Brevet FR3062724A1 — publié le 20180810

DISPOSITIF POUR DETECTER ET EVALUER L'ECOULEMENT D'UN PREMIER FLUIDE VERS UN SECOND FLUIDE A TRAVERS UNE PAROI La présente invention concerne les dispositifs pour détecter et évaluer l'écoulement d'un premier fluide vers un second fluide à travers une paroi séparant ces premier et second fluides, le premier fluide ayant une densité plus grande que celle du second fluide, l'écoulement du premier fluide se faisant par un chemin de fuite situé dans la paroi et dont l'entrée est située dans le premier fluide. Ces dispositifs trouvent une application particulièrement avantageuse pour la détection des entonnements de fuites notamment dans les parois des digues, les barrages, et les radiers de canaux ou plans d'eau. Il est bien connu que les gestionnaires d'ouvrages hydrauliques revêtus ou non, tant de navigation que d'exploitation hydraulique, sont confrontés à la problématique de localisation des zones d'entonnements de fuites d'eau dans les structures bordant ces ouvrages ou plans d'eau contenus, c'est-à-dire des zones où se produisent des phénomènes d'aspiration ou de transit d'eau. Ils sont donc amenés à détecter et à évaluer tout écoulement de fuites. Par exemple, les échanges hydrauliques à travers les digues des canaux ou analogues constituent des risques potentiels d'érosion interne de ces digues et toute fuite doit donc être traitée dès qu'elle est repérée. Les techniques connues de détection-localisation des zones à risque des digues ou analogues sont aujourd'hui exclusivement qualitatives et permettent de localiser globalement des portions de digues humides, ou qui sont potentiellement le siège de circulation d'eau, sans pouvoir toutefois déterminer avec précision les zones d'entonnements des fuites au niveau de ces digues ou analogues, lesquelles sont généralement revêtues de dalles ou de matériaux d'étanchéité et d'anti batillage, ni qualifier et quantifier ces fuites. Ces circulations d'eau ou entonnements de fuites peuvent également affecter le fond rocheux des plans d'eau devant les ouvrages. Il est déjà connu, par le FR 3034517, un dispositif pour évaluer l'écoulement d'un premier fluide vers un second fluide à travers une paroi 3062724 2 séparant ces premier et second fluides, le premier fluide ayant une densité plus grande que celle du second fluide. Ce dispositif est apte à être utilisé dans un milieu où règne une force de gravitation définissant de ce fait des points à un niveau haut et des points à un niveau bas, l'écoulement du 5 premier fluide se faisant par un chemin de fuite situé dans la paroi et dont l'entrée est située dans le premier fluide à un niveau supérieur à celui dans lequel est située sa sortie dans le second fluide. Le dispositif comporte essentiellement un tapis, ce tapis étant relativement souple et ayant une face d'appui apte à être plaquée contre la surface de la paroi tournée vers le 10 premier fluide ; au moins un capteur ayant une fenêtre active de mesure et étant apte à délivrer en sortie un signal fonction de la valeur d'au moins l'un des paramètres suivants : bruit d'écoulement, flux, pression, température, vitesse d'écoulement du fluide, présence de particules, densité du fluide, coloration du fluide ; des moyens pour monter le capteur en coopération 15 avec le tapis de façon que sa fenêtre active de mesure soit tournée vers l'espace vu par la face d'appui du tapis ; et une unité de gestion pour traiter le signal délivré en sortie du capteur. La présente invention a pour but de réaliser un dispositif qui a le même but que celui défini ci-dessus, mais qui soit plus fiable et plus précis 20 pour la localisation des zones de parement et de fond de retenue à l'origine d'écoulements dans le corps de digues ou analogues, plus performant pour la détection et la localisation avec précision des emplacements des zones "fuyardes" (joints, fissures, trous, ...) qui "aspirent" l'eau des canaux ou corps de digues/barrages au travers de leurs revêtements réputés étanches, tout 25 en ayant une structure plus simple que celle décrite ci-dessus. Plus précisément, la présente invention a pour objet un dispositif pour évaluer l'écoulement d'un premier fluide vers un second fluide à travers une paroi séparant lesdits premier et second fluides, le premier fluide ayant une densité plus grande que celle du second fluide, l'écoulement du premier 30 fluide se faisant par un chemin de fuite situé dans ladite paroi, ledit dispositif comportant au moins : - un capteur apte à délivrer en sortie un signal fonction de la valeur d'au moins l'un des paramètres suivants : bruit d'écoulement d'un fluide, 3062724 3 pression d'un fluide, déplacement de particules en suspension dans un fluide, débit d'un fluide, coloration d'un fluide, et - une unité de gestion pour traiter ledit signal délivré en sortie du dit capteur, 5 caractérisé par le fait qu'il comporte en outre : - un lien défini entre une extrémité proximale et une extrémité distale, - des moyens pour monter ledit capteur en coopération avec l'extrémité distale du lien, et - un lest monté en coopération de fixation avec ledit lien en au moins 10 un point de celui-ci, ce dit point étant situé entre les extrémités distale et proximale du lien, au moins une portion de la partie du lien comprise entre ledit point de fixation et l'extrémité distale étant souple, optionnellement toute cette partie. