Mesure globale de débit de fuite

Les installations traitant des liquides volatils ou des gaz sous pression sont des sources d'émission continue de ces substances dans l'atmosphère. Ces émissions proviennent entre autres d'organes d'étanchéité imparfaits tels que les joints de brides, les passages de tiges de vannes, les axes de pompes et compresseurs, ....Elles sont alors qualifiées de fugitives.
Les substances émises peuvent être nuisibles pour la santé des opérateurs ou pour l'environnement (COV, CFC, ...). Elles peuvent faire l'objet de règlementations imposant à l'exploitant d'évaluer le débit de fuite de son installation. Différentes techniques de mesure sont disponibles dont la précision est adaptée à l'objectif poursuivi.
Les techniques décrites ici visent à quantifier les débits de fuite très faibles provenant d'organes ne présentant pas de défaut majeur. Elles sont généralement mises en oeuvre lors de campagnes de mesure périodiques et ne sont pas adaptées à une surveillance continue des installations. Pour détecter une soudaine perte de confinement d'une installation pouvant créer une atmosphère explosive ou présentant une toxicité aigüe, d'autres techniques sont décrites dans un article consacré aux détections de gaz.

Mesures indirectes

Elles regroupent les méthodes permettant de mesurer un débit de fuite global sans permettre d'en localiser la source.

Mesure par chute de pression

L'installation est tout d'abord pressurisée par un gaz inoffensif tel que l'air ou l'azote sans toutefois dépasser la pression de calcul des équipements. Après avoir éliminé toute source d'alimentation en gaz, l'évolution de la pression est ensuite observée pendant une durée qui dépend du volume de l'installation et de la précision de la mesure de pression. La température, dont les variations affectent elles aussi la pression mesurée, doit être relevée afin d'en tenir compte dans le calcul.

Mesure par remontée en pression

Cette méthode est similaire dans son principe à la mesure par chute de pression. Ici l'installation est tout d'abord mise sous vide, si la conception des équipements l'autorise bien sûr, puis l'évolution de la pression est observée. Une fuite provoquera une entrée d'air et une remontée de la pression. Tant que la pression interne de l'installation est inférieure à 500mbar absolu, le débit de fuite est indépendant de la pression. La température doit être relevée afin d'en tenir compte dans le calcul.

Mesures directes

Produit moussant

L'organe à contrôler est couvert d'eau savoneuse ou autre produit moussant. L'apparition de bulles désigne une fuite de quelques centaines de gramme par an.

Renifleur-Mesureur

Une sonde reliée à un détecteur (ionisation de flamme, spectrométrie de masse) est placée au droit de la fuite et aspire le gaz. Le détecteur est étalonné au moyen d'une fuite calibrée.
Ce type de détecteur peut mesurer un débit de fuite de quelques dixièmes de gramme par an.

Mesure à l'Hélium

La capacité est mise en pression avec de l'azote contenant 1% d'Hélium, et les brides sont couvertes d'un adhésif afin de confiner la fuite.
Le détecteur est constitué d'une pompe qui aspire l'échantillon, reliée à un spectroscope de masse qui l'analyse.
Avec un mélange à 1% d'Hélium, le domaine de mesure est:
- limite inférieure: 0,01µl/sec
- limite supérieure: 30 ml/sec
La limite couramment acceptée est de 5µl/sec