La recherche de fuites

1. La recherche de fuites Présenté par Nathalie Periche, ing. Aqua Data inc.

2. Contenu de la présentation 1) Objectifs 2) Différence entre un bris et une fuite 3) Méthodes de recherche et de localisation de fuites 4) Estimation du débit des fuites 5) Références pratiques

3. Objectifs Minimiser le délai entre l’apparition et la réparation d’une fuite afin de : • économiser l’eau et les coûts associés • éviter la dégradation de la chaussée et autres infrastructures adjacentes par le lessivage du sol autour de la fuite • réduire les volumes d’eau acheminés dans les égouts (estimé à 30 % du volume de la fuite) • effectuer les travaux de réparation selon une planification et non en urgence

4. Différence entre un bris et une fuite Bris : Fuite qui apparaît en surface. Il n’est pas nécessaire de la rechercher, il ne reste qu’à la localiser précisément pour la réparer. Fuites : Fuites souterraines ou non apparentes en surface. L’AWWA estime que le délai moyen entre la naissance de la fuite et son apparition en surface est de 2 ans.

5. Méthodes de recherche et de localisation de fuites 1) Écoute sur les accessoires du réseau (bornes d’incendie, vannes, services) 2) Balayage au corrélateur acoustique 3) Isolation de secteurs et sous-secteurs 4) Combinaison des méthodes précédentes 5) Essais sous pression 6) Injection de gaz

6. Méthodes de recherche et de localisation de fuites 1) Écoute sur les accessoires du réseau (bornes d’incendie, vannes, services) Équipements • « Cornet à pépère » • Géophones • Terraphones • Amplificateurs acoustiques Objectif : cibler les secteurs à possibilité de fuites en peu de temps (écoute de 150 à 200 points par jour). Le dépisteur recherche principalement le bruit de la vibration de l’orifice de la fuite dans la conduite. Le PVC ne transmet pas ce bruit.

7. Méthodes de recherche et de localisation de fuites 1) Écoute sur les accessoires du réseau (bornes d’incendie, vannes, services)

8. Méthodes de recherche et de localisation de fuites 2) Balayage au corrélateur acoustique Équipements • Corrélateur acoustique • Roue à mesurer • Clefs de bornes d’incendie et de vannes • Géophones • Localisateur de conduites • Hydrophones si conduites en PVC Objectif : Ausculter chaque tronçon de conduite normalement compris entre deux bornes d ’incendie (ou autres accessoires), afin d’identifier toute fuite sur le réseau.

9. Méthodes de recherche et de localisation de fuites 2) Balayage au corrélateur acoustique (suite) Deux types de capteurs sont utilisés : • l’accéléromètre, qui capte les signaux transmis par les parois des conduites • l’hydrophone, qui capte les signaux transmis dans l’eau

10. Méthodes de recherche et de localisation de fuites 2) Balayage au corrélateur acoustique (suite) Principe de la corrélation acoustique : Deux capteurs piézo-électriques sont placés aux extrémités du tronçon ausculté. Ces capteurs vont recevoir les vibrations induites par la fuite dans la conduite. Les signaux reçus seront par la suite envoyés à l’ordinateur central par des ondes radio ou par câble, permettant à ce dernier d’effectuer la corrélation de ces deux et ainsi déterminer la localisation relative de la fuite. Donc, pour effectuer le calcul de la distance de la fuite, il est nécessaire d’entrer à l’ordinateur central le diamètre de la conduite, le matériau et la distance entre les deux capteurs. Une erreur d’entrée ou dans la configuration montrée au plan donnera une erreur dans la localisation de la fuite.

11. Méthodes de recherche et de localisation de fuites 2) Balayage au corrélateur acoustique (suite) Principe de la corrélation acoustique : L=(D-V * Dtp)/2 L : Distance entre la fuite et le capteur D : Distance entre les 2 capteurs V : Vitesse de propagation du bruit dans la conduite Dtp : Différentiel de temps de propagation L D

12. Méthodes de recherche et de localisation de fuites 2) Balayage au corrélateur acoustique

13. Méthodes de recherche et de localisation de fuites 2) Balayage au corrélateur acoustique (suite) Vérification de l’existence et de l’emplacement de la fuite : • Simulation et corrélation d’une fuite majeure par l’ouverture d’une borne d’incendie. • Écoute au sol avec géophones dans le voisinage immédiat de la fuite afin de repérer soit le bruit de l’impact du jet d ’eau sur le sol, soit le bruit que produit la circulation de l’eau dans le sol. • Recherche d’indices de la fuite dans l’égout, dans les fossés, affaissement de la chaussée, entre autres.

14. Méthodes de recherche et de localisation de fuites 3) Isolation de secteurs et sous-secteurs Équipements selon la configuration du secteur • Débitmètres permanents (magnétiques, Venturi, etc.) • Débitmètres mobiles (ultrason, microturbines, etc.) • Système temporaire de « bypass » et compteur • Autres Comme pour tous les débitmètres et compteurs, une attention particulière doit être portée aux exigences d’installation de chaque appareil. Objectif : Un débitmètre installé à l’entrée d’un secteur ou sous-secteur permet de déceler toute hausse de la consommation et ce, plus précisément en période de nuit.

15. Méthodes de recherche et de localisation de fuites 3) Isolation de secteurs et sous-secteurs (suite) Les consommations globales du secteur permettent de procéder à un bilan des consommations pour le secteur et de déterminer s’il est justifié de procéder à une campagne de recherche de fuites. Taille du secteur surveillé avec débitmètres : • Pour un suivi adéquat en période de nuit, jusqu’à 40 à 50 km correspondant en moyenne à 10 000 personnes • Pour des réseaux plus grands, il faut sous-diviser • Des secteurs temporaires de plus petite envergure peuvent être délimités

16. Méthodes de recherche et de localisation de fuites 4) Combinaison des méthodes précédentes La plupart des municipalités au Québec utilisent une combinaison des méthodes vues précédemment. La moins coûteuse et la plus utilisée est l’écoute aux accessoires du réseau pour cibler les secteurs à possibilité de fuites dans un premier temps, pour ensuite procéder à la corrélation acoustique de ces secteurs. Le compromis temps-coûts versus la précision s’avère très avantageux, permettant de répéter l’opération dans un plus court délai.

17. Méthodes de recherche et de localisation de fuites 5) Essais sous pression L’essai consiste à soumettre une conduite isolée à une pression donnée et à observer la chute de pression dans une période de temps. Si la conduite est étanche, la perte de charge sera minime. Cet essai est normalement utilisé dans des conduites neuves. 6) Injection de gaz Un gaz inerte est injecté dans la conduite ; il s’en échappe par les fuites et se dégage dans le sol environnant. Il est alors identifié par un détecteur spécifique à ce gaz.

18. Estimation du débit des fuites 1) Formule de Greeley (AWWA) Q= 24.31 x A x P0.5 Q : débit perdu (gal. US/min) A : aire de la perforation ou fissure (po2 ) P : pression du réseau (lb/po2 ) 2) Lectures des débitmètres/compteurs

19. Références pratiques • AWWA, Water Audits and Leak Detection (M36), 1990 • Réseau environnement, Le contrôle des fuites, 1999