FR2845474A1 - Procede de detection et de localisation d'au moins une source de bruit dans une conduite vehiculant un fluide et installation pour sa mise en oeuvre - Google Patents
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Abstract
L'objet de l'invention concerne un procédé de détection et de localisation d'au moins une source de bruit (S) dans une canalisation (2) véhiculant un fluide. Selon l'invention, il consiste à disposer sur la canalisation (2) une première série d'au moins trois capteurs de vibration ou d'ondes acoustiques, à prélever les signaux temporels délivrés par chaque capteur et correspondant chacun au signal émis par la source de bruit, à déterminer à partir des signaux prélevés si la source de bruit correspond à un choc sur la canalisation ou à une fuite de la canalisation, et dans le cas où la source de bruit correspond à un choc :• à déterminer un estimateur mathématique tel que• et à minimiser l'estimateur mathématique F pour déterminer les valeurs estimées de la position Xo du choc et de la célérité du son C de la manière suivante :
Description
F (Xo,C) = E [CAt,,j- f (XoDk(,j))]z capteurs (i,j) (Xo,estimée 9 Cestime)
= arg [min F (XO, C)] L(Xo,c) La présente invention concerne le domaine technique de la détection et de la localisation de sources de bruits et vibrations, tels que des fuites ou des chocs apparaissant dans une canalisation ou une conduite de transport d'un fluide gazeux
ou liquide.
Il est connu dans l'art antérieur de nombreuses techniques adaptées pour localiser par exemple une fuite dans une canalisation. Il est connu ainsi par exemple une technique consistant à monter sur la canalisation à surveiller, au moins deux capteurs de grandeur acoustique ou vibratoire, séparés l'un de l'autre par une distance connue D. Une fuite génère un bruit qui se propage en créant une fluctuation 10 de pression dans le fluide et/ou une vibration de la structure de la canalisation. A partir de la mesure de la différence du temps A t de propagation du bruit de fuite vers les deux capteurs et dès que la vitesse de propagation V de propagation du bruit dans la canalisation est déterminée, il est possible de déduire la distance d de la fuite par
rapport à l'un des capteurs selon la relation: d = (D - V A t)/2.
Pour déterminer la différence A t du temps de propagation du bruit de fuite vers les capteurs, il est procédé au calcul de fonctions d'intercorrélation entre les signaux issus des deux capteurs. Lorsqu'une fonction d'intercorrélation présente un maximum pour un retard donné, il peut être affirmé qu'une fuite existe en un point de la conduite inspectée et cette fuite peut être localisée facilement à partir de la 20 différence du temps de propagation du bruit de fuite qui correspond précisément au
retard donné.
Il s'avère que cette technique classique d'intercorrélation ne donne pas satisfaction en pratique. En effet, cette méthode présente l'inconvénient d'être particulièrement sensible aux bruits parasites pouvant provenir de sources de bruit 25 situées dans l'environnement de la canalisation à inspecter ou de chocs intervenant
sur la canalisation et qui sont suceptibles d'affecter l'intégrité de cette canalisation.
Dans ces conditions, il s'avère que des sources de bruits non pertinentes correspondant à des fausses alarmes sont détectées alors que des sources de bruits
pertinentes ne se trouvent pas décelées.
Un objet de l'invention vise donc à remédier aux inconvénients ci-dessus en proposant un procédé permettant la détection d'une source de bruit dans une canalisation avec un minimum de fausses alarmes et la localisation de façon relativement précise de la position de cette source de bruit correspondant à un choc
sur la canalisation.
Pour atteindre un tel objectif, l'objet de l'invention vise à proposer un procédé de détection et de localisation d'au moins une source de bruit dans une canalisation véhiculant un fluide consistant: - à disposer sur la canalisation une première série d'au moins trois capteurs de vibration ou d'ondes acoustiques séparés les uns des autres par des distances connues Dk (i, >) - à prélever les signaux temporels Si (t) délivrés par chaque capteur et 10 correspondant chacun au signal émis par la source de bruit atteignant ledit capteur avec un temps d'arrivée ti, - à déterminer à partir des signaux prélevés si la source de bruit correspond à un choc sur la canalisation ou à une fuite de la canalisation, - et dans le cas o la source de bruit correspond à un choc: 15 * à déterminer un estimateur mathématique tel que F (XOC) = E [CAtj - f (XoDk(ij))2 capteurs (i,j) avec A té: la différence des temps d'arrivée entre les capteurs i, j 20 f = une fonction de la disposition géométrique des capteurs, c = la célérité du son, * et à minimiser l'estimateur mathématique F pour déterminer les valeurs estimées de la position Xo du choc et de la célérité du son C de la manière suivante: (XOestimée' C estimée) = arg [(min F (X^C)] L(XO,c) c) Un autre objet de l'invention est de proposer un procédé permettant de détecter une source de bruit dans une canalisation avec un minimum de fausses alarmes et de localiser de façon relativement précise la position de cette source de bruit
correspondant à une fuite sur la canalisation.
Pour atteindre un tel objectif, l'objet de l'invention vise à proposer un procédé consistant dans le cas o la source de bruit correspond à une fuite: - à déterminer le capteur de référence i ayant détecté la source de bruit, - à calculer une première fonction d'intercorrélation Fi-.,i entre les signaux émis par le capteur de référence i et un capteur voisin dit amont i - 1 et une deuxième fonction d'intercorrélation r'i,i+l entre les signaux émis par le capteur de référence i et un capteur voisin dit aval i + 1, - à rechercher dans les fonctions d'intercorrélations ri11,i et Fi,i+1 les pics émergeants dont le nombre est compris entre 0 et 2, - et à analyser la position des pics émergeants des fonctions
d'intercorrélations rFi-,i et r'i,i+l pour rejeter la détection initiale du capteur 10 de référence i ou au contraire pour localiser la fuite.
Selon une variante préférée de réalisation, le procédé consiste à localiser la fuite en analysant la compatibilité des combinaisons des pics, éventuellement
présents dans les fonctions d'intercorrélation ri-l,i et ri,i+1.
