Dans le domaine de la débitmétrie, le marché est de plus en plus porté par des appareils de mesure autonomes et sans fil. Mais quelles sont concrètement les solutions proposées ? Qui les développe ? Que valent-elles ? Pour quels types d'applications ? Tour d'horizon des solutions proposées par les fabricants.
Les principes de mesure qui régissent la débitmétrie liquide ou solide sont bien connus et stables depuis plusieurs décennies. En revanche, les débitmètres autonomes et les équipements sans fil se développent à un rythme rapide et portent le marché, ouvrant la voie à de nouvelles applications. Qu’il s’agisse d’ins-
Instrumenter ou sectoriser un réseau d’eau potable, réaliser des mesures en sites isolés ou aux points de transferts, d’asservir les fréquences de mesure ou de scrutation à un événement particulier, de mettre en place une gestion optimisée des flux en milieu industriel ou encore de satisfaire la voracité en datas de l’usine connectée ou de l’Industrie 4.0, les besoins sont innombrables. Un seul point commun à cette grande diversité de besoins : une absence de fil et une autonomie en énergie permettant de s’affranchir d’une alimentation externe.
Cette évolution ouvre également de nouveaux horizons. Par exemple en facilitant la maintenance d’un parc de débitmètres, en facilitant la mise à jour d’un firmware.
Solutions autonomes et sans fil : l’électromagnétique domine
Logiquement, le gros des appareils autonomes et sans fil reste porté par les débitmètres électromagnétiques.
Endress+Hauser, Engineering Mesures, Flowlab, Fuji, Kobold, Siemens, Bamo Mesures, TH Industrie, Tecfluid… nombre d’acteurs du marché de l’eau proposent ce type de modèle. Chez ABB, c’est l’Aquamaster 3, alimenté par un pack de piles lithium conférant 10 ans d’autonomie, panneau solaire de 5 W ou micro-éolienne, et disponible en versions télétransmission GSM/SMS, Modbus RS485 et désormais aussi GPRS sous protocole WITS. Grâce à ce dernier mode de communication, l’exploitant peut obtenir pratiquement en instantané des alarmes de diagnostic et de procédé (ex : débit instantané trop faible, ou au contraire trop important, etc.). Pouvant être télétransmises toutes les 15 minutes, toutes ces données sont stockées au sein de plusieurs data-loggers intégrés, ayant une capacité de stockage correspondante à deux mois d’exploitation. « Les applications de l’Aquamaster 3 sont multiples, précise Stéphane Prévost, Product Sales Manager chez ABB : sectorisation de réseau d’eau potable et recherches de fuites bien sûr, mais aussi comptage sur puits de forage et en station de pompage, compteur transactionnel pour facturation abonnés… ou bien encore en rejet d’eaux usées ».
Endress+Hauser n’est pas en reste avec son Promag W 800 sur piles avec durée de vie jusqu’à 15 ans en fonction de la fréquence de scrutation et de transmission des données mesurées et des événements via e-mail et SMS (modem GSM/GPRS intégré dans le transmetteur à piles Proline 800). « Dédié à la sécurisation des réseaux de distribution d’eau potable, le Promag W 800 est idéal pour toutes les applications de cette industrie dans des endroits sans accès au réseau électrique, indique Sébastien Brossard, Chef de Marché Environnement Énergie chez Endress+Hauser. Grâce à son “SmartMode”, il peut accélérer le pas de mesures en cas de variation de débit détectée. On peut aussi l’interroger à distance ».
Chez Krohne, le Waterflux 3070 affiche une autonomie pouvant aller jusqu’à 15 ans avec deux piles internes, et jusqu’à 20 ans avec un bloc-pile externe. En cas de points de mesure séparés, on peut l’équiper d’une antenne GSM également autonome pour transmission des mesures lues à distance. « Véritable solution intégrée de gestion et de surveillance de réseau, le Waterflux 3070 incorpore désormais un capteur de température et de pression, complète Patrick Bret, Responsable produits débitmétrie électromagnétique et analyse chez Krohne. Dédié aux métiers de la sectorisation, son application principale reste la détection de fuite ». La détection de fuite dans les réseaux d’eau potable se fait souvent par le suivi des débits de nuit. Il y a, entre 2 et 4 heures du matin, une consommation théorique nulle. À ce moment-là, les capteurs de pression installés pour la surveillance du réseau ne devraient pas mesurer de chute de pression significative en cas d’absence de débit. À cet effet, les affichages des données du petit boîtier compact du Promag W 800 d’Endress+Hauser renferment tout : électronique, piles, enregistreur et modem GSM/GPRS, qui permet de transmettre les données par e-mail dans le monde entier. La fréquence de mesure automatique est ajustée en fonction des variations de débit : plus besoin de choisir entre précision de mesure et durée de vie des piles.
