Brevet FR3106661A1 — publié le 20210730

La présente invention se rapporte à un dispositif (1, 1’ ; 201 ; 301) de détection de fuite comprenant : - au moins une enceinte (3 ; 203, 213 ; 303) apte à accueillir un élément à tester ; - un module de mesure (5) d’au moins une grandeur physique relative à un niveau de fuite ; - au moins une connexion aéraulique (7) reliant ladite au moins une enceinte (3 ; 203, 213 ; 303) audit module de mesure (5) ; caractérisé en ce que ladite au moins une enceinte (3 ; 203, 213 ; 303) et/ou ledit module (5) sont isolés thermiquement. DISPOSITIF DE DÉTECTION DE FUITES La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs de détection de fuites (ou de mesure d’étanchéité) sur des pièces à tester, plus particulièrement des dispositifs de détection de fuites basés sur la mesure d’une grandeur physique, telle qu’une pression ou un débit, relative à un niveau de fuite. En effet, il est nécessaire de pouvoir vérifier l’intégrité de pièces et/ou de vérifier si celles-ci présentent une fuite et de pouvoir la quantifier. Les produits/pièces à tester sont par exemple des appareils électroniques, des pièces mécaniques, des contenants... l’étanchéité étant une caractéristique critique dans le cadre de produits subissant des contraintes extérieures et/ou devant répondre à des exigences de fonctionnement particulières, comme celui d’être étanche aux liquides (tels qu’à l’eau) ou ne pas présenter de fuites pouvant dégrader les performances du produit, etc. De plus, la méthode « par variation de pression » (ou d’une grandeur physique liée, telle que le débit) est la méthode la plus rapide et la plus économique. En effet, dans la méthode par variation de pression, l’objet à tester subit une variation de pression maitrisée, c’est-à-dire qu’on fait subir une variation de pression à un volume interne à l’objet (dite méthode directe) ou à un volume fermé entourant l’objet à tester (dite méthode indirecte). Puis, après un temps déterminé, on mesure à nouveau la pression, si l’objet présente une fuite alors la pression mesurée est différente de la pression initiale. La variation de pression mesurée par le capteur de pression du dispositif permet ainsi de vérifier l’étanchéité d’un objet et de quantifier une fuite si l’objet n’est pas étanche. Il est donc ainsi critique d’avoir un capteur de pression (ou de débit) capable de mesurer de petites variations de pression (ou de débit) et ainsi détecter de petites fuites. Néanmoins, les mesures effectuées avec ce type de dispositif peuvent être influencées par des facteurs environnementaux ou intrinsèques audit dispositif. Ces facteurs sont d’autant plus impactant lorsqu’on cherche à déterminer des niveaux de fuite faibles sur des objets présentant des grands volumes, tels que des batteries électriques, notamment automobiles. En effet, dans le cas de grands volumes et de petits niveaux de fuite, les variations liées à la température de l’environnement ou de l’élément à tester peuvent entrainer des variations de pression d’un ordre de grandeur sensiblement égales au niveau des fuites qu’on cherche à détecter. Ainsi, des recherches et des tests ont été réalisés par la titulaire pour proposer un dispositif de détection de fuite présentant une sensibilité améliorée et permettant une meilleure répétabilité dans la détection des fuites, tout en améliorant le niveau de détectabilité desdites fuites. L’invention est ainsi un nouveau dispositif de détection de fuites comprenant : - au moins une enceinte apte à accueillir un élément à tester ; - un module de mesure d’au moins une grandeur physique relative à un niveau de fuite ; - au moins une connexion aéraulique reliant ladite au moins une enceinte audit module de mesure ; caractérisé en ce que ladite au moins une enceinte et/ou ledit module sont isolés thermiquement. Le fait d’isoler thermiquement au moins le volume dans lequel s’effectue la détection de fuites et/ou le module de mesure permet de s’affranchir de paramètres