Domaine technique

L ^' invention se rapporte au domaine des capteurs de mesure de la valeur d ^' un paramètre d ^' un gaz dissous dans un liquide et concerne plus particulièrement une embase d ^' un module de captage d'au moins un gaz dissous dans un liquide, un tel module de captage, un dispositif de mesure comprenant un tel module et un procédé de captage d ^' au moins un gaz dissous dans un liquide. L'invention trouve plus particulièrement son application dans le domaine des capteurs étanches destinés à être immergés dans un milieu aquatique (lacs, océans...).

Etat de la technique II est connu d'utiliser un dispositif pour mesurer la valeur d ^' un ou plusieurs paramètres d ^' un gaz dissous dans un liquide tels que, par exemple, sa concentration ou sa pression. A titre d ^' exemple, on utilise un tel dispositif pour mesurer la concentration de méthane ou de di oxyde de carbone dans les océans ou les lacs afin de déterminer l ^' influence de la pollution sur ces environnements ou de détecter d'éventuelles fuites de gaz à proximité d ^' un pipeline.

Un dispositif de mesure 1 connu, illustré à la figure 1 , comprend un corps cylindrique 2 s étendant selon un axe longitudinal X et à l ^' intérieur duquel est monté un capteur de mesure 3. Un module de captage 4 est monté sur l ^' une 2a des extrémités du corps cylindrique 2 afin de capter les gaz dissous dans le liquide L dans lequel le dispositif 1 est immergé.

Ce module de captage 4 se présente de manière connue sous la forme d'un bouchon comprenant une embase 5 cylindrique montée sur le corps 2 et comprenant un canal d ^' admission 5a des gaz provenant du liquide L et un canal d'évacuation 5b des gaz vers le liquide L.

Une couronne 6 est montée sur l'embase 5 de manière à maintenir une membrane 7 et un disque de support 8 de ladite membrane 7. Ce disque 8 est à la fois métallique, afin de supporter la membrane 7 et éviter qu ^' elle se déchire sous la pression du liquide L, et poreux, afin d'autoriser le passage des gaz captés par la membrane 7. La couronne 6 comprend une portion cylindrique interne 6a s'étendant à l'intérieur de l'embase 5 et définissant une ouverture centrale 6b permettant les échanges de gaz à travers la membrane 7. La membrane 7 et le disque de support 8 sont maintenus sur une face d ^' échange 9 de gaz de l ^' embase 5 par l'extrémité inférieure 6c de cette portion cylindrique interne 6a (relativement à la disposition du bouchon sur la figure 1 ).

Afin d ^' éviter que le liquide L ne pénètre à l ^' intérieur du corps cylindrique 2, le dispositif 1 comprend dans cet exemple des joints toriques 10 disposés, d ^' une part, entre l'embase 5 et la portion cylindrique interne 6a de la couronne 6 et, d'autre part, entre l ^' extrémité de la portion cylindrique interne 6a de la couronne 6 et la membrane 7.

Le corps 2 comprend, entre l ^' embase 5 et le capteur de mesure 3, un conduit d ^' entrée 12a des gaz qui est en communication de fluide avec le canal d'admission 5a et un conduit de sortie 12b des gaz qui est en communication de fluide avec le canal d ^' évacuation 5b. Le conduit d'entrée 12a permet d ^' acheminer les gaz du canal d ^' admission 5a jusqu'au capteur de mesure 3 et le conduit de sortie 12b permet d ^' acheminer les gaz du capteur de mesure 3 jusqu ^' au canal d'évacuation 5b. En fonctionnement du dispositif 1 , une partie des gaz dissous dans le liquide L traverse successivement l ^' ouverture centrale 6b, la membrane 7 et le disque de support 8 puis sont acheminés par le canal d ^' admission 5a et le conduit d'entrée 12a jusqu'au capteur de mesure 3. Le capteur 3 mesure alors le ou les paramètres du gaz à étudier puis les gaz sont acheminés par le conduit de sortie 12b et le canal d'évacuation 5b jusqu'au disque de support 8 qu'ils traversent au moins en partie de même que la membrane 7 jusqu ^' au liquide L.

Dans un tel dispositif 1 , l ^' échange de gaz entre le disque de support 8 et le canal d ^' admission 5a d ^' une part, et entre le canal d'évacuation 5b et le disque de support 8 d ^' autre part, est peu efficace car la surface d ^' échange est relativement faible. En effet, la surface des ouvertures du canal d'admission 5a et du canal d'évacuation 5b débouchant sur le disque 8 est très inférieure à la surface du disque 8. Il en résulte une circulation lente et difficile des gaz dans le dispositif 1 , ce qui présente des inconvénients. Une solution évidente serait d'augmenter la surface d'échange en augmentant notamment les dimensions du canal d'admission 5a et du canal d'évacuation 5b mais une telle configuration augmenterait le temps de réponse du dispositif 1 , c'est-à-dire le temps nécessaire au capteur pour mesurer la valeur du ou des paramètres du gaz étudié, ce qui présente un inconvénient important.