capteurs de pression sont alignés avec les taux de débit des compteurs d’eau (compteurs urbains). En proposant une solution intégrée pour cette application, le Waterflux élimine la mise en place et le câblage de capteurs de pression externes. Le capteur de pression du Waterflux déclenche une alarme par l'intermédiaire d'une sortie d’état en cas d’atteinte de la limite supérieure ou inférieure programmée. De plus, la sonde de température intégrée peut servir de paramètre de mesure supplémentaire, sans travaux sur l’installation.
Recommandé pour les applications de comptage d'eau sur sites isolés et disponible pour des diamètres de conduite de 15 à 600 mm, le Magnetoflow M5000 de Fuji Electric, sur batteries, affiche-lui de 6 à 12 ans d’autonomie, avec transmission possible des données via liaison radio ou GSM/GPRS sur le serveur central pour traitement et affichage.
La communication GPS/GPRS est également intégrée sur le mag8000 de Siemens, ou en pré-câblage direct vers systèmes GSM client (exemple type Lacroix-Sofrel). « Doté de batteries d'une durée de vie jusqu’à 10 ans, le mag8000 est utilisé sur des applications eau claire et potable, principalement pour la sectorisation des réseaux, la recherche de fuites, le comptage transactionnel des gros consommateurs et le comptage en irrigation », précise Christophe Bonnefoi, Responsable débitmétrie chez Siemens.
Engineering Mesures commercialise de son côté l’Arkon Mag B1 alimenté par batteries 2 × 3,6 V autonome jusqu’à 5 ans, et le X2 avec possibilité de communication GPRS, GSM-SMS, TCP/IP, Bluetooth...
Chez Flowlab, le FLT40 est connecté à une manchette FLT02M (entre DN 40 et DN 400) ou une sonde à insertion FLT01. D'une autonomie de 2 à 10 ans, il n’est en revanche pas encore doté d'une transmission sans fil. Au sein de la large gamme proposée par Kobold, pas encore d’appareils sans fil avec communication radio non plus, mais toute une gamme d'indicateurs de débit sans alimentation ou autonome : débitmètres à flotteurs, clapets, roues ovales, turbine... Exemple : un débitmètre électronique à turbines EDM doté d’une batterie lithium d’une autonomie de 4000 heures de service.
Les modèles ultrasons tirent leur épingle du jeu
Mais les solutions autonomes, sans fil, ou portables, ne sont pas l'apanage des seuls débitmètres électromagnétiques. Cometec, Flexim, Fuji, Isma, Siemens, CT Platon, ifm Electronic... plusieurs constructeurs proposent également des versions ultrasons standard ou doppler, radar, etc. La technologie ultrasons par clamp-on présente, par exemple, plusieurs avantages : pas besoin de couper la canalisation pour l’installer, elle est moins onéreuse sur de grands diamètres, et est capable de mesurer des
Vitesses très élevées ou au contraire très basses.
Isma commercialise depuis plusieurs années le DLK 202, un dérivé du DLK 102 fonctionnant sur batterie avec transmission de données et alarme sans fil disponible en option (GSM, Radio, Wifi…). Il se présente dans une valise étanche et est vendu avec une deuxième valise étanche comprenant les accessoires de série : batterie, capteur ultrason et capteur bulle à bulle.