environnementaux, tels que les variations de température rapides pouvant survenir dans l’environnement immédiat dudit dispositif de détection, et permet d’améliorer le niveau de sensibilité du module de mesure (donc le niveau de détectabilité des fuites). En effet, comme la détection de fuites est basée sur une mesure de pression dépendant notamment de la température (donc du bruit thermique environnant), améliorer l’inertie et le découplage thermique du volume sur lequel on se base pour déterminer le niveau de fuite améliore la qualité et le répétabilité d’une détection de fuites. On notera que dans le cas d’une détection de fuite sur un élément présentant un grand volume, il est avantageux d’isoler thermiquement l’enceinte accueillant l’élément à tester, sinon il est avantageux d’isoler thermiquement le module de mesure. Cependant, si on veut optimiser la détection d’une fuite, il est très avantageux d’isoler à la fois l’enceinte accueillant l’élément à tester et le module de mesure. Selon une caractéristique possible, l’isolation thermique de ladite enceinte et/ou dudit module de mesure est réalisée par l’intermédiaire d’un matériau présentant une conductivité thermique inférieure à 0,05 W.m - 1 .K -1 à 20°C, et préférentiellement inférieure à 0,03 W.m -1 .K -1 à 20°C, et encore plus préférentiellement inférieure à 0,01 W.m -1 .K -1 à 20°C. Selon une autre caractéristique possible, le dispositif comprend au moins deux enceintes, une enceinte isolée thermiquement, dite première enceinte, apte à accueillir l’élément à tester et une autre enceinte isolée thermiquement, dite deuxième enceinte, logeant le module de mesure. Selon une autre caractéristique possible, ladite au moins une enceinte apte à accueillir un élément à tester loge également le module de mesure. Selon une autre caractéristique possible, la première enceinte est logée dans la deuxième enceinte, le volume entre les deux enceintes définissant un volume intercalaire. Généralement, un volume intercalaire est rempli de gaz, tel qu’un gaz inerte ou de l’air. Il peut être avantageux pour des questions d’encombrement de loger l’une des enceintes dans l’autre, par exemple la deuxième enceinte dans la première. On notera que dans ce cas-là, la deuxième enceinte n’est pas nécessairement isolée thermiquement, la première enceinte isolant thermiquement, à elle seule, l’élément à tester et le module de mesure de l’extérieur. Selon une autre caractéristique possible, le dispositif est au moins partiellement délimité par une paroi externe, ladite enceinte dudit module de mesure, dite deuxième enceinte, étant entouré par ladite au moins une paroi externe, le volume entre ladite au moins une paroi et ladite enceinte du module définissant un volume intercalaire. On notera que la présence d’un volume intercalaire rempli d’un gaz ou d’air permet d’augmenter le découplage thermique entre la ou les enceintes accueillant la pièce à tester et/ou le module de mesure et l’environnement extérieur. Selon une autre caractéristique possible, le dispositif comprend un dispositif de ventilation configuré pour brasser un gaz, de préférence inerte, ou de l’air dans un volume intercalaire (dont au moins l’un des volumes intercalaires énoncés ci-avant). Ledit dispositif de ventilation permet notamment d’éviter la création de points chauds et/ou de ponts thermiques entre la ou les enceintes et l’extérieur du dispositif de détection. Selon une autre caractéristique possible, le dispositif de ventilation est disposé dans un volume intercalaire (plus particulièrement au moins l’un des volumes intercalaires énoncés ci-avant). Malgré le fait que le dispositif de ventilation produit de la chaleur, cette disposition dudit dispositif de ventilation, de façon surprenante, ne dégrade pas l’isolation thermique de la ou les enceintes et permet d’optimiser l’encombrement du dispositif de détection de fuites. Selon une autre caractéristique possible, au moins une enceinte comprend une double paroi configurée