CA3152895C - Systeme et methode acoustique d'evaluation rapide d'obstructions de tuyaux - Google Patents

Abstract

Une méthode pour localiser et quantifier des obstructions dans un tuyau est décrite. La méthode comprend les étapes d'émettre à une extrémité du tuyau, au moyen d'un haut-parleur, un signal émis comprenant un train d'ondes à une première fréquence, les ondes étant de type acoustique; capter à la même extrémité du tuyau, au moyen d'un microphone, un signal réfléchi, résultant de la réflexion du train d'ondes sur les obstructions dans le tuyau; déterminer une position de chacune des obstructions selon un délai mesuré entre le train d'ondes du signal émis et le train d'ondes du signal réfléchi capté par le microphone; et déterminer, pour chacune des obstructions, son degré d'obstruction en extrapolant les énergies des signaux émis, réfléchis et transmis. Un système comprenant le haut-parleur, le microphone, un processeur et une mémoire pour exécuter la méthode ci-dessus est également décrit.

Description

SYSTEME ET MÉTHODE ACOUSTIQUE D'ÉVALUATION RAPIDE
D'OBSTRUCTIONS DE TUYAUX
DOMAINE TECHNIQUE
[0001] Le domaine technique de l'invention est relatif à un système et à une méthode pour détecter des obstructions dans des tuyaux. Plus spécifiquement, l'invention décrit un système pour émettre et recevoir des ondes acoustiques permettant de déterminer la position, la quantité et l'ampleur des obstructions dans des tuyaux, tels des drains de barrages hydroélectriques.
ÉTAT DE L'ART

[0002] Les tuyaux remplis d'air, de gaz ou de liquide peuvent avec le temps se boucher à cause de dépôts, tels que des dépôts calcites. Par exemple, les structures de barrages hydroélectriques peuvent comprendre des drains pour assurer le drainage des barrages.
Pour un bon fonctionnement, ces tuyaux ou drains doivent être nettoyés régulièrement.
Il est donc nécessaire de déterminer l'emplacement et le degré des obstructions le long des drains. La méthode couramment utilisée consiste à inspecter le drain à
l'aide d'une caméra, d'analyser ensuite les images et enfin déterminer les obstructions le long du drain. Cette méthode est toutefois fastidieuse et longue.

[0003] Il existe un besoin pour une méthode plus rapide qui permet d'obtenir des résultats similaires à ceux obtenus par l'inspection à l'aide de caméras, à savoir la détection du nombre d'obstructions, de leurs positions respectives et de l'ampleur des obstructions dans les tuyaux.
Date Reçue/Date Received 2022-03-22 SOMMAIRE

[0004] Selon un premier aspect, une méthode pour localiser et quantifier des obstructions dans un tuyau est décrite. La méthode comprend émettre à une extrémité du tuyau, au moyen d'un haut-parleur, un signal émis comprenant un train d'ondes, les ondes étant acoustiques; capter à la même extrémité du tuyau, au moyen d'un microphone, un signal réfléchi, résultant de la réflexion du train d'ondes sur les obstructions dans le tuyau;
déterminer une position de chacune des obstructions selon un délai mesuré
entre un train d'ondes du signal émis et le train d'ondes du signal réfléchi capté par le microphone.
La méthode comprend aussi de déterminer, pour l'obstruction la plus en amont, son degré
d'obstruction en réalisant les étapes de:
a) extrapoler une énergie du signal émis et une énergie du signal réfléchi à
la position de l'obstruction;
b) calculer un coefficient de réflexion CD = Er/Ei, 0Ü E correspond à
l'énergie du signal émis extrapolée et Er correspond à l'énergie du signal réfléchi extrapolée;
c) calculer un rapport a/A entre une section bloquée (a) et une section totale (A) du tuyau, le rapport a/A étant déterminé par une fonction du coefficient de réflexion CD.
Enfin, la méthode comprend de déterminer, pour des obstructions subséquentes, leur degré d'obstruction respectif en répétant les étapes a) à c) pour chacune d'elles et en remplaçant l'énergie du signal émis extrapolée El par une énergie transmise Et une fois l'obstruction en amont passée.

[0005] Selon une réalisation possible, l'étape d'émettre le signal émis comprend une étape de former le train d'ondes avec un nombre n de cycles, où n 3.

[0006] Selon une réalisation possible, la méthode comprend une étape de déterminer un nombre d'obstructions rapprochées m en évaluant, à partir du signal réfléchi, un nombre de cycles chevauchés nt supérieur au nombre de cycles émis n dans le train d'ondes, tel que m est un nombre entier arrondi supérieur du rapport nt / n.
Date Reçue/Date Received 2023-06-30

[0007] Selon une réalisation possible, le train d'ondes est un premier train d'ondes émis à une première fréquence, cette première fréquence correspondant à une première longueur d'onde de 3 fois le diamètre du tuyau.

[0008] Selon une réalisation possible, le signal émis comprend un deuxième train d'ondes émis à une deuxième fréquence correspondant à une deuxième longueur d'onde de fois le diamètre du tuyau, le premier et le deuxième train d'ondes permettant de détecter des obstructions de différents types. La méthode comprend aussi une étape de corroborer la position des obstructions et leur degré d'obstruction entre les résultats obtenus avec les premier et deuxième trains d'ondes.

[0009] Selon une réalisation possible, le signal réfléchi comprend un premier signal réfléchi par les obstructions du tuyau, en aval du microphone, et un deuxième signal réfléchi par le haut-parleur, en amont du microphone, la méthode comprenant une étape d'éliminer le deuxième signal réfléchi en émettant au moyen du haut-parleur, un train d'ondes égal mais en opposition de phase par rapport au deuxième signal réfléchi par le haut-parleur.

[0010] Selon une réalisation possible, la fonction qui détermine le rapport a/A par rapport au coefficient de réflexion CD est donnée par a/A = Pi x CD + P2, Pi étant une première constante comprise entre 0.1 et 2 et P2 étant une deuxième constante comprise entre -1 et 1, selon la fréquence utilisée.

[0011] Selon une réalisation possible, Pi est égal à 1 et P2 est égal à 0.

[0012] Selon une réalisation possible, l'énergie transmise Et correspond à
l'énergie du signal émis extrapolée Ei multipliée par [1- Cpctrans], où Ctrans est un coefficient de transmissibilité dont la valeur est comprise entre 1 et 6, selon un élément détecté.

[0013] Selon une réalisation possible, la valeur de n ¨trans est égale à 2.55 quand l'élément détecté est une obstruction distincte.

[0014] Selon une réalisation possible, la valeur de n ¨trans est égale à 1 quand l'élément détecté est une obstruction rapprochée.
Date Reçue/Date Received 2023-06-30

[0015] Selon une réalisation possible, la valeur de r ¨trans est égale à 6 quand l'élément détecté est une cavité.

[0016] Selon une réalisation possible, l'étape d'extrapoler comprend une étape d'appliquer un facteur d'atténuation sur les signaux émis et réfléchis, en fonction de la distance d'une obstruction donnée par rapport à l'extrémité du tuyau.

