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Patent Searching and Data


Title:
FLOAT FOR INSPECTING SEWER SYSTEMS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2010/139865
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device intended for assisting the administrator of a sewer system in collecting information on the condition of the network in order to maintain the network in operating conditions. The invention involves using a set of observation devices mounted on a floating housing (1) connected by the rear (8) to a check cable which the operator can control from the surface upstream, and using a display and an optional recording system on the surface. The essential on-board devices include a directable surface camera housed behind a convex viewport (2), a bottom camera (3), distance detectors (6 and 7), a system transmitting wireless signals (5) and the lighting system, and are powered by batteries (4). The signals follow the main sewer to a receiver located at a manhole and from there travel to the observation and recording station on the surface. The selected devices are compact, reliable and preferably derived from mass-produced, commercially available devices such as video surveillance cameras, computers or video screens in order to ensure a low investment.

Inventors:
BIESSE PHILIPPE (FR)
Application Number:
PCT/FR2010/000395
Publication Date:
December 09, 2010
Filing Date:
May 27, 2010
Export Citation:
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Assignee:
BIESSE PHILIPPE (FR)
International Classes:
E03F7/12; F16L55/38
Foreign References:
DE29900544U11999-04-01
DE9320538U11994-09-01
DE4114601A11992-04-02
DE4208863A11993-09-23
EP1749944A22007-02-07
DE69700544T22000-05-04
DE202006016642U12007-06-06
Other References:
None
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Claims:
Revendications.

1/ Dispositif de flotteur d'inspection destiné à aider te gestionnaire d'un réseau d'assainissement à recueillir des informations sur Pétât de son réseau, caractérisé en ce qu'il consiste en un ensemble d'équipements d'observation et de transmission de signal alimentés par batterie

5 électrique à courant cc4^ai etniontéssurun bo^rftdÈantetélanche ιeiépar son aπièm à un câble de retenue que contrôle un opérateur situé au niveau de la surface du regard amont dans lequel est introduit un système récepteur des signaux relié à un appareil de visualisation situé en surface près du regard. 2/ Dispositif selon la revendication N°1 caractérisé en ce que Pensembte est complété par un

10 système d'enregistrement des signaux visualisés.

3/ Dispositif selon Pune des revendications précédentes caractérisé en ce que Pun des équipements d'observation est une caméra de surface logée dans un hublot à l'avant du flotteur.

4/ Dispositif selon tes revendications précédentes caractérisé en ce que ta caméra située à

15 l'avant du flotteur est orientable.

5/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce qu'un autre équipement d'observation est une caméra de fond logée dans un hublot à Pavant du flotteur,

6/ Dispositif selon Pune des revendications précédentes caractérisé en ce que d'autres 20 équipements d'observation sont des rayons lumineux concentrés dont ta trace sur tes parois du collecteur donne une mesure de la distance au flotteur,

7/ Dispositif selon Pune des revendications précédentes caractérisé en ce que les signaux transmis par les équipements du flotteur sont d'un type sans fil largement utilisé dans les applications de w'déo surveillance, 25 8/ Dispositif selon Pune des revendications précédentes caractérisé en ce que l'appareil de visualisation est un écran audto visuel dédié

9/ Dispositif selon Pune des revendications 1 à 8 caractérisé en ce que l'appareil de visualisation et enregistrement est un ordinateur équipé de cartes de réception de signal sans fil et de capacité d'enregistrement 30 10/ Dispositif selon l'une des revendications précédentes caractérisé en ce que les lampes d'éclairage adéquate améliorent la visibilité des équipements d'observation.

Description:
FLOTIHJR BTNSPECπON DE RESEAUX B' ASSAINISSEMENT La présente Invention concerne un dispositif destiné à aider te gestionnaire d'un réseau d'assainissement à recueillir des informations sur l'état de son réseau afin de le maintenir opérationnel. Un réseau doit être curé périodiquement pour supprimer les dépôts et autres obstructions et maintenir le meilleur écoulement des effiueπts dans ses canalisations. La fréquence requise de l'opération de curage est très variable en fonction des caractéristiques du réseau et de ses effluents, et se situe dans une plage très large d'environ 6 mois à 12 ans avec des valeurs courantes autour des 3 ans. L'observation du réseau est généralement effectuée afin d'ajuster la fréquence de curage et afin de diagnostiquer l'état structurel des constituants de ce réseau qui, outre tes obstructions courantes par dépôts peuvent être affectés par des désordres de nature différente.

