INPI-France/Brevets-Francais-2024-Chunked huggingface dataset:
En référence à la , pour mettre en œuvre le procédé de mesure, le nécessaire de mesure 10 comporte un drone 22 de collecte de données représentatives de teneurs en au moins un gaz, de préférence en au moins deux gaz, à une pluralité de positions dans l’atmosphère, à l’écart de la source 14.
Le nécessaire 10 comprend en outre un système de calcul 24, propre à mettre en œuvre une méthode de calcul d’un flux du ou de chaque gaz émis par la source 14 dans l’atmosphère, à partir des données représentatives de teneurs en chaque gaz dans l’atmosphère mesurées par le drone 22.
Le drone 22 est propre à réaliser les mesures nécessaires à la collecte de données représentatives des teneurs en au moins un gaz présent dans le panache 16, à l’écart de la source 14. Il comporte un châssis 30, un ensemble de propulsion 32, propre à permettre le décollage du châssis 30 au-dessus et à l’écart du sol et son déplacement en vol dans l’atmosphère au-dessus du sol.
Le drone 22 comporte en outre un ensemble de mesure 34, un ensemble 36 de commande de l’ensemble de mesure 34 et de préférence, un système de télétransmission 38.
En référence à la , l’ensemble de propulsion 32 comporte une pluralité d’organes de propulsion 32A, qui sont ici des hélices entraînées en rotation par un moteur.
L’ensemble de propulsion 32 comporte en outre une source d’énergie 32B formée ici par une batterie et un système 33 de localisation et de commande du déplacement du drone 22 dans l’atmosphère.
Dans cet exemple, le drone 22 est un drone multi rotor à voilure tournante. Il est dépourvu d’ailes, sa portance étant assurée par l’ensemble de propulsion 32.
Le drone 22 est par exemple un drone quadricoptère à voilure tournante, notamment un drone DJI M200 commercialisé par la société DJI.
En variante, le drone 22 est un drone (par exemple commercialisé sous l’appellation Tundra par la société Hexadrone), muni d’un système de navigation automatique, propre à voler de manière autonome. Un tel drone est alors propre à gérer de manière autonome la sécurité du vol, notamment en ce qui concerne le domaine de vol autorisé, et la gestion du traffic et des obstacles.
L’ensemble de propulsion 32 comporte une pluralité d’hélices rotatives autour d’axes sensiblement verticaux. Par « sensiblement verticaux », on entend généralement que les axes de rotation des hélices sont inclinés de moins de 30° par rapport à la verticale.
Lorsque les moteurs des hélices sont alimentés électriquement par la batterie, les hélices sont entraînées en rotation autour de leur axe, entraînant un flux d’air descendant.
Néanmoins, après de multiples essais, il a été constaté par la demanderesse que le dispositif de détection de fuite peut présenter certaines déficiences ou une diminution de sa capacité de détection de fuite, du fait même de cette recherche d’allégement du dispositif associé à une forme très allongée du dispositif et donc de sa chambre de détection.
De telles déficiences ou imprécisions du dispositif de détection de fuite apparaissent en particulier lorsque les membranes, sur lesquelles reposent ledit dispositif, présentent un état de surface médiocre (mauvaise planéité), lorsque la ligne de soudure est localement plus épaisse ou large qu’habituellement ou encore du fait que la pompe à vide n’est pas très performante.
En effet, l’équipement d’analyse du dispositif de détection de fuite fonctionne correctement lorsque l’on atteint un niveau de vide minimum, de manière homogène, sur toute la longueur de la chambre de détection. Pour ce faire, il est impératif de garantir une parfaite étanchéité de la chambre de détection.
Une idée à la base de l’invention est de proposer une cloche de détection et un dispositif de détection de fuite permettant de tester l’étanchéité d’une membrane étanche d’une cuve qui soit fiable et facilement utilisable dans la cuve.
Plus particulièrement, la présente invention vise à proposer un dispositif de détection de fuite fonctionnant parfaitement quelles que soient toutes ces contraintes d’équipements et de dimensionnements ainsi que les multiples aléas d’environnement. Il doit être noté ici qu’une cuve étanche et thermiquement isolante classique, par exemple celle équipant un LNGC (pour « Liquid Natural GAS Carrier »), comprend plus de mille membranes soudées entre elles, soit l’équivalent de plusieurs kilomètres de lignes de soudure, ou cordons, dont il est impératif de vérifier l’étanchéité.
La demanderesse entend remédier aux lacunes du processus de détection et des équipements actuels en proposant un dispositif de test d’étanchéité d’une membrane qui soit parfaitement fiable, simple et rapide à mettre en œuvre.
