L’intégrité anti-fuite est synonyme de sécurité: Mesure de la pression des pipelines

L’intégrité anti-fuite est synonyme de sécurité: Mesure de la pression des pipelines

Sous nos pieds se trouve une vaste infrastructure aux nombreuses ramifications permettant à notre société de fonctionner. Des millions de kilomètres de pipelines transportent, des producteurs aux consommateurs, du gaz naturel, du biogaz, de l’eau douce et des eaux usées. Et tout particulièrement pour les produits les plus dangereux comme le gaz, la sécurité est primordiale. Des fuites dans les conduites peuvent conduire aussi bien à des pertes en ressources qu’à des pollutions environnementales. UNION Instruments a mis au point, avec les cellules de mesures de pression fabriquées par STS,  un kit de tests en pression qui simplifie la détection de fuites.

Le kit de test en pression PMS3000 de UNION Instruments GmbH a été développé pour mettre en œuvre toutes les étapes essentielles au contrôle des pipelines afin de repérer la présence de fuites éventuelles

Les champs d’application sont divers et variés:

  • Alimentation en gaz selon DVGW G469-(A) A2, B2, B3, C3 et D2
  • Alimentation en eau potable selon DVGW W400-2, Part 16
  • Technologie, industrie, technologie des procédés
  • Pipelines de chauffage local
  • Capteurs géothermiques
  • Conduites de câbles
  • Canalisation d’égouts

Figure 1: Kit de test de pression PMS3000
Source: UNION Instruments

À ce stade, nous allons nous concentrer sur la détection de fuites sur les pipelines d’alimentation en eau potable au moyen du processus dit de contraction (également appelé « test de pression de contraction »).

Le processus de contraction dans l’approvisionnement en eau potable

L’approvisionnement en eau potable est souvent réalisé au moyen de conduites en plastique. Si une pression de test élevée est appliquée, cela va entraîner une augmentation du volume. Cette dilatation va à son tour entraîner une chute de pression, qui rend la détection des fuites plus difficile. En outre, il est nécessaire de s’assurer que le pipeline à tester est suffisamment exempt d’air. La procédure de contraction spécialisée permet d’obtenir dans ce cas une évaluation correcte des fuites. Les normes de cette procédure sont énoncées dans la fiche de travail DVGW W400-2, Part 16.

Pour effectuer le processus de contraction conformément à W400-2, Part 16, en plus du kit de test de pression PMS3000, le kit de dépressurisation DAK2000 est également nécessaire, de sorte que le volume d’eau qui sera libéré soit enregistré de façon centralisée indépendamment du volume de sortie, puis relayé au kit PMS3000. C’est grâce à cette liaison directe que les opérations manuelles peuvent être réduites et que les erreurs de transmission peuvent être évitées. Pour mettre la conduite sous pression, une pompe est également nécessaire. À ce titre également, UNION Instruments propose diverses solutions compatibles avec le PMS3000.

Figure 2:  Processus de contraction selon W400-2, Part 16
Source :UNION instruments

Le processus de contraction (voir Fig. 2) est relativement complexe et se déroule en plusieurs phases. Le test de détection de fuite en tant que tel prend 3 à 4 heures. En utilisant le PMS3000, le processus est divisé en sept phases. Au cours de la première phase, la phase de relaxation, la pression de l’eau statique et les températures de la conduite sont mesurées. Ensuite commence la phase de pressurisation. À ce moment la pression de test est atteinte. Elle est environ quatre bars plus élevée que la pression de fonctionnement. Cette phase prend moins de 10 minutes. La vitesse de la montée en pression peut être observée avec le PMS3000, ce qui permet une évaluation initiale de l’absence d’air.

Une fois la pression de test atteinte, la phase de stabilisation de la pression commence. Ce maintient en pression est assurée par un re-pompage continu. Dans la phase de repos qui suit, la chute de pression, et par là même la réduction de pression, est observée sous la forme d’un pourcentage de la pression de test : Dans ce cas, la pression ne peut pas chuter de plus de 20 %.

Ensuite vient la réduction de pression visant à tester l’absence d’air. À ce moment, de l’eau est libérée, et l’on mesure le volume du débit, qui est relayé au PMS3000. Ce volume d’eau libérée doit s’accompagner d’une certaine chute de pression. Si ce n’est pas le cas, c’est qu’il y avait trop d’air présent dans le pipeline testé.

