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Dispositif de contrôle et de prévention des dégâts d'eau.
DESCRIPTION : ARRIERE-PLAN DE L'INVENTION
La présente invention concerne un dispositif de détection et de prévention de
fuite,
débordement et infiltration d'eau dans les bâtiments.
Les dégâts d'eau peuvent provenir d'un bris de canalisation approvisionnant
les
bâtiments en eau, d'un disfonctionnement des appareils ménagers utilisant
l'eau, par des
débordements lors de demande incontrôlées tel robinet oublié, de refoulement
d'égout et ou par
infiltrations.
En effet les dégâts d'eau sont un fléau de plus en plus fréquent dans notre
société et ce
dû à plusieurs causes, entre autres, les changements climatiques,
l'augmentation des
précipitations causant des refoulements d'égout, les périodes de changement
rapide de
températures extrêmes soumettant les canalisations d'eau à de grands stress
répétitifs souvent
sur de courtes périodes, la réduction de longévité des appareils
électroménagers, l'augmentation
de type d'appareil consommant de l'eau tel humidificateur, glacière
automatique ou tout
simplement l'augmentation des bâtiments d'une population mondiale croissante
exposés à
toutes ces causes ainsi qu'aux défectuosités, faiblesses et anomalies
d'installation de leur
tuyauterie.
Dans la plupart des cas, une intervention rapide permet de réduire
considérablement
l'étendue des dommages créés par les dégâts. Donc le premier but de la
présente invention est
d'arrêter la propagation de la fuite et d'aviser rapidement les utilisateurs.
Les appareils de surveillance existant sont très coûteux et ne permettent pas
de limiter
tous les genres de dégâts. La présente invention, grâce à l'avancement
technologique actuel, est
abordable, précise et simple d'utilisation tout en permettant une protection
supérieure pour tout
type de dégâts tels mentionnés ci-haut.
DESCRIPTION GÉNÉRALE DE L'APPAREIL
L'invention est un système de surveillance (figure 1) pour éliminer, prévenir
ou/et
limiter les dégâts crées par des fuites, des demandes ou utilisations
anormales dans une
canalisation ou par l'infiltration, refoulements d'eau ou de liquide dans des
bâtiments ou tout
autre endroit où l'on désire prévenir ce genre d'évènement.
Tel que mentionné ci-haut, plusieurs inventions existent déjà répondant
partiellement au
besoin à combler. L'invention décrite dans le brevet FR2690525(B1) en est une.
Cette dernière
détecte le débit d'eau dans une canalisation (12) et, en cas de constatation
d'une persistance
d'un débit d'eau au-delà d'un temps présélectionné, une alarme est déclenchée
et l'eau est
coupée. Notre appareil est constitué des mêmes types de composantes, soit une
vanne (6), un
contrôleur (3) et un système de comptage de la demande en eau (1-2-3). Comme
ce dernier,
nous partons du principe que compte tenu des besoins domestiques, il est très
exceptionnel que
la demande en eau se fasse de façon continue sur une très longue période.
Cependant, cette dernière, FR2690525(B1), ne représente pas une combinaison
complète
de la protection nécessaire car elle ne prend en compte que le dépassement du
temps
d'écoulement présélectionné avant de fermer l'eau et n'offre aucune solution
ou prévention face
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aux bris dû au gel, aux très petites fuites, aux débordements, aux
refoulements, aux appareils
ménagers défectueux ainsi qu'aux infiltrations.
De plus, la présente invention, offre certaines fonctions permettant
d'augmenter la
protection et facilitant l'utilisation par certaines fonctions préprogrammées
telles : protection
accrue lors d'absence prolongée, fermeture progressive ou encodée, compteur
d'eau global
utilisé et compteur d'eau chaude (économie potentielle pour l'utilisateur).
Les protections et
fonctions de l'appareil sont décrites ci-après.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE DE L'APPAREIL
L'appareil consiste en un contrôleur électronique(3) auquel est relié un
compteur (2)
générateur d'impulsions (1) , une vanne (6) de fermeture, une sonde pour basse
température (9),
une sonde de température pour chauffe-eau (10), des sonde de détection
d'humidité (7), des
sondes d'intensité de courant électrique (26), un transformateur AC/DC (4),
une batterie (5)
et/ou un générateur de puissance (11), dont deux des composantes principales,
le compteur (2)et
la vanne (6) sont situés entre un point A et B d'une canalisation (12).