Après diverses expériences et essais, la demanderesse a ainsi mis au point une cloche de détection de fuite pour détecter une fuite sur une zone de test d’une membrane d’étanchéité d’une cuve étanche et thermiquement isolante, la cloche de détection de fuite étant configurée pour évoluer entre un état initial et un état de service, la cloche de détection de fuite comprenant :
- un corps principal, s’étendant selon un axe longitudinal L et s’élevant selon un axe vertical V, perpendiculaire à l’axe longitudinal L, destiné à être disposé sur la zone de test ;
- un joint d’étanchéité lié au corps principal et configuré, dans son état de service, pour définir une chambre de détection entre le corps principal et la zone de test, le joint d’étanchéité comportant une lèvre d’étanchéité périphérique présentant un contour fermé pour entourer la zone de test ;
la cloche de détection de fuite étant caractérisée en ce qu’elle comprend un premier élément de maintien, ledit premier élément de maintien étant disposé sur le joint d’étanchéité et formant un contact surfacique avec une portion du joint d’étanchéité placé autour du corps principal.
Selon l’invention, les dénominations « longitudinale », « transversale » et « verticale » se réfèrent à l’orientation de la cloche de détection. Un axe longitudinal L, d’un repère L, V, T, correspond à un axe principal d’allongement de la cloche de détection. Un axe transversal T du repère L, V, T correspond à un axe perpendiculaire à l’axe longitudinal L. Enfin, un axe vertical V du repère L, V, T correspond à un axe perpendiculaire à l’axe longitudinal L et l’axe transversal T.
Selon un mode de réalisation de l’invention, la cloche de détection de fuite comprend au moins un deuxième élément de maintien, chacun des au moins un deuxième élément de maintien étant situé sur une extrémité du joint d’étanchéité selon l’axe longitudinal L.
Préférentiellement, la cloche de détection comprend deux deuxièmes éléments de maintien, lesdits deux deuxièmes éléments de maintien étant chacune situées à une extrémité distincte de la cloche de détection.
Avantageusement, le joint d’étanchéité comprend des échancrures espacées entre elles le long de l‘axe longitudinal L, et la cloche de détection de fuite comprend au moins un troisième élément de maintien, chacun des au moins un troisième élément de maintien étant disposé sur une portion du joint d’étanchéité placé autour du corps principal sur une desdits échancrures et formant un contact surfacique avec ladite portion du joint d’étanchéité placé autour du corps principal sur une desdits échancrures.
Selon une caractéristique de l’invention, la cloche de détection de fuite comprend au moins un parmi un premier, un deuxième et un troisième élément d’appui configuré pour se translater le long d’un axe parallèle à l’axe vertical V quand la cloche de détection évolue entre l’état initial et l’état de service, de façon à venir en butée contre la lèvre d’étanchéité dans l’état de service.
Avantageusement, le premier élément d’appui comprend deux lames situées de part et d’autre du corps principal, entre le premiers élément de maintien et la lèvre d’étanchéité.
L’unité de recueil de données est raccordée au système de télétransmission 38 pour permettre l’export des données vers le système de calcul 24, lors du vol du drone ou après le vol du drone.
Selon l’invention, l’unité de commande 42 est positionnée dans le drone 22, ou est au moins partiellement déportée par rapport au drone 22.
En référence à la , elle comporte généralement au moins un calculateur comportant au moins un processeur 54, et au moins une mémoire 55 contenant des modules logiciels propres à être exécutés par le processeur 54. En variante, le calculateur comporte des composants logiques programmables ou des circuits intégrés dédiés, destinés à réaliser les fonctions des modules qui seront décrits ci-après.
En particulier, selon l’invention, la mémoire 55 de l’unité de commande 42 comporte un module 56 d’acquisition et/ou de calcul d’un plan de vol initial décrivant une surface de mesure initiale, un module 57 de correction de trajectoire lors de l’exécution du plan de vol initial, et/ou un module 58 de correction de trajectoire après l’exécution du plan de vol initial, les modules 57, 58 étant destinés à engendrer un plan de vol modifié suivant une surface de vol modifiée à partir de mesures effectuées de données représentatives de teneur lors de la mise en œuvre du plan de vol initial.
Dans un mode de réalisation, comme décrit plus bas, le module d’acquisition 56 est avantageusement configuré pour acquérir des données de positionnement de la source 14, notamment de coordonnées géographiques de la source 14, et des données de direction de vent, notamment d’angle de la direction du vent par rapport à la source 14. Il est propre également à acquérir ou/et à calculer des données de hauteur et de largeur maximales supposées du panache 16.
