COMMENT SÉLECTIONNER LES SOLUTIONS DE SURVEILLANCE DU NIVEAU D’ÉGOUTS

COMMENT SÉLECTIONNER LES SOLUTIONS DE SURVEILLANCE DU NIVEAU D’ÉGOUTS

 

Les capteurs de niveau d'égouts sont les « yeux et les oreilles » des services des eaux pour vérifier ce qui se passe dans leur monde souterrain. Jusqu’à récemment, d’immenses structures d’égouts étaient planifiées et laissées sans surveillance, dans l’attente d’une panne catastrophique. De nos jours, de plus en plus de services publics et de gouvernements locaux surveillent de près leurs infrastructures coûteuses. Certains des avantages de la surveillance du niveau des égouts sont :

▪ Pré-détection des conditions de blocage

▪ Envoyer les équipes de maintenance au bon endroit au bon moment

▪ Prévenir les événements catastrophiques environnementaux tels que les déversements d'eaux usées dans les villes

▪ Comptabilité et chiffrage des eaux usées rejetées par les installations industrielles

▪ Aider à la planification des conduites d'égout à long terme en fonction des profils d'utilisation réels

Ce court article pratique est un guide destiné aux services publics qui envisagent de mettre en œuvre des solutions de surveillance du niveau des égouts. Quatre questions importantes sont abordées dans cet article et répertoriées ci-dessous :

▪ Durabilité de la solution candidate

▪ Fonctionnement en atmosphère explosive

▪ Communication et enregistrement des données

▪ Données de mesure disponibles

 

1. Durabilité

Les composants du système installés dans les égouts doivent résister à des conditions environnementales sévères. En tête de liste des menaces hostiles figurent :

▪ Défaillance physique

▪ Pénétration de fluides et d'humidité

Une défaillance physique peut provenir de solides d'eaux usées interférant avec le mécanisme de mesure. Ce type de défaillance est plus apparent avec les capteurs immergés tels que les flotteurs mécaniques et les capteurs de pression. L'utilisation de capteurs sans contact tels que des capteurs radar ou à ultrasons réduit le taux de défaillances physiques mais n'élimine pas nécessairement ces défaillances. En particulier, lors d'un débordement d'égout, des substances de toutes sortes peuvent se coller au capteur sans contact et bloquer sa face rayonnante.

 

La pénétration de fluides peut provoquer une défaillance irréversible du système. Un taux de scellement très élevé est donc requis. Les taux d'étanchéité formels IP68 (ou NEMA 6P) ne suffisent pas dans l'environnement des égouts. La combinaison du débit de liquide, des produits chimiques et des gaz réactifs sont des conditions qui ne sont normalement pas testées lors des vérifications en laboratoire du taux d'étanchéité IP68 (NEMA 6P).

 

Résumé : Lors de la vérification de l'adéquation des solutions de surveillance des égouts, dans la catégorie durabilité, privilégiez les capteurs sans contact installés en hauteur dans l'égout. Recherchez également un mécanisme d’étanchéité supplémentaire, tel qu’une double étanchéité ou une maintenance préventive programmée et complète garantie.

 

2. Gaz explosifs

Des gaz explosifs peuvent exister dans certains sites d’égouts. Le méthane est un gaz typique que l’on peut trouver dans les égouts souterrains. Avec des concentrations de gaz appropriées, une étincelle peut enflammer le gaz et le faire exploser. La solution de surveillance des égouts doit avoir une option pour une utilisation sûre dans des atmosphères explosives. Les exigences supplémentaires pour un système de sécurité contre les explosifs augmenteront le prix et pourraient également réduire les performances. Par conséquent, les systèmes standards sont préférés dans les sites d’égouts où il n’y a aucune menace de gaz explosifs. Les systèmes qui peuvent être utilisés en toute sécurité dans une atmosphère explosive doivent être accompagnés d'une certification appropriée délivrée par un ou plusieurs organismes de normalisation internationaux ou locaux. Les certifications les plus reconnues sont :

▪ ATEX (norme européenne)

▪ FM (norme américaine)

▪ IECEx (International)

Cependant, d’autres réglementations locales peuvent s’appliquer telles que :

▪ NEPSI (Chine)

▪ GOST (Russie)

Les méthodes de protection varient : des boîtiers antidéflagrants aux circuits électroniques à sécurité intrinsèque. Il est important de noter que la certification doit s’appliquer à l’ensemble du système. Le déploiement de composants système, où chaque composant est certifié individuellement, ne garantit pas que la solution complète est certifiée.