La présente invention a pour but de remédier au moins en partie à ces inconvénients en proposant un module de captage d'un gaz dissous dans un liquide qui soit à la fois simple, efficace et fiable tout en permettant un faible temps de réponse du dispositif.

Présentation générale de l'invention A cette fin, l ^' invention a donc tout d ^' abord pour objet une embase d'un module de captage d ^' au moins un gaz dissous dans un liquide, agencée pour être montée sur un corps d ^' un dispositif de mesure de la valeur d'au moins un paramètre dudit gaz, ladite embase comprenant un canal d ^' admission du gaz et un canal d ^' évacuation du gaz, l'embase étant remarquable en ce qu ^' elle comprend des moyens de guidage du gaz vers le canal d'admission du gaz.

De tels moyens de guidage permettent avantageusement d ^' acheminer le gaz capté par l'embase vers le canal d ^' admission, améliorant ainsi la circulation du gaz dans un dispositif de mesure comprenant une telle embase.

Selon un aspect de l ^' invention, l'embase comprend une paroi d ^' échange de gaz comprenant une face de montage sur un corps d'un dispositif de mesure et une face de captage de gaz, opposée à la face de montage, configurée pour recevoir un élément de support d'une membrane, le canal d'admission du gaz et le canal d'évacuation du gaz traversant ladite paroi de la face de montage à la face de captage sur laquelle ils débouchent respectivement par un orifice d ^' admission et un orifice d'évacuation.

De préférence, les moyens de guidage sont aménagés sur ou dans la face de captage de gaz de sorte à améliorer la circulation du gaz.

De préférence encore, les moyens de guidage créés un circuit de guidage du gaz entre l'orifice d ^' évacuation et l'orifice d ^' admission. Un tel circuit, en partie fermé, permet d'améliorer la circulation du gaz dans un dispositif de mesure comprenant une telle embase. Selon une caractéristique de l'invention, les moyens de guidage comprennent au moins un sillon creusé sur la face de captage de gaz. Un sillon est avantageusement aisé et rapide à creuser sur la face de captage. Avantageusement, la largeur du sillon est égale au diamètre de l'orifice d'admission et au diamètre de l ^' orifice d'évacuation. Cela permet d'éviter, d ^' une part, une augmentation de la pression du gaz qui pourrait endommager le dispositif de mesure et, d ^' autre part, de perturber le flux de gaz qui s'écoule dans le sillon de sorte que le dispositif de mesure puisse fonctionner efficacement.

De préférence, le sillon présente, au moins en partie, une forme de spirale de manière à couvrir une surface importante de la face de captage et ainsi guider une grande partie du gaz capté par la membrane.

Dans le cas d'un sillon dont la forme est au moins en partie celle d'une spirale, l ^' orifice d'admission peut avantageusement se situer au niveau d'une zone centrale de la spirale tandis que l ^' orifice d ^' évacuation peut avantageusement se situer au niveau de la périphérie de la spirale.

Dans une forme de réalisation, l ^' embase se présente sous la forme d ^' un cylindre dont une extrémité est fermée par la paroi d'échange de gaz. L ^' invention concerne aussi un module de captage d'au moins un gaz dissous dans un liquide agencé pour être monté sur un corps d ^' un dispositif de mesure de la valeur d ^' au moins un paramètre dudit gaz, ledit module de captage comprenant une embase telle que présentée précédemment, au moins une membrane, au moins un élément de support de ladite membrane et un élément de maintien de la membrane et de l'élément de support sur l ^' embase, l ^' élément de support étant en communication de fluide avec le canal d'admission du gaz et le canal d'évacuation du gaz. En d'autres termes, le canal d'admission et le canal d'évacuation débouchent tous deux sur l'élément de support.

Selon une caractéristique de l ^' invention, l ^' élément de support est poreux afin de permettre au gaz de le traverser.

Selon une autre caractéristique de l ^' invention, l ^' élément de support est métallique, ce qui le rend solide. Il peut par exemple être réalisé par frittage. Selon un aspect de l ^' invention, l'élément de support se présente sous la forme d ^' un disque aisé à fabriquer et à assembler sur l'embase. Selon une caractéristique de l ^' invention, la membrane se présente sous la forme d ^' un disque en silicone, qui est un matériau résistant.

