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FR3135286A1 - Device for measuring the supply flow of a section or island of a pressurized water network - Google Patents

Device for measuring the supply flow of a section or island of a pressurized water network Download PDF

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Publication number
FR3135286A1
FR3135286A1 FR2204191A FR2204191A FR3135286A1 FR 3135286 A1 FR3135286 A1 FR 3135286A1 FR 2204191 A FR2204191 A FR 2204191A FR 2204191 A FR2204191 A FR 2204191A FR 3135286 A1 FR3135286 A1 FR 3135286A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
pressure
flow
network
island
recorder
Prior art date
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Pending
Application number
FR2204191A
Other languages
French (fr)
Inventor
Benoit Cliche
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Individual
Original Assignee
Individual
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Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to FR2204191A priority Critical patent/FR3135286A1/en
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Abstract

Dispositif pour mesurer le débit d’eau sur un tronçon ou un ilot d’un réseau d’eau sous pression. L’objet de l’invention concerne un dispositif permettant d’alimenter en dérivation un tronçon de réseau d’eau pour en mesurer les grandeurs caractéristiques débit et pression et en déduire ainsi le débit du tronçon à la pression de service. L’objet de l’invention est aussi un procédé de mise en œuvre du dispositif. Le dispositif est constitué d’un ballon hydropneumatique pré-gonflé à une pression inférieure à la pression de service du réseau et à raccorder au réseau avec un enregistreur de débit et un enregistreur de pression. Lorsque le tronçon est isolé du reste du réseau, le dispositif alimente temporairement le tronçon. La mesure des grandeurs caractéristiques -Débit/Pression- permet alors de calculer le coefficient de perte de charge du réseau et d’en déduire son débit à toutes les pressions y compris la pression de service du réseau. Le dispositif se raccorde au réseau sur les branchements ou les poteaux incendie et bouches incendie.Device for measuring the water flow on a section or island of a pressurized water network. The object of the invention relates to a device making it possible to supply a section of a water network by bypass in order to measure the characteristic quantities flow and pressure and thus deduce the flow rate of the section at the operating pressure. The object of the invention is also a method of implementing the device. The device consists of a hydropneumatic balloon pre-inflated to a pressure lower than the operating pressure of the network and to be connected to the network with a flow recorder and a pressure recorder. When the section is isolated from the rest of the network, the device temporarily supplies the section. Measuring the characteristic quantities -Flow/Pressure- then makes it possible to calculate the pressure loss coefficient of the network and to deduce its flow at all pressures including the operating pressure of the network. The device connects to the network on connections or fire hydrants and fire hydrants.

Description

Dispositif de mesure du débit d’alimentation d’un tronçon ou d’un ilot de réseau d’eau sous pressionDevice for measuring the supply flow of a section or island of a pressurized water network

Pour prioriser la recherche de fuites sur les réseaux d’eau, les gestionnaires de réseaux effectuent préalablement aux opérations de recherches proprement dites, une pré-localisation des tronçons les plus fuyards. Pour ce faire, ils évaluent le débit introduit dans des tronçons également appelés ilots d’un réseau d’eau. L’analyse et la comparaison des débits des ilots d’un réseau leur permettent de concentrer leurs efforts sur les zones de fort débit, potentiellement les plus fuyardes.To prioritize the search for leaks on water networks, network managers carry out a pre-location of the most leaky sections before the actual search operations. To do this, they evaluate the flow introduced into sections also called islands of a water network. Analyzing and comparing the flow rates of network islands allows them to concentrate their efforts on high flow areas, potentially the most leaky.

Ne disposant pas de débitmètre pour chaque ilot, l’évaluation du débit d’un ilot consiste à mesurer la variation du débit d’alimentation de l’ensemble du réseau avec et sans l’ilot. Le résultat est donc obtenu par soustraction à un débit de référence qui est celui de la totalité du réseau. Les mesures sont effectuées à quelques minutes d’intervalle pour garantir un maximum de répétabilité des conditions de consommation d’eau sur le réseau. Néanmoins, un biais de mesure existe car des tirages domestiques peuvent être déclenchés ou arrêtés pendant les mesures sur l’ensemble du réseau. La durée des mesures est de 3 à 5 minutes pour éviter les régimes transitoires et moyenner d’éventuels tirages d’eau des usagers.As we do not have a flow meter for each island, evaluating the flow of an island consists of measuring the variation in the supply flow of the entire network with and without the island. The result is therefore obtained by subtraction from a reference flow rate which is that of the entire network. Measurements are taken every few minutes to ensure maximum repeatability of water consumption conditions on the network. However, measurement bias exists because domestic draws can be triggered or stopped during measurements across the entire network. The duration of the measurements is 3 to 5 minutes to avoid transient conditions and average possible water draw from users.

