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Les systèmes et méthodes de détection de fuite à l’épreuve du terrain

La rédaction | 9 mars 2017 |

Par ses études, L'Afce participe à l'amélioration du confinement des installations. D.R
En partenariat avec l’Ademe, l’Alliance Froid Climatisation Environnement (AFCE) a confié au Centre Efficacité des Systèmes (CES) de l’École des Mines-ParisTech une étude sur la détection des fuites de fluides frigorigènes. Premières conclusions sur les solutions disponibles.

L’objectif de cette étude (*) est d’expliciter les systèmes et méthodes de détection de fuites de fluides frigorigènes disponibles, de montrer leur adéquation avec les différents types d’installations frigorifiques existantes et, par une étude de terrain, d’évaluer leurs possibilités en termes de niveaux de détection pour différents « types de fuites ».

Plusieurs tests ont été réalisés sur des installations frigorifiques réelles équipées de systèmes de détection de fuites dits « experts », utilisant des méthodes de détection indirectes. Ils montrent que ces systèmes sont capables de repérer des fuites de moins de 100 g/h en quelques jours, alors que les pertes sont inférieures à 5 % de la charge nominale de l’installation. Pour des fuites croissantes, à débit de fuite plus élevé, (jusqu’à 130 g/min de débit moyen dans les tests), le temps nécessaire au repérage de la fuite peut être long et conduire à des pertes supérieures à 10 % de la charge pour certains systèmes experts, mais, selon les systèmes et les situations, les premiers tests font apparaitre des résultats globalement positifs.

 

L'important est la quantité de fluide en jeu

Des tests ont été menés sur un système de détection non permanent intégré à un équipement DRV (débit de réfrigérant variable). Ils montrent que le système est  capable de détecter des pertes de fluide frigorigène supérieures ou égales à 5 % de la charge nominale mais la réalisation du test nécessite une intervention de l’opérateur et le système de détection intégré n’est pas relié à une alarme.

Les essais menés sur les contrôleurs d’ambiance montrent que, pour des installations peu ventilées, si les détecteurs ont une haute précision (inférieur à 10 ppm), ils sont capables, avec un bon réglage du contrôleur d’ambiance et une position adaptée des capteurs, de détecter les fuites de 50 g/h et de réduire considérablement les niveaux d’émissions des installations. Il est cependant nécessaire de réaliser des tests pour une bonne implantation des capteurs (à l’aide de fumigènes par exemple), mais surtout, que le détenteur et l’opérateur soient intéressés par la bonne mise en œuvre de l’équipement de détection. En effet, le retour des interviews montre que le contrôleur d’ambiance est le plus souvent installé pour des questions de sécurité et que son utilisation pour la détection de fuites est peu fréquente.

Un parallèle entre les résultats de l’étude expérimentale et les obligations réglementaires est ici établi. Il montre que la capacité d’un système expert à détecter des fuites d’un débit inférieur à 100 g/h ne constitue pas la garantie que les fuites d’un niveau supérieur seront, elles aussi, détectées. D’autre part, en termes de tonnes de CO2 évitées, il est plus utile qu’un système soit capable d’alerter sur une fuite de débit plus élevé en un temps court qu’il soit capable de repérer de toutes petites fuites. L’important est bien la quantité de fluide frigorigène en jeu.

Même si des développements sont en cour, les systèmes experts ne sont actuellement utilisables que dans certaines configurations et adaptés essentiellement aux installations centralisées de froid commercial, d’entrepôt et de froid industriel. Les systèmes experts présents sur le marché nécessitent l’évaluation du niveau de fluide frigorigène dans le réservoir et ne sont donc pas adaptés, à l’heure actuelle, aux installations qui en sont dépourvues.

Le contrôleur d’ambiance, bien implanté, peut aussi constituer une bonne aide à la détection de fuites si sa précision et le positionnement des capteurs sont adaptés.

Une première version d’un outil de calcul simple du temps nécessaire à la bonne réalisation d’un contrôle d’étanchéité a été développée. Cette première proposition sera enrichie du retour des opérateurs et évaluée sur le terrain. Une version définitive améliorée sera prochainement mise à la disposition des opérateurs et des détenteurs afin de leur permettre d’estimer, en fonction de la description de leur installation, le temps nécessaire à la réalisation du contrôle d’étanchéité.

 

(*)  Etude menée sous la conduite de Stéphanie Barrault, responsable projet - Centre Efficiacité énergétique des Systèmes.



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