Le module d’acquisition 56 est également configuré pour définir la trajectoire initiale suivant le plan de vol initial incluant la largeur des segments de mesure, leur hauteur et leur écartement.
Le module de correction de trajectoire 57 lors de l’exécution du plan de vol initial est destiné à permettre la saisie de l’ensemble d’une section du panache 16.
A cet effet, il est configuré, lors de la mise en œuvre de chaque segment de mesure de la trajectoire initiale, à recueillir les données représentatives de teneur mesurées par l’ensemble de mesure 34, et après chaque mesure, à comparer la valeur obtenue pour la donnée représentative de teneur, à une valeur seuil de niveau de fond, correspondant à une détection d’une teneur non significative du gaz que l’on mesure
Le niveau de fond est défini pour chaque gaz dont on cherche à mesurer la teneur. Il correspond donc par exemple pour le méthane à une concentration d’environ 2 ppm.
En variante, comme décrit dans la demande de brevet FR3109217, le niveau de fond est déterminé pour chaque ligne 50, par le calcul d’une valeur statistique, par exemple la moyenne, de teneurs mesurées sur la ligne 50, puis l’élimination des teneurs situées au-dessus de la valeur moyenne, et la répétition des étapes précédentes jusqu’à ce que la différence entre deux valeurs moyennes successives soit inférieure à un seuil de convergence.
A chaque mesure d’une donnée représentative de teneur, tant que la valeur de la donnée représentative est supérieure à la valeur seuil de niveau de fond, le module de correction de trajectoire 57 déplace le drone 22 sur le segment de mesure pour effectuer une nouvelle mesure d’une donnée représentative de teneur sur le même segment de mesure à une position adjacente à la position qui vient d’être mesurée.
Ceci est le cas en particulier si la donnée représentative à une extrémité 51 du segment de mesure initial 50A prévu dans le plan de vol initial présente une valeur supérieure à la valeur seuil de niveau de fond.
En référence à la , le module de correction de trajectoire 57 définit une trajectoire modifiée qui prolonge le segment de mesure initial 51 sur un tronçon 51A au-delà de l’extrémité 51 du segment de mesure initial 50A, tant que la valeur de donnée représentative de teneur est supérieure à la valeur seuil de niveau de fond.
Au contraire, si au moins une donnée représentative de teneur mesurée est inférieure à la valeur seuil de niveau de fond, de préférence, si une pluralité de données représentatives de teneur successives sont inférieures à la valeur seuil de niveau de fond, alors le module de correction de trajectoire 57 est configuré pour stopper le déplacement du drone 22 sur le tronçon 51A et arrêter la prise de mesure par l’ensemble de mesure 34 sur ce segment de mesure 50A.
Ceci définit ainsi une nouvelle extrémité latérale 51B du segment de mesure 50A modifié par l’ajout du tronçon 51A.
Le module de correction de trajectoire 57 est alors configuré pour déplacer le drone 22 verticalement suivant un segment de connexion 52 pour atteindre une altitude différente, et parcourir un nouveau segment de mesure 50B adjacent au segment de mesure 50A précédent.
La est une vue en coupe d'un mode de réalisation du dispositif de détection et de localisation par drones de réseaux de canalisations enterrées.
Description de l’invention : L'invention concerne un dispositif (1000) de détection et de localisation par drones de réseaux de canalisations enterrées.
Le dispositif (1000) de détection et de localisation par drones de réseaux de canalisations enterrées, est équipé d'un émetteur électromagnétique ME qui génère un champ électromagnétique.
Le dispositif (1000) de détection et de localisation par drones de réseaux de canalisations enterrées, est équipé d’un récepteur électromagnétique MR qui détecte le champ électromagnétique.
Le dispositif (1000) de détection et de localisation par drones de réseaux de canalisations enterrées, est équipé d’un microprocesseur qui analyse l’intensité du courant induit et son décalage de phase et permet de donner la profondeur, la taille et la conductivité de la canalisation enterrée dans le sous-sol.
Compte tenu de la spécificité des canalisations rencontrées et de la nature potentielle des sols dans lesquels les canalisations sont enterrées, les fréquences d’utilisation de l’émetteur et du récepteur peuvent être soit dans la gamme des basses fréquences par exemple quelques dizaines de kHz soit dans la gamme des très hautes fréquences par exemple GHz ou THz.
L'évolution de l'intensité du champ électromagnétique est détectée au moyen d'un capteur de champ magnétique MR qui est fixé au drone. Le drone suit le maximum du signal électromagnétique à une hauteur de vol prédéterminée et se positionne dans chaque cas à une distance définie de la génératrice supérieure de la canalisation enterrée. Par conséquent, le mouvement de cette génératrice amène également le drone à suivre le parcours de la canalisation.