Ces opérations sont conduites de nuit car elles nécessitent de couper l’eau de chaque ilot pendant 3 à 5 minutes en fermant les vannes du réseau qui le délimitent.These operations are carried out at night because they require cutting off the water to each island for 3 to 5 minutes by closing the network valves which delimit it.

Ce travail nocturne est contraignant car il demande une planification rigide difficilement compatible avec la conduite d’un service des eaux qui a besoin de souplesse pour s’adapter aux urgences.This nighttime work is restrictive because it requires rigid planning that is difficult to reconcile with the management of a water service which needs flexibility to adapt to emergencies.

Traditionnellement, cette opération mobilise 3 à 4 personnes pour une nuit. Ces ressources sont rarement disponibles dans les services ruraux qui ont le plus besoin de ces informations pour cibler leurs actions.Traditionally, this operation mobilizes 3 to 4 people for one night. These resources are rarely available in rural services which most need this information to target their actions.

La longueur totale des canalisations d’un ilot est généralement comprise entre 1000 m et 5000 m. La lourdeur et le coût de mise en œuvre ne permettent pas d’envisager ces opérations à un coût économiquement raisonnable sur des ilots isolés ou sur des ilots de moins de 1000 m.The total length of the pipes on an island is generally between 1000 m and 5000 m. The cumbersomeness and cost of implementation do not allow these operations to be considered at an economically reasonable cost on isolated islands or on islands of less than 1000 m.

Pour répondre aux problèmes soulevés ci-dessus nous avons développé un dispositif adapté à la mesure du débit d’alimentation d’un tronçon ou d’un ilot d’un réseau d’eau en pression.To respond to the problems raised above, we have developed a device suitable for measuring the supply flow rate of a section or an island of a pressurized water network.

L’objet de la présente invention concerne donc un dispositif pour mesurer le débit d’alimentation d’un tronçon ou d’un ilot d’un réseau d’eau en pression. L’objet de la présente invention concerne également un procédé pour la mise en œuvre dudit dispositif.The object of the present invention therefore relates to a device for measuring the supply flow rate of a section or an island of a pressurized water network. The object of the present invention also relates to a method for implementing said device.

La mesure s’effectue sans coupure d’eau, elle peut être mise en œuvre pendant la journée sans occasionner de gêne pour les utilisateurs.The measurement is carried out without a water cut, it can be implemented during the day without causing any inconvenience to users.

Le débit est mesuré directement sur l’ilot, sans soustraction à un débit de référence sur une zone beaucoup plus vaste.The flow rate is measured directly on the island, without subtraction from a reference flow rate over a much larger area.

L’invention est mise en œuvre en quelques minutes par une ou deux personnes selon la taille de l’ilot à mesurer. Elle peut être déployée pour une mesure ponctuelle sur des ilots de 100 m à 5000 m de canalisations ou pour une campagne de plusieurs ilots d’un réseau.The invention is implemented in a few minutes by one or two people depending on the size of the island to be measured. It can be deployed for a one-off measurement on islands of 100 m to 5000 m of pipes or for a campaign of several islands of a network.

La décrit l’invention raccordée à l’ilot d’un réseau dont on souhaite connaitre le débit d’alimentation à la pression de service.There describes the invention connected to the island of a network for which we wish to know the supply flow rate at the operating pressure.

La donne l’exemple des résultats d’une mesure et de leur interprétation pour en déduire le débit de l’ilot.There gives the example of the results of a measurement and their interpretation to deduce the flow rate of the island.