Compte tenu de l’appétence du marché pour les solutions totalement autonomes, Cometec propose une nouvelle solution de communication pour son débitmètre radar sans contact « Raven Eye », mais aussi pour son modèle doppler nouvelle génération « Beluga » : une connexion directe avec un data-logger LT-US/LT 42 de Lacroix-Sofrel. « Cette solution se décline dans le cadre de deux versions disponibles, indique Olivier Paillard, ingénieur technico-commercial chez Cometec. La première connecte directement le capteur radar ou doppler au LT/US permettant une autonomie de 250 jours. La seconde, via une “pélicase batterie”, permet une autonomie d’un à deux ans en fonction du pas de temps choisi. Particulièrement adaptée aux eaux usées, pluviales et au milieu naturel, cette nouvelle solution est une véritable innovation pour les besoins en autosurveillance autonomes. »
Les débitmètres à ultrasons portables ont également le vent en poupe avec de multiples applications, notamment sur réseaux d’eau potable : détection de fuites, équilibrage d’eau, comptage, sur réseaux usés, performances des stations de relevage, surveillance.
Temporaire des systèmes de distribution et de collecte, vérification de la performance des pompes et des vannes, etc. Spécialiste reconnu en matière de débitmètres à ultrasons non intrusifs, Flexim propose par exemple son Fluxus F401. La combinaison de sa batterie interne haute capacité avec une batterie externe supplémentaire (au format valise IP67/NEMA 6) permet des mesures portables à long terme avec une autonomie d’au moins une semaine.
De même, Kobold vient juste de sortir un débitmètre à ultrasons, fixe et portable, le DUC, présentant plusieurs atouts : une interface homme-machine conviviale et intuitive, une compensation automatique des variations du liquide, un autodiagnostic complet avec fonction oscilloscope, deux entrées température pour échangeurs et un enregistreur 4 GB en standard.
Le débitmètre à ultrasons portable FLT 10 PN de Flow-Lab Technologies assure une mesure de débit bidirectionnelle sur conduite en charge pour des diamètres compris entre 25 et 2 000 mm. Son fonctionnement repose sur des sondes externes à la canalisation, sans qu’il soit nécessaire ni de la couper, ni de la percer. Le traitement numérique du signal se fait par microprocesseur. Simple d’utilisation et adapté au terrain, il intègre un logger capable de mémoriser jusqu’à 12 000 événements. De son côté, Fuji Electric met en avant son débitmètre portable à ultrasons « Portaflow-C » dont la version avec batterie intégrée est prévue pour fonctionner 12 h en continu.
Quant à Siemens, son offre se compose de deux débitmètres non intrusifs portables en version Doppler ou ultrasons : les FUP1010 et FUE1010, pour des mesures ponctuelles de débits sur des réseaux d’eaux chaudes sans alimentation électrique.
Des innovations en gestation…
Pour toutes mesures de débit sur liquides propres, Emerson propose ses solutions autonomes sans fil « Wireless Hart » basées sur des mesures de débit par pression différentielle et offrant une autonomie pouvant aller jusqu’à dix ans avec un rafraîchissement toutes les minutes. Parmi les derniers produits de la gamme : le totalisateur de débit Wireless 705, qui utilise les sorties impulsions de compteurs mécaniques pour remonter sans fil le débit totalisé (ex. : turbine). À la clé : une réduction des relevés manuels de consommation effectués par des rondiers. Plusieurs autres innovations sont en gestation. « En avril 2016, nous lancerons le DLK 301 qui sera livré avec ultrasons ou…»
capteur piézo, indique Christophe Lichtle, le dirigeant d'Isma. Sur ce modèle autonome un an minimum et immergeable, l'affichage et la récupération des données se fera par Bluetooth sur Smartphone ou tablette ».
Chez Flowlab Technologies aussi, les ingénieurs « brainstorment » : « également fabricant de débitmètres à ultrasons par différence de temps de transit, nous travaillons actuellement sur la version autonome (entre 2 et 10 ans) de ce type de mesure », indique pour sa part Robert Galluffo qui dirige Flowlab Technologies.
Et Stéphane Brosser d'Endress+Hauser de conclure : « à l'avenir, le marché devrait de plus en plus reposer sur les réseaux d'objets communicants, et avec des appareils capables de récupérer ou de générer de l'énergie dans leur propre environnement ». En ligne de mire : limiter le recours à la pile qu'on aurait même plus besoin de changer !