Traditionnellement, on observe directement à Tcefl les regards de visite et les collecteurs de grands diamètres dits visitables, et on observe avec une caméras montées au bout d'une perche les collecteurs de petit diamètre sur une longueur limitée. L'observation sera plus ou moins complète et plus ou moins lourde à mettre en place suivant qu'elle est faite sans vidange et nettoyage du collecteur ou avec vidange et nettoyage préalables.

Après vidange et curage on peut de plus observer Pétat des collecteurs visitables ou non visitables avec l'aide de caméras montées sur chariots robotisés se déplaçant sur la surface inférieure des collecteurs. Les inconvénients de ces dispositifs sont qu'ils impliquent suivant le cas : une présence humaine dans une conduite ou un regard avec des risques hygiéniques et d'exposition aux émanations gazeuses éventuellement dangereuses comme c'est le cas du H2S, la nécessité d'impliquer en continu pour l'observation directe un technicien capable d'interpréter directement les observations, nécessitent la présence d'une équipe complète plus facflement mobilisable durant les horaires de jour où l'on note souvent tes débits de pointe, ils sont longs à mettre en œuvre et ont donc des rendements limités en homme heure par mètre linéaire de conduite observée, ils nécessitent l'absence ou la limitation de l'écoulement des eaux usées empruntant normalement le collecteur et imposent un système de détournement des eaux, elles nécessitent une surface inférieure des conduites sans obstacles majeurs ou dénivelés, certains équipements employés sont relativement chefs et ne peuvent donc pas être engagés dans les endroits où ils risquent d'être bloquée et irrécupérables, sont en général disponibles en nombre limité pour un gestionnaire. les opérations nécessitent l'ouverture de plusieurs regards pour accès, visualisation ou ventilation et donne donc lieu à des gènes olfactives, de sécurité et de circulation pour les riverains, ces méthodes imposent des distances limitées entre regards d'accès, Le dispositif selon l'invention permet de remédier à ces inconvénients tout en assurant de façon légère et économique l'estimation du besoin de curage avec localisation des bouchons, la

FEUILLE PE REMPLACEMBJT(Re 3 Iu 2B) vérification périodique des collecteurs, le suivi de révolution de certains désordres connus ou la vérification d'un comportement après interventions de travaux.

IJ consiste en l'utilisation d'un ensemble d'équipements d'observation montés sur un boîtier flottant relié par son arrière à un câble de retenue que l'opérateur situé au niveau de la surface du regard amont contrôle.

Les équipements d'observation sont alimentés électriquement par des batteries à courant continu également embarquées et émettent leurs signaux par ondes électromagnétiques qui sont relayées au moyen d'une (ou plusieurs) antenne embarquée vont remonter le long du collecteur jusqu'à l'antenne d'un récepteur situé au niveau du regard amont ou éventuellement du regard aval, pour être finalement amenés par ondes aérienne ou par câble jusqu'au poste d'observation et d'enregistrement situé en surface.

Les équipements choisis sont peu encombrants, febtes et préférablement dérivés d'équipements de série largement distribués afin de rester dans un investissement économiques. Le dispositif comporte selon une première caractéristique un bottier flottant constitué d'un compartiment médian inférieur logeant tes batteries, d'un compartiment avant inférieur logeant une caméra et étant muni d'un hublot étanche, transparent et antichoc situé face vers le bas et sous la ligne de flottaison, d'un hublot transparent bombé et étanche logeant une caméra préférablement orientable sur la partie haute hors eau à son avant, d'un compartiment logeant l'électronique de transmission des signaux et les antennes sur son arrière, et enfin éventuellement d'autres hublots permettant de loger des systèmes de mesure de distances. La surface extérieure du boîtier assure des liaisons étanches avec les différents hublots, et une partie démontable constitue un couvercle fermant de façon étanche sur sa partie médiane supérieure, ce qui permet le démontage des différents objets qu'il loge. L'étanchéité sera la meilleure possible afin d'éviter les pénétrations d'eau, mais aussi la pénétration de gaz afin d'éviter les effets oxydants du H2S. Cette étanchéité peut être améliorée par application d'un revêtement souple sur les joints après montage des équipements dans le boîtier et par utilisation d'imprégnations tropicalisées de l'électronique ou de sachets dessiccateurs. Une prise extérieure avec traversée étanche des câbles électriques permet de réaliser la recharge des batteries sans démontage.

