Comprendre la détection des fuites acoustiques

Quels sont les bruits des fuites d’eau ?
Les fuites d’eau dans les canalisations souterraines sous pression peuvent émettre de nombreux bruits différents :
● « Sifflement » ou « Whoosh » dû aux vibrations du tuyau et à la réduction de la pression à l'orifice.
● Les sons « éclaboussures » ou « Babbling Brook » provenant de l'eau qui coule autour du tuyau
● Bruits rapides de « battements/battements » provenant d'un jet d'eau frappant la paroi de la cavité du sol.
● Petits « tintements » de pierres et de cailloux rebondissant sur le tuyau
Le son « Hiss » ou « Whoosh », qui ressemble souvent à un bruit statique constant, est le seul qui est toujours présent en cas de fuite dans les tuyaux avec une pression d'eau de 30 psi ou plus. Les autres sons peuvent être présents ou non, et ils ne sont généralement pas aussi forts. Nous décidons donc « Y a-t-il une fuite ? » en écoutant le « Hiss » ou le « Whoosh ».

Quels facteurs affectent ces sons ?
Plusieurs facteurs affectent le volume et la gamme de fréquences des sons émis par les fuites d'eau transmis sur les canalisations et transmis à la surface du sol :
● Pression de l'eau dans le tuyau
● Matériau du tuyau et diamètre du tuyau
● Type de sol et compactage du sol
● Profondeur du sol au-dessus du tuyau
● Couverture de surface : herbe, terre meuble, asphalte, dalle de béton, etc.
Le volume ou l'intensité du bruit de fuite est directement proportionnel à la pression de l'eau à l'intérieur du tuyau (jusqu'à une limite) :
 

Intensité sonore (volume) par rapport à la pression de l'eau
Les tuyaux métalliques, tels que les canalisations en fer, les services en cuivre et les tuyaux en acier, transmettent des bruits de fuite d'eau qui sont plus forts et à une fréquence plus élevée que les tuyaux en PVC ou en amiante-ciment. Il est donc important de connaître le matériau du tuyau.
Les tuyaux de grand diamètre, qu’ils soient en PVC, en béton, en acier ou en fer, transmettent beaucoup moins de bruit provenant des fuites d’eau que les tuyaux de petit diamètre. Et les tuyaux de grand diamètre transmettent des sons à des fréquences plus basses que les tuyaux de petit diamètre.
Les sols sableux et les sols très meubles, en particulier au-dessus d'une canalisation fraîchement enterrée, ne transmettent pas très bien les bruits des fuites d'eau, pas plus que les sols saturés d'eau comme les tourbières et les marécages. Un sol dur et compacté transmet mieux les bruits des fuites d’eau. Le sol absorbe très rapidement les bruits des fuites d’eau. Les fuites dans les conduites d'eau qui ne font que 3 ou 4 pieds de profondeur sont beaucoup plus faciles à entendre à la surface du sol que les fuites dans les conduites plus profondes. À 7 ou 8 pieds de profondeur, seules des fuites très importantes avec une bonne pression d’eau produiront suffisamment de bruit pour être entendu à la surface.
Enfin, la couverture du sol, qu’il s’agisse d’une rue asphaltée, de terre meuble, d’une dalle de béton ou d’une pelouse, fait également une différence importante. Les surfaces dures des rues et les dalles de béton résonnent avec les bruits de la fuite d'eau, et la fuite peut être entendue sur 5 à 10 pieds ou plus de chaque côté de la conduite d'eau. Les pelouses et les surfaces en terre battue n'offrent pas une telle surface semblable à une plaque résonante, et leurs variations de surface rendent un contact ferme plus difficile.
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Comment les bruits de fuite se propagent-ils sur les canalisations ?
Les tuyaux métalliques, en particulier les conduites en fer entre 6 pouces et 12 pouces, les services en cuivre et les tuyaux en acier transmettent les bruits des fuites d'eau sur des centaines de pieds dans toutes les directions. Les tuyaux en amiante-ciment et en PVC ne transmettent pas les sons aussi loin.
Les distances transmises pour les sons « Hiss » ou « Whoosh » des fuites d'eau sont fonction du diamètre du tuyau ainsi que du matériau du tuyau :

Matériau du tuyau et diamètre Distance parcourue par les sons pour une fuite de 2 GPM à 60 PSI
 Tuyau en fonte de 6 pouces 600 à 1000 pieds
 Tuyau en fonte 12 pouces 400 à 800 pieds
 Tuyau en fonte 24 pouces 200 à 400 pieds
 Tuyau AC 6 pouces 400 à 800 pieds
 Tuyau AC 12 pouces 300 à 500 pieds
 Tuyau AC 24 pouces 100 à 300 pieds
 Tuyau PVC 6 pouces 200 à 300 pieds
 Tuyau PVC 12 pouces 100 à 200 pieds
 Tuyau PVC 24 pouces 50 à 100 pieds
Il est donc important de connaître le matériau et le diamètre du tuyau pour savoir dans quelle mesure le bruit de fuite peut être transmis le long des parois du tuyau.

Comment les bruits de fuite se propagent-ils à travers le sol ?
Le sol absorbe très rapidement les bruits de fuite d’eau :
Le sol absorbe davantage les hautes fréquences que les basses fréquences. Pour une fuite dans un tuyau de 6 pieds de profondeur, le son « Hiss » ou « Whoosh » est faible et « sourd », c'est-à-dire que seules les basses fréquences sont entendues. Pour une fuite dans un tuyau de 3 pieds de profondeur, le son est plus fort et sa fréquence est légèrement plus élevée.

Arpentage

« Enquête » est le terme appliqué à l'écoute des fuites d'eau lorsqu'il n'y a aucune preuve évidente, comme l'eau qui coule dans la rue. Chaque bouche d’incendie, vanne et conduite de service est un endroit possible pour entendre les bruits des fuites d’eau :

Étant donné que les sons se propagent mieux à travers les parois des tuyaux qu’à travers le sol, écoutez toujours d’abord les bouches d’incendie, les vannes et les compteurs. À mesure que l’on se rapproche de la fuite, le son devient plus fort. Enfin, décidez lesquels de ces endroits sont les plus bruyants. Vous êtes maintenant prêt pour la « localisation des fuites d’eau ».