Selon une autre caractéristique préférée de réalisation, le procédé selon 15 l'invention consiste à analyser la compatibilité des pics émergeants des fonctions d'intercorrélation r'i_",i et r'i,i+1.de la manière suivante: - si la fonction d'intercorrélation Fi-,,i ne présente aucun pic et si la fonction d'intercorrélation rfi,i+ présente: À soit aucun pic, soit un pic correspondant à une position en i+1, 20 alors il est conclu à l'absence d'une fuite, À soit un pic correspondant à une position entre i et i+1, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i et i+1, 25. soit un pic correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la 30 présence d'une fuite en position i, - si la fonction d'intercorrélation Fi-p présente un pic correspondant à une position en i et si la fonction d'intercorrélation ri,i+ 1 présente: * soit aucun pic, soit un pic correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i et un pic secondaire 5 correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite en position i, * soit un pic correspondant à une position en i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite mais non localisée, * soit un pic correspondant à une position entre i et i+1, soit un pic 10 principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i et i+1, - si la fonction d'intercorrélation Fi-.,i présente un pic correspondant à une position entre i-1 et i et si la fonction d'intercorrélation rii+l présente: 15. soit aucun pic, soit un pic correspondant à une position en i+1, soit un pic correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i et un pic secondaire 20 correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i-1 et i, * soit un pic correspondant à une position entre i et i+1, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors si la position des 25 pics entre i-1 et i et entre i et i+1 sont égaux à une valeur d'erreur près, il est conclu à la présence d'une fuite à la position i, tandis que sinon il est conclu à la présence d'une fuite mais non localisée, - si la fonction d'intercorrélation ri-,,; présente un pic principal correspondant à une position en i et un pic secondaire correspondant à une 30 position entre i-1 et i et si la fonction d'intercorrélation rii+l présente: * soit aucun pic, soit un pic correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite en position i, * soit un pic à une position en i+1, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire 5 correspondant à une position en i, alors il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i-1 et i, * soit un pic correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i et i+1, * soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic 10 secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite mais non localisée, - si la fonction d'intercorrélation Ir1i,i présente un pic correspondant à une position en i-1 et si la fonction d'intercorrélation r1ii+l présente: * soit aucun pic, soit un pic à une position en i+1, alors il est conclu 15 à l'absence d'une fuite, * soit un pic correspondant à une position entre i et i+1, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, soit un pic principal correspondant à une position en i et un pic secondaire 20 correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i et i+1, ò soit un pic correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position en i, alors il est conclu à la présence 25 d'une fuite mais non localisée, si la fonction d'intercorrélation ri.l,,; présente un pic principal correspondant à une position en i-1 et un pic secondaire correspondant à une position en i et si la fonction d'intercorrélation r'ii+l présente: * soit aucun pic, soit un pic correspondant à une position en i, soit un 30 pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position en i, alors il est conclu à la présence d'une fuite en position i, ò soit un pic correspondant à une position en i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite mais non localisée, ò soit un pic correspondant à une position entre i et i+1, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire 5 correspondant à une position entre i et i+1, soit un pic principal correspondant à une position en i et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i et i+1, - si la fonction d'intercorrélation r.i-,,; présente un pic principal 10 correspondant à une position en i-1 et un pic secondaire correspondant à une position entre i-1 et i et si la fonction d'intercorrélation rijl+ présente: * soit aucun pic, soit un pic correspondant à une position en i+1, soit un pic correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire en i, alors 15 il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i-l et i, * soit un pic correspondant à une position entre i et i+1, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position entre i et 1+1, alors si la position des pics entre i-1 et i et entre i et i+1 sont égaux à une valeur d'erreur 20 près, il est conclu à la présence d'une fuite à la position i tandis que sinon il est conclu à la présence d'une fuite mais non localisée, * soit un pic principal correspondant à une position en i et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite mais non localisée. 25 Un autre objet de l'invention vise à proposer un procédé permettant de détecter une source de bruit provenant d'une fuite ou d'un choc alors qu'un bruit de fond est
présent dans le milieu environnant de la canalisation.
Pour atteindre un tel objectif, le procédé selon l'invention consiste - à disposer sur la canalisation, au moins une deuxième série d'au moins 30 deux et de préférence d'au moins trois capteurs de vibration ou d'ondes acoustiques, voisins les uns des autres, séparés les uns des autres par des distances connues d'k (p, q) - et à analyser les signaux mesurés par ces capteurs pour assurer la réduction
du bruit de fond en fonction du rapport signal à bruit.
Selon une variante préférée de réalisation, le procédé consiste à extraire le signal et le bruit par une méthode de tri d'ondes à conditionnement limité consistant: 5 - à estimer chaque composante fréquentielle d'un vecteur X suivant la relation suivante: X = (M+ M) -' M + P, avec P: vecteur des pressions mesurées sur les capteurs, M+: transposée conjuguée de M, M: matrice des opérateurs de propagation, - et à prendre en compte la composante spectrale du vecteur uniquement si
le conditionnement de M+M est inférieur à une valeur limite.
Selon une variante préférée de réalisation, le procédé consiste dans le cas o les trois capteurs possèdent chacun une dérivation par rapport à la canalisation: - à modéliser chaque dérivation en estimant la fonction de transfert en 15 fréquence H (f) entre le capteur et l'entrée de la dérivation, - et à prendre en compte cette fonction de transfert dans la méthode du tri
d'ondes à conditionnement limité.
Selon une autre caractéristique préférée de réalisation, le procédé consiste à prendre en compte la fonction de transfert H(f) de chaque dérivation en utilisant une 20 méthode de déconvolution par filtrage inverse du type " Wiener " telle que f H * (f) Y(f) H*(f) H(f) + a C(f) avec X (f): entrée de la dérivation Y (O: sortie de la dérivation C (f): opérateur de contraintes s: paramètre de régularisation de l'inversion Un autre objet de l'invention vise à proposer un procédé permettant de réduire le volume des données à transmettre à un dispositif de mesure de traitement lorsque
la source de bruit correspond à une fuite.
Pour atteindre un tel objectif, l'objet de l'invention vise à proposer un procédé consistant dans le cas o la source de bruit correspond à une fuite: - à assurer éventuellement un filtrage de Shannon des signaux temporels mesurés par les capteurs, - et à assurer une binarisation de ces signaux avant de calculer la fonction d'intercorrélation entre chaque couple de ces signaux ainsi obtenus afin de réduire le volume des données à traiter. Un autre objet de l'invention est de proposer un procédé de détection d'une source de bruit dans une conduite permettant de déterminer la température du fluide
ou de la pression interne du fluide circulant dans la conduite.
Pour atteindre un tel objectif, le procédé selon l'invention consiste - à mesurer des fréquences de résonance d'au moins une dérivation des capteurs, par une estimation spectrale, - à calculer la célérité du son dans la canalisation, - et à partir d'une courbe caractéristique du fluide circulant à l'intérieur de la
canalisation, à déduire la température du fluide si la pression du fluide est 15 connue ou la pression du fluide si la température du fluide est connue.
Un autre objet de l'invention vise à proposer une installation permettant la mise
en oeuvre du procédé de détection de localisation conforme à l'invention.
Diverses autres caractéristiques ressortent de la description faite cidessous en
référence aux dessins annexés qui montrent, à titre d'exemples non limitatifs, des 20 formes de réalisation de l'objet de l'invention.
La fig. 1 est un schéma explicitant la mise en oeuvre d'une installation de
détection et de localisation conforme à l'invention.
La fig. 2 est un schéma explicitant une partie de l'installation conforme à l'invention. Les fig. 3 à 9 sont des tableaux explicitant une phase caractéristique du procédé
permettant de localiser une fuite.
Tel que cela apparaît plus précisément à la fig. 1, l'objet de l'invention concerne un procédé et une installation 1 assurant la détection et la localisation d'une source de bruit S susceptible d'apparaître sur une conduite ou une canalisation 2 de 30 transport d'un fluide au sens général. Une telle canalisation de transport 2 peut être réalisée de toute manière appropriée pour le transport d'un fluide tel qu'un liquide ou
un gaz et être placée à l'air libre, enterrée ou immergée.
