Concevoir des appareils de surveillance à distance pour des environnements difficiles

Essais environnementaux

Les dispositifs de surveillance à distance sont souvent déployés dans des environnements imprévisibles, non climatisés et difficiles d’accès. Chez ParemTech Inc., nos dispositifs de surveillance du niveau de liquide PTLevel sont installés dans des citernes, des puits d’eau, des réservoirs, des puisards de sous-sol et d’autres infrastructures où l’exposition à des températures extrêmes, à une humidité élevée et à des cycles environnementaux saisonniers est inévitable.

Le PTLevel est conçu comme une solution de surveillance à longue durée, alimentée par batterie, avec une garantie de deux ans, une autonomie de batterie de plusieurs années grâce à quatre piles AA, une communication sans fil longue portée pouvant atteindre 1 km, et une plage de température de fonctionnement de −40 °C à +85 °C (−40 °F à 185 °F). Le système est conçu pour résister aux intempéries et fonctionner de manière fiable dans des environnements extérieurs et non climatisés.

Dans ces applications, la fiabilité n’est pas optionnelle. Une défaillance de l’appareil peut entraîner des pannes d’eau, des inondations ou des interventions d’urgence coûteuses, souvent dans des endroits éloignés ou sans surveillance pendant de longues périodes. Pour garantir une performance à long terme dans ces conditions, nous nous appuyons sur des essais environnementaux contrôlés et reproductibles à l’aide d’une chambre environnementale Tenney Twenty.

Aperçu du système de surveillance PTLevel

Le PTLevel est un système de surveillance à distance du niveau de liquide alimenté par pile, conçu pour des déploiements de longue durée nécessitant une intervention minimale de l’utilisateur. Les installations typiques comprennent :

• À l’extérieur, dans des environnements difficiles, y compris à forte humidité

• Citernes et puits souterrains

• Salles de pompes à forte humidité

• Installations en climat froid exposées à des températures sous zéro, à la pluie verglaçante, à la glace, à la neige…

Répondre à ces exigences nécessite une validation environnementale approfondie, au-delà des tests fonctionnels de base.

Pourquoi les tests en chambre environnementale sont essentiels pour les appareils IoT alimentés par pile

Les tests en chambre environnementale nous permettent de simuler des années d’exposition saisonnière dans un environnement de laboratoire contrôlé. Pour les appareils IoT alimentés par pile comme le PTLevel, la température et l’humidité influent directement sur :

• La chimie et le comportement de décharge de la pile

• La stabilité des composants électroniques

• La dérive et la précision des capteurs

• L’étanchéité du boîtier et la performance des matériaux

• La fiabilité du signal sans fil

Les tests réalisés sous des conditions extrêmes contrôlées nous permettent de détecter les modes de défaillance tôt et de valider les marges de conception avant le déploiement des produits sur le terrain.

La chambre environnementale Tenney Twenty dans notre processus de test

Pour répondre à nos exigences en matière de tests, ParemTech utilise une chambre environnementale Tenney Twenty, qui offre la flexibilité et la précision nécessaires à la validation des composants électroniques et des capteurs.

Les principales spécifications de la Tenney Twenty comprennent :

Plage de température :

• −35 °C à +200 °C

• −35 °C à +180 °C avec humidité activée

• Plage d’humidité : de 20 % à 95 % d’humidité relative (HR)

Cette large plage de fonctionnement nous permet de réaliser à la fois des tests en conditions extrêmes et des tests d’endurance de longue durée dans des conditions environnementales réalistes.

Tests à basse température : validation de la performance par temps froid

Les basses températures représentent l’une des conditions de fonctionnement les plus exigeantes pour les appareils de surveillance à distance, particulièrement dans les climats nordiques.

Grâce à la Tenney Twenty, nous effectuons des tests à basse température jusqu’à −35 °C, en nous concentrant sur :

• La stabilité de la tension de la pile et la perte de capacité

• Le comportement au démarrage à froid après une exposition prolongée

• La réponse et la répétabilité du capteur de pression

• Les effets mécaniques, comme la contraction des matériaux et la performance des joints d’étanchéité

Les tests par temps froid sont essentiels pour valider le fonctionnement hivernal dans les puits, les citernes non chauffés et les installations extérieures, où les appareils peuvent rester inactifs pendant de longues périodes avant de transmettre des données.

En 2024, nous avons commencé à évaluer l’enrobage d’une gamme sélectionnée de nos produits PTLevel, les PTLevel pour puits profonds munis d’un capteur en acier inoxydable. Il s’agit de nos appareils les plus robustes, installés dans les conditions les plus difficiles et nécessitant le moins d’entretien. Grâce aux commentaires et aux renseignements obtenus lors de nos tests environnementaux, nous avons pu déterminer les meilleurs composés d’enrobage à utiliser, ainsi que les temps de durcissement nécessaires, pour cette amélioration.

