Pont Wadi Leban à Riyad

Pont Wadi Leban à Riyad

De fin 2018 à début 2019, Cementys a installé pour la première fois un système d’auscultation combinant les technologies GNSS/Insar et des capteurs à fibre optique sur le pont Wadi Leban à Riyad en Arabie Saoudite.

Le pont Wadi Leban est un pont à haubans situé au sud-ouest de Riyad. Il relie le Centre à ses banlieues sud et est emprunté par de nombreux automobilistes. Par conséquent, la surveillance de l’état de ce pont au travers des effets saisonniers et de la circulation est un enjeu important.
Au cours de cette intervention, Cementys a remis au goût du jour et amélioré l’installation faite en 2014, qui était toujours en fonctionnement. Nous avons ajouté de nouveaux capteurs à fibre optique et une toute nouvelle combinaison des techniques de mesure GNSS et Insar à des endroits stratégiques du pont, en collaboration avec le Ministère des Transports saoudien.
Les capteurs à fibre optique sont basés sur la technologie des réseaux de Bragg (FBG pour Fiber Bragg Grating). Un réseau similaire à un code barre est photo-inscrit sur la fibre. Une source à spectre large est injectée dans celle-ci et le réseau va réfléchir une longueur d’onde donnée proportionnelle au pas du réseau lors du passage dans le capteur. Trois types de capteurs ont été installés pour mesurer des déplacements, des déformations ou des inclinaisons. Les avantages de la technologie à réseau de Bragg sont la longévité de la mesure sans dérive, la résistance aux environnements corrosifs, l’immunité électromagnétique et la possibilité de mettre à la chaine jusqu’à douze réseaux sur une même voie de mesure.

Le système de mesure GNSS permet de surveiller les déplacements dans les trois directions de l’espace. Trois récepteurs ont été installés, un en haut de chaque pylône et un au milieu du pont sur le tablier. Ils fournissent des mesures continues et régulières :

• De l’inclinaison et de l’éventuel tassement des pylônes.

• Des déplacements absolu et relatif des pylônes dans les directions latérales et longitudinales.

• Des mouvements du centre du tablier.

• De l’accélération. Les modes de vibration peuvent aussi être mesuré en adaptant le système à une mesure plus haute fréquence (10Hz).

Au total, vingt-huit capteurs à fibre optique ont été installés dont deux capteurs de déplacement (un au niveau de chaque joint), quatre inclinomètres (deux en haut de chaque pylône mesurant les inclinaisons dans l’axe du pont et dans l’axe transverse) et vingt-deux capteurs de déformation mesurants les tensions sur les tirants. Cinq système GNSS/Insar ont été installés, ils mesurent les mouvements en haut de chaque pylône et les mouvements du tablier au milieu du pont. Une station météo mesure la température ambiante, la vitesse, la direction du vent et l’humidité relative. Une caméra prend des photos du pont afin d’évaluer la circulation automobile.

Les mesures de déplacements sont corrélées et comparées avec les données provenants de la station météo (vent et température) et de la caméra (circulation automobile). Le but est d’identifier les origines d’anomalies ou de charges exceptionnelles dans le comportement de la structure.

Déplacements horizontaux et verticaux du milieu du tablier.

Les déplacements verticaux sont dûs aux effets thermiques (Température représentée par la ligne rouge).
Le système est entièrement automatisé et autonome grâce à une combinaison de panneaux solaires et batteries. En plus des systèmes GNSS, des réflecteurs d’angle pour onde Radar (Radar Corner Reflector) ont été installés à la même position que les antennes GNSS afin d’expérimenter la surveillance du pont par interférométrie radar.

Une centrale d’acquisition récolte les données venant de tous les capteurs via un réseau de communication entièrement fibré. Ce système traite et envoie les données sur le serveur sécurisé de Cementys sur l’interface web THM Insight©.

Il se compose de deux modes principaux permettant à l’utilisateur de voir la dernière mesure effectuée et l’état du pont (Real Time Display). Il est aussi possible de constater l’évolution des données au cours du temps. Cela permet d’évaluer l’effet des saisons, de la circulation, du vieillissement de la structure et de nombreux autres effets.

Le système permet de mesurer les effets de déformation à court et long termes.

Les effets de déformation à long terme peuvent être causés par
• Le tassement des fondations.
• Les effets de relaxation dû aux contraintes.
• Le fluage du béton.

Les effets de déformation à court terme peuvent être causés par
• Le vent
• La dilation thermique
• La circulation

En parallèle de l’intervention sur le pont Wadi Leban, Cementys a installé un système de surveillance similaire sur le pont Gulf situé en plein centre de Riyad.

Trente-trois capteurs à fibre optique et trois GNSS ont été nécessaires, à des positions stratégiques choisies en collaboration avec le Ministère des Transports saoudien.

L’auscultation, et la surveillance de l’état de santé des structures (Structural Health Monitoring), est un outil très pratique pour accompagner la gestion et la maintenance des ponts. Surveiller les déformations du pont est essentiel pour détecter et prédire des modifications dans les propriétés géométriques, des matériaux ou des performances de celui-ci. Le système THM Insight© récolte de manière continue les mesures de déplacements, les paramètres environnementaux et les conditions d’opération du pont dans le but de fournir des alertes de comportement anormaux.

Ainsi, Cementys est en capacité de délivrer des conseils de maintenance et de réhabilitation du pont ou de tout autre ouvrage.

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