pour que le volume entre lesdites deux parois soit mis en dépression. Cette structure de l’enceinte permet d’isoler thermiquement l’intérieur de l’enceinte de l’extérieur, en effet, la conductivité thermique du gaz (ou de l’air) entre les deux parois diminue avec sa pression. Le dispositif selon l’invention peut ainsi comprendre une pompe à vide configurée pour diminuer la pression dudit gaz (ou de l’air) jusqu’à ce que la conductivité thermique dudit gaz (ou de l’air) soit inférieure à 0,05 W.m -1 .K -1 à 20°C, et préférentiellement inférieure à 0,03 W.m -1 .K -1 à 20°C, et encore plus avantageusement inférieure à 0,01 W.m -1 .K -1 à 20°C. Selon une autre caractéristique possible, le module de mesure comprend au moins un capteur de pression. On notera que le module de mesure peut également comprendre une ou plusieurs vannes, un ou plusieurs circuits électroniques, par exemple pour le contrôle et la gestion des vannes, de la mesure, etc. Selon une autre caractéristique possible, ledit capteur est un capteur de pression différentielle. Selon une autre caractéristique possible, ladite enceinte accueillant l’élément à tester comprend une ou plusieurs cavités aptes à accueillir un élément à tester et un élément de référence. On notera que si la détection de fuites est réalisée par méthode directe, une seule cavité pouvant accueillir les éléments à tester et de référence est suffisante. Tandis que si la détection de fuites est réalisée par méthode indirecte, il est nécessaire d’avoir deux cavités distinctes dans ladite enceinte, chacune des cavités accueillant respectivement un élément à tester et un élément de référence. Dans le cas où il y a deux cavités dans ladite enceinte, il est avantageux que les cavités soient isolées thermiquement l’une de l’autre. Selon une autre caractéristique possible, ladite connexion aéraulique comprend au moins deux conduits reliant lesdites cavités ou lesdits éléments disposés dans ladite au moins une enceinte au capteur de pression différentielle, lesdits conduits étant sensiblement symétriques. En effet, dans le cas où la détection de fuites est réalisée par comparaison entre un élément à tester et un élément de référence, il est préférable de limiter l’influence de paramètres pouvant modifier la mesure, tel qu’une différence de longueur, diamètre… entre lesdits conduits de la connexion aéraulique. Selon une autre caractéristique possible, ladite au moins une connexion aéraulique est isolée thermiquement. Il est avantageux de limiter l’influence de la température du milieu extérieur sur l’air circulant dans les connexions aérauliques, cela est d’autant plus pertinent que la connexion aéraulique est longue. Selon une autre caractéristique possible, ladite au moins une connexion aéraulique comprend une gaine isolante thermiquement, ladite gaine comprenant un matériau dont la conductivité thermique est inférieure à 0,05 W.m - 1 .K -1 à 20°C, préférentiellement inférieure à 0,03 W.m -1 .K -1 à 20°C, et encore plus avantageusement inférieure à 0,01 W.m -1 .K -1 à 20°C. Selon une autre caractéristique possible, ladite enceinte accueillant l’élément à tester comprend une cavité unique apte à accueillir l’élément à tester et un élément de référence. L’invention sera mieux comprise, et d’autres buts, détails, caractéristiques et avantages de celles-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description suivante de modes de réalisation particuliers de l’invention, donnée uniquement à titre illustratif et non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels : est une représentation très schématique d’un dispositif de détection de fuites selon un premier mode de réalisation de l’invention ; est une représentation d’une variante de réalisation du dispositif de la ; est une représentation très schématique, en perspective, d’un dispositif de détection de fuites selon un deuxième mode de réalisation de l’invention ; est une représentation très schématique d’un dispositif de détection