Réponse à vos questions sur la télésurveillance des ponts
Un grand nombre des ponts qui constituent l'infrastructure critique de l'Europe ont été construits dans les années 1950 et arrivent aujourd'hui à la fin de leur durée de vie théorique. Par conséquent, le contrôle de leur intégrité et de leur sécurité structurelle est une question d'une importance croissante. Rendre ce processus aussi précis et rentable que possible est une priorité. Lors d'un récent webinaire sur la télésurveillance des ponts par l'IdO, nous avons examiné en profondeur la manière dont l'Internet des objets (IdO) relève les défis de cette tâche essentielle.
Présidée par Arnau Carbonell, directeur des ventes de Worldsensing, la session a été animée par des intervenants experts, Antonis Chrysovergis, chef de projet de surveillance de la santé des structures chez mageba, et Victor Salinas Naval, géophysicien et chef de projet chez Worldsensing. Sans surprise, ce webinaire très instructif a suscité un large éventail de questions de la part des participants en ligne. Voici les principales questions et leurs réponses - et pour plus d'informations sur la surveillance des ponts, ne manquez pas le webinaire complet.
Questions
Quelles sont les évolutions en matière de mesure des éléments géotechniques et de fondation des ponts ?
Qu'entendez-vous par IoT ?
Avez-vous besoin d'une licence pour LoRa ?
La surveillance de la santé structurelle pourrait-elle remplacer certaines inspections visuelles sur les ponts et, si oui, comment ?
Quelle est votre technologie préférée pour la surveillance des ponts : LoRa WAN, Sigfox 0G ou IoT aérospatial ?
Comment gérez-vous les limitations de la charge utile LoRa ? Existe-t-il un nombre maximum d'enregistreurs pouvant être présents sur le réseau ?
Quelle est la puissance et la taille du panneau solaire et des batteries utilisés en Suisse ? Quelle installation utilisez-vous pour alimenter la passerelle en électricité ?
Peut-on remplacer les capteurs filaires par des capteurs basés sur l'IdO ? Et quelle est la comparaison de prix entre les deux ?
Êtes-vous en mesure de déterminer le capteur de contraintes 3D en un point particulier de la structure ?
Qu'en est-il de l'avenir de la surveillance des brèches ? S'agira-t-il de satellites, de la 5G ou d'une autre technologie ?
En ce qui concerne le coût et l'efficacité des satellites connectés à la technologie, pensez-vous qu'ils peuvent devenir viables ou que ce sera une question de prix ?
Que pouvez-vous nous dire sur le suivi dynamique ?
Quelles sont les évolutions en matière de mesure des éléments géotechniques et de fondation des ponts ?
Victor Salinas : Il est très important de comprendre les fondations et l'environnement géotechnique, et nous pouvons fournir de nombreux dispositifs qui surpassent les capteurs géotechniques habituels.
Qu'entendez-vous par IoT ?
Victor Salinas : En termes généraux, IoT signifie Internet des objets. Il fait référence à l'interconnexion entre des éléments, créant un groupe contenant des capteurs et des logiciels. L'IdO consiste en un ensemble de technologies interreliées et communiquant entre elles. Elles peuvent communiquer avec d'autres systèmes et fournir des informations pertinentes pour le propriétaire. Essentiellement, il s'agit d'un réseau qui reçoit des informations de capteurs, automatiquement et à distance, et qui s'assure que les données suivent les bons canaux grâce à un logiciel de traitement.
Avez-vous besoin d'une licence pour LoRa ?
Victor Salinas : Non. Ce que nous fournissons est parfait pour fonctionner dans cette bande passante. Donc, si vous achetez chez nous, vous avez des appareils prêts à être utilisés sur le terrain, et ils sont prêts à se conformer à toutes les réglementations en vigueur dans différents pays, en matière d'émission et de transmission.
La surveillance de la santé structurelle pourrait-elle remplacer certaines inspections visuelles sur les ponts et, si oui, comment ?
