HyDiLLEch: a WSN-based Distributed Leak Detection and Localisation in Crude Oil Pipelines

International audienceOne of the major failures attributed to pipeline transportation of crude oil is oil leakages and spills. Hence, it is monitored via several classical leak detection techniques (LDTs), which are more recently implemented on centralised wireless sensor networks (WSN)-based leak detection and monitoring systems (LDMS). However, the LDTs are sometimes prone to high false alarms, and the LDMS are sensitive to single points of failure. Thus, we propose HyDiLLEch, a distributed leakage detection and localisation technique based on a fusion of several LDTs. In this work, we implemented HyDiLLEch and compared it to the individual LDTs in terms of communication efficiency and leakage detection and localisation accuracy. With HyDiLLEch, the number of nodes detecting and localising leakages increases by a maximum of four to six times, thereby eliminating single points of failures. In addition, we improve the accuracy of localisation in nodes physically-close to the leak and maintain an average of 96% accuracy with little to no communication overhead

Mélange à l'aval d'une confluence d'écoulements à surface libre

Les travaux présentés ici traitent de la rencontre de deux écoulements à surface libre au sein d'une confluence en se focalisant sur l'évolution du mélange de ces écoulements au sein de la branche aval, par une approche numérique. Il apparaît qu'en fonction des caractéristiques des deux écoulements et de la géométrie de la confluence, l'efficacité du mélange varie très fortement et que cette variation dépend de la présence ou non d'un écoulement secondaire intense dans la branche aval et notamment de la présence d'une ou plusieurs cellules de recirculation de grande taille. Si ces cellules ont lieu, la mise en contact des deux écoulements a principalement lieu par advection au sein de ces cellules secondaires en forme d'hélices et le mélange est très rapide. Dans le cas contraire, le mélange a lieu par diffusion turbulente à travers l'interface entre les deux écoulements en présence et le mélange est alors beaucoup moins efficace. Nous montrons ici qu'un angle de confluence élevé, qu'un rapport de quantité de mouvement élevé ou qu'un rapport d'aspect de l'écoulement élevé tendent à favoriser l'apparition d'une cellule hélicoïdale et donc à accélérer le mélange dans la branche aval

MENTOR ou une méthodologie et des outils opérationnels de conception et de qualification de sites de mesures en réseau d'assainissement

International audienceLe projet MENTOR (MEasurement sites conception method for sewer NeTwORks) a pour objectif principal d'aider les gestionnaires dans la mise en place d'une instrumentation intégrée de la chaîne de mesures visant à mieux surveiller en continu la quantité et la qualité des masses d'eau rejetées par les systèmes urbains d'assainissement. Ce projet permettra la mise au point d'outils opérationnels destinés aux gestionnaires et aux responsables de métrologie des réseaux d'assainissement urbains. Il fournira également des recommandations au niveau organisationnel qui aideront à l'acquisition de " bonnes pratiques métrologiques ". Nous présenterons le détail de la démarche puis nous illustrerons cela par quelques cas concrets traités par les partenaires du projet

Expérimentations et modélisations tridimensionnelles de l’hydrodynamique et de la séparation particulaire dans les déversoirs d’orage

La réglementation actuelle impose entre autres, la surveillance des rejets au droit des déversoirs d’orage. Il devient donc indispensable de comprendre leur fonctionnement hydraulique et de quantifier les charges polluantes déversées. Dans ce contexte, l’hydrodynamique et la séparation particulaire dans les déversoirs d’orage ont été modélisées en 3D (FLUENT). Nous avons simulé en 3D les écoulements dans les déversoirs d’orage latéraux. La validation des résultats numériques est essentiellement faite sur les débits déversés, conservés et la surface libre en 3D, obtenus sur le pilote d’Obernai (Bas-Rhin). La mesure de la surface libre en 3D s’est faite grâce à l’adaptation d’un capteur de reconnaissance de forme en lumière structurée. La comparaison des surfaces libres mesurées et calculées met en évidence la capacité du code de calcul à localiser la surface libre (erreurs inférieures à 10 %). Le logiciel prédit également le partage des débits avec une erreur inférieure à 8 %, par rapport au partage réel de débits obtenu sur pilote. L’ensemble des tests réalisés a permis une meilleure connaissance des options de modélisation appropriées (maillage, modèle multiphasique, conditions aux limites, turbulence) pour la simulation 3D des écoulements dans un déversoir. La validation du modèle fondé sur une approche lagrangienne et stochastique du mouvement de la particule a été faite grâce à des données expérimentales provenant de l’étude bibliographique. Nous nous sommes intéressés à une répartition de la granulométrie uniforme ainsi qu’aux masses totales déversées. Les résultats de comparaison entre l’expérimental et le calcul de ces masses sont proches de 5 %. Enfin, nous avons utilisé les options de modélisation retenues précédemment pour simuler les écoulements dans les déversoirs complexes des sites de Fontainebleau, Sélestat et Clichy. Nous avons montré le mode d’utilisation de la modélisation 3D pour comprendre le fonctionnement hydraulique de ces ouvrages. L’exploitation des résultats des simulations nous a fourni des renseignements importants en vue de mettre en place ou d’améliorer l’instrumentation des déversoirs complexes.The lawful constraints imposes, among other things, the monitoring of the rejections through the Combined Sewer Overflows (CSO). It thus becomes essential to understand their hydraulic operation and to quantify the discharged pollutant load. In this context, we have investigated the 3D numerical modelling of flows and particle separation in the CSO by using FLUENT CFD (Computational Fluid Dynamics) software. The numerical results have been validated in experiments thanks to the measurements of flow rates (overflow and outflow) and free surface, obtained on the physical tests bench. The measurement of the 3D free surface was done by the adaptation of new equipment made up of a projector and a numerical camera coupled to software of image processing. The comparison between the measured and calculated free surface highlights the capacity of the computer code to locate the free surface (errors lower than 10 %). The software also predicts the division of the flow discharge with an error lower than 8 %, compared to the real division of flow rates obtained experimentally. The tests carried out allowed a better knowledge of the suitable options of modelling (computational mesh, multiphase model, boundary conditions, turbulence) for 3D simulation of the flows in CSO. The validation of the model based on a Lagrangian and stochastic approach of the movement of the particle was made thanks to experimental data coming from the bibliographical study. We were interested in a distribution of uniform granulometry. The results of comparison between the experimental and numerical poured total masses are close to 5 %. Lastly, we used the options of modelling selected previously to simulate the flows in the complex CSO of the sites of Fontainebleau, Sélestat and Clichy. We showed the mode of use of 3D modeling to understand the hydraulic operation of these works. The analysis of the results of simulations provided us significant information in order to set up or to improve the instrumentation of the complex CSO

