Innovation dans la détection des problèmes structurels des ponts
La surveillance acoustique des ponts
L’intelligence artificielle, la technologie et la capacité de surveiller des structures à distance sont parmi les innovations les plus modernes et les plus utiles qui ont fait leur entrée dans l’industrie de la construction, en particulier dans le domaine du monitoring structurel et géotechnique. Pour surveiller et maintenir la santé et la sécurité structurelles des ouvrages à long terme, ce domaine met en œuvre un certain nombre de méthodes très efficaces avec une large applicabilité, une opérationnalisation immédiate et une efficacité assurée.
L’une d’entre elles, la surveillance acoustique des ponts, a pour but de détecter avec précision, de manière non invasive et performante, tout problème de câbles structurels.
Nicolas Cortes, notre expert disposant d’une vaste expérience internationale, explique comment cette technologie peut être appliquée, avec quels avantages et comment elle fonctionne exactement – pour maintenir la sécurité structurelle des projets de ponts.
Pouvez-vous décrire la technologie de la surveillance acoustique des structures de câbles ? Comment fonctionne-t-elle concrètement ?
La technologie utilise des capteurs piézoélectriques conçus pour capter le bruit (vibration du matériau) généré par la rupture d’un fil constitutif de câble structurel et la libération de l’énergie stockée lors de la mise en tension.
Le son se propage dans la structures (il est similaire dans la gamme de fréquences, mais très différent d’un microphone qui est utilisé pour enregistrer les sons se propageant dans l’air).
Notre système est conçu pour enregistrer tout son produit dans la structure. Ces enregistrements sont réalisés grâce à tous les capteurs synchronisés de manière extrêmement précise (µs) et répondant à une stratégie avancée de déclenchement. Ces enregistrements de courte durée sont appelés “événements”.
Sur la base de notre expérience de plus de 20 ans, nous avons développé un algorithme de filtrage basé sur l’Intelligence Artificielle (IA) qui pré-traite les événements et ne retient que ceux qui correspondent aux signatures acoustiques d’une rupture de fil. Dans une dernière étape, un analyste expert confirme si l’événement est une rupture de fil réelle. Il utilise en un logiciel interne dédié, doté d’un outil de localisation, pour analyser les événements et identifier l’endroit où ils se sont produits. La technologie s’applique à la surveillance de tous les types de câbles structurels utilisés dans le génie civil (câbles de haubanage, câbles de post-contrainte, câbles de précontrainte, câbles de suspension, câbles d’ancrage, etc.).
Pourquoi la surveillance acoustique des structures est-elle important/obligatoire pour les ponts ?
La surveillance acoustique n’est pas obligatoire. Elle est généralement utilisée lorsque la corrosion ou la fatigue sont suspectées (ou ont été découvertes lors d’inspections) et que les câbles de structure (par exemple, les câbles de hauban ou de précontraintes installés pour augmenter la capacité portante d’un pont) sont en danger.
Quels sont les risques à prendre en considération par les autorités publiques/gestionnaires des ponts – s’ils ne mettent pas en place un système de monitoring acoustique sur les structures ?
La défaillance partielle ou totale de la structure du pont est le principal risque. Les câbles sont conçus pour augmenter la capacité de charge des ponts, de sorte que la défaillance d’un ou de plusieurs câbles peut mettre la structure en péril. Des restrictions de la charge de trafic peuvent être décidées en conséquence, par exemple, ou des travaux de réparation.
Quels sont les principaux avantages de la mise en œuvre du monitoring acoustique sur les ponts ? Veuillez commenter les résultats attendus.
La surveillance acoustique permet de suivre la dégradation progressive des câbles structurels, de donner la priorité à l’entretien de certaines parties du pont et, dans certains cas, de décider si le pont est encore sûr pour l’exploitation (ou s’il respecte certaines restrictions de charge de trafic). Il s’agit d’une source d’information très précieuse dont les services d’ingénierie doivent tenir compte.
La surveillance acoustique est généralement complémentaire d’autres solutions NTD afin d’obtenir une image complète de certains éléments structurels clés. Cette technologie est la seule disponible qui ait la sensibilité nécessaire pour détecter et surveiller en continu la rupture d’un seul fil et pour identifier l’élément structurel concerné. Aucune autre technique ne peut actuellement fournir ce niveau de sensibilité aux dommages, sur la base d’une surveillance continue.
Quelle est le principe d’application de ce type de monitoring structurel ? Comment peut-il être utilisé/adapté localement, dans le cadre de projets de construction de ponts ?
Il convient de cibler les ponts câblés vieillissants présentant de sérieux soupçons de corrosion ou de fatigue. Il est possible de n’instrumenter que certain câbles ou parties de câble présentant un risque spécifique identifié par une inspection préalable. Ceci permet d’optimiser le coût de l’instrumentation qui pourrait être conséquent et superflu si le système était appliqué à la totalité de l’ouvrage sans réfléchir. Cette instrumentation permet soit de se rassurer sur la dynamique de vieillissement (observation de peu de rupture) ou encore de se donner le temps d’organiser le remplacement (dans le cas de câbles fortement dégradés).