Antonis Chrysovergis : Nous avons constaté que l'utilisation de fissuromètres peut remplacer certaines visites sur les ponts. Nous avons également l'exemple de la surveillance des ancrages, où les ingénieurs devaient se rendre sur place et prendre des mesures jusqu'à ce que nous installions le système sans fil. Enfin, il y a le cas de la surveillance du déplacement des appuis. Vous pouvez utiliser le système pour voir le mouvement des appuis sans avoir à vous rendre sur place pour vérifier physiquement ce qui se passe.
Victor Salinas : Vous pouvez automatiser les visites ou collecter des données sans aller sur le terrain. Mais vous pouvez également utiliser les données pour étudier comment passer de la maintenance périodique à la maintenance prédictive. Vous pouvez étaler vos visites sur de plus longues périodes, ne pas être obligé de faire des visites si la situation n'est pas critique - et donner la priorité à d'autres structures.
Quelle est votre technologie préférée pour la surveillance des ponts : LoRa WAN, Sigfox 0G ou IoT aérospatial ?
Victor Salinas : Les différents protocoles et les différents types de technologie présentent tous des avantages et des inconvénients pour la surveillance des ponts. LoRaWAN, que nous utilisons, et Sigfox sont assez similaires car ce sont tous deux des réseaux étendus de faible puissance. Nous préférons utiliser LoRaWAN. Peut-être que pour d'autres applications, Sigfox a du sens, mais pour les applications géotechniques ou structurelles, nous utilisons LoRaWAN parce que lorsque vous achetez une passerelle, vous devenez propriétaire de l'infrastructure dans la zone de couverture.
Pour Sigfox, vous dépendez d'une technologie tierce du fournisseur de services. Je ne suis pas sûr de comprendre l'idée de l'IdO aérospatial : il s'agit peut-être de l'IdO par satellite, qui est assez nouveau. Pour l'instant, il n'y a pas beaucoup de couverture, mais c'est une technologie à laquelle il faudra prêter attention à l'avenir parce qu'elle offre de nombreuses possibilités.
Comment faire face aux limitations de la charge utile LoRa lors de la surveillance des ponts ? Existe-t-il un nombre maximum d'enregistreurs pouvant être présents sur le réseau ?
Antonis Chrysovergis : Le système dépend du nombre de nœuds et du taux d'acquisition de données que vous souhaitez. Nous avons des systèmes avec 25 nœuds et une acquisition de données dans le cadre d'un programme expérimental. Cela fournit une mesure par minute et cela a bien fonctionné. Cela dépend du protocole.
Victor Salinas : Nous devons nous concentrer sur deux dimensions lorsque nous discutons des limitations du réseau. La première est le nombre de LoRas et la seconde est la fréquence à laquelle vous recevez des données. Vous pouvez avoir un petit réseau qui fournit de nouvelles informations toutes les 30 secondes, par exemple. Dans ce cas, la limitation du nombre de nœuds que vous pouvez avoir est plus importante. Mais si vous collectez des mesures avec notre système, les paramètres de votre réseau peuvent être considérablement augmentés.
Avec notre architecture multi-passerelles, vous pouvez prendre en charge davantage de capteurs car vous disposez de plus de passerelles. Bien sûr, il faut concevoir le réseau correctement, mais vous pouvez avoir jusqu'à 500 capteurs pour surveiller les ponts, ce qui n'est pas un mauvais chiffre.
Quelle est la puissance et la taille du panneau solaire et des batteries utilisés en Suisse ? Quelle installation utilisez-vous pour alimenter la passerelle en électricité ?
Victor Salinas : Il s'agissait d'un panneau solaire d'un demi-mètre carré et d'une batterie qui peut rester inactive ou non chargée pendant une longue période. La batterie était de 12 volts, plus petite qu'une batterie de voiture. Nous n'avons eu aucun problème avec cette combinaison. Bien sûr, il y avait parfois de la neige et, pendant quelques semaines, le système était hors ligne jusqu'à ce que la neige disparaisse. Ensuite, la passerelle se mettait en marche d'elle-même et nous recommencions à recevoir des mesures.
Peut-on remplacer les capteurs filaires par des capteurs basés sur l'IdO ? Et quelle est la comparaison de prix entre les deux ?
