Brevet FR3157539A1 — publié le 20250627

Equipement de dispersion d’hélium ou d’hydrogène Description succincte : Equipement de dispersion d’hélium ou d’hydrogène intégrant un moyen de génération et de régulation d’une fuite calibré, un ensemble de moyens de détection et de quantification de la concentration de gaz, ainsi qu’un moyen de déclenchement du mécanisme de sécurité d’une installation Equipement de dispersion d’hélium ou d’hydrogène Description succincte : Equipement de dispersion d’hélium ou d’hydrogène intégrant un moyen de génération et de régulation d’une fuite calibré, un ensemble de moyens de détection et de quantification de la concentration de gaz, ainsi qu’un moyen de déclenchement du mécanisme de sécurité d’une installation Domaine de l’invention : systèmes énergétiques utilisant l’hydrogène gazeux ou liquide Description du problème à résoudre Les systèmes énergétiques utilisant l’hydrogène sont généralement intégrés dans des volumes fermés ou semi-fermés, couplés à un système de détection et à un système de ventilation. Afin de garantir la sécurité, la position des capteurs de détection d’hydrogène est très importante, tout comme l’efficacité de la ventilation. Ces deux points sont en général vérifiés par des études numériques (simulation CFD) mais dont la représentativité par rapport à une réalisation physique n’est pas toujours adéquate. Seule une campagne expérimentale permet une validation de l’absence de zone d’accumulation d’hydrogène pouvant créer une atmosphère explosive. Description détaillée de l’invention Equipement de dispersion d’hélium ou d’hydrogène intégrant : Un sous-ensemble de la génération de fuite composé par exemple d’un contrôleur de débit relié à une bouteille de gaz et son manodétendeur, Un sous-ensemble de la détection de fuite composé d’un jeu de plusieurs capteurs (par exemple 10 capteurs) de concentration de gaz. Le gaz détecté peut être de l’hélium ou de l’hydrogène. Ces capteurs sont reliés à une centrale d’acquisition des mesures. Un sous-ensemble de pilotage centralisant l’émission du signal de déclenchement de la génération de fuite et de son débit, la réception des signaux de détection des capteurs de concentration. Cette centrale de pilotage intègre également : Une fonction logicielle permettant de paramétrer le temps de réponse du capteur de concentration de l’installation qui est remplacé par le jeu de capteurs de l’équipement. Ce temps de réponse servant alors à temporiser le déclenchement du signal de détection d’une concentration La fonction logicielle de temporisation du signal, L’interface électrique permettant de se raccorder à l’interface de l’installation en test (par exemple, un automate de sécurité), pour déclencher les mécanismes de sécurité de l’installation, à la place du capteur de concentration installé par défaut dans l’installation. FIG. 1 Description de l’équipement FIG. 2 : Logigramme de traitement du signal de détection FIG. 3 : Concentration en fonction du temps Principaux avantages Equipement permettant de réaliser des tests couplant : la génération de fuite à partir d’un position géométrique au choix (par exemple, pouvant être positionnée à chaque interface qui peut être une source de fuite), la détection de fuite à diverses positions dans l’installation (par exemple, dans un container ou dans un compartiment moteur), la temporisation du déclenchement du signal de détection d’une concentration, à partir des capteurs de l’équipement ayant un temps de réponse plus rapide que le capteur de gaz utilisé dans une installation en test, pour simuler le temps de réponse de ce capteur de l’installation. Pour cette innovation, les principaux avantages reposent sur ces deux derniers points : la capacité à détecter plus rapidement le gaz qu’avec un capteur utilisé classiquement dans l’installation industrielle, ce qui permet de temporiser le signal pour simuler le temps de réponse de ce capteur, la capacité de déclencher le mécanisme de sécurité afin d’en évaluer l’efficacité sur l’atténuation du risque de formation d’une atmosphère explosive. Solutions existantes et leurs désavantages Des équipements de tests partiellement similaires ont déjà mis en place dans le cadre de projet d’étude sur la dispersion de l’hydrogène dans une enceinte [1, 2]. Ces équipements n’intègrent pas les fonctions de déclenchement des mécanismes de sécurité de l’installation. [1] Bernard-Michel et al, Int J Hydro Ener (2017) [2] De Stefano et al, Int J Hydro Ener (2019) Segmentation de l’idée État de l’art : Détecteur de gaz H2 ou He Couplage de détecteurs de gaz H2 ou He, à un dispositif de génération de fuite Couplage de détecteurs de gaz H2 ou He, à un dispositif de génération d’un débit de fuite maîtrisé Innovations : Couplage de détecteurs de gaz H2 ou He, à un dispositif de génération d’un débit de fuite maîtrisé, et à un dispositif de déclenchement du mécanisme safety (p.ex. ventilation, fermeture d’une vanne…) de l’installation en test : Transmission du (ou des) signal (signaux) de détection (selon le protocole requis par le client), en lieu et place de leurs moyens de détection, Temporisation de la transmission du signal envoyé à l’automate du client, pour correspondre au temps de réponse du détecteur de gaz installé par le client. Couplage de détecteurs de gaz H 2 ou He, à un dispositif de génération d’un débit de fuite maîtrisé, et à un dispositif de déclenchement du mécanisme safety (p.ex. ventilation, fermeture d’une vanne…) de l’installation en test. Couplage de détecteurs de gaz H 2 ou He, à un dispositif de génération d’un débit de fuite maîtrisé, et à un dispositif de déclenchement du mécanisme safety (p.ex. ventilation, fermeture d’une vanne…) de l’installation en test comprenant : a) Transmission du (ou des) signal (signaux) de détection (selon le protocole requis par le client), en lieu et place de leurs moyens de détection, Couplage de détecteurs de gaz H 2 ou He, à un dispositif de génération d’un débit de fuite maîtrisé, et à un dispositif de déclenchement du mécanisme safety (p.ex. ventilation, fermeture d’une vanne…) de l’installation en test comprenant : a) Temporisation de la transmission du signal envoyé à l’automate du client, pour correspondre au temps de réponse du détecteur de gaz installé par le client. Couplage de détecteurs de gaz H 2 ou He, à un dispositif de génération d’un débit de fuite maîtrisé, et à un dispositif de déclenchement du mécanisme safety (p.ex. ventilation, fermeture d’une vanne…) de l’installation en test comprenant : a) Transmission du (ou des) signal (signaux) de détection (selon le protocole requis par le client), en lieu et place de leurs moyens de détection, b) Temporisation de la transmission du signal envoyé à l’automate du client, pour correspondre au temps de réponse du détecteur de gaz installé par le client.