNIQUE L'invention se situe dans le domaine technique de la surveillance de canalisations comportant une structure métallique, notamment enterrées, afin de détecter un défaut de la canalisation nécessitant des travaux de réparation ou de remplacement. L'invention sera notamment particulièrement adaptée à la surveillance de pipelines assurant le transport de fluides gazeux ou liquides, tels que par exemple des hydrocarbures, sur des terrains naturels ou artificiels. ART ANTERIEUR On connait à ce jour différents moyens de vérification de l'état d'une canalisation. Selon un premier mode de contrôle, on réalise le contrôle par l'extérieur de la canalisation, notamment à l'aide de magnétomètres, à cet effet des opérateurs suivent la canalisation recherchant des anomalies magnétiques correspondant à des défauts de la canalisation. Cette technique a notamment comme avantage de pouvoir être effectuée sans cesser le fonctionnement de la canalisation. Toutefois cette vérification est lourde à mettre en oeuvre et ne peut être réalisée que ponctuellement, elle nécessite par ailleurs un temps considérable notamment en fonction de la longueur de la canalisation. Ce mode de contrôle n'est cependant pas adapté à des canalisations profondément enterrées ou encore situées dans des milieux difficiles d'accès. 2 Selon un second mode de contrôle, on réalise le contrôle de la canalisation par l'intérieur, notamment à l'aide de robots se déplaçant dans la conduite. Cette technique est intéressante dans le sens où elle nécessite peu de main d'ceuvre et permet de surveiller des longueurs importantes de 5 canalisation. Toutefois cette technique n'est pas adaptée à la surveillance de canalisation présentant des variations de diamètre trop importante ou encore de faible diamètre ou encore présentant des sections fortement coudées. Par ailleurs, le contrôle par l'intérieur nécessite l'arrêt du fonctionnement de la 10 canalisation et ne peut par conséquent pas être effectué en continu. OBJET DE L'INVENTION Un premier but de la présente invention est de résoudre tout ou partie des problèmes techniques liés à l'art antérieur précité. 15 Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de surveillance permettant la surveillance en continu d'une section de canalisation sans arrêt de fonctionnement de la canalisation. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de surveillance permettant de générer une alarme en cas de détection d'un 20 endommagement de la canalisation, Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de surveillance automatique ne nécessitant pas d'intervention humaine dans la phase de détection des anomalies. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de 25 surveillance permettant de distinguer entre une usure régulière de la canalisation et un autre type d'endommagement. Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de surveillance permettant de réaliser un historique de l'état de chaque section d'une canalisation. 30 Un autre but de la présente invention est de proposer un dispositif de surveillance pouvant être facilement adapté à des canalisations équipées d'un dispositif de protection cathodique. 3 RESUME DE L'INVENTION La présente invention concerne un dispositif de surveillance pour la détection, en continu, de défauts dans une section de canalisation, selon l'invention le dispositif comprend : 5 - des moyens d'injection aptes à générer un courant électrique au niveau d'une première extrémité de section de la canalisation, - au moins un poste de soutirage au niveau de la seconde extrémité de section de la canalisation, permettant l'évacuation du courant injecté via une mise à la masse, 10 - un boîtier de contrôle avec des moyens de mesure d'au moins une composante du courant reçu par le poste de soutirage et des moyens d'analyse pour détecter, à partir des mesures obtenues par les moyens de mesure, une variation de la composante reçue correspondant à un type de défaut de la canalisation. 15 L'invention vise également à protéger un système de surveillance comportant au moins deux dispositifs de surveillance tels que précités. DEFINITIONS Le terme « en continu » dans l'expression surveillance en continu signifie, 20 au sens de la présente invention, que la surveillance de la section de canalisation peut être réalisée sans interruption. Par le mot « canalisation », on entend dans la présente demande tout type de canalisation comportant une couche conductrice métallique et notamment une canalisation de type pipeline pour le transport de tout fluide 25 gazeux ou liquide. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES La présente invention sera mieux comprise à la lecture d'un exemple détaillé de réalisation en référence aux figures annexées, fournies à titre 30 d'exemple non limitatif, parmi lesquels : - la figure 1 représente un exemple de réalisation schématique d'un dispositif conforme à l'invention, 4 la figure 2 représente en vue schématique et en perspective un système de surveillance disposé sur deux sections de canalisation à surveiller. 