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention 15 apparaîtront au cours de la description suivante donnée en regard des dessins annexés à titre illustratif mais nullement limitatif, dans lesquels : La figure unique est un schéma de principe du dispositif selon l'invention dans une application à la détection et à l'évaluation de fuites dans une digue ou analogue bordant un canal ou analogue. 20 Il est précisé que la figure représente un mode de réalisation de l'objet selon l'invention, mais qu'il peut en exister d'autres qui répondent à la définition de cette invention. Il est en outre précisé que, lorsque, selon la définition de l'invention, l'objet de l'invention comporte "au moins un" élément ayant une fonction 25 donnée, le mode de réalisation décrit peut comporter plusieurs de ces éléments. Réciproquement, si le mode de réalisation de l'objet selon l'invention tel qu'illustré comporte plusieurs éléments de fonction identique et si, dans la description, il n'est pas spécifié que l'objet selon cette invention doit obligatoirement comporter un nombre particulier de ces éléments, l'objet 30 de l'invention pourra être défini comme comportant "au moins un" de ces éléments. Il est également précisé que lorsque, dans la présente description, une expression définit à elle seule, sans mention particulière spécifique la 3062724 4 concernant, un ensemble de caractéristiques structurelles, ces caractéristiques peuvent être prises, pour la définition de l'objet de la protection demandée, quand cela est techniquement possible, soit séparément, soit en combinaison totale et/ou partielle. 5 Il est enfin précisé que, dans la présente description, si l'adverbe "sensiblement" est associé à un qualificatif d'un moyen donné, ce qualificatif doit être compris au sens strict ou approché. La présente invention, en regard de la figure unique illustrative mais nullement limitative jointe en annexe, est relative à un dispositif pour au 10 moins détecter l'emplacement d'un écoulement d'un premier fluide 11, par exemple de l'eau ou analogue, vers un second fluide 12, par exemple l'air ambiant de l'atmosphère terrestre, à travers une paroi 13 séparant ces premier et second fluides, le premier fluide ayant une densité plus grande que celle du second fluide et l'écoulement du premier fluide se faisant par un 15 chemin de fuite situé dans la paroi 13. Le dispositif selon la présente invention permet également d'évaluer quantitativement un tel écoulement de fluide. Le dispositif comporte au moins un capteur 30 apte à délivrer en sortie 32 un signal fonction de la valeur d'au moins l'un des paramètres 20 suivants : bruit d'écoulement d'un fluide, pression d'un fluide, déplacement de particules en suspension dans un fluide, débit d'un fluide, coloration d'un fluide ; et une unité de gestion 40, par exemple du type microprocesseur ou analogue, pour traiter le signal délivré en sortie 32 du capteur 30. Le capteur 30 peut être choisi parmi un grand nombre de capteurs 25 possibles répondant aux fonctions définies ci-dessus, à savoir plus précisément des mesures par micro-moulinet ; par effet doppler ultrasonique adapté à la sensibilité de flux désirée ; par effets laminaires ; par différence de pression ; par variation de densité ; par effet venturi, etc. Cependant avantageusement, ce capteur 30 comporte un 30 hydrophone. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, le dispositif comporte en outre un lien 50 défini entre une extrémité proximale 51 et une extrémité distale 52; des moyens pour monter le capteur en coopération 3062724 5 avec l'extrémité distale du lien ; et un lest 60 monté en coopération de fixation avec le lien 50 en au moins un point 53 de celui-ci, ce point étant situé entre les extrémités distale 52 et proximale 51 du lien 50. De façon avantageuse, au moins une portion de la partie 57 du lien 5 50 comprise entre le point de fixation 53 et l'extrémité distale 52 est en matériau présentant une grande souplesse. De façon préférentielle, toute cette partie 57 du lien comprise entre le point de fixation 53 et l'extrémité distale 52 est optionnellement souple. De façon aussi préférentielle, le point de fixation 53 du lest 60 sur le 10 lien 50 est situé à une distance non nulle de l'extrémité distale 52 du lien, mais inférieure à sa distance de l'extrémité proximale 51. Autrement dit, la distance entre le point de fixation 53 du lest 60 sur le lien 50 et l'extrémité distale 52 du lien est relativement faible, mais non nulle. Selon une réalisation très préférentielle et très avantageuse, le 15 capteur est agencé de façon que sa densité soit sensiblement égale à celle du premier fluide. Les moyens pour obtenir un tel capteur sont connus des hommes du métier. Très