de fuites selon un troisième mode de réalisation de l’invention. La est une représentation très schématique d’un dispositif 1 de détection de fuites selon un premier mode de réalisation de l’invention. Ledit dispositif 1 de détection de fuites comprend ainsi : une enceinte 3, dite première enceinte, apte à accueillir un élément à tester ; un module de mesure 5 d’au moins une grandeur physique relative à un niveau de fuite, ledit module 5 comprenant au moins un capteur de pression (non représenté), tel qu’un capteur de pression différentielle ; au moins une connexion aéraulique 7 reliant ladite enceinte 3 audit module de détection 5. Ledit module de mesure 5 peut également comprendre des vannes, une carte électronique de contrôle et/ou de mesure, un raccord (non représenté) avec une arrivée d’air sous pression, etc. Ladite connexion aéraulique 7, par l’intermédiaire desdites vannes et dudit raccord, permet à l’unité de détection 5 de faire varier la pression dans l’élément à tester (méthode directe) et de relier ledit capteur de pression au volume interne de l’élément à tester. Dans l’exemple représenté à la , la variation de pression est appliquée à un volume interne à la pièce à tester, mais la détection d’une fuite pourrait également effectuée sur un volume entourant la pièce à tester. L’enceinte 3 est configurée pour accueillir deux pièces, un élément à tester 6a et un élément de référence 6b. Plus particulièrement, l’enceinte 3 comprend ainsi une seule cavité 3a dans laquelle sont disposés, côte à côte, l’élément à tester 6a et l’élément de référence 6b. La connexion aéraulique 7 comprend, quant à elle, deux conduits 7a et 7b, lesdits conduits 7a et 7b reliant respectivement la pièce à tester 6a et la pièce de référence 6b audit capteur de pression du module 5 (mais également à l’enceinte 3). L’enceinte 3, quant à elle, est isolée thermiquement, on entend par isolée thermiquement une enceinte présentant une isolation et/ou une inertie thermique suffisante pour que la détection de la fuite ne soit pas impactée par une variation de température dans l’environnement dudit dispositif. Ledit dispositif 1 de détection de fuites comprend également une autre enceinte 13, dite deuxième enceinte. Le module de détection 5, et plus particulièrement le capteur de pression, est disposé dans l’enceinte 13 (les autres éléments dudit module, vannes, électronique, etc. peuvent être disposés à l’extérieur de ladite enceinte 13). La deuxième enceinte 13, de façon analogue à la première enceinte 3, est isolée thermiquement. L’isolation thermique de la première et/ou la deuxième enceinte 3 et 13 est réalisée l’intermédiaire d’un matériau présentant une conductivité thermique inférieure à 0,05 W.m - 1 .K -1 à 20°C, et préférentiellement inférieure à 0,03 W.m -1 .K -1 à 20°C, et encore plus avantageusement inférieure à 0,01 W.m -1 .K -1 à 20°C. Les enceintes 3 et 13 comprennent par exemple une ou plusieurs parois réalisées dans un matériau de ce type. Par ailleurs, le dispositif 1 comprend un boitier 14 dans lequel sont disposés la deuxième enceinte 13 (et donc le module de mesure 5), le boitier 14 comportant une ou plusieurs parois externes délimitant une partie du dispositif 1 de l’extérieur. Le volume situé entre la deuxième enceinte 13 et cette paroi externe définit un volume intercalaire dans lequel est disposé un dispositif de ventilation 15. Ledit dispositif de ventilation 15 est configuré pour assurer un mouvement (ou brassage) de l’air ou du gaz dans ledit volume intercalaire. Le dispositif 1 de détection de fuites peut également comprendre un écran 17 situé sur la paroi externe du boitier 14 et servant à afficher les résultats de la détection de fuites réalisée sur l’élément à tester. On notera, en outre, que la connexion aéraulique 7 est de préférence isolée thermiquement, le ou les conduits 7a, 7b sont réalisés dans un matériau isolant thermiquement ou comprennent une gaine, montée sur le ou les conduits, réalisée dans un matériau