Brevet FR3157551A1 — publié le 20250627

L'invention concerne un procédé de surveillance de l'inertage d'une cuve de traitement (10) avec un gaz inerte (G), comprenant les étapes suivantes : - Introduire le gaz inerte (G) dans le récipient de traitement (10), - Déterminer une pression partielle d'oxygène (Pox) par le capteur d'oxygène (20), - Déterminer une pression totale (Ptot) par le capteur de pression (30), - Déterminer un indicateur d'oxygène sur la base de la pression partielle d'oxygène (Pox) et de la pression totale (Ptot), dans lequel l'indicateur d'oxygène comprend le quotient de la pression partielle d'oxygène (Pox) et de la pression totale (Ptot), - Sortir une condition d'inertage basée sur l'indicateur d'oxygène de l'unité de sortie (50). (Fig. 1) Procédé de surveillance de l'inertisation d'un réservoir de traitement et système de surveillance L'invention concerne un procédé de surveillance de l'inertage d'un réservoir de traitement ainsi qu'un système de surveillance. Dans la technique de mesure analytique, en particulier dans le domaine de la gestion de l'eau, de l'analyse environnementale, dans le domaine industriel, par exemple dans la technique alimentaire, la biotechnologie et la pharmacie, ainsi que pour les applications de laboratoire les plus diverses, les grandeurs de mesure telles que la valeur du pH, la conductivité ou encore la concentration d'analytes, comme par exemple les ions ou les gaz dissous dans un milieu de mesure gazeux ou liquide, sont d'une grande importance. Ces grandeurs de mesure peuvent par exemple être détectées et/ou surveillées au moyen de capteurs électrochimiques, tels que des capteurs optiques, potentiométriques, ampérométriques, volta métriques ou colorimétriques, ou encore des capteurs de conductivité. Dans le domaine de l'inertage des cuves de process avec un gaz inerte, on utilise par exemple des capteurs optiques d'oxygène pour surveiller la teneur en oxygène dans la cuve de processus pendant l'inertage. Dans ce cas, il est particulièrement important de détecter et d'identifier immédiatement les problèmes dus à un réservoir de process non étanche, en raison d'un manque de pureté du gaz inerte. C'est donc un objectif de l'invention de fournir un procédé qui détermine de manière sûre, rapide et fiable la teneur en oxygène dans un process. Ce problème est résolu par l'invention du procédé de surveillance de l'inertage d'une cuve de traitement avec un gaz inerte comprenant les étapes suivantes : - Mettre à disposition d'un système de surveillance avec le récipient de processus, un capteur d'oxygène, un capteur de pression et une unité d'évaluation, dans lequel le capteur d'oxygène et le capteur de pression sont reliés en communication à l'unité d'évaluation et sont disposés en termes de mesure de manière à être adaptés pour être exposés au gaz inerte, l'unité d'évaluation comprenant une unité de sortie, - Introduire le gaz inerte dans le récipient de traitement, - Déterminer une pression partielle d'oxygène par le capteur d'oxygène, - Déterminer une pression totale par le capteur de pression, - Déterminer un indicateur d'oxygène sur la base de la pression partielle d'oxygène et de la pression totale, dans lequel l'indicateur d'oxygène comprend le quotient de la pression partielle d'oxygène et de la pression totale, - Sortir une condition d'inertage basée sur l'indicateur d'oxygène de l'unité de sortie. Le procédé selon l'invention permet, à l'aide de l'indicateur d'oxygène de mesurer avec précision le pourcentage volumètrique d’oxygène contenu dans la canalisation, four, réservoir ou tout autres équipements nécessitant un inertage gazeux. Ceci afin de garantir, et ce de façon non limitative, L’absence d’oxygène dans un milieu pour garantir l’absence du comburant oxygène dans une zone explosible (Limite Inférieure d’Explosivité), L’absence d’oxygène qui pourrait altérer par oxydation la qualité du produit stocké ou traiter dans le réservoir, four etc … Mesurer et réguler de façon précise le taux d’oxygène gazeux dans un process nécessitant la maîtrise exacte de cette valeur d’oxygène (% Vol O 2 ) pour la qualité du produit ou traitement, Garantir