De manière avantageuse, l ^' élément de maintien se présente sous la forme d'une couronne.

De manière avantageuse, le module de captage comprend au moins un joint torique, de préférence deux joints toriques intégrés au module, par exemple, entre la membrane et l'élément de maintien et entre l'élément de maintien et l'embase afin de renforcer l ^' étanchéité du module de captage.

De préférence, le module de captage se présente sous la forme d'un bouchon configuré pour être monté sur un corps d'un dispositif de mesure, de préférence au niveau de l'une de ses extrémités. On notera que le module de captage peut être monté sur n'importe quelle partie d'un corps du dispositif de mesure telle qu ^' une paroi.

L'invention concerne aussi un dispositif de mesure de la valeur d ^' au moins un paramètre d ^' au moins un gaz dissous dans un liquide, ledit dispositif comprenant un corps, de préférence cylindrique, et un module de captage, tel que présenté précédemment, monté sur ledit corps, le corps comprenant un conduit d ^' entrée de gaz qui est en communication de fluide avec le canal d'admission du gaz du module de captage et un conduit de sortie de gaz qui est en communication de fluide avec le canal d ^' évacuation du gaz du module de captage.

Selon un aspect de l'invention, le module de captage est monté sur l'une des extrémités du corps du dispositif de mesure. L ^' assemblage et le verrouillage d'un dispositif de mesure avec un tel module de captage est aisé et rapide.

L ^' invention concerne également un procédé de captage d ^' au moins un gaz dissous dans un liquide afin d ^' en mesurer une valeur d ^' au moins un paramètre, ledit procédé étant mis en œuvre par un dispositif de mesure comprenant un corps dans lequel est disposé un capteur de mesure d'au moins une valeur d ^' au moins un paramètre d ^' au moins un gaz et un module de captage de gaz monté sur ledit corps, le module de captage comprenant une embase de fixation sur le corps et au moins une membrane de captage de gaz dissous dans un liquide, ladite embase comprenant un canal d ^' admission du gaz vers le capteur et un canal d ^' évacuation du gaz provenant du capteur, ledit procédé étant remarquable en ce qu'il comprend une étape de guidage du gaz vers le canal d'admission. D ^' autres caractéristiques et avantages de l ^' invention apparaîtront lors de la description qui suit faite en regard des figures annexées données à titre d'exemples non limitatifs et dans lesquelles des références identiques sont données à des objets semblables. Description des figures

La figure 1 (déjà commentée) est une vue schématique en coupe longitudinale d ^' un dispositif de mesure de la pression d'un gaz dissous dans un liquide de l ^' art antérieur. La figure 2 est une vue schématique en coupe longitudinale d'un dispositif de mesure selon l'invention.

La figure 3 est une vue de dessus partielle d ^' un module de captage comprenant une embase selon l'invention sur laquelle est disposée une couronne de maintien.

Description d'une forme de réalisation du système selon l'invention

I. Dispositif de mesure 20 Le dispositif selon l'invention permet de mesurer une valeur d ^' au moins un paramètre d ^' au moins un gaz dissous dans un liquide, tel que, par exemple, sa concentration ou sa pression. Un tel gaz peut être, par exemple, du méthane ou du dioxyde de carbone, dissous dans de l'eau de mer ou de l ^' eau douce. Dans la forme de réalisation préférée du dispositif 20 selon l'invention illustrée à la figure 2, le dispositif de mesure 20 comprend un corps 22 creux s'étendant selon un axe longitudinal Y et un module 24 de captage de gaz monté sur ledit corps 22. a) Corps 22

En référence à la figure 2, le corps 22 se présente sous la forme d'un cylindre creux s'étendant selon un axe longitudinal Y et comportant deux extrémités 22a et 22b. Le module de captage 24 de gaz est monté sur le corps 22 au niveau de l'une 22a de ses extrémités tandis que l'autre extrémité 22b est obturée. Un capteur 26 de mesure est monté de manière connue à l ^' intérieur du corps creux 22. Ce capteur 26 permet de mesurer la valeur d'au moins un paramètre d'au moins un gaz dissous dans un liquide L dans lequel le dispositif 20 est immergé Le corps creux 22 comprend un conduit d ^' entrée de gaz 27a et un conduit de sortie de gaz 27b. Le conduit d'entrée de gaz 27a permet d'acheminer des gaz jusqu'au capteur de mesure 26 afin que celui-ci en mesure au moins l'un des paramètres. Le conduit de sortie de gaz 27b permet d'évacuer les gaz du capteur de mesure 26 une fois la ou les mesures de paramètres réalisées. b) Module de captage 24

Dans cet exemple, comme mentionné précédemment, le module de captage 24 est monté sur une extrémité 22a du corps 22. On notera toutefois que, dans une autre forme de réalisation, le module de captage 24 selon l ^' invention pourrait être monté sur n ^' importe quelle partie du corps 22, par exemple sur une paroi latérale 22c (toujours en référence à la figure 2).