Dans une première forme de réalisation, l'installation 1 comporte une première série d'au moins trois capteurs de vibration ou d'ondes acoustiques portant les références par exemple i-1,ii+1. Chaque capteur est séparé de chaque capteur voisin, d'une distance Dk(ij), pouvant être de valeur égale ou différente pour chaque paire de 5 capteurs voisins ainsi constitués. Ces capteurs peuvent être séparés entre eux d'une distance typiquement de l'ordre de quelques kilomètres ou quelques dizaines de kilomètres. A titre d'exemple, chaque capteur de grandeur acoustique ou vibratoire est constitué par un accéléromètre, un hydrophone, un géophone, un microphone, etc. L'installation selon l'invention 1 comporte également un dispositif de mesure 10 et de traitement des signaux temporels Si(t) délivré par chaque capteur. Selon une variante préférée de réalisation, chaque capteur fait partie d'un poste intégrant une unité de conditionnement et de traitement des signaux, reliée par voie hertzienne ou filaire à un centre de contrôle et de traitement commun 5 permettant de détecter et de localiser une source de bruit. D'une manière classique, un tel dispositif de mesure de 15 traitement comporte des moyens pour prélever les signaux temporels Si(t) délivrés
par chaque capteur et correspondant chacun au signal émis par la source de bruit S, atteignant ledit capteur avec un temps d'arrivée ti. D'une manière classique, le dispositif de mesure de traitement selon l'invention comporte des moyens spécifiques du type programmé dont les fonctionnalités principales permettent la 20 mise en oeuvre du procédé qui sera décrit dans la suite de la description.
Selon une caractéristique de réalisation de l'invention, le dispositif de mesure de traitement comporte des moyens pour déterminer à partir des signaux prélevés Si(t) si la source de bruit S correspond à un choc sur la conduite ou à une fuite de la conduite. D'une manière générale, un choc constitue un phénomène transitoire tandis 25 qu'une fuite se caractérise par un bruit persistant généralement dans le temps. Les signaux mesurés par les capteurs sont analysés de manière qu'un signal stationnaire dans une bande fréquentielle caractéristique peut être estimé comme correspondant à une fuite, tandis qu'un signal transitoire dans une bande fréquentielle caractéristique
peut être caractérisé comme un choc.
Selon un premier aspect de l'objet de l'invention, le procédé selon l'invention vise à permettre de localiser des chocs intervenant sur la canalisation 2, à la suite par exemple d'un coup de marteau, d'une explosion, d'un impact d'un projectile, de la chute d'un objet, d'un choc d'un engin de travaux publics, etc. Ainsi, dans le cas o la source de bruit S correspond à un choc, le procédé selon l'invention vise à déterminer un estimateur mathématique et à le minimiser afin de localiser un tel choc
avec une réduction potentielle des fausses alarmes.
Tel que cela ressort plus précisément de la fig. 2, ce procédé repose sur l'utilisation des instants d'arrivée des signaux de choc sur au moins les trois postes consécutifs n 1, n 2 et n 3 comportant chacun un capteur respectivement i-1, i, i+1. Le choc intervient par hypothèse au temps T en X0 entre le poste n 1 et le poste n 3 en considérant le poste n 2 comme le poste intermédiaire, avec O<X0<D12 + D23 10 et avec D12 et D23 positifs. Le repérage du choc est pour des raisons de simplification
donné par son abscisse X0 mesuré à partir du poste n 1 et vers le poste n 3.
On a donc t1 - t = X0 C ID,2 -Xo t2 --t = 0 c t - t = Dl2 + D23 - X0 C
o ti est le temps d'arrivée du choc mesuré au niveau du poste n i.
Le calcul analytique fournit alors les valeurs estimées de la position X0 du choc ainsi que la célérité du son: X Xp3 - XPI + C(t t3) avec C = t) 2 (t -t2) La méthode de minimisation d'un estimateur mathématique est celle utilisée
dans le cadre de l'invention.
La formule choisie ci-après fournit alors des valeurs estimées de la position X0 du choc ainsi de la célérité du son C. F(Xo,C) = C(t)-X + + t +)+D +D 23 2X0] [( t)]- D -D23 +X0 + D - X]
120]
et (XO,estimé, Cestimée) = arg[ (rin) F(Xo, C)] ktX 0,c) Dans l'exemple illustré à la fig. 2, la première série de capteurs comporte trois postes mais il est clair que l'objet de l'invention s'applique pour n postes. Dans ce cas, l'estimateur général est tel que: F (XoC) = 1 [CAtsj -f (XogDk(ij)t' capteurs (i,j)
avec A tij: la différence des temps d'arrivée entre les capteurs i, j f une fonction de la disposition géométrique des capteurs, c = la célérité du son.
Cet estimateur mathématique est minimisé pour déterminer les valeurs estimées de la position Xo du choc et de la célérité du son C de la manière suivante (XO,estimée Cestirée) = arg [min F (X0)] Cette minimisation peut être effectuée par optimisation c'est-à-dire par une analyse numérique de type grille, gradient, gradient conjugué, etc. Les avantages de cette méthode de localisation de chocs à au moins trois postes sont les suivants: * la méthode analytique est très simple à mettre en oeuvre et fournit de très bons résultats dans la plupart des cas et la méthode fondée sur une minimisation de l'estimateur mathématique est également 20 simple de mise en oeuvre et fournit également de très bons résultats
dans la plupart des cas.
* Cette dernière méthode permet de rejeter d'éventuelles fausses alarmes.
Selon une caractéristique préférée de réalisation, le procédé selon l'invention 25 permet de localiser une source de bruit correspondant à une fuite tout en réduisant les
fausses alarmes.
Selon une telle caractéristique, le procédé selon l'invention consiste à déterminer le capteur de référence i ayant détecté la source de bruit. Le procédé consiste ensuite à calculer une première fonction d'intercorrélation ri-I,i entre les 30 signaux émis par le capteur de référence i et un capteur voisin dit amont i - 1 et une deuxième fonction d'intercorrélation Fri,i+ entre les signaux émis par le capteur de
référence i et un capteur voisin dit aval i + 1.
Le procédé consiste ensuite à rechercher dans les fonctions d'intercorrélation
r'i-l,i et r'i,i+l les pics émergeants dont le nombre est compris entre 0 et 2. Ce nombre 5 de pic peut être de 0 (pas de pic détecté), 1 ou 2 (typiquement un pic généré par la fuite et un pic généré par un bruit perturbateur).
Le procédé selon l'invention consiste à analyser la position des pics émergeants des fonctions d'intercorrélation Fri-1,i et fi,i+l pour rejeter la détection
initiale du capteur de référence i ou au contraire pour localiser la fuite.
Selon une caractéristique de réalisation, le procédé consiste à localiser la fuite en analysant la compatibilité des combinaisons des pics, éventuellement présents
dans les fonctions d'intercorrélation ril,i et Fri,i+l.
Les fig. 3 à 9 représentent dans l'espace des temps T les différentes
combinaisons possibles des pics émergeants des fonctions d'intercorrélation et les 15 conclusions qu'il convient d'en déduire pour la localisation de la fuite.
Les différentes positions possibles pour les pics émergeants de la fonction d'intercorrélation ri-J,i sont les suivants:
- pas de pic émergeant dans la fonction d'intercorrélation r]F,i (fig. 3).