l’absence d’oxygène dans des atmosphères contrôlées. Selon un mode de réalisation de l'invention un premier message d'alerte est émis comme état d'inertage lorsque l'indicateur d'oxygène est supérieur à une première valeur de seuil et qu'un premier laps de temps a été dépassé depuis l'introduction du gaz inerte, le premier message d'alerte signalant notamment un éventuel problème de pureté du gaz inerte et/ou un éventuel problème d'étanchéité du réservoir de traitement. Selon un mode de réalisation de l'invention un premier message d'alerte est émis lorsque l'indicateur d'oxygène est passé en dessous d'un premier seuil depuis l'introduction du gaz inerte et a dépassé ensuite après une deuxième période de temps le premier seuil ainsi qu'un deuxième seuil, le premier message d'alerte signalant notamment un éventuel problème de pureté du gaz inerte et/ou un éventuel problème d'étanchéité du réservoir de traitement. Selon un mode de réalisation de l'invention le système de surveillance comprend une chambre d'échantillon ayant une entrée et une sortie, l'entrée et la sortie étant raccordées de manière fluidique au réservoir de traitement, et le capteur d'oxygène et le capteur de pression étant disposés dans la chambre d'échantillon, l'état d'inertage étant basé en outre sur la pression totale et un troisième message d'avertissement étant émis lorsque l'indicateur d'oxygène est passé en dessous d'une première valeur seuil et que la pression totale est passée en dessous d'une troisième valeur seuil, le troisième message d'avertissement signalant en particulier une obstruction de l'entrée. Selon un mode de réalisation de l'invention l'unité de sortie comporte au moins un affichage et/ou au moins une sortie de commande et l'état d'inertage est affiché sur l'affichage et/ou est délivré sur la sortie de commande. Le problème susmentionné est également résolu par un système de surveillance pour surveiller un inertage avec un gaz inerte comprenant : - Un réservoir de traitement, - Un capteur d'oxygène, - Un capteur de pression, - Une unité d'évaluation avec une unité de sortie, en ce que le capteur d'oxygène et le capteur de pression sont reliés par communication à l'unité d'évaluation et sont exposés par mesure au gaz inerte, en ce que le système de surveillance est apte à mettre en œuvre le procédé tel que décrit ci-dessus. Selon un mode de réalisation de l'invention le système de surveillance comprend une chambre d'échantillon avec une entrée et une sortie, dans lequel l'entrée et la sortie sont raccordées de manière fluidique au réservoir de traitement et le capteur d'oxygène ainsi que le capteur de pression sont disposés dans la chambre d'échantillon. Selon un mode de réalisation une pompe à vide est reliée à la sortie. D'autres avantages et caractéristiques ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre d'exemple non limitatif, du procédé de surveillance selon l'invention, à partir des dessins annexés dans lesquels : La FIG. 1 montre une représentation schématique d'un système de surveillance selon l'invention ; La FIG. 2 montre un exemple d'évolution de l'indicateur d'oxygène I et de la pression totale. La FIG. 1 montre un système de surveillance 100 conforme à l'invention, comprenant une cuve de traitement 10, un capteur d'oxygène 20, un capteur de pression 30 et une unité de traitement 40. Le système de surveillance 100 est adapté pour surveiller l'inertage de la cuve de traitement 10 par un gaz inerte G. Le réservoir de traitement 10 est, par exemple, un pipeline, un four, un réacteur ou tout autre système devant être inerté par un gaz inerte G. Le réservoir de traitement 10 est un réservoir de gaz inerte G. Le gaz inerte G est par exemple l'azote, un gaz rare comme l'hélium, le néon, l'argon, le krypton, le xénon, le radon, ou un composé moléculaire gazeux comme l'hexafluorure de soufre. Le terme d'inertage désigne ici l'ajout de substances inertes sous forme de gaz dans le but de modifier les caractéristiques de sécurité d'un mélange gazeux afin d'empêcher la formation d'une atmosphère explosive, aussi bien que la présence d’oxygène qui pourrait altérer (par oxydation) les caractéristiques du