Surveillance de la construction d'un tunnel pour l'extension de la ligne de métro U5 en Allemagne

Défi

La ligne de métro U5 Stadtbahn Europaviertel est un projet d'extension de ligne de métro qui vise à fournir des transports publics à un nouveau quartier de la ville avec des zones commerciales, un parc, 3 800 ménages et 30 000 personnes à Francfort. La section souterraine de la ligne de métro U5 comprend deux tunnels d'une longueur totale de 1 720 m (860 m pour chaque tunnel). En raison de la fragilité des infrastructures entourant le site et des risques généraux liés à l'excavation des tunnels, PORR Group, l'entrepreneur en bâtiment choisi par le maître d'ouvrage SBEV, devait installer des équipements de surveillance sans avoir d'impact sur les travaux de construction ni perturber la circulation urbaine.

Photo courtoisie de SBEV GmbH/Klaus Helbig

Solution

Le partenaire du projet, Angermeier Ingenieure, a installé une centaine de capteurs géotechniques et 400 points de surveillance géodésiques afin d'effectuer une surveillance précise tout au long du projet de tunnel. Des extensomètres multipoints ont été placés à plusieurs endroits le long du tunnel, sous les zones publiques et les chaussées. Et pour automatiser l'acquisition des données sans installer de longs et coûteux câbles, les extensomètres ont été connectés à des enregistreurs de données à 5 canaux Worldsensing à fil vibrant. Un inclinomètre biaxial sans fil, qui sert à la fois de capteur et de nœud, a été installé pour surveiller l'inclinaison des structures environnantes.

Les enregistreurs de données alimentés par batterie, installés dans un trou d'homme couvert pour éviter le vandalisme, envoient des données sans fil à une passerelle installée sur un bureau temporaire sur le site. De là, le réseau transmet les données à un système d'évaluation et de visualisation.

Pour la connectivité, Worldsensing utilise LoRa, une technologie sans fil de longue portée et de faible puissance utilisée par les réseaux IoT du monde entier. Les caractéristiques du système comprennent :

• Des signaux radio jusqu'à 32 fois plus forts que ceux des autres systèmes de surveillance sans fil - suffisamment forts pour traverser les regards métalliques.
• Une topologie de réseau en étoile qui peut couvrir une portée allant jusqu'à 2,5 miles/4 kilomètres dans un tunnel sans aucun répéteur.
• Des dispositifs périphériques à faible consommation qui peuvent durer jusqu'à 10 ans ou jusqu'à la fin du projet, vers 2025.

Atouts

Lasolution de surveillance élimine le besoin d'un câblage coûteux qui pourrait perturber la circulation et les travaux de construction. La mise en place du système est simple et les données peuvent être acquises même à partir de capteurs situés à l'intérieur de trous d'homme.

En définitive, le système de surveillance contribue à la sécurité non seulement des travailleurs, mais aussi des personnes qui vivent et travaillent dans le centre-ville.