[0017] Selon une réalisation possible, la méthode comprend une étape de simuler un blocage complet du tuyau à une distance prédéterminée de l'extrémité du tuyau, pour déterminer le facteur d'atténuation à appliquer à l'étape d'extrapoler une énergie du signal émis et une énergie du signal réfléchi à la position des obstructions

[0018] Selon une réalisation possible, la méthode comprend une étape de détecter une cavité dans le tuyau en identifiant, dans le signal réfléchi, un train d'ondes en opposition de phase par rapport au train d'ondes du signal émis.

[0019] Selon une réalisation possible, la méthode comprend une étape d'identifier un coude dans le tuyau lorsque le microphone capte le signal réfléchi du premier train d'ondes mais ne capte pas de signal réfléchi du deuxième train d'onde.

[0020] Selon un second aspect, un système portatif pour localiser et quantifier des obstructions dans un tuyau est décrit. Le système comprend un haut-parleur, configuré
pour émettre à une extrémité du tuyau un signal émis comprenant un train d'ondes, les ondes étant acoustiques; un microphone, configuré pour capter à la même extrémité du tuyau un signal réfléchi, résultant de la réflexion du train d'ondes sur les obstructions dans le tuyau; un processeur et une mémoire en communication avec le processeur, le processeur et la mémoire étant opérationnellement connectés au microphone et au haut-parleur.
La mémoire comprend des instructions exécutables par le processeur pour déterminer une position de chacune des obstructions selon un délai mesuré entre le train d'ondes du signal émis et un train d'ondes du signal réfléchi capté par le microphone; et déterminer, pour l'obstruction la plus en amont, son degré d'obstruction en réalisant les étapes de:
Date Reçue/Date Received 2023-06-30 a) extrapoler une énergie du signal émis et une énergie du signal réfléchi à
la position de l'obstruction;
b) calculer un coefficient de réflexion CD = Er/Ei, CR) Ei correspond à
l'énergie du signal émis extrapolée et Er correspond à l'énergie du signal réfléchi extrapolée; et c) calculer un rapport a/A entre une section bloquée (a) et une section totale (A) du tuyau, le rapport a/A étant déterminé par une fonction du coefficient de réflexion CD.
Le processeur est aussi apte à déterminer, pour des obstructions subséquentes, leur degré d'obstruction respectif en répétant les étapes a) à c) pour chacune d'elles et en remplaçant l'énergie du signal émis extrapolée Ei par une énergie transmise Et une fois l'obstruction en amont passée.

[0021] Selon une réalisation possible, le haut-parleur et le microphone sont disposés dans un logement, et dans lequel le processeur et la mémoire sont déportés du logement.

[0022] Selon une réalisation possible, le logement est positionné à
l'extrémité du tuyau, le haut-parleur et le microphone étant alignés sur un axe central du tuyau.

[0023] Selon une réalisation possible, le haut-parleur est situé à une distance comprise entre 2cm et 4cm en amont du microphone par rapport à l'extrémité du tuyau.

[0024] Selon une réalisation possible, le signal émis est formé du train d'ondes avec un nombre n de cycles, où n 3.

[0025] Selon une réalisation possible, le processeur est apte à déterminer un nombre d'obstructions rapprochées m en évaluant, à partir du signal réfléchi, un nombre de cycles chevauchés nt supérieur au nombre de cycles émis n dans le train d'ondes, tel que m est un nombre entier arrondi supérieur du rapport (nt / n).

[0026] Selon une réalisation possible, le train d'ondes est un premier train d'ondes émis à une première fréquence, la première fréquence correspondant approximativement à
une première longueur d'onde de 3 fois le diamètre du tuyau.
Date Reçue/Date Received 2023-06-30

[0027] Selon une réalisation possible, le signal émis comprend un deuxième train d'ondes à une deuxième fréquence correspondant approximativement à une deuxième longueur d'onde de 10 fois le diamètre du tuyau, le premier et le second train d'ondes permettant de détecter des obstructions de différents types; le processeur étant apte à
corroborer la position des obstructions et leur degré d'obstruction entre les résultats obtenus avec les premier et deuxième trains d'ondes.

[0028] Selon une réalisation possible, le signal réfléchi comprend un premier signal réfléchi par les obstructions du tuyau, en aval du microphone, et un deuxième signal réfléchi par le haut-parleur, en amont du microphone, le processeur étant apte à éliminer le deuxième signal réfléchi en contrôlant le haut-parleur pour émettre un train d'ondes égal mais en opposition de phase par rapport au deuxième signal réfléchi par le haut-parleur.

[0029] Selon une réalisation possible, la fonction qui détermine le rapport a/A par rapport au coefficient de réflexion CD est donnée par a/A = Pi x CD + P2, P1 étant une première constante comprise entre 0.1 et 2 et P2 étant une deuxième constante comprise entre -1 et 1, selon la fréquence utilisée.

[0030] Selon une réalisation possible, Pi est égal à 1 et P2 est égal à 0.

[0031] Selon une réalisation possible, l'énergie transmise Et correspond à
l'énergie du signal émis extrapolée Ei multipliée par [1- Cpctrans], où Ctrans est un coefficient de transmissibilité dont la valeur est comprise entre 1 et 6, selon un élément détecté.

[0032] Selon une réalisation possible, la valeur de Ctrans est égale à 2.55 quand l'élément détecté est une obstruction distincte.

[0033] Selon une réalisation possible, la valeur de Ctrans est égale à 1 quand l'élément détecté est une obstruction rapprochée.

[0034] Selon une réalisation possible, la valeur de r ¨trans est égale à 6 quand l'élément détecté est une cavité.
Date Reçue/Date Received 2022-03-22

[0035] Selon une réalisation possible, l'étape d'extrapoler comprend une étape d'appliquer un facteur d'atténuation sur les signaux émis et réfléchis, en fonction de la distance par rapport à l'extrémité du tuyau.

[0036] D'autres objets, avantages, aspects et caractéristiques de l'invention deviendront plus clairs et seront mieux compris au vu de la description non limitative de l'invention, et grâce aux figures présentes dans la demande.
DESCRIPTION BREVE DES DESSINS