- un pic émergeant de la fonction d'intercorrélation Fi_,u correspondant à une 20 position en i (fig. 4) - un pic émergeant de la fonction d'intercorrélation Fr1_,i correspondant à une position en F, c'est-à-dire entre i-1 et i (fig. 5), - un pic principal émergeant de la fonction d'intercorrélation rFil,, correspondant à une position en i et un pic secondaire en F (fig. 6), - un pic émergeant de la fonction d'intercorrélation FIi,i correspondant à une position en i-1 (fig. 7), un pic principal de la fonction d'intercorrélation Fri,i correspondant à une position en i-1 et un pic secondaire correspondant à une position en i (fig. 8), - et un pic principal de la fonction d'intercorrélation Fr_,u correspondant à une 30 position en i-1 et et un pic secondaire correspondant à une position
en F (fig. 9).
Pour chacun de ces sept cas possibles pour la fonction d'intercorrélation ri_,i, il convient de considérer les sept cas envisageables pour la fonction d'intercorrélation
ri,i+l qui sont symétriques.
La fig. 3 illustre le cas o la fonction d'intercorrélation ril,i ne présente aucun 5 pic avec les sept cas possibles pour la fonction d'intercorrélation r'i,i+1 tels qu'énoncés ci-dessus.
Dans le cas n 1, les fonctions d'intercorrélation ne présentent pas de pic de
sorte qu'il n'y a pas de recherche de pic secondaire sur ces deux fonctions. La détection initiale est considérée comme une fausse alarme de sorte que la fuite n'est 10 pas confirmée.
Dans le cas n 2, un bruit parasite se propage de i+1 vers i mais n'arrive pas sur i-1. Le pic positionné en i+1 est rejeté et la recherche des pics secondaires sur ri,i+l et
ri,i est négative. La détection est considérée également comme une fausse alarme.
Dans le cas n 3, la fuite est en F' c'est-à-dire entre i et i+1 et son bruit ne se 15 propage pas jusqu'en i-1. Il n'y a donc pas de recherche de pic secondaire sur les
fonctions d'intercorrélation. Une fuite est validée en F'.
Dans le cas n 4, la fuite est en F' et son bruit ne se propage pas en i1. Un bruit parasite se propage de i+1 vers i mais n'arrive pas sur i-1. Le pic principal positionné en i+1 est rejeté. La recherche d'un pic secondaire sur ri,i+l est positive 20 tandis que la recherche d'un pic secondaire sur ri-,,i est négative. La localisation
d'une fuite est validée en F'.
Dans le cas n 5, la fuite est en i et son bruit ne se propage pas en i-1. Il n'y a donc pas de recherche de pic secondaire sur les deux fonctions d'intercorrélation. La
fuite en i est validée.
Dans le cas n 6, la fuite est en i et son bruit ne se propage pas en i-1. Un bruit parasite se propage de i+1 vers i mais n'arrive pas sur i-1. Le pic principal positionné en i+1 est rejeté. La recherche d'un pic secondaire sur Fi,i+1 est positive, tandis que la recherche du pic secondaire sur ri.,,; est négative. La localisation de la fuite est
validée en i.
Dans le cas n 7, la fuite est en i et son bruit ne se propage pas en i-1. Un bruit inconnu provoque un pic en F'. Il n'y a pas de recherche de pic secondaire sur les
fonctions d'intercorrélation. La fuite est validée en i.
La fig. 4 illustre le cas o la fonction d'intercorrélation ri-,i présenteun pic correspondant à une position en i avec les sept cas possibles pour la fonction
d'intercorrélation ri,i+1.
Dans le cas n' 8, la fuite est en i et son bruit ne se propage pas en i+1. Il n'y a 5 pas de recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation. La localisation de la fuite est validée en i.
Dans le cas n' 9, un bruit parasite se propage de i+1 vers i et i-1. Une fuite en i ne peut cependant être totalement exclue. Le pic principal positionné en i+1 est rejeté, tandis qu'une recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation 10 est négative. La détection d'une fuite est confirmée mais sa localisation est impossible. Dans le cas n' 10, la fuite est en F' et son bruit se propage sur les trois capteurs. Il n'y a pas de recherche de pic secondaire sur les fonctions
d'intercorrélation. La localisation de la fuite est validée en F'.
Dans le cas n0 11, la fuite est en F' et son bruit se propage éventuellement sur les trois capteurs. Un bruit parasite se propage dans le sens i+1 vers i et peut être jusqu'à i-1. Le pic principal positionné en i+1 est rejeté. La recherche du pic secondaire sur]F',i+l est positive, tandis que la recherche d'un pic secondaire sur ri-,
est négative. La localisation de la fuite est validée en F'.
Dans le cas n' 12, la fuite est en i et son bruit se propage sur les trois capteurs.
Il n'y a pas de recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation. La
localisation de la fuite est validée en i.
Dans le cas n0 13, la fuite est en i et son bruit se propage sur les trois capteurs.
Un bruit parasite se propage dans le sens i+1 vers i. Le pic principal positionné en 25 i+1 est rejeté. La recherche du pic secondaire sur Fi,i+ l est positive tandis que la recherche du pic secondaire sur rTi.,,i est négative. La localisation de la fuite est
validée en i.
Dans le n 14, la fuite est en i et son bruit se propage sur les trois capteurs. Un
bruit inconnu provoque un pic en F'. Il n'y a pas de recherche de pic secondaire sur 30 les fonctions d'intercorrélation. La localisation de la fuite est validée en i.
La fig. 5 illustre le cas o la fonction d'intercorrélation Fi l,; présente un pic correspondant à une position en F c'est-à-dire entre i-1 et i, combinée aux sept cas
possibles pour la fonction d'intercorrélation rii,,.
Dans le cas n' 15, la fuite est en F et son bruit ne se propage pas en i+ 1. Il n'y 5 a pas de recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation. La localisation de la fuite est validée en F. Dans le cas n0 16, la fuite est en F et un bruit parasite se propage dans le sens i+1 vers i sans atteindre i-1. Le pic positionné en i+1 est rejeté. La recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation est négative. La localisation d'une 10 fuite est validée en F. Dans le cas n0 17, la fuite est proche de i. Il n'y a pas de recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation. Il apparaît donc deux résultats différents qui peuvent provenir des erreurs de vitesse de propagation. L'ambiguté est levée en comparant les distances issues des deux pics. Si la position des pics entre i-1 15 et i et entre i et i+1 sont égaux à une valeur d'erreur près, la localisation est validée
en position i. Sinon, il est conclu à la présence d'une fuite mais non localisée.
Dans le cas n0 18, la fuite est proche de i et un bruit parasite se propage dans le sens i+1 vers i. Le pic principal positionné en i+1 est rejeté. La recherche d'un pic secondaire sur rf,i+l est positive tandis que la recherche d'un pic secondaire sur r11,; 20 est négative. La solution se ramène au cas n0 17. La localisation de fuite est validée en i, si la position des pics entre i-1 et i et entre i et i+1 sont égaux à une valeur
d'erreur près. Sinon, il est conclu à la présence d'une fuite mais non localisée.
