Un nouvel outil permet d’inspecter les dommages structurels en temps réel
Les dégradations dues au vieillissement, les conditions météorologiques extrêmes et les dommages sismiques font peser de graves menaces sur les infrastructures vulnérables, qui peuvent se traduire par des pertes économiques et humaines. La surveillance de l’intégrité structurelle des infrastructures et des ouvrages de génie civil est devenue obligatoire. Elle requiert un suivi et une détection des dommages en temps réel et en continu, tout en faisant intervenir le moins de main d’œuvre possible. Avec le soutien du projet MORPHOSAVE, financé par l’UE, l’entreprise MORPHOSENSE a proposé une solution de surveillance sur mesure pour différents types de structures: plateformes pétrolières et gazières, ponts, barrages, éoliennes offshore et navires de gros tonnage. «Notre système innovant de surveillance de l’intégrité des structures, s’appuyant sur les vibrations et baptisé NEURON, est capable de suivre de manière continue et simultanée les propriétés statiques et dynamiques des structures», indique Alexandre Paleologue, PDG de MORPHOSENSE et coordinateur de MORPHOSAVE. La technologie NEURON fait partie de la solution globale AXON de MORPHOSENSE, qui est mise à jour à partir de données acquises en temps réel et qui applique des algorithmes de convergence reposant sur l’intelligence artificielle à des modèles basés sur la physique. «La combinaison des données statiques et dynamiques synchronisées issues de NEURON et d’une fonction d’interopérabilité capable d’intégrer des données provenant de capteurs ordinaires (stations météorologiques, jauges de déformation, fissuromètres, caméras et systèmes LiDAR) nous a permis de créer un jumeau numérique qui évalue en temps réel la fatigue, l’état d’endommagement et la durée de vie restante des structures équipées du système NEURON», explique Alexandre Paleologue.
Des solutions offrant une surveillance améliorée
Le contrôle et l’entretien des structures reposent actuellement sur des inspections visuelles périodiques in situ, qui impliquent parfois l’utilisation de capteurs ou de drones, mais qui restent limitées en termes de capacité et s’en tiennent à vérifier la structure dans son ensemble. Par exemple, les inspections in situ des dispositifs éoliens offshore ne permettent pas d’obtenir des informations sur les parties sous-marines particulièrement sujettes à des vulnérabilités structurelles. «La solution MORPHOSENSE permet une surveillance à distance continue de la structure, contrairement aux approches reposant sur un planning et non axées sur les données. Elle adapte le nombre de capteurs et leur répartition dans la structure en fonction des points critiques identifiés par les simulations effectuées sur un modèle physique. Par ailleurs, le modèle nous permet de visualiser le comportement de la structure en n’importe quel point, indépendamment de la position du capteur, ce qui nous donne la possibilité de travailler aussi bien de manière locale que globale», fait remarquer Alexandre Paleologue. Une autre façon de surveiller l’intégrité d’une structure consiste à repérer des écarts par rapport à son comportement habituel grâce à des mesures qui s’appuient sur des modèles axés sur les données. Malgré la capacité de ces modèles à détecter rapidement tout écart par rapport au comportement habituel d’une structure, ils ne sont pas en mesure d’offrir une compréhension physique de l’origine du problème. Il est donc difficile de prévoir une intervention de maintenance adaptée. «Notre solution de jumeau numérique est construite autour d’un modèle numérique contraint par des mesures, qui fournit des informations détaillées sur toute évolution récente susceptible d’affecter l’intégrité de la structure. S’il y a une variation au niveau de la profondeur du flotteur ou de la ligne d’amarrage, le modèle numérique peut immédiatement identifier ce changement et envoyer une notification précise à l’opérateur», explique Alexandre Paleologue.
Une souplesse d’utilisation et des attentes importantes en termes de gains
MORPHOSENSE a produit plusieurs systèmes de démonstration pour le marché de l’éolien offshore. «Notre solution de jumeau numérique pourrait contribuer à accroître la rentabilité des parcs éoliens offshore, même en ciblant un coût moyen actualisé de l’énergie produite aussi bas que 45 EUR/MWh à l’horizon 2040. Le retour sur investissement est estimé à 15 % sur une durée de 20 ans, ce qui correspond à la durée de vie d’un parc éolien», explique Alexandre Paleologue. «À l’avenir, nous souhaitons développer une solution de jumeau numérique générique permettant d’intégrer n’importe quel outil de modélisation d’ordre réduit disponible sur le marché.»
Mots‑clés
MORPHOSAVE, structure, MORPHOSENSE, inspection, éolien offshore, jumeau numérique, surveillance de l’intégrité structurelle, modèle axé sur les données