[0037] Une description détaillée de l'invention sera donnée ci-après en référence avec les dessins suivants :
La FIG. 1 est une coupe transversale du système portatif pour localiser et quantifier des obstructions dans un tuyau, comprenant un haut-parleur et un microphone, selon un mode de réalisation.
La FIG. 2 est une vue schématique du système de la figure 1, connecté à un ordinateur via une carte d'acquisition du signal et un amplificateur audio, et positionné
à une extrémité proximale du tuyau, selon un mode de réalisation.
La FIG. 3 est une photographie du système illustré à la figure 2, le système étant positionné à côté du tuyau, le tuyau étant un drain de barrage, selon un mode de réalisation.
La FIG.4A est une représentation schématique de la propagation des ondes dans le tuyau présentant une obstruction, et la FIG.4B est un graphique représentant la mesure des ondes captées par le système, dans un mode de réalisation.
La FIG. 5 est une représentation schématique de la propagation des ondes dans le tuyau présentant une obstruction complète, à des fins de calibration, selon un mode de réalisation.
Date Reçue/Date Received 2022-03-22 La FIG. 6 est un graphique montrant une atténuation possible du phénomène de réflexion des ondes sur le système portatif, dans un mode de réalisation.
La FIG. 7 est une représentation schématique du phénomène d'enchaînement d'ondes acoustiques sur des obstructions rapprochées dans le tuyau, selon un mode de réalisation.
La FIG. 8 est une représentation schématique de la propagation des ondes dans le tuyau présentant deux obstructions partielles distinctes, ainsi qu'un graphique représentant la mesure des ondes captées par le système portatif, selon un mode de réalisation.
La FIG. 9 est une représentation schématique de la propagation des ondes dans le tuyau présentant une cavité, ainsi qu'un graphique représentant la mesure des ondes captées par le système portatif, selon un mode de réalisation.
La FIG. 10 est une représentation schématique de la propagation des ondes dans le tuyau présentant un coude, ainsi qu'un graphique représentant la mesure des ondes captées par le système portatif, selon un mode de réalisation.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE

[0038] Dans la description et les figures qui suivent, les mêmes numéros de référence réfèrent à des éléments similaires de l'invention. De plus, pour ne pas encombrer indûment les figures, il est possible qu'une figure ne contienne pas tous les numéros de référence des éléments qui s'y trouvent. Ainsi, il est aussi possible que certains éléments ou composantes ne soient référencés que dans une seule figure. Les éléments ainsi référencés peuvent être facilement inférés dans les autres figures présentées.
Les réalisations, configurations géométriques, matériaux et/ou dimensions présentés dans les figures ou décrits dans la présente divulgation ne sont qu'indicatifs, et montrent des réalisations possibles, présentées à titre d'exemples, et ne devraient pas être interprétés comme des limitations de l'invention.
Date Reçue/Date Received 2022-03-22

[0039] En se référant à la figure 1, un système portatif 10 pour localiser et quantifier des obstructions dans un tuyau est montré. Le système portatif 10 peut être adapté
pour différents types de tuyaux, remplis d'un milieu homogène, comme de l'air ou de l'eau.
Dans les modes de réalisations présentés ci-dessous, le système portatif est particulièrement adapté pour localiser et quantifier le degré d'obstruction dans des drains de béton, pour drainer l'eau des barrages hydroélectriques. Au moment de l'inspection des drains par le présent système, l'eau a été évacuée par les drains, et les drains comprennent de l'air. Les obstructions, quant à elles, comprennent des amas de calcaire s'attachant à la paroi interne des drains.

[0040] Le système 10 comprend un moyen pour émettre des signaux, tel un haut-parleur 100 et un moyen pour capter des signaux, tel un microphone 110. Le haut-parleur 100 est configuré pour émettre un signal émis comprenant un train d'ondes, les ondes étant de type acoustique. Le haut-parleur utilisé peut être un haut-parleur miniature, résistant aux utilisations extérieures grâce à des propriétés de protection contre l'humidité. Il peut également être utilisé dans une gamme de températures extérieures, par exemple entre -40 C et +80 C. Selon un mode de réalisation possible, le haut-parleur est dimensionné
de sorte que son cône ou que le pourtour de sa membrane soit égal ou plus petit de que le diamètre du tuyau à inspecter.

[0041] Le microphone 110 est configuré pour capter un signal réfléchi, résultant de la réflexion du train d'ondes émis par le haut-parleur sur les obstructions dans le tuyau. Le microphone utilisé peut être du type microphone de mesure pré-polarisé faible bruit. Dans certains cas, le microphone peut contenir un préamplificateur intégré. Le microphone est également préférablement dimensionné de façon à pouvoir être inséré, en tout ou en partie, à l'extrémité du tuyau où se trouve le haut-parleur.

[0042] La figure 2 illustre la connexion opérationnelle entre le haut-parleur 100, le microphone 110, et un ordinateur 130. L'ordinateur 130 est composé au moins d'un processeur et d'une mémoire, la mémoire comprenant des instructions exécutables par le processeur. L'ordinateur 130, au travers d'une carte audio de l'ordinateur, peut générer le signal émis. Une application logicielle, par exemple de type Labview , peut être utilisée Date Reçue/Date Received 2022-03-22 pour générer le signal émis comprenant un train d'ondes acoustiques planes de n cycles à une fréquence donnée. Le signal émis par la carte audio de l'ordinateur peut ensuite être transmis à un amplificateur audio 136 afin d'être amplifié. Une fois amplifié, le signal émis est alors propagé au travers du haut-parleur 100. Le système portatif 10, positionné
à une extrémité proximale 200 du tuyau 20, permet ainsi de propager le signal émis dans le tuyau. Le signal émis se propageant dans le tuyau est en partie réfléchi et en partie transmis lorsqu'il rencontre une section partiellement obstruée. Un signal réfléchi revient des obstructions à différentes distances et est enregistré par le microphone 110 avec un retard ou délai respectif, associé à chacune des obstructions. Le signal réfléchi est identifié par une impulsion acoustique composée d'un train d'ondes. Le signal réfléchi mesuré par le microphone 110 est ensuite transmis à une carte d'acquisition du signal 138, pour enfin être transmis à l'ordinateur 130. L'ordinateur peut héberger un logiciel d'acquisition de type SimCenter TestLab afin d'analyser les signaux émis et réfléchis.

[0043] Le signal émis ainsi que le signal réfléchi sont numérisés par le logiciel d'acquisition. Les signaux sont enregistrés à une fréquence d'échantillonnage, par exemple de 51,2kHz. Les données peuvent être enregistrées et conservées dans la mémoire de l'ordinateur 130 pour l'analyse. Selon un mode de réalisation possible, les signaux analysés peuvent correspondre au résultat d'un nombre donné de moyennes temporelles, par exemple 5 moyennes temporelles, synchronisées à partir du signal émis via la carte audio. La moyenne temporelle a pour but de débruiter le signal mesuré par le microphone.

[0044] Dans un mode de réalisation, le haut-parleur 100 et le microphone 110 peuvent être insérés dans un logement 112. Ce logement 112 peut être en PVC, caoutchouc, plastique, ou n'importe quel matériau relativement rigide. Le logement permet de maintenir le haut-parleur 100 et le microphone 110 dans une position alignée, à une distance donnée l'un par rapport à l'autre. Dans un mode de réalisation possible, la distance entre le haut-parleur et le microphone est entre 1 et 10 cm, et préférablement d'environ 3 cm. Dans un mode de réalisation, le logement peut être composé
d'un tube 122 en PVC d'environ 5cm de diamètre et 30 cm de longueur, et d'un adaptateur 124 en Date Reçue/Date Received 2022-03-22 caoutchouc, fixé au tube 122, l'adaptateur 124 ayant un diamètre élargi par rapport au tube 122, afin de s'adapter exactement au diamètre du tuyau 20. Le tube 122 permet une meilleure manipulation et prise en main du système portatif 10. Lors de son utilisation, le système portatif 10 est positionné à une extrémité proximale 200 du tuyau 20, de telle sorte que le haut-parleur 100 et le microphone 110 soient alignés respectivement avec l'axe central 210 du tuyau. La configuration du logement est donnée à titre indicatif seulement, et d'autres configurations sont possibles. Le logement peut permettre d'augmenter la portabilité du système, de sorte que le système puisse être installé et désinstallé facilement et rapidement à l'extrémité proximale du tuyau à
inspecter.