produit stocké dans le réservoir. Le capteur d'oxygène 20 est de préférence un capteur d'oxygène optique ou ampérométrique. Le capteur d'oxygène 20 est adapté pour mesurer une pression partielle d'oxygène Pox et la température. Le capteur de pression 30 est adapté pour mesurer une pression totale Ptot. Le capteur de pression 30 et le capteur d'oxygène 20 sont reliés en communication à l'unité d'évaluation 40 et sont exposés au gaz inerte G de sorte que les capteurs sont aptes à mesurer le gaz inerte G. Par exemple, selon une configuration non représentée, le capteur d'oxygène 20 et le capteur de pression 30 sont directement installés sur le réservoir de traitement 10. L'unité d'évaluation 40 est adaptée à l'évaluation et au traitement des valeurs de mesure déterminées par le capteur d'oxygène 20 et le capteur de pression 30. L'unité d'évaluation 40 présente une unité de sortie 50. L'unité de sortie 50 est adaptée pour déterminer un indicateur d'oxygène Ind basé sur la pression partielle d'oxygène Pox, la pression totale Ptot et la température. De même, l'unité d'évaluation 40 est adaptée pour déterminer un état d'inertisation du réservoir de traitement 10 sur la base de l'indicateur d'oxygène Ind. De préférence, l'unité d'évaluation 40 est adaptée pour fonctionner dans une zone à risque d’explosion. L'unité de sortie 50 comprend par exemple un transmetteur 41 et un ordinateur 42. Le transmetteur 41 est par exemple adapté pour convertir les signaux bruts provenant du capteur d'oxygène 20 en signaux de mesure. Le calculateur 42 est par exemple adapté pour lire la pression partielle d'oxygène Pox et la pression totale Ptot et pour générer des messages d'avertissement. L'unité de sortie 50 comprend de préférence un affichage 51, une sortie de commande 52, une sortie de données 53, un écran 54. L'affichage 51 affiche par exemple la pression partielle d'oxygène Pox, la pression totale Ptot l'indicateur d'oxygène Ind et/ou l'état d'inertage. Des signaux binaires sont de préférence émis à la sortie de commande 52. Par exemple, un indicateur d'alarme est émis à la sortie de commande 52. La sortie de données 53 émet de préférence des données de mesure ou des messages via un protocole HART ou un autre protocole. L'écran 54 affiche de préférence les mêmes données que l'affichage 51. L'écran 54 est placée de préférence dans une zone non soumise à un risque d’explosion. Selon l'exemple de réalisation illustré à la FIG. 1 , le système de surveillance 100 présente une chambre d'essai 11 avec une entrée 12 et une sortie 13. L'entrée 12 et la sortie 13 sont raccordées par voie fluidique au réservoir de traitement 10. Dans ce mode de réalisation, le capteur d'oxygène 20 ainsi que le capteur de pression 30 sont disposés dans la chambre d'échantillon 11. De préférence, une pompe à vide est reliée à la sortie 13 (non représentée). La pompe à vide permet au gaz inerte G d'être introduit en toute sécurité du réservoir de traitement 10 dans la chambre d'échantillonnage 11. Le procédé de surveillance de l'inertage d'une cuve de traitement 10 par un gaz inerte G selon l'invention est décrit ci-après. Tout d'abord, le système de surveillance 100 décrit ci-dessus est mis à disposition. Cela signifie que le système de surveillance 100 est prêt à être utilisé. Le capteur d'oxygène 20 ainsi que le capteur de pression 30 sont reliés à l'unité d'évaluation 40 par des moyens de communication et sont disposés de manière à pouvoir être exposés au gaz inerte G. Comme décrit ci-dessus, le capteur d'oxygène 20 et le capteur de pression 30 sont par exemple placés dans le réservoir de traitement 10 ou dans la chambre d'échantillonnage 11 (voir FIG. 1 ). L'étape suivante consiste à introduire le gaz inerte G dans la cuve de traitement 10, comme le montre la flèche dans la cuve de traitement 10 sur la FIG. 1 . Si l'on utilise une chambre d'essai 11, le gaz inerte G s'écoule également dans la chambre d'essai 11 lors de son introduction par l'entrée 12. Si la sortie 13 comporte une pompe à vide, l'entrée du gaz inerte G dans la chambre d'échantillonnage 11 est assurée à l'aide de la pompe à vide. Ensuite, le capteur d'oxygène 20 détermine la pression