La forme et te volume du boitier et rimptentation des éléments lourds sous sa Bgne de flottaison permet d'assurer la flottaison de Pensemble et une certaine stabilité latérale, au roule et au tangage par rapport aux remous de l'écoulement liquide dans le collecteur. La surface vitrée du hublot inférieur est située sous la ligne de flottaison, directement en contact de Peau afin de faciliter la visualisation à travers le fluide. Le hublot supérieur est en matière antichoc et éventuellement protégé par des tiges métalliques. La matière du boitier peut être métallique, en plastique, en résine renforcée fibres de verre ou encore tout autre matériau adéquat De toutes façons, la matière des surfaces et la position par rapport au niveau de la ligne de flottaison seront adaptées au droit des équipements nécessitant ou non d'être atteints par tes ondes électromagnétiques. Le dispositif comporte selon une deuxième caractéristique un câble fin permettant à l'opérateur de contrôler l'avancée du boîtier lui même poussé par le courant de liquide. Le câble est suffisamment long pour permettre te contrôle du déplacement du boîtier sur un ou plusieurs intervalles entre regards et suffisamment fin pour constituer une bobine peu encombrante lorsqu'il est complètement enroulé. Sa consistance soit en ficelle de fibres tressées, en fil en nylon mono brin type fil de pèche, en câble acier multibrins ou aubes est à déterminer suivant la longueur entre regards, le type d'effort de retenue ou éventuellement de rappel à fournir, et la recherche du minimum de traînée dans l'eau et de risques d'accrochage. Dans certains cas on profitera de l'avantage de la légèreté d'un câble qui flotterait sur l'eau plutôt que d'un câble qui frotterait les dépôts de fond, de l'imperméabilité d'un câble monobrin plus facile à égoutter et à nettoyer.

Le type de bobine peut être simple ou à enrouleur de type moulinet

La descente du câble jusqu'au fond du regard peut être faite simplement par déroulement ou au bout d'un prolongateur semi rigide. L'ensemble peut prendre la forme d'une canne à pèche télescopique, moulinet et câble nylon.

Afin d'optimiser l'observation, l'exploitant choisira le moment le plus propice à la meilleure hauteur d'eau dans la conduite, vitesse et stabilité d'écoulement, clarté de l'eau. Ces conditions peuvent ne pas être suffisantes pour assurer l'avancée du flotteur, il sera possible d'aider à cette avancée par traction sur un autre câble placé à Pavant du flotteur, cet autre câble étant introduit au préalable sur toute la longueur d'une conduite lorsque les conditions de débit sont suffisante pour déplacer un simple flotteur utilisé comme furet

II est également possible de motoriser le flotteur d'inspection à l'image d'un bateau ou sous marin miniaturisé télécommandé. Les câbles sont une bonne assurance de retour du flotteur en cas d'avarie ou de perte de contact

Le dispositif comporte selon une troisième caractéristique une caméra de surface de préférence orientable. Cette caméra peut rester fixe suivant le diamètre du collecteur et l'angle d'ouverture de son optique, ou peut être remplacée par plusieurs caméras fixes, mais l'objectif est de pouvoir visualiser au maximum la surface interne du collecteur à partir d'une position de dispositif que l'on ne peut maîtriser que par rapport à sa position longitudinale. La caméra sera de préférence munie d'un dispositif d'autofocus ou de focus réglable. L'orientation de la caméra sera suivant les deux axes haut/bas et droite/gauche, et les mouvements resteront à l'intérieur de l'espace du hublot bombé. Cette disposition permet de garantir Têtanchêitê du système et peut être réalisée avec des éléments de type caméra de surveillance et de hublots anti-vandales.

Le dispositif comporte selon une quatrième caractéristique une caméra de fond en général fixe mais qui peut être également orientable. Cette caméra est protégée par un hublot à surface plane. Elle va visualiser la partie inférieure immergée du collecteur, en fonction de la distance au fond de collecteur et de la clarté de l'eau. La visualisation est possible jusqu'à la zone agitée et très turbide située ente la zone d'écoulement liquide et le radier du collecteur. Cette caméra permet éventuellement de visualiser tes traces des équipements optiques de mesure de profondeur.