Une fois cette phase terminée, le test principal, d’une durée de 30 minutes, peut commencer. À ce stade, une pression est appliquée une fois encore à la canalisation. Si une chute de pression se produit à ce stade, le test principal sera alors étendu à 90 minutes. Durant ce laps de temps, la pression dans la canalisation ne peut pas baisser de plus de 0,25 bar. Dans le cas contraire il sera estimé que la canalisation fuit.

Le processus de test dans son intégralité est conservé sur la carte SD du kit de test de pression. Il sera disponible sous forme de rapport PDF et ne nécessite aucun autre logiciel d’évaluation de la part de l’utilisateur.

Pour ses mesures de pression, le PMS3000 est équipé d’un transducteur de pression piézorésistif STS. Comme ce kit de test de pression est utilisé dans de nombreuses applications, les exigences sont très élevées pour ces cellules de mesure. Elles doivent être capables de mesurer une plage de pression allant de quelques millibars jusqu’à 1000 bars (pour le test de détection des fuites sur les systèmes hydrauliques, par exemple), tout en offrant une très grande précision de mesure. Dans le cahier des charges communiqué à STS par UNION Instruments, on retrouve notamment une stabilité de 5 mbar sur des changements de température de l’air ambiant de 15 °K à des pressions de test allant de 20 à 25 bars. Pour plus d’informations sur l’intégration de cellules de mesure piézorésistives dans des applications existantes, veuillez vous reporter ici.

Caractéristiques du système PMS3000, en bref :

  • Kit de test de pression robuste, étanche et prêt à l’utilisation sur le terrain
  • Imprimante intégrée pour l’impression des rapports
  • Écran tactile avec graphiques en couleurs
  • Carte mémoire SD de 32 Go, avec lecture mobile par USB
  • Divers connecteurs externes
  • Procédures de test des consignes de DVGW G469 (A) : 2010 et W400-2 : 2004 stockées sur le dispositif
  • Éventail complet de composants de connexion et de pompes de test pour la mise sous pression disponible
  • Transducteur piézorésistif STS intégré, avec une plage de pression de 100 mbar à 1000 bar (précision : ≤ ± 0,50 / 0,25 % FS)
Test fiable de détection de fuite par la mesure de pression relative et absolue

Test fiable de détection de fuite par la mesure de pression relative et absolue

Les fuites peuvent avoir des conséquences dramatiques. Pour concevoir les procédés de production de façon efficace et pour prévenir des rappels coûteux et nuisibles à l’image de la marque, les composants doivent être testés très en amont dans le processus de fabrication. Pour cette raison, les tests de fuite jouent un rôle important dans la gestion de la qualité.

La vérification de l’étanchéité et la détection des fuites sont une composante intégrale du processus d’assurance qualité dans de nombreux secteurs. En outre, une détection précoce des pièces défectueuses au cours du processus de fabrication peut épargner des coûts inutiles. Dans ce cadre, les zones d’application comprennent le test des composants individuels, ainsi que le test des systèmes complets, soit lors de la production en série, soit en laboratoire. Les secteurs en question vont de l’industrie automobile (têtes de cylindre, transmissions, soupapes, etc.) à l’ingénierie médicale en passant par les industries des plastiques, des emballages et des cosmétiques.

L’entreprise allemande ZELTWANGER Dichtheits- und Funktionsprüfsysteme GmbH est l’un des fabricants les plus réputés de testeurs de fuite haute performance. En fonction de l’application considérée, il existe un éventail de procédures facultatives pour tester les fuites, notamment les méthodes de mesure de la pression relative et absolue.

Test de fuite au moyen des méthodes de pression relative et absolue

Les procédés de mesure de la pression relative ou absolue offrent les avantages importants suivants :

  • configuration de test compacte pour un faible volume de tarage
  • sécurité opérationnelle élevée
  • plage de mesure étendue
  • automatisation optionnelle

Au cours de ces procédures, la pièce testée est soumise à une pression définie. Le différentiel de pression résultant d’une fuite est mesuré et analysé sur un laps de temps défini. Dans la méthode de la pression relative, la différence de pression avec la pression ambiante est décisive. Lorsque la pression du test est plus élevée que la pression ambiante, on parle alors de test de surpression. Les termes de pression négative ou de test sous vide s’appliquent quant à eux lorsque les pressions de test sont inférieures à la pression ambiante. Avec la méthode de mesure de la pression absolue, la pression est déterminée par rapport au vide absolu.

