Grand succès avec des corrélations sur des conduites de grand diamètre en Australie

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L'AQUASCAN TM localise des fuites sure des distances de plus que 1 km à Sydney.

L’Aquascan TM (pour canalisation principales) de Gutermann a récemment été utilisé pour  procéder à une série de corrélations de haute volée lors d’essais ayant eu lieu à Sydney, en Australie. Le service des eaux de Sydney a mis à disposition  une canalisation principale en acier DE de 1km 200  et de 600 mm pour une batterie de tests  réalisés pour en évaluer les performances. Les tests ont été mis en œuvre  par Véolia Eau et le service des eaux de Sydney avec une assistance sur site  assurée par ADS Environmental.

Les performances à la fois des accéléromètres et des hydrophones ont été évaluées pendant ces essais. L’installation d’accéléromètres s’avère beaucoup plus facile et est la solution privilégiée en l’absence de raccordements. Pour mettre en place un capteur d’accéléromètre, il vous faut avoir accès aux canalisations, afin de procéder à une fixation magnétique. Pour pouvoir avoir recours à des hydrophones, un raccordement doit être effectué sur la canalisation principale, de façon à ce que le capteur puisse être en contact avec la colonne d’eau.

Deployment Area
Measurement 1

Vous pourrez remarquer sur la carte dans la figure 1 que lorsqu’un  capteur est installé à un point « A », il se trouvera tout près de l’une des autoroutes les plus fréquentées de Sydney, ce qui génère un grand nombre de bruits de fond ambiants de basse fréquence. Il y a de fortes chances que ce bruit de fond noie les sons produits par la fuite et rende la corrélation impossible pendant les heures de pointe. Si tel est le cas, les essais doivent être effectués de nuit.

La piqûre de corrosion a été simulée au point « B » en plaçant un capuchon sur la vanne comportant un petit trou d’environ 1 mm de diamètre percée dans le capuchon. La vanne d'affouillement a été utilisée pour servir de simulation de fuite  à un point « D » : pour engendrer une fuite d’1 litre/seconde, elle a été ouverte de deux tours,  pour créer une fuite de 0,3 litre/seconde, elle  a été ouverte d’un demi-tour. 

La 1ère mesure correspond à une fuite simulée sur une conduite en acier DE de 600 mm sur une distance de  746 mètres, et la fuite est simulée en activant une vanne d’affouillement pour entraîner une fuite d’1litre/seconde.  Des hydrophones ont été utilisés dans cette corrélation et la crête de corrélation très précise obtenue  a permis d’identifier instantanément l’emplacement de la fuite qui se situait à 248,3 mètres du capteur « A » et à 317,7 mètres du capteur « B ». Le corrélateur s’est arrêté sur cette crête après 15 secondes environ, en donnant un résultat quasi instantané. La véritable distance d’affouillement est de 426 mètres par rapport au capteur « A » et  de 310 mètres par rapport au capteur « B ». La distance précise reste à confirmer. Le schéma indique une distance de 736 mètres, bien que la distance enregistrée dans le corrélateur fût de 746 mètres, ce qui constitue une erreur de 10 mètres.

mesure n°2

La mesure n°2 correspond à une simulation de fuite sur une conduite en acier DE sur une distance de  746 mètres, et la fuite est simulée en activant une vanne d’affouillement pour générer une fuite d’1 litre/seconde. Des capteurs accéléromètres  ont été utilisés  dans cette  corrélation et la crête de corrélation très précise obtenue  a permis d’identifier instantanément l’emplacement de la fuite qui se situait à 248,3 mètres du capteur « A » et de 317,7 mètres du capteur « B ». La véritable position d’affouillement est distante de 426 mètres du capteur « A » et de 310 mètre du capteur « B ». La différence entre les corrélations enregistrées lors de la mesure 1 et de la mesure 2 se situe dans le fait que la mesure 1 utilise des capteurs hydrophones, alors que la mesure 2 utilise des capteurs accéléromètres. Il est nécessaire d’effectuer un raccordement sur la canalisation principale pour utiliser des hydrophones, puisque qu’ils mesurent effectivement le son et la pression à l’intérieur de la colonne d’eau, tandis que les capteurs accéléromètres se connectent grâce à un aimant sur la paroi de la canalisation, afin de déceler le bruit de fuite qui circule dans la conduite. Grâce au succès retentissant des mesures n°1 et n° 2, la distance a été poussée à 1 226 mètres et le débit de la fuite a été réduit à 0,3 litre/seconde.

