Méthode d'intégration du capteur DCO NSDD-Lite3 dans une conduite sous pression

1. Évaluation préalable à l'intégration du capteur DCO : limites de pression et de régime d'écoulement

Le NSDD-Lite3 est un capteur de qualité de l'eau multispectral compact qui intègre les mesures de COT, DCO, UV254 et température dans un seul boîtier en acier inoxydable 316L. Sa conception optique sans contact ne nécessite aucun réactif chimique et convient à la surveillance de tendance en ligne des systèmes commerciaux d'eau traitée et d'eau ultra-pure. Toutefois, tout capteur DCO en ligne doit être utilisé dans des limites d'ingénierie précises : la pression maximale admissible en continu de ce capteur est de 1,5 MPa, son raccordement process est en G1/2 et sa communication est disponible en UART ou RS485.

Pour intégrer un capteur DCO dans une conduite sous pression, il faut d'abord vérifier que la pression maximale de service du système (coup de bélier inclus) ne dépasse pas 1,5 MPa. Pour les conduites susceptibles de subir des pics de pression, un détendeur ou un petit accumulateur doit être installé en amont du capteur. Le capteur ne doit pas être installé dans une zone de forte pulsation en sortie de pompe ni du côté aspiration où une dépression peut se produire ; une dépression provoque le dégazage des gaz dissous, formant directement des bulles sur la fenêtre optique et entraînant des fluctuations anormales des lectures de COT/DCO/UV254.

La valeur de la surveillance en ligne de la qualité de l'eau réside dans les tendances et les alarmes, mais elle ne remplace pas l'analyse en laboratoire. Pour les scénarios nécessitant des rapports de conformité, des échantillons doivent être prélevés régulièrement et envoyés au laboratoire, les données du capteur servant de base au criblage et au contrôle du process.

2. Raccordement process G1/2 et étanchéité

Le NSDD-Lite3 utilise un filetage cylindrique G1/2 qui n'assure pas l'étanchéité par lui-même ; il doit être associé à un joint plat ou à un joint torique. L'erreur courante consiste à traiter le G1/2 comme un filetage conique en y enroulant du ruban de PTFE, ce qui fait pénétrer des fragments de matériau d'étanchéité dans le circuit et peut endommager le filetage du capteur ou la fenêtre optique.

Solution recommandée :

• Utiliser un joint plat ou un joint torique en 316L ou en PTFE, compatible avec l'eau et la température.
• Usiner un filetage femelle G1/2 sur un té soudé ou un support de montage dédié, avec une face d'appui plane et une compression suffisante du joint.
• Lors du montage, nettoyer le filetage et la surface d'étanchéité, visser à la main puis serrer au couple recommandé par le fabricant ; ne jamais forcer avec une clé à tuyau.
• La fenêtre optique du capteur doit être orientée en fonction du sens de l'écoulement, en évitant qu'elle soit directement face au flux entrant, afin de réduire l'adhérence des particules.

3. Régime d'écoulement et contrôle des bulles

Les capteurs DCO spectroscopiques sont très sensibles aux bulles, qui diffusent et absorbent la lumière, provoquant un bruit de mesure voire des erreurs. Dans une conduite sous pression, les bulles peuvent provenir : d'une fuite côté aspiration de la pompe, d'un dégazage dû à une chute de pression, d'une poche d'air aux points hauts de la conduite, ou d'une forte turbulence au point d'installation.

Mesures de contrôle d'ingénierie :

• Installer le capteur sur un tronçon en charge et à écoulement continu, en évitant les points hauts de la conduite ou les emplacements susceptibles d'accumuler de l'air.
• Privilégier une insertion en écoulement ascendant ou sur la partie inférieure d'un tronçon horizontal, afin que les bulles s'éloignent naturellement de la fenêtre optique.
• Ménager en amont et en aval du capteur un tronçon droit de 5 à 10 fois le diamètre de la conduite, afin de réduire les tourbillons et l'accumulation de bulles.
• Si le fluide a naturellement tendance à dégazer, prévoir une vanne de purge ou un séparateur de bulles en amont.
• Éviter d'installer le capteur en aval d'une vanne de régulation ou dans une zone de forte turbulence en sortie de pompe.

4. Isolement de maintenance et nettoyage

Les capteurs de qualité de l'eau en ligne nécessitent un nettoyage et une vérification périodiques ; l'intégration doit donc prévoir une vanne d'isolement ou une dérivation permettant de démonter le capteur sans arrêter l'installation.

• Installer des vannes à boisseau sphérique en amont et en aval du capteur pour former une branche de mesure isolable.
• Le diamètre de la conduite de dérivation ne doit pas être excessif, afin de maintenir une vitesse d'écoulement suffisante au niveau du capteur et d'éviter les dépôts.
• Prévoir une vanne de prélèvement, placée au plus près du capteur, pour les prélèvements de comparaison sur site.
• Pour le nettoyage de la fenêtre optique, utiliser un non-tissé doux et un détergent neutre ; l'usage de brosses dures, de racloirs métalliques ou de produits fortement acides ou basiques est strictement interdit.
• En cas d'utilisation sur un système d'eau ultra-pure, toutes les pièces en contact doivent rester propres et exemptes de contamination par les graisses.

5. Vérification de mise en service et comparaison des données

Une fois l'installation terminée, procéder à la mise en service selon les étapes suivantes :

1. Ouvrir la vanne d'isolement, remplir lentement et purger l'air, vérifier l'absence de fuite.
2. Mettre sous tension l'UART ou le RS485, vérifier que la communication est normale et que la valeur de température lue correspond à l'ambiance.
3. Laisser le système fonctionner au moins 30 minutes et observer la stabilité des lectures de COT, DCO et UV254.
4. Prélever des échantillons d'eau parallèles et les envoyer au laboratoire, noter l'écart entre la valeur de laboratoire et la valeur du capteur.
5. Définir un facteur de correction ou un décalage en fonction de l'écart ; noter que cette relation de correction dérive avec l'évolution de la qualité de l'eau et doit être revérifiée périodiquement.
6. Définir les seuils d'alarme ; il est recommandé de déterminer les seuils de pré-alarme et d'alarme à partir des données de laboratoire plutôt que d'utiliser directement les valeurs par défaut.

6. Questions fréquentes (FAQ)

Q : Quel est le principe de fonctionnement du capteur DCO NSDD-Lite3 ? R : Le NSDD-Lite3 utilise une mesure spectrale sans contact, exploitant l'absorption par l'échantillon d'eau de la lumière ultraviolet-visible à des longueurs d'onde spécifiques pour estimer le COT, la DCO et l'UV254. Cette méthode ne nécessite aucun réactif chimique et offre une réponse rapide, adaptée à la surveillance de tendance en ligne, mais ses résultats diffèrent par principe de l'analyse chimique de la demande chimique en oxygène en laboratoire et ne peuvent pas y être directement assimilés.

Q : Le NSDD-Lite3 peut-il remplacer l'analyse DCO en laboratoire ? R : Non. Le capteur sert aux tendances de process, aux alarmes et au criblage ; ce n'est pas une méthode d'analyse de conformité. Toute décision relative aux rejets ou à l'eau potable doit se fonder sur les méthodes de laboratoire.

Q : Peut-on utiliser du ruban de PTFE sur le raccord G1/2 ? R : Non recommandé. Le G1/2 est un filetage cylindrique ; il convient d'utiliser un joint plat ou un joint torique. Les fragments de ruban de PTFE peuvent pénétrer dans la fenêtre optique et perturber la mesure.