Dans le cas n' 19, la fuite est en F et se propage sur les trois capteurs. Ce cas est symétrique au cas au n0 10. Il n'y a donc pas de recherche de pic secondaire sur 25 les fonctions d'intercorrélation. La localisation de la fuite est validée en F. Dans le cas n' 20, la fuite est en F et un bruit parasite se propage dans le sens i+1 vers i. Le pic principal positionné en i+1 est rejeté. La recherche d'un pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation ri,i+1 est positive tandis que la recherche
d'un pic secondaire sur r1i-,i est négative. La localisation de la fuite est validée en F. 30 Dans le cas n0 21, la fuite est en F et son bruit se propage sur les trois capteurs.
Un bruit inconnu provoque un pic en F'. Il n'y a pas de recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation. La localisation de la fuite est validée en F. La fig. 6 illustre le cas o la fonction d'intercorrélation Fi-,,i présente un pic principal correspondant à une position en i et un pic secondaire correspondant à une position entre i-1 et i avec les sept cas envisageables pour la fonction
d'intercorrélation FI,i+,1.
Dans le cas n 22, la fuite est en i et son bruit ne se propage pas sur i+ 1. Un bruit inconnu provoque un pic éloigné de i. Il n'y a pas de recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation. La localisation de la fuite est validée eni. Dans le cas n 23, la fuite est en F et un bruit parasite se propage sur les trois 10 capteurs de i+1 vers i-1. Le pic positionné en i+1 est rejeté. La recherche d'un pic secondaire sur r'i,i+l est négative, tandis que la recherche d'un pic secondaire sur ril,i est positive. La localisation d'une fuite est validée en F. Dans le cas n 24, la fuite est en F' et un bruit inconnu provoque un pic en F. Il
n'y a pas de recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation. La 15 localisation de la fuite est validée en F'.
Dans le cas n 25, la localisation est incertaine. Le pic principal positionné en i+1 est rejeté. La recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation est
positive. Une détection de fuite est confirmée mais sa localisation est impossible.
Dans le cas n 26, la fuite est en i et un bruit inconnu provoque un pic en F. Il 20 n'y a pas de recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation. La
localisation de la fuite est validée en i.
Dans le cas n 27, la fuite est en F et son bruit se propage sur les trois capteurs.
Un bruit parasite se propage dans le sens i+1 vers i. Le pic principal positionné en i+1 est rejeté. La recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation est 25 positive. La localisation d'une fuite est validée en F. Dans le cas n 28, la fuite est en i. Il n'y a pas de recherche de pic secondaire
sur les fonctions d'intercorrélation. La localisation de la fuite est validée en i.
La fig. 7 illustre le cas o la fonction d'intercorrélation Fri,,i présente un pic
correspondant à une position en i-1, avec les sept cas envisageables pour la fonction 30 d'intercorélation r'i,i+.
Dans le cas n 29, un bruit parasite se propage de i-1 vers i mais n'arrive pas sur i+1. Le pic positionné en i-1 est rejeté. La recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation est négative. Il est donc considéré que la détection était
une fausse alarme.
Le cas n' 30 est peu probable dans la mesure o les bruits se propagent de i-1
vers i et de i+1 vers i. Le pic positionné en i+1 est rejeté. La recherche de pic 5 secondaire sur les fonctions d'intercorrélation est négative. La détection est donc considérée comme une fausse alarme.
Dans le cas n0 31, la fuite est en F' et un bruit parasite se propage dans le sens
de i-1 vers i sans atteindre i+1. Le pic positionné en i-1 est rejeté. La recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation est négative. La localisation de la fuite 10 est validée en F'.
Dans le cas n0 32, la fuite est en F'. Ce cas est peu probable dans la mesure o
les bruits se propagent de i-1 vers i et de i+1 vers i. Le pic positionné en i+1 est rejeté. La recherche d'un pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation F1i,i+ est positive, tandis que la recherche d'un pic secondaire sur [âla est négative. La 15 localisation d'une fuite est validée en F'.
Dans le cas n' 33, la détection est a priori due à un bruit extérieur au secteur de
canalisation inspecté. Une fuite en i ne peut cependant pas être totalement exclue. Le pic positionné en i-1 est rejeté. La recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation est négative. La détection d'une fuite est confirmée mais sa 20 localisation est impossible.
Dans le cas n0 34, la détection est a priori due à un bruit extérieur au secteur de la conduite inspectée. Une fuite en i ne peut pas être totalement exclue. Le pic positionné en i+1 est rejeté. La recherche d'un pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation rF,i+1 est positive, tandis que la recherche d'un pic secondaire sur la 25 fonction d'intercorrélation f'..,1 est négative. La détection d'une fuite est donc
confirmée mais sa localisation est impossible.
Dans le cas n0 35, la fuite est en F' et son bruit ne se propage pas sur les trois capteurs. Un bruit parasite se propage dans le sens i-1 vers i sur les trois capteurs. Le pic positionné en i-1 est rejeté. La recherche d'un pic secondaire sur la fonction 30 d'intercorrélation r'i-,i est négative, tandis que la recherche d'un pic secondaire sur
ri,i+l est positive. La localisation d'une fuite est validée en F'.
La fig. 8 illustre le cas o la fonction d'intercorrélation Fi-,, présente un pic principal en i-1 et un pic secondaire correspondant à une position en i, avec les sept
cas envisageables pour la fonction d'intercorrélation Fi-,i+1.
Dans le cas n 36, la fuite est en i et son bruit ne se propage pas en i+ 1. Un 5 bruit parasite se propage de i-1 vers i sans arriver sur i+1. Le pic principal positionné en i-1 est rejeté. La recherche d'un pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation Fi_-,i est positive, tandis que la recherche d'un pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation rF'i,i+l est négative. Ce cas est symétrique au cas n 6. La
localisation d'une fuite est donc validée en i.
Dans le cas n 37, la détection est a priori due à un bruit extérieur au secteur de la conduite inspectée. Une fuite en i ne peut pas être totalement exclue. Le pic positionné en i-1 est rejeté. La recherche d'un pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation r' l,; est positive, tandis que la recherche d'un pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation ri,i+l est négative. On se retrouve alors dans un cas 15 symétrique au cas n 34 pour lequel la localisation est incertaine. Mais la détection
de fuite est confirmée.
Dans le cas n 38, la fuite est en F' et un bruit parasite se propage dans le sens i-1 vers i. Le pic principal positionné en i-1 est rejeté. La recherche d'un pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation ri-1, i est positive, tandis que la recherche 20 d'un pic secondaire de la fonction d'intercorrélation ri,i+l est négative. Ce cas est
symétrique au cas n 20. La localisation de la fuite est validée en F'.
Dans le cas n 39, la fuite est en F' et deux bruits parasites se propagent dans
les sens i-1 vers i et i+1 vers i. Le pic principal positionné en i+1 est rejeté. La recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation est positive. La 25 localisation d'une fuite est donc validée en F'.
Dans le cas n 40, la fuite est en i. Son bruit se propage sur les trois capteurs.
Un bruit parasite se propage dans le sens i-1 vers i. Le pic principal positionné en i-1 est rejeté. La recherche d'un pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation Fr_,; est positive, tandis que la recherche d'un pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation 30 Fi,i+l est négative. La localisation de la fuite est validée en i.
