Les fuites d'air comprimé n'entraînent pas une perte ponctuelle, mais augmentent durablement les besoins en air. L'air supplémentaire doit être produit par le compresseur, séché, filtré et distribué dans le réseau. Cela entraîne une augmentation du débit d'électricité, des temps de fonctionnement, des pertes de pression et des coûts de maintenance. La charge de base est particulièrement critique : un débit élevé en dehors des périodes de production indique souvent la présence de fuites ou de purges inutiles.

La détection des fuites ne doit donc pas être considérée comme une simple tâche de maintenance isolée, mais comme une mesure portant sur la demande. Ce n’est qu’une fois que le débit, la charge de base et la part des fuites ont été réduits que l’on peut évaluer de manière pertinente le côté production à l’aide de la régulation du compresseur, de la bande de pression et du rendement spécifique.

Exemple de mesure hebdomadaire : la charge de base ou les pertes à l'arrêt sont mises en évidence et peuvent faire l'objet d'une évaluation économique.

Dans le domaine de la détection des fuites industrielle, la distinction entre le son audible et les ultrasons est essentielle. La plupart des bruits de production se situent dans la gamme audible, à basse fréquence. Les fuites sur les conduites d'air comprimé et de gaz génèrent, au niveau des petits orifices de fuite, des turbulences à large bande comportant des composantes sonores à haute fréquence. Les fuites importantes génèrent souvent des sons audibles supplémentaires ; ceux-ci sont toutefois fréquemment masqués par le bruit des machines dans les environnements de production.

Les ultrasons générés par une fuite ne proviennent pas du gaz lui-même, mais des turbulences qui se produisent lors de la sortie du gaz. La différence de pression, la géométrie de la fuite ainsi que la forme de l'orifice de sortie déterminent l'intensité sonore et le spectre de fréquences des ondes ultrasonores générées.

Les fréquences plus élevées offrent une meilleure résolution spatiale en raison de leur longueur d’onde plus courte. Cependant, l’atténuation atmosphérique augmente également avec la fréquence, ce qui réduit la portée de détection atteignable. Le choix de la fréquence de mesure représente donc un compromis entre résolution, portée et suppression des interférences. Dans de nombreuses applications industrielles, une plage de fréquences autour de 40 kHz s’est avérée avantageuse. Dans des environnements soumis à des interférences, une autre fenêtre de fréquence peut toutefois fournir de meilleurs résultats.

Approfondissement : >détection des fuites malgré les sources de perturbations et la FFT

L'avantage de la caméra à ultrasons réside dans la combinaison de la mesure de distance et de la localisation optique. Les fuites peuvent être localisées en cours de fonctionnement, lorsque l'installation fonctionne dans des conditions réelles de pression et de charge. Cela permet également de détecter des fuites qui n'apparaîtraient pas si l'installation était à l'arrêt.

• Tuyauteries au plafond des halls : inspection à distance sécurisée, sans échelle ni nacelle élévatrice, à condition que la fuite soit suffisamment importante.
• Machines et installations pneumatiques : contrôler systématiquement les fuites des vannes, vérins, tuyaux, raccords, filtres, régulateurs et unités de maintenance.
• Grilles de protection et cellules robotisées : dans le cas de grilles acoustiquement transparentes, la source sonore peut également être localisée derrière la barrière.
• Zones à risque et zones logistiques : les mesures peuvent être effectuées en dehors des barrières photoélectriques, des cellules robotiques ou des voies de circulation des chariots élévateurs.
• Zones d’installations difficiles d’accès : la caméra à ultrasons permet la détection des fuites même aux points de mesure dont l’accès est limité. Cela nécessite une propagation du son aussi directe que possible entre le point de fuite et la caméra.

Exemple : plafond de hall difficile d’accès : le « hotspot » indique une source ultrasonore sur une conduite d’air comprimé.	Exemple : les grilles de protection peuvent être largement transparentes sur le plan acoustique pour les ultrasons. Le « hotspot » reste visible lorsque les ondes sonores traversent la grille.

Les treillis métalliques et les clôtures de protection laissent souvent passer une grande partie des ondes ultrasonores. En revanche, les surfaces fermées telles que le plexiglas, la tôle, le béton, le verre ou les carénages lisses des machines agissent comme de puissants réflecteurs. Pour une détection fiable des fuites, il faut donc qu’il existe un trajet acoustique direct entre le point de fuite et le réseau de microphones.

Dans l'exemple illustré, ce trajet acoustique direct est rendu possible par une fente ouverte dans le carénage en plexiglas. Le carénage fermé ne se trouve pas sur le trajet acoustique et n'influence donc pas la mesure.

Machine d’emballage avec carénage en plexiglas : la mesure s’effectue via une fente ouverte offrant un trajet acoustique direct vers le point de fuite.

Pour établir les priorités, ce sont surtout le débit de perte et les coûts qui en découlent qui sont déterminants. Étant donné que les fuites importantes peuvent masquer acoustiquement les fuites plus petites, ce sont elles qui doivent être répertoriées et réparées en premier lieu. Un contrôle de suivi permet souvent de mettre en évidence d'autres fuites qui étaient auparavant masquées.

Logique de hiérarchisation : une petite partie des fuites est souvent à l'origine de la plus grande partie des pertes. Réparer en premier lieu les fuites importantes et dominantes.

La détection des fuites ne permet pas à elle seule de réaliser des économies d'énergie. C'est seulement grâce à la réparation, au suivi et à la vérification du nouvel état de fonctionnement que des économies sont réalisées. Les fuites détectées doivent être documentées avec leur emplacement, une photo, le débit de fuite, une estimation des coûts, des consignes de réparation et leur statut. Le débit est ensuite comparé avant et après l'intervention.