mesure n°3
mesure n°4

La mesure n°3 montre la corrélation obtenue avec des hydrophones, tandis que la n°4 l’a été avec des accéléromètres. La fuite a été repérée grâce aux hydrophones lors de la mesure n°3 et une crête de très grande qualité  a permis de reporter de façon précise  l’emplacement de la fuite. Cette fuite est simulée grâce à une vanne de vidange avec  un écoulement de 0.03 litre/seconde.

La mesure n°4 montre l’emplacement de la fuite corrélée en utilisant des capteurs accéléromètres. Des filtres ont dû être ajoutés pour améliorer la forme de la crête indiquant la position de la fuite et la crête s’impose beaucoup moins bien que la corrélation obtenue avec les hydrophones. Les accéléromètres ont enregistré un éventail relativement plus élargi de bruits, lesquels bruits de fond contribuant à noyer les bruits engendrés par la fuite. Le fait que le capteur « A » se situait à toute proximité de « Liverpool Road », l’une des artères les plus empruntées de Sydney, n’a pu qu’augmenter l’intensité du bruit de fond. Si cette corrélation avait été effectuée de nuit, quand la circulation est moindre, nous aurions pu nous attendre à une corrélation de bien meilleure qualité. 

Pour mettre à l’épreuve l’équipement et le pousser dans des conditions extrêmes, une nouvelle simulation de fuite a été effectuée après avoir placé un raccordement sur une conduite principale en acier ED de 600 mm  avec un tuyau en plastique présentant une fuite de 5 litres/seconde, qui n’a pas pu être détectée par les hydrophones ou les accéléromètres sur toute la distance de 1 226 mètres. La mesure n°5 montre la corrélation de piètre qualité à environ 50 mètres de l’emplacement réel de la fuite : cette mesure a été prise avec des hydrophones.

Le capteur « B » a ensuite été déplacé pour obtenir une distance globale de 220 mètres pour une fuite de la taille d’une tête d’aiguille d’environ 1 mm de diamètre et laissant passer environ 8 litres à la minute. Le résultat positif de cette corrélation est montré  par la mesure  n°6 : un peu de filtrage a été réalisé pendant la corrélation, lequel a permis de trouver la fuite au bout d’environ 30 secondes. L’éloignement affiché de 100,1 mètre du capteur « A » et de 113,9 du capteur « B » est réputé être exacte à 1 000 mm près.

mesure n°5
mesure n°6
mesure n°7

La mesure n°7 montre la même corrélation de la fuite avec des hydrophones. Les hydrophones ont enregistré les bruits intenses de la circulation à proximité du capteur « A », et ce n’est qu’après être passé en mode « suppression de la crête » pour supprimer cet excès de bruit que nous avons pu révéler une corrélation relativement précise avec une crête de piètre qualité indiquant la position de la fuite à 5 mètres de cette dernière. Les hydrophones sont réglés sur des fréquences plus basses que les accéléromètres : ils enregistrent donc le bruit à basse fréquence de la circulation, plutôt que la fuite de la taille d’une tête d’épingle émettant des bruits à haute fréquence. La crête qui devait être supprimée  semble être en réalité une fuite très proche du capteur « A ». Au départ, nous pensions qu’il s’agissait du bruit de la circulation, mais après analyse à l’aide d’un combiné de détection des fuites du modèle « Aquascope 3 », il apparaissait qu’il s’agisse d’une véritable fuite.