[0045] La figure 3 montre le logement 120 du système 10 ainsi que des câbles de connexions permettant la connexion opérationnelle entre le microphone, le haut-parleur et l'ordinateur, le logement 120 étant positionné à côté de l'extrémité
proximale 200 du tuyau 20 à analyser. Dans ce mode de réalisation, le tuyau à analyser est une bouche de drain en crête de barrage, dont les parois sont faites de béton.

[0046] Les figures 4A à 10 illustrent plus en détail la méthode pour localiser et quantifier des obstructions dans un tuyau rempli d'un médium ou milieu homogène, tel un drain de barrage, avec le système portatif 10. Par milieu homogène on entend un milieu dont les caractéristiques de propagation des ondes acoustiques ont sensiblement les mêmes propriétés en tout point. Par exemple, un tuyau rempli d'eau, d'air, de gaz ou de tout autre liquide oléominéral sera considéré comme un milieu homogène. Bien que le principe théorique de la méthode décrite ci-dessous soit similaire dans n'importe quel milieu homogène, le mode de réalisation décrit ci-dessous et les valeurs des constantes déterminées correspondent au milieu homogène de l'air, et le tuyau est un drain de barrage hydroélectrique, en béton ou en PVC, ayant un diamètre compris préférablement entre 5 et 20 cm, et généralement autour de 10 cm.

[0047] La méthode consiste à émettre un signal acoustique comprenant au moins un nombre de cycles n à une fréquence f La fréquence test déterminée par le rapport d'une vitesse de propagation Vde l'onde dans le milieu homogène déterminé par une longueur d'onde A du signal.
Date Reçue/Date Received 2022-03-22 y f =
Dans le mode de réalisation illustré, le milieu homogène dans lequel le signal se propage est l'air, pour lequel la vitesse de propagation V de l'onde est égale à 340 m/s. La longueur d'onde X est déterminée par rapport au diamètre d du tuyau. Afin d'assurer que l'onde qui se propage à l'intérieur du tuyau soit relativement plane, i.e., une onde dont les fronts d'onde sont relativement perpendiculaires à une direction de propagation de l'onde, sa longueur d'onde X doit être au moins 2 fois supérieure au diamètre d du tuyau.

[0048] Afin d'appliquer les modèles développés pour la prédiction du degré
d'obstruction, deux fréquences fi et t2 ont été sélectionnées. Considérant par exemple un tuyau de 10 cm de diamètre (d = 10cm), une première longueur d'onde XI d'environ 2 à 4 fois le diamètre, et préférablement 3 fois le diamètre du tuyau (XI = 3d= 30 cm) et une deuxième longueur d'onde X2 d'environ 8 à 12 fois le diamètre, et préférablement 10 fois le diamètre du tuyau (A2 = 10d = 100 cm = 1 m) peuvent être sélectionnées. Dans ce cas, les fréquences correspondantes fi et f2 sont calculées telles que:
f 1 = 21L= 30.3 = 1100Hz et f 2 = = ¨1 = 340Hz

[0049] La valeur de la première longueur d'onde XI, correspondant à environ 3 fois le diamètre du tuyau, permet plus de résolution spatiale des obstructions, notamment dans le cas de tuyaux lisses tels que des tuyaux en PVC. Par résolution spatiale, on entend que la localisation et la distinction des différentes obstructions est meilleure qu'avec d'autres longueurs d'onde. En outre, la valeur de X/ permet d'identifier une succession d'obstructions rapprochées jusqu'à une distance critique dcr de dõ-11.2/1 .

[0050] La valeur de la seconde longueur d'onde A2, correspondant à environ 10 fois le diamètre du tuyau, se révèle plus performante dans le cas de tuyaux à parois rugueuses, fissurées ou irrégulières et dans le cas où l'énergie dissipée à travers la paroi est plus Date Reçue/Date Received 2022-03-22 importante, telle que des parois en béton. La valeur de la seconde longueur d'onde X2 permet aussi de détecter certaines déformations dans le tuyau, telles qu'un coude ou une cavité.

[0051] Ainsi, selon un mode de réalisation, le signal émis par le haut-parleur comprend au moins un premier train d'ondes à une première fréquence fi. Comme expliqué ci-dessus, cette fréquence fi peut être comprise entre 850 et 1700 Hz, et préférablement correspondre à environ 1100Hz, lors que le tuyau à inspecter a un diamètre d'environ 10cm et comprend de l'air. Dans un mode de réalisation possible, le signal émis par le haut-parleur 100 comprend un deuxième train d'ondes à une deuxième fréquence f2. Cette fréquence f2 peut être comprise entre 283 et 425 Hz, et préférablement correspondre à environ 340Hz, pour le tuyau décrit ci-dessus.
Le signal émis comprenant les deux trains d'ondes aux fréquences fi et f2 sera réfléchis par les différentes obstructions encrassant le tuyau, résultants en des premier et deuxième signaux réfléchis, enregistrés par le microphone 110. Ces premier et deuxième signaux réfléchis peuvent ensuite être corroborés, par exemple en les comparant, afin de confirmer la position des obstructions et leur degré d'obstruction. Par degré
d'obstruction, on entend le rapport des sections obstruée vs section totale du drain. Par exemple, il peut s'agir, selon une coupe transversale du drain à une distance x de l'extrémité
proximale, du ratio de l'aire occupée par un amas de calcaire sur l'aire totale du drain.
Il a été mis en évidence que l'utilisation de deux trains d'ondes à deux fréquences différentes permettait de mieux détecter l'ensemble des irrégularités du tuyau, comparativement à
lorsqu'un train d'ondes d'une seule fréquence est utilisé. En effet, l'une ou l'autre des deux fréquences peut être plus ou moins sensible à la composition des parois du tuyau, à la répartition spatiale des obstructions, ou à la présence de coudes dans le tuyau. Dans d'autres modes de réalisation, il est possible d'utiliser un signal comprenant plus de deux trains d'ondes, à des fréquences différentes des deux fréquences sélectionnées ci-dessus. Pour la détection d'obstructions calcaires dans des drains de barrages, l'émission de deux trains d'ondes à des longueurs d'onde d'environ 3 et 10 fois le diamètre du drain, s'est avérée avantageuse pour localiser et déterminer le degré des obstructions calcaires avec plus de précision que lorsqu'une seule longueur d'ondes est Date Reçue/Date Received 2022-03-22 utilisée, sans augmenter significativement la complexité du système ou le temps d'analyse.

[0052] Le nombre de cycles n de chaque train d'ondes émis peut être déterminé
comme étant un compromis entre 0 un nombre suffisant de crêtes pour tenir compte de l'atténuation de la première et dernière crête par le temps de réaction du haut-parleur, et ii) un nombre limité de cycles pour optimiser la détection des obstructions rapprochées dont la distance critique minimale dcr pour identifier deux obstructions consécutives est d,. -11.2 donnée par 2 . Dans le mode de réalisation décrit, la valeur optimisée du nombre de cycles n est égale ou supérieure à 3.

