12 octobre 2018
Pont de l'île de Ré
Arnaud Bouissou - TERRA
Le laboratoire commun OHMIGOD établi par le Cerema et la start-up Morphosense ambitionne de répondre aux besoins des gestionnaires d’infrastructures en terme de durabilité et de maintenance prédictive via un travail de recherche et développement afin de mettre au point une nouvelle approche et de nouvelles solutions d’auscultation in situ, à grand rendement, non destructives appliquées aux structures du génie civil des transports, de l'énergie et du domaine urbain, ainsi que pour la gestion du patrimoine immobilier.

Le projet OHMIGOD (Outils Hybrides pour le Monitoring et l’évaluation non destructive des Infrastructures : Gestion Optimisée de leur Durabilité) est mené en partenariat entre l’équipe de recherche ENDSUM du Cerema, qui coordonne le projet, et la start-up Morphosense.

Via la première phase de fonctionnement de ce laboratoire commun, des outils et méthodes de traitement innovants, à la fois électromagnétique et mécanique, pour le diagnostic des ouvrages d’art seront mis au point.

En effet, le développement des méthodes de suivi multi-techniques se fera conjointement par les deux partenaires à travers le couplage des méthodes d’auscultation (le radar à sauts de fréquence 3D développé par l’équipe ENDSUM du Cerema et l’outil de mesure statique et dynamique NEURON développé par Morphosens) et les méthodes de SHM (patchs magnétiques miniatures, autonomes et à très faibles coûts intégrés dans l’enrobage des structures tests durant leur phase de construction) pour l’estimation d’indicateurs de durabilité tels que les fronts de corrosion dans les enrobages de béton. C’est sur la base de cette approche, complétée avec l’ensemble des indicateurs existants, qu’un prototype sera développé durant trois ans dans le cadre du labCom.

 

Un Labcom pour développer des outils fiables et à grand rendement

Image pour illustrer Ohmigod: graphique et appareilLe projet du Laboratoire Commun se place d’abord dans le contexte d’un besoin en connaissances, outils et méthodes permettant de maintenir un niveau satisfaisant d’usage et de sécurité des infrastructures (industrielles, routières, aéroportuaires, fluviales ou maritimes). D’autre part, il considère le besoin de prévention vis-à-vis de certains risques liés au changement environnemental ou liés à l’activité humaine.

Les travaux menés dans le projet OHMIGOD permettront de mettre au point un outil hybride (technologie NEURON développée par Morphosense et les technologies radar à sauts de fréquence 3D et patchs magnétiques développées par l’équipe de recherche ENDSUM du Cerema) associé à des méthodes de caractérisation électromagnétiques/mécaniques, permettant un diagnostic à grand rendement, moins invasif que les outils actuels et n’altérant pas les milieux auscultés.

Cette solution produite par le LabCom OHMIGOD est très novatrice dans la communauté de recherche et d’expertise en contrôle non destructif (CND) pour le génie civil de par sa singularité d’estimation d’indicateurs de performance à partir d’un couplage d’indicateurs de durabilité issues à la fois de la caractérisation physique et diélectrique à l’échelle du matériau (interaction ondes EM/matériau) et des caractéristiques mécaniques/vibratoires à l’échelle de la structure. De plus, elle sera rendue plus performante, robuste et économique (face à des pathologies relatives dans un premier temps à la corrosion des armatures) grâce à une approche croisée associant trois techniques de sensibilités physiques différentes mais qui seront rendues in fine complémentaires.

Afin de répondre aux besoins du marché et de pérenniser le laboratoire, les partenaires se donnent les moyens pour répliquer cette approche dite "durabiliste" à d’autres domaines tels que les énergies (éoliennes, barrages), les bâtiments ainsi que les monuments historiques avec la définition de nouveaux indicateurs de durabilité.

Le projet OHMIGOD bénéficie d’un financement de l’Agence Nationale de la Recherche, via l’appel à projets "Laboratoires communs organismes de recherche publics – PME / ETI 2018".

 

Une évaluation et des démonstrateurs sur site

Le programme de travail sur 3 ans des équipes Cerema dans ce LabCom se décompose en 4 principales tâches :

  • corrosionEtat de l’art et cahier des charges : optimiser le choix des indicateurs de durabilité (indicateurs de corrosion) nécessaires pour établir un diagnostic avancé et une maintenance prédictive de ponts (et éventuellement de phares). La communauté ouvrage d’art du Cerema mobilisée dans le montage de ce LabCom a toutes les compétences pour effectuer cette tâche tout en se référant aux travaux antérieurs.
  • Interopérabilité : identifier les observables non destructives issues des technologies développées par Morphosense et par le Cerema et mettre en place une approche croisée (i.e. fusion de données, SVR, …) permettant d’établir des corrélations physiques et/ou empiriques entre les indicateurs de durabilité et les observables non destructives. Ce travail constituera le noyau du dispositif d’auscultation hybride développé par le LabCom. Les compétences et les moyens humains mobilisés par Morphosense seront un point fort pour le LabCom pour l’évaluation, l’intégration, la communication et la gestion des données de l’outil hybride.
  • Modélisation et démonstration en simulations : effectuer des études paramétriques numériques pour la validation de l’approche durabiliste proposée sur un modèle de dimensionnement structurel et de durée de vie capable d’intégrer les indicateurs fournis par le système hybride développé dans la tâche 2. Démontrer par simulation numérique la pertinence du dispositif et des méthodes de traitements développés par le LabCom par rapport aux méthodes standards sur un exemple relatif aux sites tests proposés dans la tâche.
  • Démonstration sur cas réel de la faisabilité de l’approche durabiliste proposée sur des ouvrages d’art en site réel.
Schéma et illustration d'un appareil du projet

Logos des partenaires

L'équipe de recherche ENDSUM

L’équipe-projet de recherche "ENDSUM", "Evaluation non destructive des structures et des matériaux" qui coordonne le projet OHMIGOD, a pour objectif de fournir des éléments concrets pour répondre aux enjeux de la Gestion Patrimoniale des Infrastructures (GPI), en proposant des outils et méthodes permettant de maintenir un niveau satisfaisant d’usage et de sécurité des infrastructures (industrielles, routières, aéroportuaires, fluviales ou maritimes).

Le projet vise à mettre au point des méthodes de caractérisation et de diagnostic à grand rendement, moins invasives que les outils actuels, n’altérant pas les milieux auscultés et permettant le remplacement des méthodes ionisantes (nucléaires) par de nouveaux développements technologiques à destination des gestionnaires d’infrastructures.

D’autres équipes du Cerema seront impliquées dans le projet : le Cerema infrastructures de transport et matériaux, le Groupe Ouvrages d’Art et Maritimes à Saint-Brieuc ou encore le le Centre d’Études et de Conception des Prototypes (CECP), à Angers et Rouen.