Une surveillance structurale rassure sur la sûreté du plafond en acier de la nouvelle gare de Holmestrand

HENT AS est un entrepreneur connu dans tout le pays qui réalise toutes sortes de projets de construction, y compris beaucoup de contrats nationaux, de marchés publics et de projets spéciaux dans le transport qui demandent beaucoup d'usines. HENT était déjà bien impliqué dans le développement de la station de Holmestrand, le premier hall de gare du monde de ce genre, quand le client Bane NOR a demandé des vérifications supplémentaires et une surveillance du plafond en acier situé au-dessus des voies afin de collecter des données et de documenter la vie du plafond en acier sur plus de 100 ans. HENT AS a recherché une aide extérieure pour terminer les travaux. Nulle part ailleurs dans le monde un tel hall de gare de chemin de fer qui a été construit n’a nécessité ensuite autant de demandes en termes d’exactitude, de précision et de documentation. Les passagers attendant sur les quais ne doivent subir aucune gêne due à la pression générée par les trains roulants à pleines vitesses.


HBM Test and Measurement (HBM) a été chargé d’effectuer les mesures nécessaires en utilisant des jauges de contrainte installées sur des tiges en acier qui ont été insérées dans la roche pour soutenir le plafond en acier et de fournir la solution complète avec logiciel.

Voici une des nombreuses tiges en acier équipées de quatre jauges de contrainte pour mesurer la traction et la flexion.
Plus de 200 points de mesure avec jauges de contrainte ont été installés sur les systèmes d’ancrages à la roche qui maintiennent en place le plafond d’acier.
Lars Skaret de HBM est en train de régler le système de surveillance à l’aide de catman, le logiciel DAQ de HBM.

En hauteur

C'était la première fois que HENT AS travaillait avec HBM, mais ils ont eu pour nous plein d'éloges pour les travaux qui ont été menés à bien. HBM a remporté le marché d'instrumentation du  le plafond situé au-dessus des voies. Comme le plafond est suspendu  à la voute rocheuse par des ancrages de six mètres de long dont trois mètres seulement sont cimentés en utilisant des cintres spéciaux dont les demandes de Bane NOR ont été des plus exigeantes en termes d’exactitude, de précision et de documentation.  Ils ont aussi exigé un accès permanent aux  calculs précis relatifs à l’aspect aspiration et pression sur les quais. Les conditions extrêmes rencontrées pour ce travail exigeant, à l'intérieur d'une montagne et au-dessus d'une voie de chemin de fer à 25 mètres du sol, ont été pour HBM à la fois un défi intéressant et un travail de longue haleine. Plus de 200 points de jauges de contrainte ont été installés sur les ancrages de roche qui soutiennent le plafond. L'objectif était de mesurer les déformations des tiges en acier qui supporte le plafond, car ils sont soumis à des contraintes dynamiques importantes. HENT et leur client Bane NOR sont tous deux très satisfaits de la prestation HBM :

"HBM a réalisé un travail exceptionnel. Ils ont été vraiment efficaces, flexibles et ont montrés un engagement certain et grande détermination face aux conditions de travail difficiles. Nous sommes particulièrement heureux que HBM ait pu nous dépanner à brève échéance et, en plus de l'installation, qu’ils aient pu également fournir une assistance d’expert pendant les essais. Ce projet était une première pour nous, aussi c’était rassurant de pouvoir compter sur un fournisseur qui puisse fournir des solutions de qualité ",

explique Sebastian Nordahl, Responsable du projet chez HENT.

Structure métallique accrochée sur de longues tiges de six-mètres ancrées dans la montagne dont trois mètres seulement trois noyés dans la roche.
Armoire électrique contenant les appareils de mesure HBM. On peut voir les amplificateurs QuantumX dans le bas.
Une construction semblable n'avait jamais été créée et le projet a exigé des conditions très élevées en termes de précision, exactitude et documentation.

Les amplificateurs de mesure utilisés sont de la famille QuantumX et les capteurs sont principalement basés sur la technologie des jauges de contrainte mais également, dans une certaine mesure, sur des IEPE (piézoélectriques avec électronique intégrée) et la technologie piézorésistive.

En plus des 226 points de jauges de contrainte, trois capteurs de force piézoélectriques ont été également montés sur des tiges choisis sur le plafond afin de surveiller l’évolution de l’ancrage avec le temps. Trois accéléromètres (capteurs IEPE) ont été installés pour permettre la surveillance dans le temps du mouvement tri-directionnel du plafond. D'autres capteurs ont aussi été installées : quinze appareils de mesure de mouvement pour détecter des défauts et des changements de mouvement dans les ancrages ; quinze capteurs de pression (piézorésistifs) pour surveiller la pression et l'aspiration sur le plafond ainsi que six sonomètres pour surveiller à long terme l’effet d'atténuation du bruit.

Le logiciel catman de HBM a été choisi pour effectuer les configurations de mesure nécessaires, le paramétrage des capteurs et faire l’acquisition des données provenant des divers capteurs et jauges de contrainte mais aussi pour sauvegarder toutes ces mesures. De ce fait, les données peuvent être consultées à tout moment par le client et répondre immédiatement à ses interrogations..

Installation réussie

Une bonne communication et une collaboration efficace ont donné confiance à HENT AS sur la qualité des installations effectuées et sur la continuité de la surveillance. Les jauges de contrainte et l'enregistrement des données sont les outils essentiels pour garantir que la sûreté est bien surveillée et que la qualité de tous les éléments de structure se maintienne au mieux dans toutes les conditions.

HENT envisage de retravailler avec HBM à l'avenir : Comme l’explique Nordahl :

"Il n'est pas envisageable d'entrer dans le plafond pour faire des mesures en continue. En soi, il est clair que Bane NOR souhaite continuer ce partenariat et conclure un accord de service avec HBM pour effectuer un entretien et étalonnage périodique, quoique nous ne soyons pas complètement sûrs à l'heure actuelle combien de fois le système devra être vérifié. En plus, nous espérons recevoir des valeurs de mesure marginales, en avant de signaux d'alarme qui seront envoyés à Bane NOR, en cas des défauts surgissant dans le plafond. Cela se produira lorsque l'installation aura fonctionnée pendant quelque temps. Bane NOR sera toujours au plus près des opérations et un projet de cette envergure n'avait été réalisé auparavant, mais des essais de vitesse ont été déjà effectués impliquant le personnel HBM dans des tâches de garantie de qualité et de récupération des données. Des essais de pression et de force d'aspiration ont été effectués sur toutes les constructions du hall de gare. ”