[0053] II est à noter que les valeurs sélectionnées pour d, XI, A2 et n sont des exemples donnés à titre indicatif seulement, et d'autres valeurs peuvent être sélectionnées, selon les applications pour lesquelles le système doit être utilisé.

[0054] Dans le mode de réalisation représenté aux figures 4A et 4B, la méthode comprend une première étape d'émettre à une première extrémité (ou extrémité
proximale) 200 du tuyau 20, au moyen du haut-parleur 100, un signal émis 102 comprenant un train d'ondes acoustiques à la première fréquence fi. A la même extrémité proximale 200 du tuyau 20, le microphone 110 capte un signal réfléchi 112, résultant de la réflexion du train d'ondes sur l'obstruction 220 dans le tuyau. La position x de la première obstruction, à partir de l'extrémité proximale du tuyau (ou de la position du microphone), est déterminée selon un délai mesuré O entre le train d'ondes du signal émis 102 et le train d'ondes du signal réfléchi 112 capté par le microphone.
Afin de considérer l'aller-retour de l'onde selon la distance x parcourue, x est déterminé par:
V * 6 x E ¨

[0055] Afin de déterminer un degré d'obstruction de la première obstruction rencontrée par le signal émis (obstruction la plus en amont ou la plus proche de l'extrémité proximale du tuyau 200), l'énergie des signaux émis et réfléchi doit être Date Reçue/Date Received 2022-03-22 extrapolée. L'énergie Ey du train d'ondes acoustique d'un signal est déterminée par le produit d'une amplitude efficace du train d'ondes acoustique sur n cycles en Pascals ARMS
et de la durée de l'impulsion T en secondes :
Ey = ARms * T

[0056] L'indice y désigne le signal qui est mesuré. En référence à la figure 4A:
Eo est l'énergie mesurée du signal émis à l'extrémité proximale du tuyau 200, Er0 est l'énergie mesurée du signal réfléchi par l'obstruction à l'extrémité
proximale du tuyau 200.

[0057] La valeur de cette énergie peut aussi être extrapolée au seuil de l'obstruction 220:
Ei est l'énergie extrapolée du signal émis au seuil de l'obstruction 220, E est l'énergie extrapolée du signal réfléchi par l'obstruction au seuil de l'obstruction 220, Et est l'énergie extrapolée du signal transmis au travers de l'obstruction 220, dans le cas d'une obstruction partielle.

[0058] L'énergie extrapolée au seuil de l'obstruction peut être évaluée en simulant l'atténuation a de l'onde au fur et à mesure que l'impulsion acoustique se propage le long du tuyau. L'atténuation a est générée par la friction, l'amortissement et les fuites à travers les parois du tuyau 20. Le calcul est basé sur le principe que l'énergie dissipée eF est proportionnelle à l'amplitude de son énergie E par le coefficient d'atténuation a.
Ainsi, l'énergie du signal à une distance x de l'extrémité proximale du tuyau E(x) est donnée par:
E(x) = E0 * e-ax

[0059] Dans le mode de réalisation illustré à la figure 5, afin de déterminer le coefficient d'atténuation a, une calibration peut être effectuée. Cette calibration peut être réalisée sur un tuyau de calibration 20' ayant des propriétés similaires (rugosité des parois, Date Reçue/Date Received 2022-03-22 diamètre, matériau) au tuyau à analyser, et ne doit pas contenir d'obstruction majeure.
Le tuyau de calibration comporte une extrémité distale 205, à l'opposé de l'extrémité
proximale 200. Pour la calibration, cette extrémité distale 205 doit être complètement bouchée. Le bouchon de l'extrémité distale 205 peut être réalisé à l'aide d'un réceptacle situé à la fin du tuyau ou de tout autre moyen pour forcer la réflexion totale du signal émis.
Par conséquent, il est raisonnable d'assumer une réflexion totale à
l'extrémité distale 205 et de considérer un coefficient de réflexion CD égal à un (CD = 1).
L'atténuation mesurée entre le signal émis 102 et le signal réfléchi 112 est constituée principalement par l'atténuation a de l'onde par les parois du tuyau 20 lors de son aller-retour.
Une fois ce coefficient d'atténuation a déterminé, il pourra être utilisé dans toutes les mesures effectuées dans des tuyaux de caractéristiques similaires, et à une fréquence similaire à
la fréquence utilisée lors de la calibration.

[0060] Dans un mode de réalisation, la calibration du coefficient d'atténuation a a donné
les valeurs suivantes :
Matériau Diamètre Fréquence Atténuation (cm) (Hz) PVC 7.6 1100 0.026 PVC 7.6 340 0.016 Fibro-ciment 10 1100 0.033 Fibro-ciment 10 340 0.037

[0061] De retour aux figures 4A et 4B, dans le cas où une obstruction n'est que partielle, comme l'obstruction 220, un coefficient de réflexion CD et un coefficient de transmission Cr peuvent être formulés pour l'onde acoustique se propageant à travers des obstructions.

[0062] Le coefficient de réflexion CD peut être calculé en effectuant le rapport de l'énergie extrapolée du signal réfléchi par l'obstruction au seuil de l'obstruction Er sur l'énergie extrapolée du signal émis au seuil de l'obstruction El:
,, Er L 'D ¨ E
Date Reçue/Date Received 2022-03-22

[0063] Le coefficient de transmission Cr peut être calculé en effectuant le rapport de l'énergie extrapolée du signal transmis au travers de l'obstruction Et sur l'énergie extrapolée du signal émis au seuil de l'obstruction El:
E

[0064] Ce coefficient de transmission CT permet d'extrapoler les ondes incidentes et réfléchies à l'obstruction suivante. La formule suivante peut être utilisée pour déterminer Cr en fonction de CD:
Cr = (1 Où Ctrans est un coefficient de transmissibilité obtenu par un algorithme de convergence basé sur des données des essais réalisés en laboratoire (calibration). La valeur de Ctrans est comprise entre 1 et 6, selon le type d'élément détecté. Par élément détecté, on entend un élément parmi des obstructions rapprochées, des obstructions distinctes, un coude dans le tuyau, ou encore une cavité ou un élargissement et/ou un rétrécissement de la section du tuyau.

[0065] Ce coefficient de transmissibilité Ctrans est déterminé par une calibration réalisée lors de différents tests en laboratoire, avec des obstructions positionnées à
des distances connues, sur un tuyau de calibration ayant des propriétés similaires (rugosité
des parois, diamètre, matériau) à celles du tuyau à analyser. Les différentes valeurs de Cfrans seront détaillées dans la suite de la description.