De façon à faciliter l'utilisation et parfois l'installation, le système est
muni d'un
émetteur / récepteur sans fil (13) permettant au système d'être programmé ou
utilisé sans avoir à
se déplacer. Des afficheurs (14), des voyants lumineux (15) ou autres peuvent
être présents sur
l'appareil et/ou la télécommande pour l'interaction avec l'utilisateur. De
plus l'émetteur
récepteur sans fil (13) permet de communiquer, au besoin, avec d'autres
éléments du système
pouvant être installés dans les résidences, appartement ou local commercial ou
industriel.
Une mémoire (de type "flash" ou autre) est intégrée au contrôle électronique
(3) pour
garder en mémoire toutes les actions qui auront été posées par l'utilisateur
et sont accessibles.
La présente invention améliore la précision des compteurs de type mécanique
qui sont
répandus, fiable et abordable. Le compteur (2) est un compteur à piston
volumétrique ou tout
autre type de compteur à débit ou de déplacement de liquide ou tout autre
appareil ayant les
mêmes fonctions, créant sur un axe (16), une rotation proportionnelle à la
quantité de liquide ou
au déplacement de liquide le traversant. Le compteur (2) est muni d'un
générateur d'impulsions
(1) étant un capteur de type optique (17) qui a la précision suffisante pour
émettre presqu'une
infinité d'impulsions par rotation de l'axe (16), au passage ou traverser par
un objet de forme
approprié dont le déplacement est proportionnel au mouvement de l'axe (16).
Les compteurs sont conçus de façon à avoir un compartiment étanche (23), voir
figure 3,
dans lequel le liquide circule et actionne un mouvement de rotation sur un
arbre (16). Cet arbre
est muni d'un aimant (18) transmettant le mouvement de rotation par champs
magnétique à un
autre aimant (19), qui lui, est dans une partie séparée et non humide (24) du
compteur, dans
laquelle les mécanismes de calcul de quantité de liquide sont faits. La
présente invention
calcule les rotations sur l'arbre principal (16) relié à l'aimant (19) ou sur
un autre axe (20)
rapproché et non sur un autre arbre ou pièce en mouvement pour lequel sa
vitesse aurait été
grandement réduite par plusieurs rapports d'engrenages (21) qui représente la
configuration la
plus commune des autres types de compteur de liquide, voir exemple tête de
compteur figure 4.
Ces multiples engrenages (21) et leurs axes ont une certaine inertie et
friction, qui, à certaines
vitesses de rotation des arbres, occasionnent des pertes de rotations par
décrochage du champ
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magnétique entre les deux aimants surtout lors des variations de vitesse ou
empêche tout
simplement la rotation lors de petit débits insuffisamment puissant pour les
vaincre. Le cumul
de la quantité de liquide totale est donc faussé et de moins grande précision
et les petits débits
presque imperceptibles et/ou non mesurables.
Le type de configuration du compteur (2) de la présente invention permet donc
de
percevoir le moindre déplacement même pour une fraction minime de la rotation
de l'axe (16)
du compteur (2). D'où la perception de très petit débit ou quantité
(millilitres) et aussi plus
grande précision sur la quantité de liquide le traversant.
La présente invention peut aussi utiliser d'autres type de compteur avec ou
sans axe de
rotation, de configuration différente de ce qui est mentionné ci-haut; mais
pouvant émettre des
impulsions proportionnellement à la quantité de liquide; suffisamment pour
percevoir les petits
débits de quelques millilitres à la minute.
Les signaux électriques ou/et impulsions du générateur d'impulsions (1) sont
envoyés au
contrôleur (3), qui par un programme intégré, permet de les percevoir et
analyser les fréquences
pour en déduire la quantité et débit instantané, la quantité volumétrique
cumulée utilisé du
liquide, le temps d'utilisation et de conserver en mémoire ces informations
ou/et de prendre les
actions prévues rapidement.