Le dispositif selon l’invention comprend un ballon hydropneumatique avec ou sans vessie, raccordé avec un enregistreur de débit et un enregistreur de pression, ces deux enregistreurs étant synchronisés entre eux. Pour la sécurité de l’opérateurs du dispositif, la pression de service admissible du ballon doit être compatible avec la pression sur l’ilot lorsqu’il est raccordé au réseau, en général de l’ordre de 6 à 8 bars. Un manomètre de pression P2 est raccordé sur la partie air du ballon pour contrôler sa pression intérieure et en particulier sa pression de pré-gonflage qui est égale à la pression de l’air contenu dans le ballon vide d’eau. La pression de pré-gonflage doit être inférieure à la pression de service du réseau et elle doit être supérieure à 1 bar. Le volume du ballon est adapté pour qu’il puisse alimenter pendant au moins 15 secondes l’ilot. A titre indicatif le volume peut être de 20 à 150 litres pour des débits attendus de l’ordre de 0,1 m3/hr à 5 m3/hr et de 100 à 300 litres pour des débits attendus de 3 à 10 m3/hr et plus de 200 l pour des débits supérieurs à 10 m3/hr. Le gaz de gonflage peut être de l’air ou de l’azote.The device according to the invention comprises a hydropneumatic balloon with or without bladder, connected with a flow recorder and a pressure recorder, these two recorders being synchronized with each other. For the safety of the device operators, the admissible operating pressure of the tank must be compatible with the pressure on the island when it is connected to the network, generally of the order of 6 to 8 bars. A P2 pressure gauge is connected to the air part of the balloon to control its internal pressure and in particular its pre-inflation pressure which is equal to the pressure of the air contained in the balloon empty of water. The pre-inflation pressure must be lower than the network operating pressure and must be greater than 1 bar. The volume of the balloon is adapted so that it can supply the island for at least 15 seconds. As an indication, the volume can be from 20 to 150 liters for expected flow rates of the order of 0.1 m 3 /hr to 5 m 3 /hr and from 100 to 300 liters for expected flow rates of 3 to 10 m 3 /hr and more than 200 l for flow rates greater than 10 m3/hr. The inflation gas can be air or nitrogen.

Le ballon hydropneumatique doit être raccordé en série à un enregistreur de débit avec une tuyauterie de faible longueur pour éviter les pertes de charges – à titre indicatif une longueur de 0,2 m à 1 mètre est acceptable. Le diamètre de la tuyauterie doit être supérieur ou égal au diamètre DN 25 millimètres – on entend par DN, Diamètre Nominal - pour des débits attendus inférieurs à 3 m3/hr et supérieur ou égal au diamètre DN 32 millimètres pour des débits supérieurs à 3 m3/hr.The hydropneumatic tank must be connected in series to a flow recorder with short piping to avoid pressure losses – as an indication a length of 0.2 m to 1 meter is acceptable. The diameter of the pipe must be greater than or equal to the diameter DN 25 millimeters – we mean DN, Nominal Diameter – for expected flow rates less than 3 m 3 /hr and greater than or equal to the diameter DN 32 millimeters for flow rates greater than 3 m 3 /hr.

L’enregistreur de débit D1 est raccordé en série au ballon hydropneumatique et à l’ilot à mesurer au niveau d’une vanne de branchement notée VB sur la . Il doit avoir une cadence de mesure inférieure à la seconde. Le diamètre de l’enregistreur de débit doit être supérieur ou égal à DN 32 millimètres pour minimiser les pertes de charges et il doit comptabiliser avec une précision de 0,1 m3/hr des débits allant de 0,1 à 30 m3/hr. Il doit être capable de mesurer des débits dans les deux sens d’écoulement, de l’ilot vers le ballon hydropneumatique et inversement. L’enregistreur de débit est relié à l’ilot à mesurer au niveau de la vanne de branchement notée VB sur la par un tuyau de diamètre DN 32 millimètres minimum.The flow recorder D1 is connected in series to the hydropneumatic tank and to the island to be measured at the level of a connection valve noted VB on the . It must have a measurement rate of less than a second. The diameter of the flow recorder must be greater than or equal to DN 32 millimeters to minimize pressure losses and it must record flow rates ranging from 0.1 to 30 m 3 /hr with an accuracy of 0.1 m 3 / hr . hr. It must be capable of measuring flow rates in both flow directions, from the island to the hydropneumatic balloon and vice versa. The flow recorder is connected to the island to be measured at the connection valve noted VB on the by a pipe with a minimum diameter of DN 32 millimeters.