[0066] Ainsi, lorsqu'une obstruction a été identifiée, c'est à dire que sa position a été
déterminée par le délai mesuré entre le train d'ondes du signal émis et le train d'ondes du signal réfléchi, son degré d'obstruction peut être déterminé. Ce degré
d'obstruction peut être identifié par un rapport a/A, où a représente la surface obstruée et A représente la surface totale de la section transversale du tuyau. Ce degré d'obstruction est donc un nombre compris entre 0 et 1, où 0 représente une absence d'obstruction dans le tuyau et 1 représente une obstruction totale du tuyau.
Date Reçue/Date Received 2022-03-22

[0067] Le degré d'obstruction a/A peut être déterminé à partir d'une fonction du coefficient de réflexion CD. Cette fonction peut être une fonction polynomiale ou toute autre fonction qui lie la valeur de a/A à celle de CD. Pour l'obstruction la plus en amont du tuyau, c'est à dire l'obstruction la plus près de l'extrémité proximale, le rapport a/A
peut être déterminé
par une fonction du coefficient de réflexion CD. Pour les obstructions subséquentes, leur degré d'obstruction respectif est déterminé en répétant les étapes décrites ci-dessous, c'est à dire a) en extrapolant énergie du signal émis et une énergie du signal réfléchi à la position de l'obstruction; b) en calculant le degré de réflexion CD, mais en remplaçant l'énergie du signal émis extrapolée S par l'énergie transmise Et une fois l'obstruction en amont passée, comme décrit ci-dessus; et enfin c) en calculant le rapport a/A
est déterminé par une fonction du coefficient de réflexion CD.

[0068] Selon un mode de réalisation possible, où le tuyau est un drain de barrage empli d'air, cette fonction est une fonction polynomiale du 1 er degré, ou fonction linéaire, exprimée par:
a/A = Pi x CD + P2, où
Pi est une première constante comprise entre 0.1 et 2; et P2 est une deuxième constante comprise entre -1 et 1.
Les valeurs de Pi et P2 dépendent principalement de la fréquence du signal émis. Les différents essais réalisés montrent que ces constantes sont peu sensibles au diamètre du tuyau ou aux conditions de surface, puisque ces paramètres sont déjà pris en compte dans la détermination du coefficient de réflexion CD.
Ainsi, selon ce mode de réalisation, Pi = 1 et P2 = 0, de sorte que le degré
d'obstruction a/A correspond au coefficient de réflexion CD.

[0069] Dans certains cas, tel que présenté dans la figure 6, un effet de superposition des trains d'ondes peut être observé. Les quatre graphiques A à D présentés à la figure 6 montrent le signal émis 102 par le haut-parleur (graphiques 6-A et 6-C) comprenant un train d'ondes à la fréquence fi et où n = 3 cycles, ainsi que le signal réfléchi 112 capté
Date Reçue/Date Received 2022-03-22 par le microphone (graphiques 6-B et 6-C). Il est à noter que le signal émis 102 par le haut-parleur est également mesuré lors de son passage par le microphone, comme le montrent les graphiques 6-B et 6-C, avec un délai par rapport au signal émis du microphone correspondant à la distance qui sépare le haut-parleur du microphone. En effet, lorsque le signal réfléchi 112 revient vers le microphone, il est enregistré par le microphone mais le signal réfléchi 112 continue sa propagation en dépassant le microphone jusqu'à atteindre le haut-parleur, situé en amont du microphone. Ce signal réfléchi 112 peut alors rebondir sur le haut-parleur et repartir vers l'obstruction en se faisant à nouveau enregistrer par le microphone comme un signal réfléchi parasite 114.
Ce va-et-vient peut se poursuivre jusqu'à ce que l'onde s'amortisse. Ces réflexions multiples peuvent masquer des réflexions réelles provenant d'obstructions plus éloignées. Il est donc préférable d'empêcher ces rebonds.

[0070] Un des moyens pour supprimer ce signal réfléchi parasite 114 consiste à
émettre au moyen du haut-parleur, un train d'ondes égal mais en opposition de phase par rapport au signal réfléchi parasite, dit train d'ondes d'annulation 115. Entre autres, un délai pourra être appliqué avant d'émettre ce train d'ondes, afin de refléter la distance entre le microphone et le haut-parleur. Ainsi, quand la réflexion rebondit sur le haut-parleur, celui-ci réagit par une onde miroir de cette réflexion en opposition de phase pour que le signal réfléchi parasite soit annulé, comme le montre le graphique 6-D.

[0071] Tel que montré à la figure 7, un phénomène de réflexions enchaînées provenant d'obstructions multiples rapprochées peut être détecté quand le signal réfléchi 112 comporte un nombre de cycles plus grand que le nombre de cycles émis n par le haut-parleur 100. Ce phénomène est caractérisé par un effet de chevauchement de plusieurs réflexions. Ce chevauchement est décrit de la façon suivante : l'onde incidente à la première obstruction 221 est en partie réfléchie; sa partie transmise (pour une obstruction partielle) est réfléchie en partie sur la deuxième obstruction 222 rapprochée de la précédente, celle-ci étant située suffisamment proche de la première obstruction 221 alors le premier signal réfléchi 116 n'a pas le temps de dégager tous ses cycles de la première obstruction 221 que le deuxième signal réfléchi 117 provenant de la réflexion Date Reçue/Date Received 2022-03-22 sur la deuxième obstruction 222 chevauche une partie des cycles du premier signal réfléchi 116. De même, un troisième signal réfléchi 118 provenant de la réflexion sur la troisième obstruction 223 chevauche une partie des cycles du deuxième signal réfléchi 117.

[0072] Le phénomène est causé par le rapprochement d'obstructions dont la distance critique dcr entre deux obstructions consécutives est trop courte par rapport au nombre de cycles n émis fois la longueur d'onde A du signal émis.

[0073] Sachant que dõ =n __________________________________________________ 2-2 , le critère de réflexions enchaînées se produit lorsqu'une distance Llx qui sépare deux obstructions consécutives est inférieure à dcr.
On parle d'obstructions rapprochées.

[0074] Par exemple, pour un signal émis dont la longueur d'onde 2t. = 340 Hz et un nombre de cycles n = 3, l'enchaînement des réflexions se produira si les obstructions consécutives sont distantes de moins de 1.5m.

[0075] Le calcul du nombre d'obstructions m dans une zone de réflexions enchaînées peut être établi à partir d'un nombre total de cycles du signal réfléchi nt et du nombre de cycles du signal émis n, tel que m correspond au nombre entier arrondi supérieur du rapport (nt / n), avec nt > n.

[0076] Dans un mode de réalisation et tel qu'illustré à la figure 7, Ctrans =
1 pour toutes les obstructions rapprochées, à l'exception de la dernière obstruction avant la fin du tuyau pour laquelle Ctrans = 2,55.

[0077] A contrario, si la distance IL qui sépare deux obstructions consécutives est supérieure à dcr, les obstructions seront dites distinctes.