5 DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION En se reportant à la figure 1, on voit représenté un dispositif de surveillance 1 pour la détection, en continu, de défauts dans une section de 10 canalisation. En se reportant à la figure 2, on voit représenté un système de surveillance 2 comportant deux dispositifs de surveillance la et 1 b, permettant de surveiller respectivement les sections S1 et S2 d'une canalisation 3. A la figure 1, on voit que le dispositif de surveillance 1 comprend des 15 moyens d'injection 4 aptes à générer un courant électrique au niveau d'une première extrémité de section de canalisation 3. Le dispositif 1 comprend également au moins un poste de soutirage 5 au niveau de la seconde extrémité de section de la canalisation. Le poste de soutirage 5 permet l'évacuation du courant injecté via une mise à la masse. 20 Cette mise à la masse est réalisée en connectant, de manière connue le poste de soutirage 5 à la terre comme représentée à la figure 2. Le dispositif de contrôle 1 comprend en outre un boîtier de contrôle 6 associé au poste de soutirage 5. Ce boîtier de contrôle 6 peut être soit câblé sur le poste de soutirage 5 en amont ou en aval de ce dernier, comme 25 représenté à la figure 2, soit disposé dans le poste de soutirage 5 selon une variante avantageuse. Dans les différentes options, les moyens de mesure 7 comportent un shunt de mesure placé sur ou dans le poste de soutirage 5. Le boitier de contrôle 6 comprend des moyens de mesure 7 d'au moins une composante du courant reçu par le poste de soutirage 5. Avantageusement, 30 la composante mesurée sera, en cas d'injection d'une tension continue, l'intensité du courant au moyen d'un ampèremètre ou équivalent. 5 Cependant d'autres mesures servant à réaliser l'analyse peuvent également être effectuées et notamment en cas de tension variable, des mesures de tension et d'intensité permettant d'analyser les variations de rapports tension/intensité du signal. 5 Le boîtier de contrôle 6 comporte en outre des moyens d'analyse 8 permettant de détecter, à partir des mesures obtenues par les moyens de mesure 7, une variation de la composante reçue correspondant à un type de défaut de la canalisation. Le boitier de contrôle 6 comprend en outre des moyens d'alimentation 9, 10 ces moyens d'alimentation 9, classiquement réalisés avec une batterie ou un câblage sur secteur, pouvant être partagés ou non avec ceux du poste de soutirage 5. Le boitier de contrôle 6 comprend en outre des moyens de transmission 10 vers une unité centrale 11. Ces moyens de transmission 10, radiofréquences, 15 permettent la transmission des données vers l'unité centrale 11 avantageusement positionnée au niveau du poste de commande du réseau de canalisation. Ces données transmises peuvent consister en la transmission des mesures effectuées par les moyens de mesure 7 et/ou de l'analyse effectuée par les moyens d'analyse 8. 20 Il est important de souligner en effet que lesdits moyens d'analyse 8 sont partagés entre le boiter 6 et l'unité centrale 11. Il est également important de souligner que certaines canalisations sont déjà équipées de moyens d'alimentation 4 et d'au moins un poste de soutirage 5. Ces éléments 4 et 5 sont en effet utilisés pour réaliser la protection 25 cathodique de la canalisation afin de protéger la couche métallique des canalisations des phénomènes de corrosion. Dans cette hypothèse, le présent dispositif de surveillance 1 pourra de manière avantageuse reprendre ses éléments 4 et 5 et les connecter au boitier de contrôle 6 pour permettre la réalisation de l'invention. 30 Dans le cas de nouvelle installation devant être équipée de moyens de protection cathodique, il sera avantageux de proposer un dispositif global intégrant les fonctions de protection cathodique et de surveillance de la présente invention. 6 L'unité centrale 11 permet de réceptionner les données transmises par le ou les boîtiers 6 auxquels elle est reliée. L'unité centrale 11 comprend des moyens d'alarme 12 permettant d'alerter en cas de mise au jour d'un défaut de 5 la section de canalisation surveillée. Les moyens d'alarmes 12, notamment visuels ou sonores, permettent d'indiquer avantageusement la section présentant un défaut et le type de défaut. Le fonctionnement du dispositif de contrôle 1 est continu et ne nécessite pas de main d'ceuvre ou encore d'arrêt du fonctionnement de la canalisation 3. 10 Le dispositif de surveillance 1 injecte le courant en continu, à l'aide des moyens d'injection 4, et les moyens de mesure 7 mesurent les variations du courant collecté par le poste de soutirage 5. En se reportant à la figure 2 on voit une section S1 présentant des défauts et une section S2 sans défaut. La création d'un défaut entraîne un 15 accroissement du courant détecté par les moyens de mesure 7 et provenant du courant transmis par les moyens d'injection 4 et avantageusement correspondant au courant transmis pour la protection cathodique. Cet accroissement dépend du type de défaut et correspond à un pic dont la phase analysable avec le plus de précision dure environ une dizaine de minutes. 