Enfin, le dispositif comprend un enregistreur de pression haute fréquence– supérieur à 10 mesures par seconde - et noté P1 dans la . Cet enregistreur de pression est synchronisé avec l’enregistreur de débit. Cet enregistreur de pression est raccordé en dérivation soit sur le dispositif à proximité immédiate de la vanne de branchement VB, soit sur la vanne de branchement VB soit sur l’ilot à mesurer. La perte de charge entre l’enregistreur de pression et l’ilot à mesurer doit être inférieure à 100 000 mCE/(m3/s)2.Finally, the device includes a high frequency pressure recorder – greater than 10 measurements per second – and denoted P1 in the . This pressure recorder is synchronized with the flow recorder. This pressure recorder is connected in bypass either to the device in the immediate vicinity of the VB connection valve, or to the VB connection valve or to the island to be measured. The pressure loss between the pressure recorder and the island to be measured must be less than 100,000 mCE/(m 3 /s) 2 .

Le branchement à la canalisation de l’ilot à mesurer doit avoir un diamètre minimum de 40 mm pour des débits inférieur à 3 m3/hr et 100 mm pour des débits inférieurs à 25 m3/hr. Un poteau incendie ou une bouche incendie de DN 100 millimètres sont des points de mesure disponibles sur de nombreux réseaux d’eaux et parfaitement compatibles avec la mise en œuvre de cette invention. On peut également utiliser des dispositifs spécifiquement créés.The connection to the pipe of the island to be measured must have a minimum diameter of 40 mm for flow rates less than 3 m 3 /hr and 100 mm for flow rates less than 25 m 3 /hr. A fire hydrant or a fire hydrant of DN 100 millimeters are measuring points available on many water networks and perfectly compatible with the implementation of this invention. We can also use specifically created devices.

Le procédé, selon l’invention, pour la mise en œuvre du dispositif comprend les étapes suivantes :

  1. Mise en communication du ballon hydropneumatique avec l’eau du tronçon ou de l’ilot à mesurer, ledit ballon hydropneumatique se remplit progressivement d’eau pour équilibrer sa pression interne avec celle du réseau, de façon à ce que la pression interne du ballon est égale à la pression de service du réseau qui est enregistrée ;
  2. Fermeture successive des vannes de sectionnement qui relient le tronçon ou l’ilot à mesurer au réseau d’eau ;
  3. Enregistrement des valeurs de débit et de pression par l’enregistreur de débit et l’enregistreur de pression, respectivement, lorsque la dernière vanne de sectionnement est fermée et que la pression du réseau diminue et que le ballon hydropneumatique relargue sa réserve d’eau sous l’action motrice de l’expansion de l’air comprimé dans ledit ballon hydropneumatique ;
  4. Réouverture de l’une des vannes de sectionnement du réseau lorsque la pression mesurée du tronçon ou de l’ilot atteint 1,2 bars ou dès que le tronçon ou l’ilot a été isolé au moins 15 secondes ;
  5. Remplissage du ballon hydropneumatique jusqu’à ce que sa valeur de pression soit à l’équilibre avec celle de la pression de service du réseau, après la réouverture d’une des vannes de sectionnement du réseau, l’augmentation de la pression et l’inversement du sens de la circulation de l’eau ;
  6. Calcul du débit d’alimentation du tronçon ou de l’ilot à la pression de services du réseau, sur la base du couple de valeurs synchronisées (Débit/Pression), enregistré aux l’étapes a) et c), en réalisant successivement les étapes suivantes :
    1. Calcul du coefficient de perte de charge pour alimenter le réseau en utilisant la formule caractéristique d’un réseau d’eau K = Pression / (Débit)2où la pression est mesurée en mètres de colonne d’eau et le débit en mètres cubes par seconde. Les couples (Débit, Pression) utilisés pour les calculs de K sont ceux enregistrés à l’étape c) ;
    2. Sélection de la valeur de K la plus élevée, sur la base de plusieurs mesures de couples de valeurs synchronisées (Débit/Pression), correspondant au débit d’alimentation de l’ilot le plus bas ;
    3. Calcul de la valeur de débit à la pression de service en utilisant la formule Débit = (Pression/K)1/2, où la valeur de K est celle obtenue à l’étape f.2) et la valeur de Pression est la pression de service mesurée à l’étape a).
The method, according to the invention, for implementing the device comprises the following steps:
  1. Putting the hydropneumatic balloon in communication with the water of the section or island to be measured, said hydropneumatic balloon gradually fills with water to balance its internal pressure with that of the network, so that the internal pressure of the balloon is equal to the network service pressure which is recorded;
  2. Successive closing of the sectioning valves which connect the section or island to be measured to the water network;
  3. Recording of flow and pressure values by the flow recorder and the pressure recorder, respectively, when the last shut-off valve is closed and the network pressure decreases and the hydropneumatic tank releases its water reserve under the driving action of the expansion of the compressed air in said hydropneumatic balloon;
  4. Reopening of one of the network shut-off valves when the measured pressure of the section or island reaches 1.2 bars or as soon as the section or island has been isolated for at least 15 seconds;
  5. Filling of the hydropneumatic balloon until its pressure value is in equilibrium with that of the network operating pressure, after reopening one of the network shut-off valves, increasing the pressure and reversal of the direction of water circulation;
  6. Calculation of the supply flow rate of the section or island at the network service pressure, on the basis of the pair of synchronized values (Flow/Pressure), recorded in steps a) and c), by successively carrying out the following steps :
    1. Calculation of the pressure loss coefficient to supply the network using the characteristic formula of a water network K = Pressure / (Flow) 2 where the pressure is measured in meters of water column and the flow in cubic meters per second. The couples (Flow, Pressure) used for the calculations of K are those recorded in step c);
    2. Selection of the highest value of K, on the basis of several measurements of pairs of synchronized values (Flow/Pressure), corresponding to the supply flow of the lowest island;
    3. Calculation of the flow value at the operating pressure using the formula Flow = (Pressure/K) 1/2 , where the value of K is that obtained in step f.2) and the value of Pressure is the pressure of service measured in step a).