La plus importante action est celle d'actionner la vanne (6) pour fermer la
canalisation de
façon à arrêter l'écoulement lorsque le programme détermine que l'utilisation
est anormale, tout
en avisant l'utilisateur par un signal sonore (22) et/ou un appel provenant du
système de
surveillance automatisé normalement branché sur le système d'alarme (8) de
l'édifice.
L'appareil peut se brancher directement sur ce dernier et être reconnu.
Un écoulement anormal peut être déterminé de plusieurs façons : par le temps,
par le
volume écoulé ou par des limites de débit dans le temps. L'appareil est unique
en soi et
représente une amélioration majeure par rapport aux autres inventions, puisque
ce dernier tient
compte non seulement d'un temps d'utilisation, mais aussi d'une quantité
volumétrique cumulée
et d'une quantité sur un temps déterminé (petite fuite) dont on peut
programmer les limites.
Une petite fuite est un écoulement sporadique ou un petit débit sur une longue
période,
perceptible entre les utilisations à gros débit durant les périodes
d'inactivité de demande
normale. L'appareil les perçoit grâce à la détection continuelle et permanente
de tout débit et à
l'enregistrement de ces derniers sur plusieurs jours et mois et sont gardés en
mémoire et analysé
par le contrôleur. Ainsi, les petites fuites peuvent être décelées et
l'utilisateur avisé.
Dépendamment de l'ampleur de la petite fuite détectée, l'utilisateur sera
avisé progressivement
par un signal sonore (22), une alerte (8) et finalement par la fermeture
progressive ou encodée
de la vanne (6).
Les dégâts créés par rupture de canalisation, électroménagers défectueux ou
autres
utilisations anormales sont caractérisés par un débit plus ou moins intense
mais continu. Donc,
au moyen de limites fixées pour un temps d'utilisation en continu ou/et sur
une quantité totale
d'eau utilisée qui ne peut être dépassée (ex. quantité maximale contenu dans
un bain), lorsque
ces dernières sont excédées, l'utilisateur sera avisé par un signal sonore
(22), une alarme (8) et
la fermeture la vanne (6).
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Ces dernières fonctions peuvent s'avérer très utile dans le cas d'un oubli,
d'une
distraction lorsque le système est installé dans une résidence pour personnes
en perte cognitive
ou d'autonomie.
La fermeture de la vanne (6) peut parfois être non désirée puisque qu'il est
possible que
des consommations ou utilisations contrôlées puissent occasionnellement
dépasser les limites
fixées.
La plupart des autres inventions actionne la fermeture de l'arrivée d'eau
lorsqu'une
limite est dépassée sans avertissement et ne laissant donc aucun choix à
l'utilisateur que de
constater que l'approvisionnement en eau est interrompue et que leur appareil
doit être
réinitialisé voir même nécessiter une ouverture manuelle (25) de la vanne
d'alimentation.
La présente invention se distingue par son programme intelligent et interactif
permettant
d'aviser l'utilisateur durant l'évènement et lui permettre de faire un choix.
Lorsqu'il est muni
d'une vanne (6) motorisée, l'appareil effectue une fermeture interactive. Une
vanne (6) à
boisseau sphérique motorisée est fermée de façon progressive, suffisamment
lente, ce qui réduit
le débit devant l'utilisateur, devenant ainsi un signal visuel et tactile,
pendant une certaine
période de temps pour permettre à ce dernier (ex. dans une douche) d'aviser
que la demande est
normale et volontaire, en fermant et ouvrant simplement de nouveau son robinet
(ou autre
vanne), ce qui a pour effet de réinitialiser la tolérance et donner à nouveau
à l'utilisateur la
pleine possibilité d'utilisation à l'intérieur des limites programmées. De
plus, d'autres types de
vanne (6) à fermeture complète, ne pouvant pas se fermer progressivement du à
leur mécanisme,
peuvent aussi émettre un signal visuel et tactile à l'utilisateur grâce à un
code de fermeture
pouvant être, à titre d'exemple, une séquence de fermeture et ouverture,
avertissant ainsi
l'utilisateur qu'il dispose d'un lapse de temps pour aussi réinitialiser la
tolérance.