Lors des tests de fuite au moyen des procédures relative ou absolue, ZELTWANGER emploie également des cellules de mesure de la pression fabriquées par STS. Les demandes sur les technologies appliquées sont rigoureuses, et essentielles dans les cas suivants :

  • traitement du signal exceptionnel
  • plages de pression flexibles
  • méthodes de mesure variables (pressions différentielle, relative et absolue)
  • fiabilité exceptionnelle

Le capteur de pression ATM de STS répond à ces spécifications obligatoires avec une plage de pression large, comprise entre 100 mbar et 1000 bar, et une précision de ≤ ± 0,10 % FS. Mais en dehors de ces chiffres, sa capacité de sûreté intégrée et son excellent traitement des signaux représentent également des points cruciaux. La modularité des capteurs STS offre même aux fabricants l’option d’une intégration facile à leurs propres applications internes.

Les transmetteurs de pression STS, ainsi que les capteurs développés en interne par ZELTWANGER, font déjà partie intégrante des dispositifs de la série ZED. Ils excellent tous par leur polyvalence et leur précision. Par exemple, le dispositif ZEDbase+ mesure de façon fiable les pressions relative et différentielle, ainsi que le flux de masse. Les températures enregistrées lors des tests, en fonction de la méthode de test, se sont échelonnées du vide à 16 bars. Avec la pression relative, même des changements de pression très faibles allant de 0,5 à 4 Pa peuvent être détectés. Au-delà de ces prérequis techniques, il existe d’autres arguments importants en faveur de STS : un approvisionnement fiable, complété par une assistance client caractérisée par sa facilité et sa souplesse, sans parler des importants points communs entre les deux entreprises impliquées. Notre objectif collectif consiste à fournir à nos clients des solutions personnalisées qui répondent parfaitement à leurs cahiers des charges les plus exigeants.

Le bon équipement de test d’étanchéité

Le bon équipement de test d’étanchéité

De nombreuses applications utilisent des composants qui doivent être parfaitement étanches pour assurer un fonctionnement correct. Les tests d’étanchéité sont généralement effectués avec des capteurs de pression qui répondent à des exigences élevées.

Exemples d’applications et de composants qui nécessitent d’être parfaitement étanches :

  • Les moteurs, les systèmes de freinage, les systèmes de climatisation, les culasses, les soupapes, les filtres, les systèmes d’injection.
  • Les emballages de l’industrie alimentaire ou du secteur médical.
  • Les appareils électriques.
  • Les systèmes de réfrigération.
  • Les systèmes hydrauliques.

Les composants qui doivent être étanches sont généralement scellés avant l’installation. Par conséquent, les équipements utilisés pour les tests d’étanchéité doivent pouvoir fonctionner de manière extrêmement fiable pendant les étapes de production.

Généralement, les tests d’étanchéité sont effectués au moyen de mesures de pression. Le composant est exposé à une certaine pression, puis la pression est à nouveau mesurée après une phase de repos. Si une chute de pression est constatée entre les deux mesures, le composant peut être considéré comme présentant une fuite.


Pour permettre une détection optimale des fuites, les capteurs de pression utilisés doivent offrir une excellente stabilité et une grande précision. En particulier, les exigences en termes de stabilité des mesures et d’effets indésirables du bruit atmosphérique sont extrêmement élevées. Les pertes de pression les plus fines doivent pouvoir être détectées de manière fiable.

Par exemple, pour un capteur de 10 bars, les valeurs de précision ne doivent pas dépasser 10-20 Pa (ou 0,001 % – 0,002 %) de la pleine échelle.

STS fabrique des capteurs de détection de fuites depuis de nombreuses années, incluant les capteurs de pression analogiques de la série ATM dont le signal de sortie est de 4-20 mA. La cellule de mesure de haute précision permet de détecter des pertes de pression extrêmement fines allant jusqu’aux millibars, répondant ainsi aux exigences élevées des applications de test d’étanchéité.

La conception mécanique (connexions du processus et connexions électriques) n’affecte pas le comportement du capteur et peut être configurée grâce au principe de conception modulaire utilisé par STS.

Les capteurs de pression de la série ATM sont disponibles avec différents signaux de sortie. Cependant, il est préférable d’utiliser un signal de 4-20 mA pour les applications de test d’étanchéité, car ce signal de sortie robuste n’est pratiquement pas affecté par le bruit atmosphérique.

Pour en apprendre davantage sur les tests d’étanchéité, consultez cet article.