Le dispositif comporte selon une cinquième caractéristique un système d'édairage pour (es caméras. Ce système peut être intègre aux caméras de type visualisation nocturne par lumière infra rouge ou être indépendant des caméras, à lumière blanche ou infra rouge. On prendra les précautions afin d'éviter les reflets de lumière sur les faces internes des hublots. Le dispositif comporte selon une sixième caractéristique un ou plusieurs équipement de sondage permettant de mesurer la distance des parois du collecteur ou des dépôts par rapport au bottier. La mesure se fait dans les 2 directions principales haut et bas, et éventuellement sur les cotés. Les systèmes peuvent être à ultrason (radar), hydrostatiques ou optiques. Une solution optique consiste par exemple en l'utilisation de deux faisceaux concentrés de type mini lampes « laser » rouge situées dans un même plan vertical, fixées a distance l'une de l'autre sur le boîtier et dirigées vers te bas ou te haut en formant un angle relativement aigu. L'écarternent des traces visibles sur la surface observée est proportionne» à la distance du boîtier à la surface.

Le sondage hydrostatique réalisé par sonde piézométrique délivrant un signai ou par une sonde constituée d'une poche à l'intérieur d'une capsule lourde qui va racler sur le fond du collecteur, et reliée au boîtier par un cordon creux contenant un liquide de densité différente de 1. la variation de profondeur de cette sonde se traduira par une variation du niveau de la colonne liquide du cordon qui pourra être visualisée par ta caméra.

Le dispositif comporte selon une septième caractéristique un ou des systèmes d'émission / réception de signal. Bien que la transmission de signaux par câbles soit tout à fait possibte, tes systèmes sans fil seront privilégiés. Les signaux vidéo des caméras seront soit traités à l'intérieur de l'électronique de la caméra pour être transmis directement sous forme d'ondes électromagnétiques vers te récepteur situé au niveau du regard amont (ou aval) ou seront traites par des systèmes indépendants d'émetteurs et récepteurs. il existe plusieurs systèmes économiques largement distribués et utilisés dans te marché de Ia vidéo surveillance (caméras avec fil, caméras sans fil avec récepteur, ou caméras sans fil à adresse IP fonctionnant avec la technologie Wi-Fi) de l'audiovisuel (transmetteurs audio-vidéo sans fils), et dans l'informatique de type Wi-F! ou encore les télécommande à hautes fréquences pour tes commandes de mouvement

Les antennes seront disposées de façon optimale hors eau afin de garantir la meilleure transmission de signal.et seront de préférence à haut gain. Les systèmes d'émission/réception font communiquer tes équipements du boîtier avec l'unité correspondante située au niveau du regard amont (ou aval) qui va elle-même transmettre des signaux avec ou sans fil vers un système de visualisation et éventuellement enregistrement situé en surface. Le dispositif comporte selon une huitième caractéristique un système de visualisation et d'enregistrement qui va traiter tes signaux que lui envoie te dispositif récepteur et éventuellement émetteur pour tes systèmes â caméras mobiles) situé dans le regard de proximité. Outre les unités électroniques, te système de visualisation est constitué d'un écran vidéo et éventuellement <fun système d'enregistrement . Les ensembles TV et enregistreur vidéo peuvent être utilises, de même qu'un ordinateur équipé des entrées vidéo adéquates ou des cartes de transmission Wî-FL L'ordinateur regroupe tes fonctions de visualisation, d'enregistrement et de traitement de fimage. R peut également traiter d'autres types de signaux directement et transcrire les mesures sur un {dan de profil du collecteur. La description sommaire des dessins montre en Planche N° 1 : schéma en perspective transparent du flotteur avec tes équipements principaux. La configuration et (es équipements représentés ne sont pas limitatif dans Ie cadre de l'invention, les dimensions et tes formes sont simplifiées pour la clarté de ia vue.

Rg. 1 : Rotteur (1) caméra de surlace (2), te hublot sous ligne de flottaison logeant ia caméra de fond (3), en bas de flotteur, la batterie de courant continu {A), te bloc électronique émetteur de signal (5), tes détecteurs de distance (6) â feisceau lumineux, un aube détecteur de distance arrière (7), le crochet arrière (8) pour câble de contrôle, te cochet avant (9) pour câble de traction.

Une manière standard de réaliser l'invention est â base de caméras de vidéo surveillance orientables et sans fil. Un router peut servir de relais au niveau du regard de proximité, et l'ordinateur convenablement équipé servira à ia visualisation et reπregistremeπt Cette configuration est adaptée pour ("utilisation par un technicien, alors qu'une version plus rustique à base d'équipements de vidéo surveillance sans fil reliée à un écran de surveillance et un système d'enregistrement vidéo est plus adapté à l'utilisation par un personnel moins qualifié. Dans tes deux cas, l'observation en direct permet de repérer tes lieux de défauts potentiels dans la conduite et de prolonger tes prises de vue correspondantes.

Oe nombreuses applications existent au niveau des très nombreux exptoHants de réseaux d'assainfssetnent.