Ponts, viaducs et ouvrages d’art sous haute surveillance grâce aux jauges et capteurs de marque HBM

Créé en 1989, BOAS (Bâtiment Ouvrage d’Art Services) est un bureau d’études spécialisé dans les domaines du contrôle et du suivi des ouvrages d’art et des bâtiments. Les ingénieurs et techniciens BOAS mettent à disposition leurs compétences et expertises au service d’ouvrages courants ou exceptionnels, sur le territoire national comme à l’international.

Afin de prévenir les accidents – notamment, pour les plus grave, l’effondrement de ponts ou viaduc -,  BOAS a, entre autres missions la surveillance structurelle grâce au monitoring.

Pour y parvenir, le choix de l’instrumentation est bien évidemment primordial, il permet de s’assurer de la fiabilité des données collectées. Mais il est également déterminant pour BOAS d’être entouré de partenaires expérimentés et de s’appuyer sur des fournitures de haute qualité - dans le domaine de l’extensomètrie.

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Challenge 

Pour prévenir les accidents, tels que l'effondrement de ponts ou de viaducs il est indispensable de surveiller l’évolution des contraintes exercées, par le biais de mesures de déformation – à la fois lors la construction, de la reconstruction ou la réparation des ouvrage d'art - de contrôler l’évolution des contraintes (ou déformations) lors de l’installation de pièces de renfort.  Le choix de l'instrumentation utilisée est crucial, notamment pour l'obtention de données fiables.

Solution

BOAS devait s'entourer de partenaires expérimentés et de s’appuyer sur des fournitures de haute qualité - dans le domaine de l’extensomètrie. Ainsi, BOAS s’est naturellement tourné vers les équipes HBK. La jauge de contrainte la jauge HBM LS 31.6/350 a été préconisée pour la surveillance des structures. Et en matière d'acquisition de données, L’amplificateur de jauges de contrainte MX 1615 de la gamme QUANTUM X HBM s’est imposé pour ce type de prestation. 

Résultats

Les conditionneurs MX1615B, synchronisés à un CX22B de la même gamme, ils ont permis le stockage et le transfert des données à distance via un protocole défini par les équipes de BOAS. Cette solution présente un avantage supplémentaire pour les activités de surveillance : différents ajustements et réglages peuvent être optimisés à distance et directement sur les points de mesure via le réseau Ethernet et à distance en 4g par exemple

BOAS et HBK : un travail en partenariat

Désireux de disposer non seulement d’un système fiable et d’une instrumentation complète mais également d’une expertise technique, BOAS s’est naturellement tourné vers les équipes HBK.
En effet, les solutions proposées permettent de répondre aux nombreux besoins spécifiques liés à la surveillance de structures Béton, Métallique, voire Composite, depuis la jauge de déformation au système d’acquisition, en passant par les sondes de T° ainsi que le support des équipes techniques pour l’installation des équipements.

Dans le cadre de leurs activités de monitoring, BOAS doit prendre en compte les exigences du génie civil, qui impliquent :

  • De surveiller l’évolution des contraintes exercées, par le biais de mesures de déformation – à la fois lors la construction, de la reconstruction ou la réparation des ouvrages d’art,
  • De vérifier et valider les calculs déjà réalisés, d’optimiser l’immobilisation des ressources humaine lors des périodes de travaux ou des interventions de remise en conformité, de contrôler l’évolution des contraintes (ou déformations) lors de l’installation de pièces de renfort,
  • De contrôler la stabilité de l’ensemble suite aux différentes interventions et lors des tests finaux obligatoires

La complémentarité entre une instrumentation de haute précision, une gamme complète de capteurs - résistif, piezo résistif/électrique ou optique - et une offre de prestations d’ingénierie, a convaincu les équipes BOAS de faire confiance à l’expertise HBK, synonyme d’efficience !

Les jauges de déformation : l’élément indispensable

Elles représentent les éléments incontournables à la surveillance structurelle. Collées directement à la structure, métallique ou en béton, les jauges de contrainte de marque HBM offrent de nombreux avantages, dont notamment, une stabilité élevée sur le long terme.

Outre le haut niveau de précision de mesure attendu, une fois installées, les jauges restent opérationnelles pendant toute la durée des travaux jusqu’aux premières années d’exploitation -dans le cadre de l’étude d’un pont, par exemple.
De plus, aucune intervention lourde d’étalonnage n’est nécessaire, sans remettre en cause la qualité des mesures dans le temps.