[0078] La figure 8 illustre un mode de réalisation comprenant deux obstructions distinctes (m = 2). Dans un mode de réalisation et tel qu'illustré à la figure 8, Ctrans = 2.55 pour une obstruction distincte.
Date Reçue/Date Received 2022-03-22

[0079] Ainsi, pour pouvoir déterminer le degré d'obstruction aet de plusieurs obstructions distinctes consécutives, il est préférable de déterminer le coefficient de transmissibilité
Ctrans pour chaque obstruction. Pour ce faire, il est possible de commencer en séquence à partir de la première obstruction. Ensuite, les coefficients de réflexion CD
et de transmission CT peuvent être calculés pour chaque obstruction précédente afin de pouvoir extrapoler les énergies incidentes et réfléchies à l'obstruction suivante. Cette procédure peut être appliquée à toutes les mième obstructions identifiées, comme suit :
rm Er() E,õ, E0 Où:
CD/il est le coefficient de réflexion de la mième obstruction, Erm est l'énergie extrapolée du signal réfléchi par la mième obstruction au seuil de la mième obstruction, Sm est l'énergie extrapolée du signal émis au seuil de la mième obstruction, Er est l'énergie mesurée du signal réfléchi par la mième obstruction à
l'extrémité proximale du tuyau, x est la distance de l'extrémité proximale du tuyau à la première obstruction, a est le coefficient d'atténuation du tuyau, Oixk est la distance entre deux obstructions consécutives, et Ctrans est le coefficient de transmissibilité.

[0080] Par exemple, dans le cas illustré dans la figure 8, où m = 2:
CD1= EH/EH et CD2 = EI21Er2.

[0081] Dans certains cas, tel que représenté dans la figure 9, le tuyau 20 peut présenter une cavité 240 ou un renflement. La caractéristique d'une cavité 240 le long du tuyau 20 est un volume dont le diamètre est plus de 1,5 fois le diamètre du tuyau en largeur et est limité en distance généralement à une longueur inférieure à 1 longueur d'onde A du Date Reçue/Date Received 2022-03-22 signal émis et à travers de laquelle le tuyau se poursuit. Cette cavité peut être la résultante d'une érosion du tuyau avec le temps par exemple.

[0082] Lorsque le signal émis rencontre une cavité 240, le signal réfléchi capté par le haut-parleur 100 présente un changement de phase de 180 degrés. Cette antiphase 119 est illustrée à la figure 9, où l'on observe que le signal émis 102 par le haut-parleur débute par une valeur de surpression par rapport à l'atmosphérique (cycle partant vers le bas), alors que le signal réfléchi 112 présente une valeur de sous-pression par rapport à
l'atmosphérique (cycle partant le haut). Cette antiphase est caractéristique d'une cavité
240 et ne doit par conséquent pas être interprétée comme une obstruction dans le tuyau.

[0083] Dans un mode de réalisation et tel qu'illustré à la figure 9, r ¨tains = 6 pour une cavité. Cette valeur peut être obtenue par un algorithme de convergence basé
sur des données des essais réalisés en laboratoire.

[0084] Dans d'autres cas, tel que représenté dans la figure 10, le tuyau 20 peut présenter un coude 230. Les coudes dans les tuyaux sont généralement de faible amplitude, de l'ordre d'une trentaine de degrés par exemple.

[0085] Les trois graphiques présentés à la figure 10 montrent respectivement :
- un signal mesuré par le microphone d'une onde acoustique émise à une fréquence fi = 1100 Hz et n = 10 cycles, sans aucun coude dans le tuyau, mais présentant une obstruction de 3 cm placée à 15.6 m de la source (graphique 10-A), - un signal mesuré par le microphone d'une onde acoustique émise à une fréquence fi = 1100 Hz n =10 cycles, dont le tuyau présente un coude de 30 degrés à une distance de 3.6 m de l'extrémité proximale du tuyau, ainsi qu'une obstruction de 3 cm d'épaisseur sous forme de dépôt à 15.6 m de l'extrémité proximale du tuyau (graphique 1043), et - un signal mesuré par le microphone d'une onde acoustique émise à une fréquence f2 = 340 Hz et n =3 cycles, dont le tuyau présente un coude de 30 degrés à une distance de 3.6 m de l'extrémité proximale du tuyau, ainsi qu'une obstruction de 3 Date Reçue/Date Received 2022-03-22 cm d'épaisseur sous forme de dépôt à 15.6 m de l'extrémité proximale du tuyau (graphique 10-C).

[0086] Il est à noter que les graphiques 10-8 et 10-C présentent une disparité
231. En effet, l'onde acoustique du signal émis à la fréquence fi = 1100 Hz (graphique 10-6) détecte le coude 230 alors que l'onde acoustique du signal émis à la fréquence f2 = 340 Hz (graphique 10-C) ne détecte pas le coude.

[0087] Ainsi, un coude 230 dans un tuyau pourra être identifié en corroborant le signal réfléchi du premier train d'ondes émis à une fréquence fi avec le signal réfléchi du deuxième train d'ondes émis à une fréquence f2. Par exemple, cette corroboration pourrait consister à superposer les signaux réfléchis du premier et deuxième trains d'ondes émis à des fréquences respectives de fi et f2 afin d'identifier la disparité 231, puisque le signal réfléchi du premier train d'onde montre une série de pulses, alors que le signal réfléchi du deuxième train d'onde ne présente aucun pulse significatif.

[0088] Dans un certain mode de réalisation, le processeur de l'ordinateur 130 peut automatiser toutes les étapes de la méthode décrite ci-dessus. Un algorithme développé
dans le cadre d'un logiciel de traitement de signal et de prédiction d'obstruction peut permettre d'identifier et caractériser la réflexion, en identifiant dans le signal mesuré par le microphone :
- Un début et une fin d'un pulse du signal émis et du signal réfléchi, - la position de la première obstruction x, - Une amplitude efficace ARMS, et - Une durée de l'impulsion T.

[0089] Une fois ces caractéristiques identifiées, le logiciel peut permettre d'identifier chaque signal réfléchi selon 4 catégories pour un signal émis à une fréquence f2:
Date Reçue/Date Received 2022-03-22 1. Obstructions distinctes si le nombre de cycles du signal réfléchi est inférieur ou égal au nombre de cycles du signal émis, 2. Obstructions rapprochées et enchaînées si le nombre de cycles du signal réfléchi est supérieur ou égal au nombre de cycles du signal émis + 1 cycle, 3. Cavité, ou 4. Débouché du tuyau

[0090] Dans une étape subséquente, le logiciel peut aussi permettre de déterminer le degré d'obstruction et le coefficient de transmissibilité de chaque obstruction.