DSM-flux: dispositif innovant de mesure des débits et flux de polluants déversés

National audienc

Experiments and 3d modellings of the hydrodynamics and particle separation in the storm overflows

La réglementation actuelle impose entre autres, la surveillance des rejets au droit des déversoirs d'orage. Il devient donc indispensable de comprendre leur fonctionnement hydraulique et de quantifier les charges polluantes déversées.Dans ce contexte, l'hydrodynamique et la séparation particulaire dans les déversoirs d'orage ont été modélisées en 3D (FLUENT).Nous avons simulé en 3D les écoulements dans les déversoirs d'orage latéraux. La validation des résultats numériques est essentiellement faite sur les débits déversés, conservés et la surface libre en 3D, obtenus sur le pilote d'Obernai (Bas-Rhin). La mesure de la surface libre en 3D s'est faite grâce à l'adaptation d'un capteur de reconnaissance de forme en lumière structurée. La comparaison des surfaces libres mesurées et calculées met en évidence la capacité du code de calcul à localiser la surface libre (erreurs inférieures à 10 %). Le logiciel prédit également le partage des débits avec une erreur inférieure à 8 %, par rapport au partage réel de débits obtenu sur pilote. L'ensemble des tests réalisés a permis une meilleure connaissance des options de modélisation appropriées (maillage, modèle multiphasique, conditions aux limites, turbulence) pour la simulation 3D des écoulements dans un déversoir.La validation du modèle fondé sur une approche lagrangienne et stochastique du mouvement de la particule a été faite grâce à des données expérimentales provenant de l'étude bibliographique. Nous nous sommes intéressés à une répartition de la granulométrie uniforme ainsi qu'aux masses totales déversées. Les résultats de comparaison entre l'expérimental et le calcul de ces masses sont proches de 5 %.Enfin, nous avons utilisé les options de modélisation retenues précédemment pour simuler les écoulements dans les déversoirs complexes des sites de Fontainebleau, Sélestat et Clichy. Nous avons montré le mode d'utilisation de la modélisation 3D pour comprendre le fonctionnement hydraulique de ces ouvrages. L'exploitation des résultats des simulations nous a fourni des renseignements importants en vue de mettre en place ou d'améliorer l'instrumentation des déversoirs complexes.The lawful constraints imposes, among other things, the monitoring of the rejections through the Combined Sewer Overflows (CSO). It thus becomes essential to understand their hydraulic operation and to quantify the discharged pollutant load.In this context, we have investigated the 3D numerical modelling of flows and particle separation in the CSO by using FLUENT CFD (Computational Fluid Dynamics) software. The numerical results have been validated in experiments thanks to the measurements of flow rates (overflow and outflow) and fre surface, obtained on the physical tests bench. The measurement of the 3D fre surface was done by the adaptation of new equipment made up of a projector and a numerical camera coupled to software of image processing.The comparison between the measured and calculated fre surface highlights the capacity of the computer code to locate the fre surface (errors lower than 10 %). The software also predicts the division of the flow discharge with an error lower than 8 %, compared to the real division of flow rates obtained experimentally.The tests carried out allowed a better knowledge of the suitable options of modelling (computational mesh, multiphase model, boundary conditions, turbulence) for 3D simulation of the flows in CSO.The validation of the model based on a Lagrangian and stochastic approach of the movement of the particle was made thanks to experimental data coming from the bibliographical study. We were interested in a distribution of uniform granulometry. The results of comparison between the experimental and numerical poured total masses are close to 5 %. Lastly, we used the options of modelling selected previously to simulate the flows in the complex CSO of the sites of Fontainebleau, Sélestat and Clichy. We showed the mode of use of 3D modeling to understand the hydraulic operation of these works. The analysis of the results of simulations provided us significant information in order to set up or to improve the instrumentation of the complex CSO

Valuable outcomes in urban hydrology deriving from CFD modelling approach

International audienc

Experiments and 3d modellings of the hydrodynamics and particle separation in the storm overflows

La réglementation actuelle impose entre autres, la surveillance des rejets au droit des déversoirs d'orage. Il devient donc indispensable de comprendre leur fonctionnement hydraulique et de quantifier les charges polluantes déversées.Dans ce contexte, l'hThe lawful constraints imposes, among other things, the monitoring of the rejections through the Combined Sewer Overflows (CSO). It thus becomes essential to understand their hydraulic operation and to quantify the discharged pollutant load.In this conte

Apport de la technologie DSM-Flux pour la surveillance des déversoirs d’orage

National audienc

Caractérisation des 1ers flux issus d'un déversoir d’orages

National audienc