En somme, elle donne une période de temps pour réagir, avant que la fermeture
complète ne s'enclenche.
L'utilisateur peut également communiquer avec l'appareil au moyen de séquence
d'ouverture fermeture. Plusieurs codes de ce type peuvent être programmés. Par
exemple, 3
ouvertures- fermetures consécutives à l'intérieur de 20 secondes, indique le
désir de pouvoir
utiliser l'eau de façon continue durant 2 heures. Cet exemple ne montre qu'une
possibilité.
Le dispositif est également muni d'une fonction qui détecte l'inactivité (ex.
24 heures
d'absence) et déclenche, après le temps présélectionné pour cette inactivité,
un temps de
tolérance beaucoup plus petit que celui utilisé normalement en présence
d'activité. Cette
tolérance réduite, également appelé surveillance accrue ou mode vacances, est
désengagée avec
une simple utilisation de l'eau pendant un temps inférieur à cette tolérance
réduite. Le système
reprend alors les mêmes paramètres qu'avant la période d'inactivité. Ce mode
vacances peut
aussi immédiatement entrer en fonction en appuyant sur un bouton du contrôle
électronique.
La protection ne serait pas complète si on ne tenait pas compte des autres
types de dégâts
ayant des causes différentes de celles mentionnée ci-haut.
Donc, l'appareil, soit la présente invention, possède d'autres moyens de
prévenir les
dégâts. Plusieurs sondes (ou capteurs) de différents types y sont connectés;
en autre des
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capteurs d'humidité, de température, d'intensité de courant électrique, champ
magnétique,
sonore, vibration, et autres types.
Notamment, des capteurs d'humidité (7), installés aux endroits critiques,
peuvent
déceler la présence d'eau autour du chauffe-eau, de la laveuse à linge, du
lave-vaisselle au
5 même titre que les infiltrations d'eau au sous-sol ou les débordements
d'égouts et procéder à
l'avis de l'utilisateur sonore/alarme (22-8) et la fermeture de la vanne (6).
Des sondes de température (9), branchées dans les prises prévues à cet effet,
actionne la
fermeture en cas de gel (ex. basse température 5 C ou moins).
D'autres sondes à température (10) (ou autres type) peuvent être installées
sur les
conduits d'entrée ou sortie d'alimentation en eau et/ou électricité du chauffe-
eau, ce qui permet
de calculer la consommation d'eau chaude et de l'enregistrer pour permettre à
l'utilisateur de
prendre action face à cette information. De plus, il est possible d'envoyer un
signal visuel
(fermeture progressive ou encodée) si une consommation en eau chaude excède le
seuil
déterminé et voir même effectuer la fermeture, cette limite étant indépendante
des autres limites.
Ces fonctions donnent donc plusieurs possibilités à l'utilisateur pour mieux
gérer son utilisation
en eau-chaude, ce qui a des impacts économiques et écologiques directs.
Des sondes (26) peuvent être installées sur l'alimentation en électricité des
appareils
électroménagers consommant de l'eau. Ces sondes (26) communiquant sans fil ou
avec fil avec
le contrôleur (3), avise que l'électroménager est en fonction et que donc, la
consommation en
eau qu'il détecte présentement peut lui être associé et est donc normale et ne
doit pas être
restreinte.
De plus, toutes les séquences (débit/volume dans le temps) de consommations
sont
conservées en mémoire et permettre de reconnaitre les appareils, de les
analyser et de les
reconnaitre pour ainsi détecter le type d'appareil électroménager et
reconnaitre ces derniers
comme utilisation normale.
Il est aussi possible de reconnaitre les divers types d'électroménagers grâce
à l'utilisation d'une
sonde détectant la variation d'intensité de courant (26) positionnée sur
l'alimentation électrique
communiquant sans fil ou par fil avec le contrôleur. L'amplitude et la
séquence de variation
d'intensité sont transmises au contrôleur (3) qui par son algorithme, permet
d'identifier
l'appareil en combinaison avec la demande en eau.