isolant thermiquement. Ledit matériau permettant l’isolation thermique de ladite connexion aéraulique présente une conductivité thermique inférieure à 0,05 W.m - 1 .K -1 à 20°C, et préférentiellement inférieure à 0,03 W.m -1 .K -1 à 20°C, et plus préférentiellement inférieure à 0,01 W.m-1.K-1 à 20°C. La , quant à elle, illustre un dispositif 1’ de détection de fuite qui est une variante de réalisation du dispositif 1 représenté à la figure 1. Les éléments identiques sont indiqués au moyen des mêmes références et ne seront pas à nouveau décrits. Le dispositif 1’ comprend une enceinte 3’ en tout point similaire à l’enceinte 3 précédemment décrite, à la seule différence que celle-ci comprend deux cavités 3a’ et 3b’ destinées à accueillir respectivement un élément à tester 6a et un élément de référence 6b. En effet, lorsque la méthode de détection de fuites est réalisée de manière indirecte, il est alors nécessaire d’avoir deux cavités 3a’ et 3b’ distinctes et étanches l’une par rapport à l’autre. De façon avantageuse, les cavités 3a’ et 3b’ sont également isolées thermiquement l’une par rapport à l’autre (et également par rapport à l’extérieur). Dans d’autres variantes de réalisation non représentées des dispositifs 1 et 1’, seule l’enceinte accueillant l’élément à tester ou le module de mesure est isolé(e) thermiquement de l’extérieur. La est une représentation très schématique, en perspective, d’un dispositif 201 de détection de fuites selon un deuxième mode de réalisation de l’invention. Les mêmes éléments portent les mêmes références que ceux décrits précédemment et ne seront donc pas à nouveau décrits. Le dispositif 201 de la comprend donc un boitier 14’ dans lequel sont logés le module de mesure 5, une enceinte 203, dite première enceinte, configurée pour accueillir un élément à tester 6a et un élément de référence 6b, ainsi qu’une connexion aéraulique 7 reliant le module de mesure auxdits éléments 6a et 6b La première enceinte 203 et/ou le boitier 14’ peuvent être isolés thermiquement comme les enceintes 3 et 13 décrites ci-avant. Dans le cas où, le boitier 14’ est isolé thermiquement, ce dernier fait alors office d’enceinte 213, dite deuxième enceinte (la deuxième enceinte 213 loge/entoure donc la première enceinte 203 et le module de mesure 5). On notera que le volume défini entre la deuxième enceinte 213 et la première enceinte 203 définit un volume intercalaire dans lequel un dispositif de ventilation 15 peut être disposé. Comme ci-avant, le dispositif 201 peut être muni d’un écran 17 permettant d’afficher le résultat des détections de fuites réalisées sur des éléments à tester. Dans une variante de réalisation non représentée, la première enceinte 203 comprend deux cavités distinctes, de préférence isolées thermiquement l’une par rapport à l’autre (variante particulièrement avantageuse lors de la détection de fuites par méthode indirecte). La est une représentation très schématique d’un dispositif de détection 301 de fuites selon un troisième mode de réalisation de l’invention. Les mêmes éléments portent les mêmes références que ceux décrits précédemment et ne seront donc pas à nouveau décrit. Le dispositif 301 comprend ainsi un boitier 314 dans lequel sont logés : un module de mesure 5 ; une enceinte 303, dite première enceinte, configurée pour accueillir un élément à tester 6a ; une enceinte 313, dite deuxième enceinte, dans laquelle est logée le module de mesure 5 et qui est disposée à distance de la première enceinte 303 ; une enceinte 304, dite troisième enceinte, qui est disposée dans le boitier 314 et qui est configurée pour accueillir un élément de référence 6b ; une connexion aéraulique 7 reliant le module de mesure 5 auxdites enceintes 303 et 304. Comme précédemment, les enceintes 303, 304 et/ou 313 peuvent isolées thermiquement comme les enceintes décrites ci-avant (notamment au premier mode de réalisation). Ledit dispositif comprend également, de même que dans les autres modes de réalisation