Le procédé peut être répliqué 1 à 2 fois pour fiabiliser les mesures de K, on ne conserve au final que la valeur de K la plus élevée pour calculer le débit de l’ilot. La valeur la plus élevée de K correspond au débit d’alimentation le plus bas de l’ilot.The process can be replicated 1 to 2 times to make the K measurements more reliable; in the end only the highest K value is kept to calculate the flow rate of the island. The highest value of K corresponds to the lowest supply flow rate to the island.

La durée de mise en œuvre du procédé peut varier de 15 secondes à plus de 240 secondes selon le débit de l’ilot, la taille du ballon hydropneumatique utilisé et la taille de l’échantillonnage de débit que l’on souhaite.The process implementation time can vary from 15 seconds to more than 240 seconds depending on the flow rate of the island, the size of the hydropneumatic balloon used and the size of the flow sampling desired.

La illustre le dispositif selon l’invention, objet de ce brevet et sa disposition par rapport à l’ilot d’un réseau dont on veut connaitre le débit d’alimentation. L’ilot du réseau dont on veut connaitre le débit est matérialisé par les pointillés gras. Les vannes V1, V2 et V3 relient l’ilot au reste du réseau d’eau. La vanne de branchement VB permet d’isoler le dispositif du branchement qui la relie à l’ilot. Le dispositif comprend le ballon hydropneumatique, le manomètre P2, l’enregistreur de débit D1, l’enregistreur de pression P1 et des tuyaux ou raccords qui relient ces différents éléments entre eux jusqu’à la vanne de branchement VBThere illustrates the device according to the invention, the subject of this patent and its arrangement in relation to the island of a network of which we want to know the supply flow. The network island for which we want to know the flow rate is indicated by the bold dotted lines. Valves V1, V2 and V3 connect the island to the rest of the water network. The VB connection valve makes it possible to isolate the device from the connection which connects it to the island. The device includes the hydropneumatic balloon, the pressure gauge P2, the flow recorder D1, the pressure recorder P1 and pipes or fittings which connect these different elements together up to the connection valve VB

