Le Structural Health Monitoring désigne un ensemble d'approches permettant de suivre l'état de santé des ouvrages d'art et prévenir les risques liés à leur mauvais état structurel. S'appuyant à présent sur de nouvelles technologies liées en particulier à l'emploi de données recueillies par des capteurs relevant des paramètres très variés.
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Je veux être contacté par un expertComment le Structural Health Monitoring répond à la nécessité de surveillance des ouvrages d'art (ponts, tunnels, barrages hydrauliques...) ?
Le Structural Health Monitoring, ou Suivi de l'état de santé des structures, désigne une démarche multidisciplinaire, regroupant une large palette de technologies et méthodes d’inspection afin de détecter, localiser et évaluer les dommages subis par un ouvrage d’art ou un bâtiment. Cette démarche répond à un besoin urgent de fiabiliser les structures et d’assurer la sécurité de leurs usagers : la France dispose en effet d’un parc d’ouvrages, de bâtiments et de monuments vieillissants.
A titre d’exemple, on estime que 12% des 200 000 ponts présents sur le territoire sont dans un état préoccupant. La démarche du Structural Health Monitoring permettrait de rationnaliser et prioriser les interventions nécessaires, en optimisant ainsi leurs coûts pour les exploitants. Surveiller en continu les structures pour détecter les défaillances avant qu’elles ne deviennent critiques, c’est en effet optimiser l’entretien et les réparations qui prolongent la durée de vie des structures.
Sur quelles synergies se fonde le Structural Health Monitoring pour optimiser la surveillance des ouvrages d'art ?
Le Structural Health Monitoring repose sur la collecte et l’analyse croisée de nombreuses données issues d’un ouvrage d’art. Il exploite les résultats de méthodologies traditionnelles, telles que les inspections (visuelles, superficielles ou approfondies) et les diagnostics (sondages, essais in situ ou en laboratoire). Grâce aux nouvelles technologies, des données inédites peuvent être obtenues, notamment à travers des études structurelles basées sur des notes de calcul, des modélisations 3D ou des jumeaux numériques. L’installation de capteurs et d’instruments permet en outre une surveillance continue et en temps réel de l’état de l’ouvrage, en mesurant divers paramètres : vibrations, déplacements, conditions météorologiques, déformations, corrosion, et bien d’autres.
Comment se constitue l’architecture d’un système d’instrumentation ?
La mise en place d’un dispositif de monitoring de l’ouvrage à partir d’un ensemble de capteurs doit suivre des étapes et des process très spécifiques afin de pouvoir bénéficier de leur plein potentiel et suivre au plus près l’état de la structure.
Quelles stratégies mettre en place pour s'adapter aux différents types d'ouvrages ?
En fonction de la nature de l’ouvrage, de son contexte, de son âge, de ses caractéristiques constructives ou encore de la criticité des risques qu’il présente, les stratégies à mettre en place vont s’adapter et s’optimiser autour de deux facteurs : l’espace et le temps.
Premier facteur
Espace
- Une surveillance locale concentre les efforts sur des zones spécifiques d'une structure qui sont identifiées comme étant les plus vulnérables ou ayant déjà montré des signes de détérioration. Par exemple, surveiller les joints d'expansion d'un pont
- Une surveillance globale couvre quant à elle l'ensemble de la structure pour fournir une image complète de son état. Cette approche est essentielle pour détecter des problèmes qui pourraient ne pas être apparents dans des zones spécifiques mais qui affectent la structure dans son ensemble
Second facteur
Temps
- Une surveillance périodique implique des inspections et des collectes de données à intervalles réguliers. Cette méthode est souvent utilisée pour les structures moins critiques ou lorsque les ressources sont limitées. Les inspections peuvent être complétées par des relevés manuels ou des drones
- La surveillance continue implique l'installation de capteurs permanents qui collectent des données en temps réel. Cette approche est particulièrement utile pour les infrastructures critiques où la sécurité est primordiale, comme les ponts majeurs ou les barrages
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