L'emplacement et le parcours de la canalisation sont déterminés à partir de la position du drone qui est déterminée en permanence à l'aide d’un système de navigation par satellites, et de la distance entre la génératrice supérieure et le drone, ladite distance étant déterminable à partir du parcours de l'intensité du champ électromagnétique.
Des antennes, sont par exemple concevables comme source électromagnétique.
Des bobines magnétiques sont par exemple concevables comme source magnétique.
Il est avantageux d'utiliser une bobine à laquelle un courant alternatif est appliqué comme source magnétique pour générer un champ magnétique alternatif à une signature de fréquence imposée de sorte qu'il est possible d'identifier des signaux parasites. Il convient à cet effet que la fréquence et l'intensité du champ électromagnétique soient adaptées aux caractéristiques de la canalisation afin que les courants de Foucault qui y sont induits soient minimaux.
Il est également possible de configurer le champ magnétique comme un champ constant auquel est superposé un champ alternatif. En effet, il est possible d'améliorer la perméabilité en champ alternatif des matériaux magnétiques en superposant ledit champ alternatif à un champ constant qui sature magnétiquement le matériau en un point correspondant.
Il peut également être avantageux d'équiper le drone d'une pluralité de capteurs de champ électromagnétique et de disposer lesdits capteurs par exemple sous la forme d'une croix ou d’un rectangle.
Un autre mode de réalisation avantageux de l'invention prévoit que le champ électromagnétique est également utilisé pour détecter des points faibles dans l'enveloppe de la canalisation ou pour détecter des irrégularités dans le sol se trouvant au-dessus de ladite canalisation.
Un avantage du dispositif selon l'invention résident en particulier dans la grande précision lors de la détermination de la position, surtout dans le cas de longues canalisations, grâce à l'élimination du comportement de dérive de mesure par pig.
Un autre avantage du dispositif selon l'invention réside également dans le bas coût de mise en œuvre.
Les techniques actuelles d’inspection sont généralement visuelles et effectuées par des opérateurs humains, et sont affectés par l’acuité visuelle de l’opérateur ainsi que de l’éclairage disponible et de son orientation. En particulier, la plupart des inspections s’effectuent en extérieur ou dans des tunnels car directement sur le câble en fonctionnement, ce qui entraîne des différences importantes d’éclairage en fonction de l’horaire, des conditions météorologiques, de la saison, etc. La précision de l’inspection est en outre fortement liée au savoir-faire de l’opérateur humain et de la transmission de ce savoir-faire.
Les inventeurs ont cherché une solution pour permettre d’améliorer l’inspection des profilés métalliques tels que les câbles ferroviaires, en particulier les fils de contact comprenant une surface de contact, en fournissant une solution d’assistance à cette inspection.
Objectifs de l’invention L’invention vise à fournir un dispositif d’inspection et un procédé d’inspection de profilés métalliques, en particulier de câble ferroviaire.
L’invention vise en particulier à fournir, dans au moins un mode de réalisation, un dispositif d’inspection permettant de fournir une information précise sur les éventuelles dégradations du profilé, notamment dues à la fissuration par fatigue, dans n’importe quelle condition d’éclairage, conditions météorologiques et horaire.
L’invention vise aussi à fournir, dans au moins un mode de réalisation de l’invention, un dispositif d’inspection facilitant la détection de dégradations par un opérateur humain.
Pour ce faire, l’invention concerne un dispositif d’inspection de profilé métallique s’étendant dans une direction préférentielle longitudinale, en particulier d’inspection de câble ferroviaire, configuré pour l’inspection d’une portion de surface du profilé s’étendant le long de la direction longitudinale, caractérisé en ce qu’il comprend : une sonde à courants de Foucault configurée pour générer un champ magnétique susceptible de générer des courants induits dans le profilé métallique et de mesurer le champ magnétique généré par les courants induits, des moyens de maintien d’un entrefer entre la sonde à courants de Foucaults et la portion de surface à inspecter, des moyens de guidage configurés pour guider le dispositif d’inspection lors d’un déplacement longitudinal de celui-ci le long du profilé métallique.
Un dispositif selon l’invention permet donc de faciliter l’inspection des profilés grâce à l’utilisation d’une sonde à courants de Foucaults et l’association de cette sonde aux moyens de maintien de l’entrefer et aux moyens de guidage permettant de déplacer le dispositif d’inspection sur la portion de surface du profilé à inspecter.