Victor Salinas : Nous avons de nombreux protocoles, je vais donc parler du protocole LoRa. Le protocole LoRa ne permet pas de prendre des mesures rapides, disons à 100 hertz, et il y a donc certaines limites. Je ne peux pas dire grand-chose sur la comparaison des prix. Lorsque vous dépassez le nombre de capteurs, le système sans fil devient moins cher, mais je ne peux pas donner de réponse exacte. Cela dépend de la portée et du type d'entreprise à laquelle il est appliqué. Il faut également tenir compte du fait que les mesures doivent être prises très régulièrement.
Êtes-vous en mesure de déterminer le capteur de contraintes 3D en un point particulier de la structure ?
Victor Salinas : Worldsensing fournit la technologie d'un fournisseur de connectivité. Nous concentrons donc nos efforts sur la fourniture de la meilleure connectivité pour les capteurs géotechniques et techniques. Notre objectif est de fournir des données pures à des logiciels tiers, qui peuvent traiter ces données.
Antonis Chrysovergis : Nous préparons les données à livrer à la tierce partie pour traitement, donc la réponse doit être non, nous ne fournissons pas cela pour le tenseur de stress. Mais nous allons lancer quelques solutions intéressantes à l'avenir, qui placeront l'intelligence à l'intérieur du dispositif périphérique pour capturer, traiter et envoyer les données via LoRa.
Qu'en est-il de l'avenir de la surveillance des brèches ? S'agira-t-il de satellites, de la 5G ou d'une autre technologie ?
Victor Salinas : Personne ne le sait avec certitude, mais nous pouvons constater que la technologie LoRa est en très bonne santé. Il semble donc qu'elle gagnera en popularité à l'avenir. En ce qui concerne la maintenance de la structure, si vous devez compter sur quelque chose dans l'espace, il est certain que vous devez compter sur votre fournisseur de services. Peut-être que le service est bon et qu'il fonctionne bien, mais avec LoRa, vous êtes le propriétaire.
Cela sera important à l'avenir lorsqu'on envisagera la 5G et la communication par satellite.
Antonis Chrysovergis : Je pense que les gens recherchent un système stable qui peut fournir des données sur plusieurs années. Habituellement, lorsque vous installez trop d'ordinateurs, l'un d'entre eux tombe en panne ou se déconnecte, ou quelque chose arrive au disque dur. Et lorsque cela se produit, vous devez parcourir 500 kilomètres juste pour changer un câble, par exemple. Je pense que la tendance future est aux mesures stables et aux mesures statiques, où vous pouvez voir l'évolution des contraintes et des fissures au fil des ans.
C'est ce qui est important pour vous à la fin de la journée, ce sont les informations que vous voulez.
En ce qui concerne le coût et l'efficacité des satellites connectés à la technologie, pensez-vous qu'ils peuvent devenir viables ou que ce sera une question de prix ?
Victor Salinas : À l'heure actuelle, la couverture et les prix ne sont pas les meilleurs, mais la tendance est à la baisse des prix et à l'amélioration de la couverture. Je pense donc qu'à l'avenir, il sera possible d'effectuer une migration efficace. Mais je dirais que le coût de la maintenance ou de la propriété de l'infrastructure sera différent selon les solutions.
Que pouvez-vous nous dire sur le suivi dynamique ?
Victor Salinas : Pour l'instant, LoRa n'est pas en mesure de transmettre la quantité de données dont vous auriez besoin pour des jauges dynamiques, vibratoires ou de contrainte, par exemple. Mais si nous parvenons à établir certains paramètres clés, nous pouvons traiter ces données dans le nœud, ce qui est prévu pour l'avenir. Nous lançons actuellement un système basé sur ce que nous appelons les données par exception.
Il s'agit de la détection d'événements, ce qui signifie que vous effectuez une surveillance dynamique et que, lorsque quelque chose se produit, nous envoyons les informations et une alerte en temps quasi réel pour avertir l'utilisateur que quelque chose s'est produit avec la structure. Ce système est davantage axé sur la stabilité d'un talus ou d'une pente, mais ce type d'événement peut également affecter des structures telles que des ponts.