La illustre les résultats d’enregistrements de pression P1 et de débit D1 pour un essai. L’échelle de gauche représente la pression, l’échelle de droite le débit. L’abscisse représente le temps. La courbe en trait plein représente la pression, la courbe en trait fin représente le débit. Les lignes pointillées représentent les valeurs d’échantillonnage à un instant T pour le calcul du coefficient de perte de charge K. Ces lignes pointillées vont intercepter les ordonnées de chaque côté pour noter le couple de valeur (Débit ; Pression) à un instant T. Après l’ouverture de la vanne de branchement et avant la fermeture des vannes de sectionnement V1 à V3, la pression mesurée est la pression statique du réseau qui est de 3,8 bars.There illustrates the results of pressure P1 and flow D1 recordings for a test. The scale on the left represents pressure, the scale on the right represents flow. The abscissa represents time. The solid line curve represents the pressure, the thin line curve represents the flow rate. The dotted lines represent the sampling values at a time T for the calculation of the pressure loss coefficient K. These dotted lines will intercept the ordinates on each side to note the pair of values (Flow; Pressure) at a time T. After opening the connection valve and before closing the sectioning valves V1 to V3, the pressure measured is the static pressure of the network which is 3.8 bars.

Un exemple numérique consécutif à un essai est enregistré dans la . Lorsque les vannes de branchement VB et les vannes de sectionnement V1, V2, V3… sont ouvertes, on enregistre une pression stable égale à la pression de service du réseau. Dans cet exemple on lit 3,8 bars. Le débit entrant ou sortant du ballon hydropneumatique est nul. A la fermeture de la dernière vanne de sectionnement du réseau, l’ilot n’est plus alimenté par le réseau. La pression diminue et le ballon hydropneumatique se met à alimenter l’ilot. On mesure au bout de quelques secondes, le couple (débit, pression) correspondante à un instant T. Dans cet exemple les valeurs lues sont de (1,4 m3/hr ; 2,5 bars). La formule de la courbe caractéristique de l’ilot Pression = K (Débit)2est réarrangée pour calculer K, ainsi K = Pression/ Débit2, ramené aux unités du système d’unités internationales, on obtient un K de 168 600 000 mCE/(m3/s)2 . A numerical example following a test is recorded in the . When the connection valves VB and the sectioning valves V1, V2, V3, etc. are open, a stable pressure equal to the network operating pressure is recorded. In this example we read 3.8 bars. The flow entering or leaving the hydropneumatic balloon is zero. When the last network shut-off valve closes, the island is no longer supplied by the network. The pressure decreases and the hydropneumatic balloon begins to supply the island. After a few seconds, the torque (flow rate, pressure) corresponding to an instant T is measured. In this example the values read are (1.4 m 3 /hr; 2.5 bars). The formula for the characteristic curve of the island Pressure = K (Flow) 2 is rearranged to calculate K, thus K = Pressure/Flow 2 , reduced to the units of the system of international units, we obtain a K of 168,600,000 mCE /(m 3 /s) 2 .

Avec une pression de service mesuré de 3,8 bars, et en réarrangeant la formule de la courbe caractéristique de l’ilot, on obtient le débit d’alimentation nécessaire pour avoir une pression de service de 3,8 bars. Débit = (K/Pression)1/2. On obtient ainsi un débit de 1,73 m3/hr qui correspond au débit d’alimentation de l’ilot à la pression de service usuelle de 3,8 bars.With a measured operating pressure of 3.8 bars, and by rearranging the formula of the characteristic curve of the island, we obtain the supply flow rate necessary to have an operating pressure of 3.8 bars. Flow = (K/Pressure) 1/2 . We thus obtain a flow rate of 1.73 m3/hr which corresponds to the supply flow rate of the island at the usual operating pressure of 3.8 bars.

Claims (11)