DESCRIPTION : EXEMPLE DU FONCTIONNEMENT
Comme mentionner dans la description ci-haut, l'appareil s'installe sur une
canalisation
(12) qui alimente en eau des résidences, appartement ou local commercial ou
industriel et pour
laquelle nous désirons en faire la surveillance pour éviter des dégâts d'eau.
De plus, plusieurs
sondes et capteurs sont en communication avec le contrôleur pour augmenter la
protection.
A titre d'exemple, une fois l'installation faite, l'utilisateur met l'appareil
(figure 2) sous
tension en appuyant sur le bouton `on'(27). Un indicateur lumineux (15) à
droite du bouton (27)
s'allume et indique que l'appareil est en fonction. Il doit alors choisir
quelques paramètres :
-En se servant du bouton `tolérance'(28), il fixe la tolérance idéale pour sa
résidence en
fonction du nombre de personnes qui y habitent ainsi que de leurs habitudes de
vie. Un
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des indicateurs lumineux (15) sur la ligne de droite du bouton(28) s'allume et
confirme
son choix.
-Il passe à l'étape suivante qui déterminera le temps qui s'écoulera avant
d'enclencher le
mode 'vacances' également appelé 'surveillance accrue' (29). Encore une fois,
un des
indicateurs lumineux (15) sur la ligne de droite du bouton (29) s'allume et
confirme son
choix.
-Toujours selon le même principe, il fixe la quantité d'eau maximale (30) qui
s'écoulera
en continu et que le système tolérera, par exemple, la capacité maximale
contenu dans un
bain, avant d'enclencher la fermeture progressive ou encodée.
L'utilisateur peut changer toutes les valeurs qu'il a entrées à tout moment.
Le système
possède des valeurs par défaut et fonctionnerait selon celles-ci même si
aucune valeur
personnalisée n'y avait été entrée.
Lorsque l'utilisateur constate que l'alimentation en eau est coupée, qu'un
avis sonore
(22) et le système d'alarme (8) (si connecté à l'appareil) sont activés, il
doit effectuer quelques
vérifications pour déterminer la raison de cette fermeture. Plusieurs causes
sont possibles :
-Un tuyau brisé.
-La température s'approche du gel.
-Le dépassement de la tolérance acceptée.
-Un volume d'eau supérieur à celui permit.
-Un capteur (7) a détecté de l'eau sous un appareil (chauffe-eau, laveuse à
linge, lave-
vaisselle...).
-Un capteur (7) a détecté une infiltration d'eau au sol.
-Un refoulement d'égouts.
-Ou toutes autres raisons qui pourraient justifier la fermeture de
l'alimentation en eau.
Une fois la raison de la fermeture vérifiée et réparée, si tel est le cas, on
réinitialise le
système en appuyant sur le bouton 'on' (27) situé sur le boitier de
l'appareil. Si le système est en
panne, on peut le rouvrir manuellement en se servant de la poignée(25) de la
vanne (6)
accessible à partir du boitier.
Si la fuite provient d'une toilette ou d'un robinet qui coule en continu à
l'intérieur de la
cuve, donc, sans provoquer de dégât, on appuie sur le bouton 'off' (31) pour
empêcher le
système d'enclencher continuellement la fermeture progressive ou encodée de
l'alimentation en
eau, le temps que l'utilisateur répare ladite fuite. Une fois ceci effectué,
on réinitialise le
système en appuyant sur le bouton 'on' (27) situé sur le boitier de
l'appareil. Le système reprend
alors tous les paramètres qui avaient été fixés antérieurement par
l'utilisateur.
Comme il va de soi, et comme il ressort de ce qui précède, l'invention ne se
limite pas à
la seule forme d'exécution de ce dispositif pour éliminer, prévenir ou/et
limiter les dégâts créés
par des fuites, des demandes ou utilisations anormales dans une canalisation
ou par l'infiltration
d'eau ou de liquide dans des bâtiments ou tout autre endroit où l'on désire
prévenir ce genre
d'évènements qui a été décrite ci-dessus, à titre d'exemple. Elle embrasse, au
contraire, toutes
les variantes de réalisation et d'application respectant les mêmes principes,
quels qu'en soient
notamment les détails constructifs et les fonctions complémentaires.