 

3. Communications et enregistrement des données

Les informations sont généralement extraites du capteur d'égout de l'une des manières suivantes :

▪ Journalisation locale accompagnée de visites périodiques à l'égout pour le téléchargement des données

▪ Transmission sans fil de type RF Radio

▪ Transmissions sans fil de type Cellulaire

La journalisation locale est une technique fiable car elle n'implique pas de communications sans fil. Les enregistreurs locaux augmentent les coûts du système, mais généralement pas autant que les émetteurs sans fil et l'infrastructure de communication. L'inconvénient majeur est la manipulation supplémentaire et l'implication humaine dans le téléchargement des données de journalisation. Cette implication augmente les coûts et est sujette aux erreurs.

 

Les transmissions sans fil sont classées en fonction de leur infrastructure de communication. L'utilisation d'une infrastructure radio RF implique une infrastructure de communication dédiée et l'utilisation de fréquences RF réglementées. Les fréquences autorisées pour cette application peuvent différer selon les pays. Dans certains cas, l'infrastructure de communication RF est une structure à deux niveaux dans laquelle le capteur sur le terrain transmet à un hub local et le hub transmet (par fil ou sans fil) à un emplacement central. Le principal avantage des solutions basées sur la radio RF réside dans la fiabilité et la couverture personnalisée. Le principal inconvénient est la nécessité de mettre en place une infrastructure dédiée et les défis de la réglementation locale.

 

Une alternative aux transmissions radio RF consiste à utiliser une infrastructure cellulaire existante. Le gros avantage de ce système réside dans l’exploitation d’une infrastructure de communication existante, d’où des coûts moindres. Les égouts sont normalement situés dans les zones urbaines où la couverture cellulaire est bonne. L’inconvénient de l’utilisation des communications cellulaires est évident dans les égouts profonds ou métalliquement fermés. Dans ces sites, ou dans les sites où les structures d'enceinte sont composées de structures béton/métalliques, la couverture cellulaire souterraine peut être faible, voire inexistante. Les antennes externes peuvent, dans certains cas, contourner ces problèmes.

 

4. Données de mesure

Les capteurs de niveau d’égout ne se limitent pas nécessairement aux mesures de niveau. Des données supplémentaires peuvent étendre les capacités du capteur :

▪ Niveau

▪ Flux

▪ Température

▪ Autres capteurs de type générique

Les informations sur le niveau des égouts sont essentielles pour identifier les conditions de débordement, les blocages, la surutilisation des canalisations, la planification à long terme et bien plus encore.

 

Les données sur le débit des égouts (par exemple en mètres cubes par heure) et les données sur le volume des égouts (en termes de mètres cubes) constituent un élément d'information supplémentaire. Les informations de flux peuvent être extraites des informations de niveau selon l'une des deux méthodes suivantes :

 

▪ Utilisation de canaux ou de déversoirs à l'intérieur des canalisations d'égout ou sous les regards

▪ Utilisation de la formule de Manning

La détection de la température étend également l'utilité du système. Une augmentation de température à court terme peut indiquer, par exemple, que des déchets industriels sont déversés dans les égouts.

 

Enfin, la possibilité de se connecter à des capteurs supplémentaires via un protocole standard peut encore augmenter l'efficacité du système. Ces autres capteurs peuvent être de type chimique (comme le PH) ou biologique. Il convient toutefois de noter que les capteurs indépendants, prêts à être connectés à un terminal à usage général, sont rarement disponibles sur le marché.