Dispositif de mesure du débit d’alimentation d’un tronçon ou d’un ilot de réseau d’eau sous pression caractérisé en ce qu’il comprend :
  1. un ballon hydropneumatique avec ou sans vessie interne équipé d’un manomètre et raccordé en sérié avec un enregistreur de débit ;
  2. un enregistreur de débit raccordé en série avec le ballon hydropneumatique et une vanne de branchement à l’ilot ;
  3. un enregistreur de pression haute fréquence – supérieur à 10 mesures par seconde - , raccordé en dérivation soit à proximité immédiate de la vanne de branchement à l’ilot, soit sur la vanne de branchement à l’ilot, soit directement sur l’ilot à mesurer ;
  4. des tuyaux entre le ballon hydropneumatique et la vanne de branchement en passant par l’enregistreur de débit.
Device for measuring the supply flow of a section or island of a pressurized water network, characterized in that it comprises:
  1. a hydropneumatic balloon with or without internal bladder equipped with a pressure gauge and connected in series with a flow recorder;
  2. a flow recorder connected in series with the hydropneumatic tank and a valve connecting to the island;
  3. a high frequency pressure recorder – greater than 10 measurements per second -, connected in bypass either in the immediate vicinity of the island connection valve, or on the island connection valve, or directly on the island to measure ;
  4. pipes between the hydropneumatic tank and the connection valve passing through the flow recorder.
Dispositif, selon la revendication 1, dans lequel le ballon hydropneumatique a un volume compris entre 20 et 150 litres pour des débits attendus de 0,1 m3/hr à 5 m3/hr, ou de 100 à 300 litres pour des débits attendus de 3 m3/hr à 10 m3/hr, ou plus de 200 litres pour des débits supérieurs à 10 m3/hr.Device according to claim 1, in which the hydropneumatic balloon has a volume of between 20 and 150 liters for expected flow rates of 0.1 m 3 /hr to 5 m 3 /hr, or from 100 to 300 liters for expected flow rates from 3 m 3 /hr to 10 m 3 /hr, or more than 200 liters for flow rates greater than 10 m 3 /hr. Dispositif, selon la revendication 2, dans lequel le volume du ballon hydropneumatique permet d’alimenter pendant au moins 15 secondes l’ilot ou le tronçon dont on souhaite mesurer le débit d’alimentation.Device according to claim 2, in which the volume of the hydropneumatic balloon makes it possible to supply for at least 15 seconds the island or section whose supply flow rate is to be measured. Dispositif, selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le ballon hydropneumatique a une valeur de pression de pré-gonflage inférieure à la valeur de pression de service du réseau et a au moins une valeur égale à 1 bar.Device according to any one of the preceding claims, in which the hydropneumatic balloon has a pre-inflation pressure value lower than the service pressure value of the network and has at least a value equal to 1 bar. Dispositif, selon la revendication 1, dans lequel l’enregistreur de débit a un diamètre supérieur ou égal à DN 32 millimètres pour minimiser les pertes de charges.Device according to claim 1, in which the flow recorder has a diameter greater than or equal to DN 32 millimeters to minimize pressure losses. Dispositif, selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’enregistreur de débit est capable de mesurer des valeurs de débits comprises dans une gamme allant de 0,1 m3/hr à 30 m3/hr plus ou moins 0,1 m3/hr, dans les deux directions d’écoulement - sens direct et sens inverse - avec une cadence de mesure inférieure à 1 seconde.Device according to any one of the preceding claims, in which the flow recorder is capable of measuring flow values included in a range going from 0.1 m 3 /hr to 30 m 3 /hr plus or minus 0, 1 m 3 /hr, in both flow directions - forward and reverse direction - with a measurement rate of less than 1 second. Dispositif, selon la revendication 1, dans lequel l’enregistreur de débit est synchronisé avec l’enregistreur de pression.Device according to claim 1, in which the flow recorder is synchronized with the pressure recorder. Dispositif, selon la revendication 1, dans lequel les pertes de charge entre l’enregistreur de pression P1 et l’ilot à mesurer sont inférieures à 100 000 mCE/(m3/s)2pendant le déroulement des mesures.Device according to claim 1, in which the pressure losses between the pressure recorder P1 and the island to be measured are less than 100,000 mCE/(m 3 /s) 2 during the course of the measurements. Dispositif, selon la revendication 1, dans lequel la vanne de branchement peut être une bouche incendie ou un poteau incendie ou un branchement aménagé spécifiquementDevice according to claim 1, in which the connection valve can be a fire hydrant or a fire hydrant or a specifically designed connection Procédé utilisant le dispositif, de l’une quelconque des revendications précédentes, pour mesurer le débit d’alimentation d’un tronçon ou d’un ilot de réseau d’eau sous pression et à différentes pressions, caractérisé en ce qu’il comprend les étapes suivantes :