Le module de captage 24 peut être monté sur le corps 22 par tout procédé de fixation approprié, par exemple par soudage, par vissage ou au moyen d'un ensemble de vis 25 comme illustré à la figure 3. En variante, le module de captage 24 pourrait être au moins en partie issu de matière du corps 22.

Le module de captage 24 permet de capter les gaz dissous dans le liquide L afin que le capteur de mesure 26 puisse mesurer au moins un paramètre d'au moins l ^' un d ^' entre eux. Le module de captage 24 autorise donc le ou lesdits gaz à circuler du liquide L vers l'intérieur du corps 22 et de l'intérieur du corps 22 vers le liquide L, l ^' intérieur du dispositif 20 étant imperméable au liquide L. Dans cet exemple, le module de captage 24 se présente sous la forme d'un bouchon monté sur une extrémité 22a du corps 22. Cela n'est bien entendu pas limitatif de la portée de la présente invention et on notera que le module de captage 24 selon l'invention n'est pas nécessairement un bouchon et prendre toute autre forme adaptée. Comme illustré à la figure 3, le module de captage 20 comprend une embase 28 et un élément de maintien 30. i) Embase 28 L'embase 28 se présente sous la forme d'une pièce monobloc creuse de forme cylindrique, de préférence métallique, obturée à l ^' une de ses extrémités par une paroi 28a traversée par un canal d ^' admission 29a du gaz et un canal d ^' évacuation 29b du gaz.

Cette paroi 28a comprend une face de montage 28b sur le corps 22 et une face de captage de gaz 28c, opposée à la face de montage 28b.

Le canal d ^' admission 29a du gaz est connecté fluidiquement au conduit d ^' entrée 27a du corps 22. De même, le conduit de sortie 29b du gaz est connecté fluidiquement au conduit de sortie 27b de gaz du corps 22.

Un élément de support d'une membrane 32, se présentant sous la forme d ^' un disque 34 métallique et poreux, est disposé sur la face de captage 28c de l ^' embase 28 qui est en communication de fluide à la fois avec le canal d ^' admission 29a et avec le canal d'évacuation 29b afin d ^' autoriser le passage des gaz captés dans le liquide L par la membrane 32. Ce disque de support 34 permet notamment d'éviter que la membrane 32 se déchire sous l'effet de la pression du liquide L. Ainsi, le canal d ^' admission 29a et le conduit d'entrée 27a forment une voie de communication fiuidique entre le disque 34 et le capteur de mesure 26. De même, le canal d'évacuation 29b et le conduit de sortie 27b forment une voie de communication fiuidique entre le capteur de mesure 26 et le disque 34. La membrane 32 se présente de préférence sous la forme d ^' un disque réalisé en silicone.

Selon l'invention, l ^' embase 28 comprend des moyens de guidage du gaz vers le canal d ^' admission 29a du gaz. Ces moyens de guidage sont aménagés de préférence sur ou dans la face de captage 28c du gaz.

Dans la forme de réalisation préférée de l ^' embase selon l'invention illustrée à la figure 3, les moyens de guidage se présentent sous la forme d'un sillon 35 creusé sur la face de captage 28c de gaz de l ^' embase 28. Pour des raisons de clarté, seuls l'embase 28 et un élément de maintien 30 disposé sur l'embase 28 et se présentant sous la forme d'une couronne ont été représentés à la figure 3, la membrane 32 et le disque de support 34 n'étant pas représentés. Le sillon 35 présente une forme de spirale de manière à couvrir une surface importante de la face de captage 28c et guider ainsi aisément et rapidement une grande partie des gaz ayant traversé la membrane 32 et le disque de support 34. Dans cet exemple, le canal d'admission 29a débouche avantageusement dans la région centrale de la spirale au niveau d'un orifice d ^' admission 29a- 1 afin de concentrer les gaz vers le canal d ^' admission 29a tandis que le canal d ^' évacuation 29b débouche avantageusement dans la région périphérique de la spirale au niveau d'un orifice d'évacuation 29b- 1 afin d ^' évacuer les gaz par la portion périphérique du disque 34 et de la membrane 32 (en référence à la figure 2).