Dans le cas n 41, il est peu probable de constater une absence de fuite en i. En
effet, il faudrait une configuration très particulièrement défavorable du bruit de fond.
Une fuite a été détectée en i seulement. Le pic principal positionné en i1 est rejeté.
La recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation est positive. La
localisation de la fuite est validée en i.
Dans le cas n 42, la fuite est en F' et un bruit parasite se propage de i-1 vers i 5 sur les trois capteurs. Le pic principal positionné en i-1 est rejeté. La recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation est positive. Ce cas est symétrique au
cas n 27. La localisation est validée en F'.
La fig. 9 illustre le cas o la fonction d'intercorrélation r"-1.,i présente un pic
principal correspondant à une position en i-1 et un pic secondaire correspondant à 10 une position en F, avec les sept cas possibles pour la fonction d'intercorrélation ri,i+l.
Dans le cas n 43, la fuite est en F et son bruit ne se propage pas en i+ 1. Un bruit parasite se propage de i-1 vers i sans atteindre i+1. Le pic principal positionné en i-1 est rejeté. La recherche d'un pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation Fi1,i est positive tandis que la recherche d'un pic secondaire sur la fonction 15 d'intercorrélation Ii,i+ l est négative. Ce cas est symétrique au cas n 4. La localisation de la fuite est validée en F. Dans le cas n 44, la fuite est en F ce qui est peu probable dans la mesure o les bruits se propagent de i-1 vers i et de i+1 vers i. Le pic principal positionné en i-1 est rejeté. La recherche de pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation ri-l,i est 20 positive, tandis que la recherche d'un pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation Fri,i+1 est négative. Ce cas est symétrique au cas n 32. La localisation est validée en F. Dans le cas n 45, la fuite est peut être proche de i. Un bruit parasite se propage dans le sens i-1 vers i. Le pic principal positionné en i-1 est rejeté. La recherche d'un 25 pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation rii est positive tandis que la recherche d'un pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation Fi,i+l est négative. Ce cas est symétrique au cas n 18. Une fuite est donc considérée en i si la position des pics entre i-1 et i et entre i et i+1 sont égaux à une valeur d'erreur près. Sinon, il est
conclu à la présence d'une fuite mais non localisée.
Dans le cas n 46, la fuite est peut être proche de i. Deux bruits parasites se propagent dans les sens i-1 vers i et i+1 vers i. Le pic principal positionné en i-1 est rejeté. La recherche d'un pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation est positive. Ce cas est identique au cas n0 17. Si la position des pics entre i-1 et i et entre i et i+1 sont égaux à une valeur d'erreur près, il est conclu à la présence d'une
fuite à la position i. Sinon, il est conclu à la présence d'une fuite mais non localisée.
Dans le cas n' 47, la fuite est en F et un bruit parasite se propage dans le sens 5 i-1 vers i. Le pic principal positionné en i-1 est rejeté. La recherche d'un pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation Fi,1, est positive, tandis que la recherche d'un pic secondaire sur la fonction d'intercorrélation rT,il est négative. La localisation d'une fuite est validée en F. Dans le cas n0 48, le pic positionné en i-1 et celui positionné en i+1 sont 10 rejetés. La recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation est positive. Ce cas est symétrique au cas n0 39. La localisation d'une fuite est validée en F. Dans le cas n0 49, le pic positionné en i-1 est rejeté. La recherche de pic secondaire sur les fonctions d'intercorrélation est positive. La localisation est 15 incertaine. Ce cas est symétrique au cas n0 25. Il est donc conclu à la présence d'une
fuite mais non localisée.
Tel que cela ressort des fig. 3 à 9, le procédé selon l'invention permet donc de localiser une fuite ou de rejeter la détection initiale en analysant les compatibilités des différentes combinaisons des pics éventuellement présents dans les fonctions 20 d'intercorrélation. Ce procédé permet ainsi de confirmer ou non la détection initiale
d'une fuite par un capteur, et de localiser ensuite la fuite.
Un autre objet de l'invention vise à améliorer la détection des signaux émis par
les capteurs de mesure lorsqu'un bruit de fond est présent dans le milieu environnant.
L'objectif est donc d'extraire les signaux pertinents (fuites ou chocs) du bruit de 25 fond. Pour atteindre un tel objectif, le procédé selon l'invention vise à disposer sur la
conduite 2 au moins une deuxième série d'au moins deux et de préférence d'au moins trois capteurs 7 de vibration ou d'ondes acoustiques, montés voisins les uns des autres. Par voisin, il doit être considéré que les capteurs de vibration ou d'ondes acoustiques 7 sont séparés par des distances connues d'k (p, q) comprises typiquement 30 entre quelques dizaines de centimètres et quelques dizaines de mètres, voire plus.
Le procédé selon l'invention consiste ensuite à analyser les signaux mesurés par ces capteurs 7 pour assurer la réduction du bruit de fond en fonction du rapport
signal à bruit.
Selon une caractéristique préférée de réalisation, le procédé consiste à extraire 5 le signal et le bruit par une méthode de tri d'ondes à conditionnement limité consistant: - à estimer chaque composante fréquentielle d'un vecteur X suivant la relation suivante: X = (M+ M) -' M + P, avec P: vecteur des pressions mesurées sur les capteurs, 10 M+: transposée conjuguée de M, M: matrice des opérateurs de propagation, - et à prendre en compte la composante spectrale du vecteur X uniquement
si le conditionnement de M+M est inférieur à une valeur limite.
Cette méthode consiste à ne prendre en compte dans la reconstruction des 15 signaux uniquement les fréquences pour lesquelles on a une fiabilité élevée du résultat d'inversion. Cette méthode se montre robuste et stable dans la plupart des cas rencontrés en pratique pour lesquels les capteurs se trouvent placés à proximité d'une
source de bruit parasite.
Selon une caractéristique de réalisation, les capteurs 7 de la seconde série sont 20 montés chacun sur une dérivation 8 de la conduite 2. Dans le cas o ces capteurs 7 sont montés sur une telle dérivation 8, il est prévu de prendre en compte cette dérivation 8 dans la méthode du tri d'ondes à conditionnement limité. Selon cette caractéristique, le procédé consiste à modéliser chaque dérivation 8 en estimant la fonction de transfert en fréquence H(f) entre le capteur 7 et l'entrée de la dérivation 9 25 et à prendre en compte cette fonction de transfert dans la méthode du tri d'ondes à conditionnement limité. De préférence, le procédé consiste à prendre en compte la fonction de transfert H(f) de chaque dérivation 8 en utilisant une méthode de déconvolution par filtrage inverse du type " Wiener " telle que: X(f)= H *(f) Y(f) H * (f) H(f) + s C(f) avec X (f): entrée de la dérivation Y (f): sortie de la dérivation C (f) opérateur de contraintes
ú: paramètre de régularisation de l'inversion.
Une autre caractéristique de l'invention est de proposer un procédé permettant 5 de réduire le volume de données à transmettre dans le cas o la source de bruit correspond à une fuite.
A cet effet, il est mis en oeuvre une méthode de corrélation à un bit permettant
d'envisager une réduction de la fréquence d'échantillonnage (facteur de décimation).