La fuite au point « B» a été colmatée, des corrélations complémentaires ont été réalisées pour nous donner des résultats faisait apparaître une fuite se situant entre 4 et 6 mètres du capteur « A » dans la direction du « B » (voir la corrélation ci-dessous.) La conduite principale a ensuite été sondée et nous avons eu recours à un Aquascope 3 pour procéder à une écoute là  où la corrélation indiquait la présence d’une fuite. Il était évident que l’on entendait une fuite, dont nous aurons les caractéristiques en creusant.  La longueur de la corrélation a été diminuée et le capteur « B » a été déplacé vers le point « B », où la fuite a été simulée à l’origine. Une corrélation a été effectuée  pour donner une distance de 6 mètres par rapport au capteur « A », comme vous le constaterez ci-dessous. Nous pensions qu’il s’agissait éventuellement d’une corrélation hors cadre en raison de sa grande proximité par rapport au capteur, mais avec la conformation qui nous a été donnée par l’ Aquascope 3, tous les indices laissaient à penser qu’il s’agissait bien d’une fuite.

Conclusion

Le corrélateur de canalisation générale a permis de localiser les fuites sur la vanne d’affouillement à des débits d’1 litre ou de 0.03 litre par seconde sur des distances de 746 mètres et de 1 226 mètres,  avec à la fois des capteurs accéléromètres et  des hydrophones pendant la journée.

l a été remarqué que les hydrophones se sont avérés plus efficaces en ce qui concerne la fuite simulée sur la vanne d’affouillement, tandis que l’inverse s’est produit pour ce qui est des accéléromètres et de la simulation de la fuite de la taille d’une tête d’épingle. Il a été donné de constater également que le bruit de la circulation perturbait davantage les capteurs hydrophones que les accéléromètres. Ces constations était prévisibles, dans la mesure où les hydrophones fonctionnent à très basses fréquences, dont la gamme de fréquences du bruit de la circulation, et que les capteurs accéléromètres opèrent sur un éventail beaucoup plus élargi de fréquences, dont les fréquences élevées d’une fuite de la taille d’une tête d’aiguille.

Tant les accéléromètres que les hydrophones se sont révélés efficaces pour déceler les fausses fuites sur la vanne de vidange sur des distances de 1 226 mètres. Toutefois, des améliorations doivent être réalisées sur le matériel pour détecter des fuites de la taille d’une tête d’épingle. J’estime personnellement que le corrélateur aurait décelé ces fuites si minimes la nuit, quand le bruit  de la circulation s’était atténué .

Les corrélateurs acoustiques de fuites déterminent l’emplacement d’une fuite avec une marge d’erreur habituelle de l’ordre de 2 mètres. La diversité des joints utilisés et les différences dans le procédé de fabrication des conduites entraînera toujours une petite variation de la vitesse de calcul de l’endroit où se trouve la fuite et le résultat s’avèrera toujours plus précis quand la fuite se trouve à proximité du centre. Une fois que la fuite a été localisée grâce au corrélateur pour canalisation principale, celle-ci doit être circonscrite à l’aide d’un micro de sol ou d’une canne d’écoute électronique fournis avec l’Aquascope 3. Le microphone de son sera plus performant sur des fuites de basses fréquences, alors que la canne d’écoute électronique  sera plus efficace sur fuites à hautes fréquences. Suivez le cheminement de la canalisation, en faisant des écoutes  acoustiques à 10 mètres de part et d’autre de l’endroit où se situe la fuite et à des intervalles de 750 mm pour localiser le point où le niveau de son est le plus élevé, ce qui pourrait s’avérer être l’emplacement même de la fuite.

Il a été d’un certain intérêt de constater que le corrélateur standard Gutermann 610 était également capable de localiser avec exactitude bon nombre de ces fuites, dont la corrélation sur 1 226 mètres, démontrant une nouvelle fois  pourquoi beaucoup de gens le considèrent comme le meilleur corrélateur au monde.