Détection de fuite - Définition

Introduction

La détection de fuite ou contrôle d’étanchéité est une des disciplines qui fait partie des techniques de contrôle non destructif. De multiples produits font appel à des techniques de détection, de mesure et de localisation de fuite soit parce que le fluide que l’on essaye de confiner à l’intérieur ou à l’extérieur d’une enveloppe est cher, disponible en quantité limitée, dangereux, toxique, nuisible à l’environnement, capable de causer des dégâts autour du point de fuite.

Introduction

Le flux de fuite ou taux de fuite s’exprime en différentes unités en fonction de l’application visée. En réfrigération on parlera généralement en grammes par an pour désigner la perte de liquide frigorigène en un an (par exemple : le taux de fuite limite sur une climatisation automobile est de 5g/an). Dans d’autres on utilisera le millibar litre par seconde ou mb.l/s ou encore en atmosphère centimètre cube par seconde ou atm.cc/sec. Mais l’unité à utiliser dans le système métrique est le Pascal mètre cube par seconde ou Pa.m3 /s.

Dans l’industrie automobile, il a été évalué que plus de 250 à 500 tests d’étanchéité individuels étaient pratiqués pour construire un véhicule, parmi lesquels on trouve : les airbags et rideaux de protection (les tests les plus sophistiqués), la climatisation, le freinage, la lubrification, le refroidissement, l’échappement (pour garantir le bon fonctionnement du catalyseur), l’admission, le réservoir et l’alimentation en carburant, la batterie, l’habitacle…… Tous ces tests se feront sur les composants individuels et/ou sur le système assemblé.

Dans d’autres domaine tel que celui du froid et de la climatisation les opérations préventives de contrôle d’étanchéité sont maintenant devenu obligatoires.

Sur les applications les plus sensibles il est nécessaire voire obligatoire que le technicien de contrôle fasse l’objet d’une accréditation COFREND.

Méthodes

Gaz traceur hélium

Méthode de détection de fuite à très haute sensibilité. Son principe s'appuit sur la spectrométrie de masse calée sur l'hélium.
Trois modes possibles : aspersion (globale ou localisée), test (global) sous vide et test en reniflage (global ou localisé). Cette technique est plus généralement destinée aux applications à haute sensibilité (10^-4 Pa.m³/s à 10^-11 Pa.m³/s).

L'hélium est un additif alimentaire autorisé.

Gaz traceur hydrogène

Son principe s'appuit sur un capteur électronique sensible à l'hydrogène. Le gaz traceur utilisé est un mélange inoffensif d'hydrogène à 5 % et d'azote à 95 %. Deux modes de test possibles: reniflage et accumulation. Cette technique est particulièrement destinée aux applications industrielles ou de terrain (réseaux de distribution de fluides). Cette méthode est destinée aux applications dans laquelle une sensibilité moyenne (1 Pa.m³/s à 10^-5 Pa.m³/s) sera requise. Compte tenu du faible coût du gaz traceur H/N et de la très bonne sélectivité de certains capteurs, cette méthode trouve sa place dans de nombreuses applications en production et en maintenance/réparation.

Pétrochimie: utilisation d'hydrogène.

De nombreux procédés de fabrication font appel à de l’hydrogène dans une telle concentration (plus de quelques %) qu’il est possible de réaliser des opérations de contrôle d’étanchéité pendant le fonctionnement du procédé ou pendant une période de fonctionnement ralentie sans avoir à arrêter complètement l’installation pour la remplir de gaz traceur. Cette méthode a été mise en place avec succès dans l’industrie de raffinage pétrolier.

L'hydrogène et l'azote sont des additifs alimentaires, ils peuvent être mis en contact des aliments.

Gaz traceurs réfrigérants

Pour les applications de réfrigération et de climatisation pour lesquelles le gaz se trouve déjà à l'intérieur des composants dont on cherche à mesurer l'étanchéité. Plusieurs technologies existent dont l'utilisation d'une source infrarouge et d'un capteur mesurant l'absorption du rayonnement infra rouge par le gaz traceur.

Gaz traceur SF6

Le SF6 est l'un des 6 types de gaz à effet de serre Son potentiel de réchauffement global (PRG) est 23 900 fois supérieur à celui du CO, de ce fait son utilisation en tant que gaz traceur n’est pas recommandée à moins d’assurer son recyclage à chaque intervention.

Autres gaz traceurs

Certains gaz traceurs sont très spécifiques à certaines applications. On peut citer le CO dans l'emballage alimentaire.