partielle d'oxygène Pox. La pression partielle d'oxygène Pox est de préférence mémorisée par l'unité d'évaluation 40. Le capteur de pression 30 détermine ensuite une pression totale Ptot. La pression totale Ptot est de préférence enregistrée par l'unité d'évaluation 40. En outre, l’indicateur d'oxygène Ind est déterminé sur la base de la pression partielle d'oxygène Pox, de la pression totale Ptot. De préférence, l’indicateur d'oxygène Ind prend en compte aussi la température pour effectuer une compensation. L'indicateur d'oxygène Ind comprend le quotient de la pression partielle d'oxygène Pox et de la pression totale Ptot. La pression partielle d'oxygène Pox est en quelque sorte normalisée par la pression totale Ptot. L'étape suivante consiste à émettre un état d'inertage basé sur l'indicateur d'oxygène Ind. Lors de la sortie de l'état d'inertage, un premier message d'alerte est émis lorsque l'indicateur d'oxygène Ind est supérieur à un premier seuil S1 et qu'une première période de temps ta a été dépassée depuis l'introduction du gaz inerte G. Sur la FIG. 2 , cette situation est atteinte au premier moment T1 et l'évolution de l'indicateur d'oxygène Ind est représentée par la courbe C2. La première valeur seuil S1 est une valeur cible définie par l'utilisateur, que le mélange de gaz dans le réservoir de traitement 10 atteint normalement lors d'un inertage normal après la première période ta, qui est également définie par l'utilisateur. La première valeur seuil S1 est par exemple de 0,05 (sans unité de mesure). Si la première valeur seuil S1 n'est pas atteinte après le premier laps de temps ta, le réservoir de traitement 10 n'est probablement pas étanche, ou le gaz prétendument inerte G contient en réalité de l'oxygène. Le premier message d'avertissement signale en particulier un éventuel problème de pureté du gaz inerte G et/ou un éventuel problème d'étanchéité du réservoir de traitement 10. De préférence, un premier message d'alerte est émis lorsque l'indicateur d'oxygène Ind est passé en dessous du premier seuil S1 depuis l'introduction du gaz inerte G et qu'il a dépassé ensuite après une deuxième période de temps tb, c'est-à-dire à un deuxième moment T2 le premier seuil S1 ainsi qu'un deuxième seuil S2 (voir FIG. 2 ). La deuxième valeur seuil S2 est plus élevée que la première valeur seuil S1 et est fixée par l'utilisateur. Par exemple, la deuxième valeur seuil S2 est de 0,1 (sans unité de mesure). Dans ce cas également, il y a soit un problème de pureté du gaz inerte G et/ou un éventuel problème d'étanchéité du réservoir de traitement 10. Si, comme décrit ci-dessus, le système de surveillance 100 comprend une chambre d'échantillonnage 11 avec une entrée 12 et une sortie 13, l'état d'inertage est en outre basé sur la pression totale Ptot. Dans ce cas, un troisième message d'alerte est émis lorsque l'indicateur d'oxygène Ind est passé en dessous du premier seuil S1 et que la pression totale Ptot est passée en dessous du troisième seuil S3 (troisième courbe C3 sur la FIG. 2 ), le troisième message d'alerte signalant notamment une obstruction de l'entrée 12 De préférence, la pression partielle d'oxygène Pox, la pression totale Ptot, la valeur de l'indicateur d'oxygène Ind et l'état d'inertage sont affichés sur l'affichage 51 et/ou délivrés à la sortie de commande 52. L'utilisation d'un indicateur d'oxygène Ind présente un avantage, par rapport à une prise en compte de la pression partielle d'oxygène Pox uniquement. En effet, cet avantage est que lorsque la pression et/ou la température du process varie, la valeur de l’indice d’oxygène exprimé en Pourcentage d’Oxygène par Volume (% Vol O 2 ) reste en permanence fiable. L’opérateur peut ainsi sans aucun problème utiliser directement cette valeur d’indice Ind pour piloter son process d’inertage. Dans le cas contraire sans utilisation de la combinaison de Pox, Ptot et Température, les variations de process et/ou défaut d’inertage ne pourraient pas être interprété avec certitude, car chaque paramètre influence les autres. Cela aurait pour impact de déclencher des seuils de façon erroné. Procédé de surveillance de l'inertage d'une cuve de traitement (10) avec un gaz inerte (G), comprenant les étapes suivantes : - Mettre à disposition d'un système de surveillance (100) avec le récipient de processus (10), un capteur d'oxygène (20), un capteur de pression (30) et une unité d'évaluation (40), dans lequel le capteur d'oxygène (20) et le capteur de pression (30) sont reliés en communication à l'unité d'évaluation (40) et sont disposés en termes de mesure de manière à être adaptés pour être exposés au gaz inerte (G), l'unité d'évaluation (40) comprenant une unité de sortie (50), - Introduire le gaz inerte (G) dans le récipient de traitement (10), - Déterminer une pression partielle d'oxygène (Pox) par le capteur d'oxygène (20), - Déterminer une pression totale (Ptot) par le capteur de pression (30), - Déterminer un indicateur d'oxygène (Ind) sur la base de la pression partielle d'oxygène (Pox) et de la pression totale (Ptot), dans lequel l'indicateur d'oxygène (Ind) comprend le quotient de la pression partielle d'oxygène (Pox) et de la pression totale (Ptot), - Sortir une condition d'inertage basée sur l'indicateur d'oxygène (Ind) de l'unité de sortie (50). Procédé selon la revendication 1, dans lequel un premier message d'alerte est émis comme état d'inertage lorsque l'indicateur d'oxygène (Ind) est supérieur à une première valeur de seuil (S1) et qu'un premier laps de temps (ta) a été dépassé depuis l'introduction du gaz inerte (G), le premier message d'alerte signalant notamment un éventuel problème de pureté du gaz inerte (G) et/ou un éventuel problème d'étanchéité du réservoir de traitement (10). Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel un premier message d'alerte est émis lorsque l'indicateur d'oxygène (Ind) est passé en dessous d'un premier seuil (S1) depuis l'introduction du gaz inerte (G) et a dépassé ensuite après une deuxième période de temps (tb) le premier seuil (S1) ainsi qu'un deuxième seuil (S2), le premier message d'alerte signalant notamment un éventuel problème de pureté du gaz inerte (G) et/ou un éventuel problème d'étanchéité du réservoir de traitement (10). Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système de surveillance (100) comprend une chambre d'échantillon (11) ayant une entrée (12) et une sortie (13), l'entrée (12) et la sortie (13) étant raccordées de manière fluidique au réservoir de traitement (10), et le capteur d'oxygène (20) et le capteur de pression (30) étant disposés dans la chambre d'échantillon (11), l'état d'inertage étant basé en outre sur la pression totale (Ptot) et un troisième message d'avertissement étant émis lorsque l'indicateur d'oxygène (Ind) est passé en dessous d'une première valeur seuil (S1) et que la pression totale (Ptot) est passée en dessous d'une troisième valeur seuil, le troisième message d'avertissement signalant en particulier une obstruction de l'entrée (12). Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel l'unité de sortie (50) comporte au moins un affichage (51) et/ou au moins une sortie de commande (52) et l'état d'inertage est affiché sur l'affichage (51) et/ou est délivré sur la sortie de commande (52). Système de surveillance (100) pour surveiller un inertage avec un gaz inerte, comprenant : Un réservoir de traitement (10), Un capteur d'oxygène (20), Un capteur de pression (30), Une unité d'évaluation (40) avec une unité de sortie (41), en ce que le capteur d'oxygène (20) et le capteur de pression (30) sont reliés par communication à l'unité d'évaluation (40) et sont exposés par mesure au gaz inerte (G), en ce que le système de surveillance (100) est apte à mettre en œuvre le procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes. Système de surveillance (100) selon la revendication 6, dans lequel le système de surveillance (100) comprend une chambre d'échantillon (11) avec une entrée (12) et une sortie (13), dans lequel l'entrée (12) et la sortie (13) sont raccordées de manière fluidique au réservoir de traitement (10) et le capteur d'oxygène (20) ainsi que le capteur de pression (30) sont disposés dans la chambre d'échantillon (11). Système de surveillance (100) selon la revendication 7, dans lequel une pompe à vide est reliée à la sortie (13).