L’utilisation de la sonde à courants de Foucault permet l’inspection du profilé selon n’importe quelles conditions d’éclairage (luminosité, direction d’éclairage) et conditions météorologiques, tout en limitant la nécessité de faire appel à l’acuité visuelle de l’opérateur humain réalisant l’inspection.
Les signaux provenant de la sonde à courants de Foucault peuvent être visualisés sur un écran déporté. Alternativement ou en complément, ces signaux peuvent être traités en amont par un dispositif informatique et/ou électronique, notamment pour faciliter la lecture par un opérateur humain et/ou fournir une interprétation des signaux, et potentiellement détecter automatiquement une dégradation, en particulier les dégradations notamment dues à la fissuration par fatigue.
L’entrefer est maintenu par les moyens de maintien de l’entrefer et permet de garantir un espacement continu d’air entre la sonde à courants de Foucault et la portion de surface de profilé à inspecter, de sorte à permettre d’identifier les variations de champ magnétique induit dus à des irrégularités dans la surface inspectée. En effet, l’intensité du champ magnétique induit par la sonde à courants de Foucault varie selon la valeur de l’entrefer ou lorsqu’une déformation (fissure, impact, etc.) est détecté, ce qui nécessite de fixer l’entrefer pour détecter les déformations dans le cadre de la procédure d’inspection. L’entrefer dépend de la sonde à courants de Foucault utilisée, et peut être par exemple proche de 0,5 mm. Le maintien de l’entrefer permet également de préserver la sonde à courants de Foucault d’une usure prématurée.
Le dispositif d’inspection selon l’invention est particulièrement adapté à l’inspection de câbles ferroviaires, en particulier des fils de contact (ou fils rainurés) caténaire susceptibles d’entrer en contact avec un pantographe d’un véhicule ferroviaire et donc de se dégrader au fil du temps. En particulier, le dispositif d’inspection selon l’invention n’est pas affecté par les conditions d’éclairage et météorologiques et est donc particulièrement adapté pour des inspections sur les voies ferroviaires en extérieur ou dans des tunnels, ou également pour des inspections nocturnes permettant de limiter l’impact de l’inspection sur le trafic ferroviaire principalement diurne. En outre, il est adapté pour permettre l’inspection du câble en place sur l’infrastructure ferroviaire, maintenu par des câbles porteurs, notamment car il ne nécessite pas d’entourer le profilé. Le dispositif d’inspection selon l’invention peut être utilisé notamment pour l’inspection du plat d’usure, qui est la partie inférieure des fils de contact caténaire, en particulier de type fil rainuré rond ou méplat de section 150mm², en particulier équipant les lignes à grande vitesse, notamment sur le réseau ferroviaire français.
Le dispositif d’inspection peut être utilisé manuellement par un opérateur humain ou être agencé sur un bras robotisé permettant une manipulation automatique.
Pour éviter toute interférence avec la sonde à courants de Foucault, les composant du dispositif d’inspection qui sont de préférence à une distance inférieure à 40 mm de la sonde à courants de Foucault, ou alternativement inférieure à 50 mm de la sonde à courants de Foucault, sont amagnétiques, de préférence non-métalliques.
En particulier, les composants du dispositif d’inspection hors sonde à courants de Foucault peuvent avantageusement être fabriqués en plastique, de préférence en résine photopolymère, de préférence fabriquée par fabrication additive.
Avantageusement et selon l’invention, les moyens de guidage comprennent au moins deux roues à gorge, agencées de part et d’autre de la sonde à courants de Foucault, chaque gorge étant conformée à la portion de surface de profilé à inspecter.
Selon cet aspect de l’invention, les roues à gorge sont conçues pour faciliter le déplacement du dispositif d’inspection sur le long du profilé, et permettent ainsi de faciliter l’inspection par un opérateur humain ou robotisé. La présence des roues de part et d’autre de la sonde à courants de Foucault permet de stabiliser la position de la sonde et facilite son maintien en position perpendiculaire à la portion de surface du profilé à inspecter, en tout point du profilé pendant l’inspection.
Le système de localisation et de commande 33 comporte un capteur de position 40, notamment un GPS et/ou une centrale inertielle. Il comprend en outre une unité de commande 42, propre à piloter le déplacement du drone 22 le long d’une trajectoire définissant une surface de mesure comprenant des segments parallèles de mesures connectés entre eux par des segments de connexion.
De préférence, pour la mise en œuvre du procédé de mesure, le drone 22 est propre à effectuer chaque plan de vol suivant un déplacement en échelle rampante, telle qu’illustré par la .
Dans ce cas, la surface de mesure est contenue dans un plan et les segments de mesure et les segments de connexion sont des lignes droites 50.