20 En effet, il est important de noter que la protection cathodique est un procédé électrochimique qui permet d'empêcher la corrosion de l'acier dans le sol. Les pipelines sont des tubes en acier avec un revêtement protecteur et isolant électrique mais comportant des défauts suite à des décollements, des arrachements ou des frottements dans le sol. En temps normal, il y a un 25 équilibre électrochimique entre l'acier et le sol entretenu par un courant cathodique. Lorsque ce revêtement est endommagé, la protection cathodique prend le relais de la protection par revêtement de l'acier. L'apparition d'un défaut entraîne une augmentation de courant pendant un temps très court, de l'ordre de quelques centièmes de seconde puis ce 30 courant décroît avec la polarisation électrochimique de l'acier. Le courant initial dépendra de l'aire du défaut et de la conductivité électrique du sol environnant (résistance électrique du défaut dans le sol). 7 Le temps de décroissance du courant ou de polarisation peut être de quelques minutes à plusieurs heures ou même plusieurs jours selon la densité de courant de polarisation (rapport du courant sur l'aire du défaut exprimé en mA/m2), il peut dépendre aussi de la composition chimique du sol. 5 L'analyse de la variation de courant dans les quelques secondes qui suivront le pic de courant initial permet d'évaluer le degré de dégradation du revêtement et par conséquent le risque d'atteinte de l'acier. Pour détecter de manière certaine cette phase, on prévoit avantageusement une fréquence d'échantillonnage des moyens de mesure 7 10 comprise 0.01 et 1 Hz. En fonction du type de défaut, la variation de la composante du courant est différente, et notamment en ce qui concerne son amplitude ou la forme de son pic. En d'autres termes il est possible à partir d'une base de données reprenant les différents schémas de variations du courant en fonction du type 15 de défaut de parvenir à déterminer le type de défaut à partir des seules mesures de variation du courant. A cet effet, les moyens d'analyse 8 comportent des moyens de comparaison entre la variation d'intensité mesurée par unité de temps dans les mesures de la composante intensité avec une base de données 13 permettant 20 de lier la ou les variations à un type de défaut. Dans une version basique, les moyens de comparaison comportent un seuil bas permettant la seule prise en compte des variations d'intensité par unité de temps supérieures au seuil bas de manière à éviter les fausses alarmes. Ce seuil permet notamment d'éviter les fausses alarmes dues à une augmentation 25 très faible et régulière due à l'usure normale de la couche métallique de la canalisation. Dans une version avantageuse, les moyens de comparaison permettent de distinguer entre les principales sources d'endommagement présentant des schémas de variation différents à savoir notamment un endommagement de 30 type choc mécanique sur la surface de la canalisation, de type mise en contact entre la gaine et le tube franc de la canalisation, de type dégradation liée à la foudre, de type raccord isolant défectueux ou encore de type dégradation liée à une mesure de potentiel sur témoin métallique. 8 En ce qui concerne l'endommagement suite à une mesure de potentiel, qui est la technique actuellement utilisée pour le contrôle de la protection cathodique, il est prévu de manière avantageuse, au niveau du dispositif de contrôle 1 des moyens de débrayage. Ces moyens de débrayage permettent la 5 réalisation de contrôles externes sans déclenchement d'alarme liée auxdits contrôles externes. Pour ce faire l'opérateur en charge du contrôle externe d'une section de canalisation réalise, avant contrôle externe, le débrayage du dispositif de surveillance 1 et réenclenche ce dernier une fois le contrôle externe terminée. 10 Les moyens de débrayage pourront notamment consister à désactiver les moyens d'alarmes 12 uniquement pour la section de canalisation considérée. D'une manière avantageuse, les moyens d'analyse 8 comportent des moyens d'enregistrement permettant de créer un historique des défauts d'une section de canalisation, permettant de suivre l'évolution de la section de la 15 canalisation. Cette caractéristique est notamment intéressante puisqu'elle permet d'anticiper les travaux de maintenance de la canalisation. Ces moyens d'enregistrement sont, de manière avantageuse, confondus avec la base de données 13. Le dispositif de surveillance tel que décrit dans la présente demande permet la 20 surveillance en continu d'une section de canalisation sans arrêt de fonctionnement de la canalisation, sans intervention humaine dans la phase de détection des défauts. Il peut en outre être facilement adapté à des canalisations déjà équipées d'un dispositif de protection cathodique. 25 Bien entendu, d'autres caractéristiques de l'invention auraient également pu être envisagées sans pour autant sortir du cadre de l'invention définie par les revendications ci-après. A titre d'exemple,