[0091] Bien que certains avantages aient été décrits, la personne versée dans l'art peut découvrir d'autres avantages et/ou caractéristiques inhérents à l'invention qui n'ont pas explicitement été décrits. En outre, bien que certaines configurations et certains modes de réalisations aient été décrits ici, il est apprécié qu'ils soient à titre d'exemple uniquement et ne doivent pas être pris de manière à limiter la portée de l'invention.
Date Reçue/Date Received 2022-03-22

Claims (20)

REVE N D ICATIONS

1.
Une méthode pour localiser et quantifier des obstructions dans un tuyau, la méthode comprenant:
émettre à une extrémité du tuyau, au moyen d'un haut-parleur, un signal émis comprenant un train d'ondes, les ondes étant acoustiques;
capter à la même extrémité du tuyau, au moyen d'un microphone, un signal réfléchi, résultant de la réflexion du train d'ondes sur les obstructions dans le tuyau;
déterminer une position de chacune des obstructions selon un délai mesuré entre le train d'ondes du signal émis et un train d'ondes du signal réfléchi capté par le microphone;
déterminer, pour l'obstruction la plus en amont, son degré d'obstruction en réalisant les étapes de :
a) extrapoler une énergie du signal émis et une énergie du signal réfléchi à la position de l'obstruction;
b) calculer un coefficient de réflexion CD = Er/E, Où Ei correspond à l'énergie du signal émis extrapolée et Er correspond à l'énergie du signal réfléchi extrapolée;
c) calculer un rapport a/A entre une section bloquée (a) et une section totale (A) du tuyau, le rapport a/A étant déterminé par une fonction du coefficient de réflexion CD; et déterminer, pour des obstructions subséquentes, leur degré
d'obstruction respectif en répétant les étapes a) à c) pour chacune d'elles et en remplaçant l'énergie du signal émis extrapolée El par une énergie transmise Et une fois l'obstruction en amont passée.
Date Reçue/Date Received 2023-06-30

2. La méthode selon la revendication 1, dans laquelle l'étape d'émettre le signal émis comprend une étape de former le train d'ondes avec un nombre n de cycles, où n 3.

3. La méthode selon la revendication 2, comprenant:
déterminer un nombre d'obstructions rapprochées m en évaluant, à
partir du signal réfléchi, un nombre de cycles chevauchés nt supérieur au nombre de cycles émis n dans le train d'ondes, tel que m est un nombre entier arrondi supérieur du rapport nt/ n.

4. La méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle le train d'ondes est un premier train d'ondes émis à une première fréquence, la première fréquence correspondant à une première longueur d'onde de 3 fois le diamètre du tuyau.

5. La méthode selon la revendication 4, dans laquelle le signal émis comprend un deuxième train d'ondes émis à une deuxième fréquence correspondant à une deuxième longueur d'onde de 10 fois le diamètre du tuyau, le premier et le deuxième train d'ondes permettant de détecter des obstructions de différents types;
la méthode comprenant une étape de corroborer la position des obstructions et leur degré d'obstruction entre les résultats obtenus avec les premier et deuxième trains d'ondes.

6. La méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle le signal réfléchi comprend un premier signal réfléchi par les obstructions du tuyau, en aval du microphone, et un deuxième signal réfléchi par le haut-parleur, en amont du microphone, la méthode comprenant:
Date Reçue/Date Received 2023-06-30 éliminer le deuxième signal réfléchi en émettant au moyen du haut-parleur, un train d'ondes égal mais en opposition de phase par rapport au deuxième signal réfléchi par le haut-parleur.

7. La méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans laquelle la fonction qui détermine le rapport a/A par rapport au coefficient de réflexion Co est donnée par a/A = P1 x Co + P2, P1 étant une première constante comprise entre 0.1 et 2 et P2 étant une deuxième constante comprise entre -1 et 1, selon la fréquence utilisée.

8. La méthode selon la revendication 7, dans laquelle Pi est égal à 1 et P2 est égal à 0.

9. La méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, dans laquelle l'énergie transmise Et correspond à l'énergie du signal émis extrapolée Ei multipliée par [1- Cpcfrans], où n ¨trans est un coefficient de transmissibilité dont la valeur est comprise entre 1 et 6, selon un élément détecté.

10. La méthode selon la revendication 9, dans laquelle la valeur de Ctrans est égale à 2.55 quand l'élément détecté est une obstruction distincte.

11. La méthode selon la revendication 9, dans laquelle la valeur de Ctrans est égale à 1 quand l'élément détecté est une obstruction rapprochée.

12. La méthode selon la revendication 9, dans laquelle la valeur de Ctrans est égale à 6 quand l'élément détecté est une cavité.

13. La méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 12, dans laquelle l'étape d'extrapoler comprend une étape d'appliquer un facteur d'atténuation sur les signaux émis et réfléchis, en fonction de la distance d'une obstruction donnée par rapport à l'extrémité du tuyau.
Date Reçue/Date Received 2023-06-30

14. La méthode selon la revendication 13, comprenant une étape de simuler un blocage complet du tuyau à une distance prédéterminée de l'extrémité du tuyau, pour déterminer le facteur d'atténuation à appliquer à l'étape d'extrapoler une énergie du signal émis et une énergie du signal réfléchi à
la position des obstructions

15. La méthode selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, comprenant:
détecter une cavité dans le tuyau en identifiant, dans le signal réfléchi, un train d'ondes en opposition de phase par rapport au train d'ondes du signal émis

16. La méthode selon la revendication 5, comprenant:
identifier un coude dans le tuyau lorsque le microphone capte le signal réfléchi du premier train d'ondes mais ne capte pas de signal réfléchi du deuxième train d'ondes.

17. Un système portatif pour localiser et quantifier des obstructions dans un tuyau, le système comprenant :
un haut-parleur, configuré pour émettre à une extrémité du tuyau un signal émis comprenant un train d'ondes, les ondes étant acoustiques;
un microphone, configuré pour capter à la même extrémité du tuyau un signal réfléchi, résultant de la réflexion du train d'ondes sur les obstructions dans le tuyau;
un processeur et une mémoire en communication avec le processeur, le processeur et la mémoire étant opérationnellement connectés au microphone et au haut-parleur, la mémoire comprenant des instructions exécutables par le processeur pour :
Date Reçue/Date Received 2023-06-30 déterminer une position de chacune des obstructions selon un délai mesuré entre le train d'ondes du signal émis et un train d'ondes du signal réfléchi capté par le microphone; et déterminer, pour l'obstruction la plus en amont, son degré
d'obstruction en réalisant les étapes de :
a) extrapoler une énergie du signal émis et une énergie du signal réfléchi à la position de l'obstruction;
b) calculer un coefficient de réflexion CD = Er/Ei, OU El correspond à l'énergie du signal émis extrapolée et Er correspond à l'énergie du signal réfléchi extrapolée; et c) calculer un rapport a/A entre une section bloquée (a) et une section totale (A) du tuyau, le rapport a/A étant déterminé par une fonction du coefficient de réflexion CD;
le processeur étant apte à déterminer, pour des obstructions subséquentes, leur degré d'obstruction respectif en répétant les étapes a) à c) pour chacune d'elles et en remplaçant l'énergie du signal émis extrapolée Ei par une énergie transmise Et une fois l'obstruction en amont passée.

18. Le système selon la revendication 17, dans lequel le haut-parleur et le microphone sont disposés dans un logement, et dans lequel le processeur et la mémoire sont déportés du logement.

19. Le système, selon la revendication 18, dans lequel le logement est positionné à l'extrémité du tuyau, le haut-parleur et le microphone étant alignés sur un axe central du tuyau.
Date Reçue/Date Received 2023-06-30

20. Le système, selon la revendication 19, dans lequel le haut-parleur est situé
à une distance comprise entre 2cm et 4cm en amont du microphone par rapport à l'extrémité du tuyau.
Date Reçue/Date Received 2023-06-30