Selon ce procédé, il est pris en compte les signaux temporels mesurés par les deux 10 capteurs encadrant la source de bruit. Eventuellement, un préfiltrage de ces signaux
est effectué.
Le procédé consiste ensuite éventuellement à assurer un filtrage de Shannon des signaux mesurés par les capteurs via la mise en oeuvre d'un filtre
d'anti-repliement de spectre.
Le procédé consiste ensuite à assurer une binarisation de ces signaux en
procédant donc à un codage sur un bit. Ce codage consiste à caractériser les variations dynamiques de ce signal autour de son point de repos en termes de signes positif ou négatif. Le procédé consiste ensuite à calculer la fonction d'intercorrélation entre ces signaux ainsi obtenus afin de réduire le volume des 20 données à traiter.
Cette décimation est possible sans détériorer les performances en terme de précision de localisation par méthode d'intercorrélation à un bit. Par ailleurs le filtrage anti-repliement de spectre de Shannon permet également d'obtenir de bons résultats en terme de valeur absolue du coefficient de corrélation. Sans un tel filtrage, 25 il est observé dans la plupart des cas, une dégradation de cette valeur. Une décimation par un facteur de 5 à 10 et la corrélation à un bit peuvent par exemple
générer un gain d'un facteur 100 sur le volume des données à traiter.
Selon un autre aspect de l'invention, l'objet de l'invention vise à proposer un procédé permettant de déduire une mesure de la température du fluide ou de la 30 pression interne du fluide circulant à l'intérieur de la canalisation 2. Selon un tel procédé, il est prévu de mesurer les fréquences de résonance d'au moins une dérivation 8 des capteurs 7 par une estimation spectrale. La célérité du son est ensuite calculée dans la canalisation 2. Le procédé consiste ensuite à partir d'une courbe caractéristique du fluide circulant à l'intérieur de la conduite 2 à déduire la température du fluide si la pression du fluide est connue, ou la pression du fluide si la
température du fluide est connue.
L'invention n'est pas limitée aux exemples décrits et représentés car diverses
modifications peuvent y être apportées sans sortir de son cadre.
Claims (7)
1- Procédé de détection et de localisation d'au moins une source de bruit (S) dans une canalisation (2) véhiculant un fluide, caractérisé en ce qu'il consiste: - à disposer sur la canalisation (2) une première série d'au moins trois 5 capteurs de vibration ou d'ondes acoustiques séparés les uns des autres par des distances connues Dk (i, j), - à prélever les signaux temporels Si (t) délivrés par chaque capteur et correspondant chacun au signal émis par la source de bruit atteignant ledit capteur avec un temps d'arrivée ti, - à déterminer à partir des signaux prélevés si la source de bruit correspond à un choc sur la canalisation ou à une fuite de la canalisation, - et dans le cas o la source de bruit correspond à un choc: À à déterminer un estimateur mathématique tel que F (Xo,C)= E [CAti,j -f (Xo'Dk(iJ))l capteurs (i,j) avec A ti j: la difference des temps d'arrivée entre les capteurs i, j f= une fonction de la disposition géométrique des capteurs, c = la célérité du son, * et à minimiser l'estimateur mathématique F pour déterminer les valeurs estimées de la position Xo du choc et de la célérité du son C de la manière suivante: (Xo,estimée, Cesmje) = arg [min F (XO, C)] [(Xo,c) 2 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste, dans le cas 25 o la source de bruit correspond à une fuite: - à déterminer le capteur de référence i ayant détecté la source de bruit, - à calculer une première fonction d'intercorrélation Fil,i entre les signaux émis par le capteur de référence i et un capteur voisin dit amont i - 1 et une deuxième fonction d'intercorrélation Fi,i+l entre les signaux émis par 30 le capteur de référence i et un capteur voisin dit aval i + 1, - à rechercher dans les fonctions d'intercorrélations ri-l,i et Fi,i+! les pics émergeants dont le nombre est compris entre 0 et 2, - et à analyser la position des pics émergeants des fonctions d'intercorrélation r'il,i et r'i,i+1 pour rejeter la détection initiale du capteur de référence i ou au contraire pour localiser la fuite. 3 - Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il consiste à localiser la fuite en analysant la compatibilité des combinaisons des pics, éventuellement
présents dans les fonctions d'intercorrélation I'i-,i et ri,i+l.
4- Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il consiste à 10 analyser la compatibilité des pics émergeants des fonctions d'intercorrélation ri-Si et Fi,i+1.de la manière suivante: - si la fonction d'intercorrélation ri.,,i ne présente aucun pic et si la fonction d'intercorrélation ri,i+l présente: * soit aucun pic, soit un pic correspondant à une position en i+1, 15 alors il est conclu à l'absence d'une fuite, * soit un pic correspondant à une position entre i et i+1, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i et i+1, 20 * soit un pic correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la 25 présence d'une fuite en position i, - si la fonction d'intercorrélation Fi-.,i présente un pic correspondant à une position en i et si la fonction d'intercorrélation Fi,+ 1 présente: soit aucun pic, soit un pic correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic 30 secondaire correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite en position i, * soit un pic correspondant à une position en i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite mais non localisée, 5. soit un pic correspondant à une position entre i et i+1, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i et i+1, - si la fonction d'intercorrélation r1i1, présente un pic correspondant à une 10 position entre i-1 et i et si la fonction d'intercorrélation rii+, présente: * soit aucun pic, soit un pic correspondant à une position en i+1, soit un pic correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position en i, soit un pic principal 15 correspondant à une position en i et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i-1 et i, * soit un pic correspondant à une position entre i et i+1, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire 20 correspondant à une position entre i et i+1, alors si la position des pics entre i-1 et i et entre i et i+1 sont égaux à une valeur d'erreur près, il est conclu à la présence d'une fuite à la position i, tandis que sinon il est conclu à la présence d'une fuite mais non localisée, - si la fonction d'intercorrélation r]i1,i présente un pic principal 25 correspondant à une position en i et un pic secondaire correspondant à une position entre i-1 et i et si la fonction d'intercorrélation rii+l présente: * soit aucun pic, soit un pic correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la 30 présence d'une fuite en position i, * soit un pic correspondant à une position en i+1, soit un pic principal correspondant à une position en i+ 1 et un pic secondaire correspondant à une position en i, alors il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i-1 et i, * soit un pic correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i et i+1, 5. soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite mais non localisée, - si la fonction d'intercorrélation ri,1 présente un pic correspondant à une position en i- 1 et si la fonction d'intercorrélation r'ii+l présente: 10. soit aucun pic, soit un pic correspondant à une position en i+1, alors il est conclu à l'absence d'une fuite, * soit un pic correspondant à une position entre i et i+l, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position entre i et 1+1, soit un pic principal 15 correspondant à une position en i et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i et i+1, * soit un pic correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire 20 correspondant à une position en i, alors il est conclu à la présence d'une fuite mais non localisée, si la fonction d'intercorrélation ri-,i présente un pic principal correspondant à une position en i-1 et un pic secondaire correspondant à une position en i et si la fonction d'intercorrélation Fi,+1 présente: * soit aucun pic, soit un pic correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position en i, alors il est conclu à la présence d'une fuite en position i, * soit un pic correspondant à une position en i+1, alors il est conclu à 30 la présence d'une fuite mais non localisée, * soit un pic correspondant à une position entre i et i+1, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire
15 20 25
correspondant à une position entre i et i+1, soit un pic principal correspondant à une position en i et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i et i+1, - si la fonction d'intercorrélation ri-.,i présente un pic principal correspondant à une position en i-1 et un pic secondaire correspondant à une position entre i-1 et i et si la fonction d'intercorrélation rii+l présente: * soit aucun pic, soit un pic correspondant à une position en i+1, soit un pic correspondant à une position en i, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position en i, alors il est conclu à la présence d'une fuite à une position entre i-1 et i, * soit un pic correspondant à une position entre i et i+1, soit un pic principal correspondant à une position en i+1 et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors si la position des pics entre i-1 et i et entre i et i+1 sont égaux à une valeur d'erreur près, il est conclu à la présence d'une fuite à la position i tandis que sinon il est conclu à la présence d'une fuite mais non localisée, * soit un pic principal correspondant à une position en i et un pic secondaire correspondant à une position entre i et i+1, alors il est
conclu à la présence d'une fuite mais non localisée.