  1. Mise en communication du ballon hydropneumatique avec l’eau du tronçon ou de l’ilot à mesurer, ledit ballon hydropneumatique se remplit progressivement d’eau pour équilibrer sa pression interne avec celle du réseau, de façon à ce que la pression interne du ballon est égale à la pression de service du réseau que l’on enregistre ;
  2. Fermeture successive des vannes de sectionnement qui relient le tronçon ou l’ilot à mesurer au réseau d’eau ;
  3. Enregistrement des valeurs de débit et de pression par l’enregistreur de débit et l’enregistreur de pression, respectivement, lorsque la dernière vanne de sectionnement est fermée et que la pression du réseau diminue et que le ballon hydropneumatique relargue sa réserve d’eau sous l’action motrice de l’expansion de l’air comprimé dans ledit ballon hydropneumatique ;
  4. Réouverture de l’une des vannes de sectionnement du réseau lorsque la pression mesurée du tronçon ou de l’ilot atteint 1,2 bars ou dès que le tronçon ou l’ilot a été isolé au moins 15 secondes ;
  5. Remplissage du ballon hydropneumatique jusqu’à ce que sa valeur de pression soit à l’équilibre avec celle de la pression de service du réseau, après la réouverture d’une des vannes de sectionnement du réseau, l’augmentation de la pression et l’inversement du sens de la circulation de l’eau ;
  6. Calcul du débit d’alimentation du tronçon ou de l’ilot à la pression de services du réseau, sur la base du couple de valeurs synchronisées (Débit/Pression), enregistré à l’étape a) et c) en réalisant successivement les étapes suivantes ;
    1. Calcul du coefficient de perte de charge pour alimenter le réseau en utilisant la formule caractéristique d’un réseau d’eau K = Pression / (Débit)2où la pression est mesurée en mètres de colonne d’eau et le débit en mètres cubes par seconde selon l’étape c);
    2. Sélection de la valeur de K la plus élevée, sur la base de plusieurs mesures de couples de valeurs synchronisées (Débit/Pression), correspondant au débit d’alimentation de l’ilot le plus bas ;
    3. Calcul de la valeur de débit à la pression de service en utilisant la formule Débit = (Pression/K)1/2, où la valeur de K est celle obtenue à l’étape f.2) et la valeur de Pression est la pression de service du réseau mesurée à l’étape a).
Method using the device of any one of the preceding claims for measuring the supply flow rate of a section or island of a water network under pressure and at different pressures, characterized in that it comprises the following steps :
  1. Putting the hydropneumatic balloon in communication with the water of the section or island to be measured, said hydropneumatic balloon gradually fills with water to balance its internal pressure with that of the network, so that the internal pressure of the balloon is equal to the operating pressure of the network that is recorded;
  2. Successive closing of the sectioning valves which connect the section or island to be measured to the water network;
  3. Recording of flow and pressure values by the flow recorder and the pressure recorder, respectively, when the last shut-off valve is closed and the network pressure decreases and the hydropneumatic tank releases its water reserve under the driving action of the expansion of the compressed air in said hydropneumatic balloon;
  4. Reopening of one of the network shut-off valves when the measured pressure of the section or island reaches 1.2 bars or as soon as the section or island has been isolated for at least 15 seconds;
  5. Filling of the hydropneumatic balloon until its pressure value is in equilibrium with that of the network operating pressure, after reopening one of the network shut-off valves, increasing the pressure and reversal of the direction of water circulation;
  6. Calculation of the supply flow rate of the section or island at the network service pressure, on the basis of the pair of synchronized values (Flow/Pressure), recorded in step a) and c) by successively carrying out the steps following;
    1. Calculation of the pressure loss coefficient to supply the network using the characteristic formula of a water network K = Pressure / (Flow) 2 where the pressure is measured in meters of water column and the flow in cubic meters per second according to step c);
    2. Selection of the highest value of K, on the basis of several measurements of pairs of synchronized values (Flow/Pressure), corresponding to the supply flow of the lowest island;
    3. Calculation of the flow value at the operating pressure using the formula Flow = (Pressure/K) 1/2 , where the value of K is that obtained in step f.2) and the value of Pressure is the pressure network service measured in step a).
Procédé, selon la revendication 10, caractérisé en ce que les étapes a) à f) peuvent être répétées de une à deux fois pour confirmer le débit obtenu et renforcer le poids statistique des résultats.Method according to claim 10, characterized in that steps a) to f) can be repeated one or two times to confirm the flow rate obtained and reinforce the statistical weight of the results.
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