Dans le cadre de cette étude, des enseignants-chercheurs de l'ECND Academy se sont penchés sur la détection des fuites dans les tuyaux d'eau en PVC, une préoccupation majeure pour la préservation de nos ressources en eau et la protection de l'environnement. Ils ont focalisé leurs efforts sur l'évaluation de capteurs acoustiques, mettant particulièrement l'accent sur leur sensibilité et leur efficacité, dans le but d'identifier des solutions plus performantes pour la détection des fuites dans les tuyaux en plastique.
Najah Hamamed1,2,*, Charfeddine Mechri1, Taoufik Mhammedi1, Nourdin Yaakoubi1,*, Rachid El Guerjouma1, Slim Bouaziz2 et Mohamed Haddar2
* Correspondance: najah.hamamed.etu@univ-lemans.fr (N.H.); nourdin.yaakoubi@univ-lemans.fr (N.Y.)
Résumé :
La détection et la localisation des fuites dans les canalisations peuvent être déduites à partir des signaux de fuite mesurés par des capteurs acoustiques placés sur les tuyaux. Les recherches actuelles se concentrent principalement sur le raffinement des techniques permettant d'estimer avec précision les retards temporels, en utilisant des méthodes avancées de traitement du signal. De plus, les chercheurs explorent activement l'utilisation de l'apprentissage automatique sur des fichiers de données vibro-acoustiques pour détecter la présence ou l'absence de fuites.
Cependant, peu d'attention a été accordée à l'évaluation de la sensibilité, des performances et de l'efficacité globale de ces capteurs dans la détection des fuites. Les méthodes acoustiques se sont révélées efficaces pour détecter les fuites dans les tuyaux métalliques, mais moins dans les tuyaux en plastique en raison de l'atténuation élevée des signaux de bruit de fuite.
La recherche que nous présentons ici se concentre sur l'identification de capteurs qui combinent sensibilité et efficacité. Pour atteindre cet objectif, nous avons réalisé une évaluation approfondie de trois catégories distinctes de capteurs acoustiques utilisés pour détecter les fuites d'eau dans les tuyaux en plastique : les capteurs en titanate de zirconium et de plomb (PZT), les capteurs en polyfluorure de vinyle (PVDF) et les capteurs à ondes acoustiques de surface (SAW). Notre évaluation a inclus la performance des capteurs PVDF et SAW dans la détection des fuites, en les comparant aux capteurs PZT dans diverses conditions, telles que différentes tailles de fuites, débits et distances par rapport à la fuite.
Les résultats ont montré que les trois capteurs, lorsqu'ils étaient positionnés de la même manière, étaient capables de détecter des fuites d'eau dans les tuyaux en plastique avec différentes sensibilités. En résumé, pour des fuites de petite taille (1 mm, 2 mm), le capteur PVDF a montré la plus grande sensibilité (0,4 dB/L/h, 0,33 dB/L/h), suivi du capteur SAW (0,16 dB/L/h, 0,14 dB/L/h), et enfin du capteur PZT (0,13 dB/L/h, 0,12 dB/L/h). De manière similaire, pour des fuites de plus grande taille (4 mm, 10 mm), le capteur PVDF a continué à montrer une sensibilité supérieure (0,2 dB/L/h, 0,17 dB/L/h), suivi du capteur SAW (0,13 dB/L/h, 0,11 dB/L/h), et enfin du capteur PZT (0,12 dB/L/h, 0,1 dB/L/h), surpassant ainsi le capteur PZT.
Ces résultats suggèrent que les capteurs SAW et PVDF ont le potentiel de servir de précieuses alternatives rentables aux transducteurs de bruit de fuite commerciaux traditionnels. Les conclusions de cette étude comparative impliquant trois capteurs acoustiques ouvrent la voie au développement de systèmes robustes et fiables pour la détection des fuites d'eau dans les conduites en plastique.
Mots-clés : détection de fuites, tuyaux en plastique, capteurs en polymères, capteurs en céramique, capteurs à ondes acoustiques de surface.