- Procédé selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce qu'il consiste:
- à disposer sur la canalisation (2), au moins une deuxième série d'au moins deux et de préférence d'au moins trois capteurs (7) de vibration ou d'ondes acoustiques, voisins les uns des autres, séparés les uns des autres par des distances connues d'k (p, q) - et à analyser les signaux mesurés par ces capteurs pour assurer la réduction
du bruit de fond en fonction du rapport signal à bruit.
6 - Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il consiste à extraire le Inal et le bruit par une méthode de tri d'ondes à conditionnement limité consistant: - à estimer chaque composante fréquentielle d'un vecteur X suivant la relation suivante: X = (M+ M) -' M + P, avec sig P: vecteur des pressions mesurées sur les capteurs, M+: transposée conjuguée de M, M: matrice des opérateurs de propagation, - et à prendre en compte la composante spectrale du vecteur uniquement si le conditionnement de M+M est inférieur à une valeur limite. 7 - Procédé selon la revendication 5 ou 6, caractérisé en ce qu'il consiste, dans le cas o les trois capteurs (7) possèdent chacun une dérivation (8) par rapport à la canalisation (2): - à modéliser chaque dérivation (8) en estimant la fonction de transfert en 10 fréquence H (f) entre le capteur et l'entrée de la dérivation, - et à prendre en compte cette fonction de transfert dans la méthode du tri
d'ondes à conditionnement limité.
8 - Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il consiste à prendre en compte la fonction de transfert H(f) de chaque dérivation (8) en utilisant une 15 méthode de déconvolution par filtrage inverse du type " Wiener " telle que X(f) H * (f) Y(f) H*(f)H(f)+EC(f) avec X (f) entrée de la dérivation Y (f) sortie de la dérivation 20 C (f) opérateur de contraintes : paramètre de régularisation de l'inversion 9 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il consiste dans le cas o la source de bruit correspond à une fuite: - à assurer éventuellement un filtrage de Shannon des signaux temporels 25 mesurés par les capteurs, et à assurer une binarisation de ces signaux avant de calculer la fonction d'intercorrélation entre chaque couple de ces signaux ainsi obtenus afin de
réduire le volume des données à traiter.
- Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce qu'il consiste: - à mesurer des fréquences de résonance d'au moins une dérivation (8) des capteurs, par une estimation spectrale, - à calculer la célérité du son dans la canalisation (2), - et à partir d'une courbe caractéristique du fluide circulant à l'intérieur de la conduite, à déduire la température du fluide si la pression du fluide est
connue ou la pression du fluide si la température du fluide est connue.
11 - Installation de détection et de localisation d'au moins une source de bruit (S) dans une canalisation (2) véhiculant un fluide caractérisée en ce qu'elle comporte: - une première série d'au moins trois capteurs de vibration ou d'ondes acoustiques séparés les uns des autres chacun par des distances connues 10 Dk (i, j)q - et un dispositif de mesure et de traitement comportant: * des moyens pour prélever les signaux temporels Si (t) délivrés par chaque capteur et correspondant chacun au signal émis par la source de bruit atteignant ledit capteur avec un temps d'arrivée ti, 15 * des moyens pour déterminer à partir des signaux prélevés si la source de bruit correspond à un choc sur la conduite ou à une fuite de la conduite, * et des moyens de calcul permettant dans le cas o la source de bruit correspondant à un choc: * de déterminer un estimateur mathématique tel que F (Xoc) = E [CAt jj -f (Xof Dk(ij) capteurs (ij) avec A t1,j: la différence des temps d'arrivée entre les capteurs i, j 25 * de minimiser l'estimateur mathématique F pour déterminer les valeurs estimées de la position Xo du choc et de la célérité du son C de la manière suivante: (XO,estimée9 Cestimée) =arg [(min) (XC)] 12 - Installation selon la revendication 1 l, caractérisée en ce que les moyens de calcul permettent dans le cas o la source de bruit correspond à une fuite: * à déterminer le capteur de référence i ayant détecté la source de bruit, * à calculer une première fonction d'intercorrélation Fi- ,i entre les signaux émis par le capteur de référence i et un capteur voisin dit 5 amont i - 1 et une deuxième fonction d'intercorrélation ri,i+ l entre les signaux émis par le capteur de référence i et un capteur voisin dit aval i + 1, * à rechercher dans les fonctions d'intercorrélation Fi-.,i et rf,i+l les pics émergeants dont le nombre est compris entre 0 et 2, 10. à analyser la position des pics émergeants des fonctions d'intercorrélations rFi-.,i et rF,i+l pour rejeter la détection initiale du capteur de référence i ou au contraire pour localiser la fuite. 13 - Installation selon la revendication 12, caractérisée en ce que les moyens de calcul localisent la fuite en analysant la compatibilité des combinaisons des pics, 1 5 éventuellement présents dans les fonctions d'intercorrélation rFili et ri i+i
14 - Installation selon l'une des revendications 11 à 13 caractérisée en ce qu'elle
comporte au moins une deuxième série d'au moins deux et de préférence d'au moins trois capteurs (7) de vibration ou d'ondes acoustiques voisins les uns des autres sur la canalisation (2) en étant séparés les uns des autres par des distances connues d'k (p, q), 20 et dont les signaux sont captés par le dispositif de mesure et de traitement qui comporte des moyens d'analyse de signaux mesurés par ces capteurs pour assurer la
réduction du bruit de fond en fonction du rapport signal à bruit.
- Installation selon la revendication 14, caractérisée en ce que le dispositif de
mesure et de traitement comporte des moyens pour extraire le signal et le bruit par 25 une méthode de tri d'ondes à conditionnement limité.
16 - Installation selon la revendication 14 ou 15, caractérisée en ce que les trois capteurs (7) de la deuxième série sont montés chacun sur une dérivation (8) par rapport à la canalisation (2) et en ce que le dispositif de mesure et de traitement comporte: 30. des moyens pour modéliser chaque dérivation en estimant la fonction de transfert en fréquence H (1) entre le capteur et l'entrée de la dérivation (8), e et des moyens pour prendre en compte cette fonction de transfert
dans la méthode du tri d'ondes à conditionnement limité.
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