présentés, un dispositif de ventilation 15 configuré pour assurer un mouvement (ou brassage) de l’air ou du gaz dans ledit volume intercalaire. Dans des variantes des premier, deuxième et troisième mode de réalisation non représentées, la ou les enceintes logeant le module de mesure, l’élément à tester et/ou l’élément de référence, comprennent une double paroi. Ladite double paroi comporte deux parois à distance l’une de l’autre. Plus particulièrement, ladite double paroi de l’enceinte est configurée pour que le volume entre lesdites deux parois soit mis en dépression, par exemple au moyen d’une pompe à vide. C’est-à-dire que le dispositif selon l’invention comprend par exemple une pompe à vide configurée pour diminuer la pression du gaz, tel que de l’air ou un gaz inerte, située entre les deux parois de ladite enceinte. La pression du gaz située entre les deux parois de l’enceinte est alors abaissée jusqu’à ce que la conductivité thermique dudit gaz soit inférieure à 0,05 W.m - 1 .K -1 à 20°C, et préférentiellement inférieure à 0,03 W.m-1.K-1 à 20°C, et plus préférentiellement inférieure à 0,01 W.m -1 .K -1 à 20°C. Dispositif (1, 1’ ; 201 ; 301) de détection de fuite par variation de pression, ledit dispositif comprenant : au moins une enceinte (3 ; 203, 213 ; 303) apte à accueillir un élément à tester ; un module de mesure(5) d’au moins une grandeur physique relative à un niveau de fuite, ledit module (5) comprenant au moins un capteur de pression ; au moins une connexion aéraulique (7) reliant ladite au moins une enceinte (3 ; 203, 213 ; 303) audit module de mesure (5) ; caractérisé en ce que ladite au moins une enceinte (3 ; 203, 213 ; 303) et/ou ledit module (5) sont isolés thermiquement, l’isolation thermique de ladite enceinte (3 ; 203, 213 ; 303) et/ou dudit module de mesure (5) étant réalisés par l’intermédiaire d’un matériau présentant une conductivité thermique inférieure à 0,05 W.m -1 .K -1 à 20°C, et préférentiellement inférieure à 0,03 W.m -1 .K -1 à 20°C. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le dispositif comprend au moins deux enceintes, une enceinte (3 ; 203, 213 ; 303) isolée thermiquement, dite première enceinte, apte à accueillir l’élément à tester et une autre enceinte (13 ; 213 ; 313) isolée thermiquement, dite deuxième enceinte, logeant le module de mesure. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que ladite au moins une enceinte (213) apte à accueillir un élément à tester loge également le module de mesure (5). Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’il est au moins partiellement délimité par une paroi externe, ladite enceinte (13 ; 213 ; 313) dudit module de mesure (5) étant entouré par ladite au moins une paroi externe, le volume entre ladite au moins une paroi et ladite enceinte du module définissant un volume intercalaire. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu’il comprend un dispositif de ventilation (15) configuré pour brasser un gaz dans un volume intercalaire. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu’au moins une enceinte (3, 13 ; 203, 213 ; 303, 313) comprend une double paroi configurée pour que le volume entre lesdites deux parois soit mis en dépression. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit capteur est un capteur de pression différentielle. Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce que ladite enceinte (3 ; 203) accueillant l’élément à tester comprend une ou plusieurs cavités aptes à accueillir un élément à tester et un élément de référence. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que la connexion aéraulique (7) comprend au moins deux conduits (7a, 7b) reliant lesdites cavités (3a, 3b), ou les éléments disposés dans ladite au moins une enceinte (3 ; 203 ; 303, 304), au capteur de pression, lesdits conduits (7a, 7b) étant sensiblement symétriques. Dispositif selon l’une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite au moins une connexion aéraulique (7) est isolée thermiquement.