Tests à haute température : assurer la stabilité dans des environnements chauds

Les tests à haute température sont tout aussi importants, particulièrement pour les appareils installés dans :

• Les salles de services publics

• Les maisons de pompage

• Les boîtiers exposés à la lumière directe du soleil

• Les systèmes météorologiques rigoureux et chauds des climats du sud

Grâce à la capacité de haute température de la chambre, jusqu’à +200 °C (ou +180 °C avec humidité), nous évaluons :

• Les marges de déclassement des composants électroniques

• La stabilité à long terme des matériaux du boîtier

• La performance des capteurs sous contrainte thermique

• Le comportement de sécurité et de protection de la pile

Ces tests permettent de confirmer que le PTLevel conserve sa performance et sa sécurité à des températures élevées, bien au-delà des conditions de terrain habituelles.

Tests d’humidité : simulation d’environnements humides et à condensation

De nombreuses installations de PTLevel sont exposées à une humidité persistante, y compris la condensation et une forte humidité ambiante. Grâce au contrôle de l’humidité de 20 % à 95 % HR de la Tenney Twenty, nous effectuons des tests pour évaluer :

• L’intégrité des joints d’étanchéité en cas de forte humidité

• La résistance aux défaillances liées à la condensation

• Le risque de corrosion des composants électroniques

• La stabilité à long terme des capteurs en environnement humide

Les tests d’humidité sont particulièrement importants pour les installations souterraines, où la circulation de l’air est limitée et où les niveaux d’humidité demeurent

Cycles de température et d’humidité pour une fiabilité à long terme

Au-delà des conditions statiques, nous effectuons également des essais de cyclage de température et d’humidité pour simuler les transitions saisonnières réelles. Ces essais permettent de déceler :

• Les défaillances de matériaux liées à la fatigue

• La dégradation des joints d’étanchéité avec le temps

• La dérive de l’étalonnage des capteurs

• Les changements de performance causés par des dilatations et contractions thermiques répétées

La répétabilité de la Tenney Twenty nous permet de mettre en corrélation les résultats de laboratoire avec les données réelles recueillies sur le terrain à partir des appareils déployés.

Transformer les données de la chambre en améliorations de produit

L’essai environnemental n’est pas simplement un exercice de réussite ou d’échec. Les données recueillies par la Tenney Twenty influencent directement les décisions de conception, notamment :

• Le choix des piles et les algorithmes de gestion de l’alimentation

• Les matériaux du boîtier et les méthodes d’étanchéité

• Le comportement du micrologiciel dans des conditions de température extrêmes

• Les recommandations d’installation pour les utilisateurs finaux

Cette approche fondée sur les données nous permet d’améliorer continuellement la gamme de produits PTLevel tout en réduisant les taux de défaillance à long terme et les problèmes de garantie. Puisque nous offrons une garantie de 2 ans sur tous nos produits, assurer la réussite à long terme de chaque appareil est essentiel au succès de notre entreprise.

L’essai environnemental comme outil de conception, et non comme simple case à cocher

Pour les appareils de surveillance à distance et de l’Internet des objets, l’essai environnemental devrait être intégré au processus de conception, et non traité comme une étape finale de conformité. La possibilité de reproduire des conditions extrêmes de température et d’humidité dans un environnement contrôlé permet une itération plus rapide, une meilleure fiabilité et une plus grande confiance dans les déploiements sur le terrain.

La chambre environnementale Tenney Twenty offre la précision, la plage et la répétabilité nécessaires pour soutenir ce niveau de validation technique.

Conclusion : un engagement commun envers la fiabilité des produits

Chez ParemTech, notre objectif est de proposer des solutions de surveillance à distance qui offrent un rendement fiable dans les environnements où elles sont réellement utilisées, et pas seulement dans des conditions de laboratoire idéales. La chambre environnementale Tenney Twenty joue un rôle essentiel pour nous aider à valider ce rendement à des températures et à des niveaux d’humidité extrêmes.

En combinant les commentaires réels du terrain avec des essais environnementaux contrôlés, nous parvenons à offrir une gamme de produits PTLevel robuste, conçue pour une fiabilité à long terme dans des applications exigeantes.

À propos de ParemTech Inc.

ParemTech Inc. conçoit et fabrique des solutions de surveillance à distance du niveau de liquide pour les citernes, les puits, les réservoirs, la collecte d’eau de pluie, les réservoirs de produits chimiques et les puisards de sous-sol. Basée au Canada, l’entreprise se concentre sur la technologie sans fil longue portée, l’efficacité des piles et une conception robuste adaptée aux conditions environnementales difficiles.