L ^' utilisation d'un sillon en forme de spirale n ^' est aucunement limitative de la portée de la présente invention et on notera que les moyens de guidage peuvent se présenter sous toute autre forme adaptée.

L'utilisation de moyens de guidage permet de limiter la surface de l ^' orifice d'admission 29a- 1 des gaz et la surface de l ^' orifice d ^' évacuation 29b- 1 des gaz de manière à obtenir un temps de réponse faible du dispositif 20. La membrane 32 et le disque de support 34 sont maintenus sur la face de captage 28c de gaz de l'embase 28 par l ^' élément de maintien 30. ii) Elément de maintien 30 Dans cet exemple (toujours en référence à la figure 2), l ^' élément de maintien 30 se présente sous la forme d'une couronne montée sur l'embase 28, par exemple par vissage ou à l ^' aide d ^' une pluralité de vis (non représentées).

L ^' élément de maintien 30 comprend une portion cylindrique interne 30a- 1 et une portion annulaire externe 30a-2.

La portion cylindrique interne 30a- 1 s ^' étend à l'intérieur de l'embase 28 et définit une ouverture centrale 30b permettant au liquide L de venir au contact de la membrane 32. La portion annulaire externe 30a-2 repose en appui sur l'embase 28.

La membrane 32 et le disque de support 34 sont maintenus sur la face de captage 28c de gaz de l'embase 5 par une extrémité 30c de la portion cylindrique interne 30a-1. Afin d'améliorer l'étanchéité du dispositif 20, celui-ci comprend, comme illustré sur la figure 2, des joints toriques 36 disposés, d ^' une part, entre l ^' embase 28 et la portion cylindrique interne 30a- 1 de l'élément de maintien 30 et, d'autre part, entre l'extrémité 30c de la portion cylindrique interne 30a-1 de l'élément de maintien 30 et la membrane 32.

II. Mise en œuvre

Lorsque le dispositif de mesure 20 est immergé dans un liquide L, celui-ci vient au contact de la membrane 32 à travers l ^' ouverture 30b définie par l ^' élément de maintien 30. Les gaz dissous dans le liquide L traversent tout d'abord la membrane 32 et l ^' élément de support 34.

Lorsqu'ils atteignent la face de captage 28c de l ^' embase 28, les gaz sont guidés par le sillon 35 jusqu ^' à l ^' orifice d ^' admission 29a-1 du canal d ^' admission 29a.

Les gaz empruntent alors le canal d ^' admission 29a puis le conduit d ^' entrée 27a afin d'atteindre le capteur de mesure 26. Le capteur 26 mesure alors au moins une valeur d ^' au moins un paramètre d'au moins l'un des gaz acheminés. Une fois que la mesure a été effectuée, les gaz sont évacués du capteur de mesure 26 par le conduit de sortie 27b puis le canal d'évacuation 29b pour déboucher via l ^' orifice d ^' évacuation 29b- 1 au niveau de la paroi de captage 28c. Au moins une partie des gaz évacués traversent alors l'élément de support 34 puis la membrane 32 pour retourner dans le liquide L, une partie des gaz pouvant aussi circuler à nouveau dans le circuit de gaz ainsi créé entre l'élément de support 34 et le capteur de mesure 26 via le sillon 35. II va de soi que le dispositif de mesure 20 pourrait aussi fonctionner, mutatis mutandis, dans le sens contraire du sens de circulation de gaz illustré sur la figure 3 en inversant le sens de la spirale et le sens de fonctionnement du capteur de mesure 26.

La circulation du flux de gaz à travers le dispositif de mesure 20 constitue donc avantageusement un circuit de circulation efficace du gaz dans la mesure où les gaz captés par la membrane 32 sur toute sa surface sont guidés vers l'entrée du canal d ^' admission 29a-1 , ce qui permet d ^' avoir un temps de réponse du dispositif faible tout en ayant un dispositif de mesure simple, efficace et fiable.

Il est à noter, en outre, que la présente invention n ^' est pas limitée aux exemples décrits ci- dessus et est susceptible de nombreuses variantes accessibles à l'homme de l ^' art.

Notamment, le type, la forme et les dimensions du corps 22, de l ^' embase 28, de l ^' élément de maintien 30, de la membrane 32, de l'élément de support 34, du conduit d'entrée 27a, du conduit de sortie 27b, du canal d ^' admission 29a et du canal d'évacuation 29b, tels que représentés sur les figures 2 et 3 de façon à illustrer un exemple de réalisation de l ^' invention, ne sauraient être interprétés comme limitatives.