schématiquement, ils peuvent être constitués par un capteur du commerce auquel sont associés des flotteurs ou analogues d'une densité choisie en fonction de celle du premier fluide et de celle du 20 capteur du commerce, de façon que la densité combinée du capteur du commerce et des flotteurs soit égale, ou sensiblement égale, à celle du premier fluide, c'est-à-dire sensiblement égale à « 1 » si le premier fluide est de l'eau. En combinaison avec la caractéristique décrite ci-dessus, il est très 25 préférentiel que la partie 57 du lien 50 présente, elle aussi, une densité sensiblement égale à celle du premier fluide 11. Selon une réalisation possible, le lien 50 est constitué d'une tige rigide depuis son extrémité proximale 51 jusqu'au point 53 de fixation du lest 60, et d'un câble souple, fil ou analogue pour sa partie 57 sensiblement 30 comprise entre le point de fixation 53 du lest et son extrémité distale 52. De façon avantageuse, pour éviter qu'il ne se coince dans des roches ou des aspérités, le lest 60 est configuré de façon que sa surface extérieure 3062 724 6 soit formée de parois courbes. De façon préférentielle, comme illustré sur la figure unique, il se présente sous l'une des formes suivantes : olive, sphère. Un tel dispositif fonctionne très schématiquement de la façon suivante : 5 Il est supposé qu'il a déjà été localisé de façon large un endroit où se produit une fuite du premier fluide 11 vers le second fluide 12 à travers la paroi 13, sans pouvoir formellement localiser l'endroit précis de la paroi où se produit cette fuite. Le dispositif décrit ci-dessus est utilisé comme suit. 10 La tige rigide est disposée de façon que le point de fixation 53, et donc le lest 60, se positionne au voisinage de l'entrée présumée de la fuite vaguement localisée. Comme le capteur 30 a une densité sensiblement égale à celle du premier fluide 11 et comme il est relié de façon souple au lest 60, le courant 15 de fluide 70 induit par la fuite, c'est-à-dire le courant qui converge vers l'entrée 71 de la fuite, entraîne le capteur vers cette entrée 71, et l'y maintient, permettant ainsi de parfaitement localiser l'entrée de la fuite, et éventuellement, en fonction de la nature du capteur 30, de la quantifier. Une telle quantification peut se faire de différentes façons, la plus 20 classique étant celle qui consiste à utiliser des abaques réalisées par expérimentations préalables. Cette technique de quantification d'une fuite de fluide est du domaine de l'homme du métier et ne sera pas plus amplement décrite ici. REVENDICATIONS1. Dispositif pour évaluer l'écoulement d'un premier fluide (11) vers un second fluide (12) à travers une paroi (13) séparant lesdits premier et second fluides, le premier fluide ayant une densité plus grande que celle du second fluide, l'écoulement du premier fluide se faisant par un chemin de fuite situé dans ladite paroi, ledit dispositif comportant au moins : - un capteur (30) apte à délivrer en sortie (32) un signal fonction de la valeur d'au moins l'un des paramètres suivants : bruit d'écoulement d'un fluide, intensité de flux d'un fluide, pression d'un fluide, déplacement de particules en suspension dans un fluide, débit d'un fluide, coloration d'un fluide, et - une unité de gestion (40) pour traiter ledit signal délivré en sortie (32) du dit capteur (30), caractérisé par le fait qu'il comporte en outre : - un lien (50) défini entre une extrémité proximale (51) et une extrémité distale (52), - des moyens pour monter ledit capteur en coopération avec l'extrémité distale du lien, et - un lest (60) monté en coopération de fixation avec ledit lien (50) en au moins un point (53) de celui-ci, ce dit point étant situé entre les extrémités distale (52) et proximale (51) du lien (50), au moins une portion de la partie (57) du lien comprise entre ledit point de fixation (53) et l'extrémité distale (52) étant souple, optionnellement toute cette partie (57). 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que ledit point de fixation (53) du lest (60) sur ledit lien (50) est situé à une distance non nulle de l'extrémité distale (52), mais inférieure à sa distance de l'extrémité proximale (51). 3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que ledit capteur est agencé de façon que sa densité soit sensiblement égale à celle du premier fluide. 3062 724 8 4. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit premier fluide (11) est essentiellement de l'eau et que le second fluide (12) est l'air ambiant de l'atmosphère terrestre. 5 5. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit lest (60) est configuré de façon que sa surface extérieure soit formée de parois courbes. 10 6. Dispositif selon la revendication 5, caractérisé par le fait que ledit lest (60) se présente sous l'une des formes suivantes : olive, sphère. 7. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ledit capteur (30) est un hydrophone. 15 8. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que ladite partie (57) du lien (50) a une densité sensiblement égale à celle du premier fluide (11).