Afin d’optimiser l’instrumentation sur les structures en acier, Pascal Chaffot, ingénieur Projet Senior HBK et responsable des chantiers, a préconisé la jauge HBM LS 31.6/350 strain gage;  notamment utilisée en mer sur les plateformes offshore, cette jauge est micro-soudée sur les structures. Equipées de protections HBK, sa résistance dans le temps est inégalée, même lors de conditions climatiques extrêmes.

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Système d’acquisition de données : polyvalence et fiabilité

Concernant l’acquisition des données, il s’agissait de proposer à BOAS, un système capable de traiter tous les types de jauge 120 350 700Ω, tous les systèmes de montage ¼ ½ ainsi que le pont complet. L’amplificateur de jauges de contrainte HBM MX 1615 strain gage amplifier, de la gamme QUANTUM X HBM s’est imposé pour ce type de prestation. 

Ce module peut également supporter des voies de mesure pour sondes PT100Ω, utiles pour compenser les variations importantes de T°, particulièrement présentes lors des différentes phases des opérations à effectuer sur ce type d’activités.

De plus, les 24 bits du convertisseur et son parfait conditionnement des signaux offrent une finesse de mesure unique. La même instrumentation permet de saisir des phénomènes de faibles ampleurs (quelques dizaines de µm/m) et des mesures plus conséquentes, lors des tests finaux par exemple.

Dans le cadre d’une instrumentation jauge en milieu non protégé, Carola CORAZZA (responsable des services ingénierie pour HBK Europe du Sud) précise :
« Si le signal d’une jauge est faible et que cette dernière n’est pas correctement conditionnée, les perturbations électriques et /ou électromagnétiques peuvent fortement remettre en cause la fiabilité des mesures de déformation. »

Ce sont pour ces types de phénomène que le MX1615B permet non seulement une optimisation du filtrage du signal mais surtout d’alimenter les jauges en courant continu ou en fréquence porteuse.
Lorsque nous savons que le signal de ce type de capteur est en MV/V et donc est directement tributaire de la qualité de l’alimentation, nous prenons conscience de l’importance d’un pont d’extensométrie multitâche tel que le MX1615B.

Concernant les conditionneurs MX1615B, synchronisés à un CX22B de la même gamme, ils ont permis le stockage et le transfert des données à distance via un protocole défini par les équipes de BOAS.
Ce modèle de conditionneurs est également capables de créer très simplement des « jobs » de mesure pour configurer la mesure suivant les besoins.

D’autre part, cette solution présente un avantage supplémentaire pour les activités de surveillance : différents ajustements et réglages peuvent être optimisés à distance et directement sur les points de mesure via le réseau Ethernet et à distance en 4g par exemple. Ainsi, les opérateurs peuvent, à distance, optimiser les mesures en affinant certains paramètres.

Les prestations HBK : une expertise reconnue

L’équipe des ingénieurs HBK accompagnent, sur le terrain, les équipes BOAS afin de les aider à obtenir une connaissance précise de l’état de santé des structures, indispensable pour sécuriser et assurer la longévité des ouvrages d’art.

Le travail, réalisé en étroite collaboration entre les ingénieurs BOAS et les équipes du Services ingénierie HBK, ont permis :

  • la prise en charge de la structure,
  • la définition des zones à instrumenter,
  • la préparation des surfaces concernées,
  • la mise en place des jauges de déformation
  • le tirage des câbles jusqu’à la centrale d’acquisition,
  • le réglage des paramètres avant mise œuvre
  • la formation de BOAS à l’utilisation du système instrumenté.

Les quelques 50 ans d'expérience et de savoir-faire d’HBM dans le domaine de l’instrumentation, associé aux compétences et à la structure des équipes d’ingénierie HBK, garantissent un niveau d’expertise mondialement reconnue et un leadership unique dans le secteur du test et de la mesure.
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Un partenariat sous le signe de l’efficience !

M. Barbut, responsable de la Société BOAS, souligne sa satisfaction concernant la coopération avec HBK : « le recours à un seul fournisseur pour la réalisation de l’intégralité des prestations, ainsi que pour la fourniture des capteurs et de l’électronique représente un avantage en termes de temps et de fiabilité. Le travail réalisé avec les ingénieurs prestation HBK, mené avec justesse et précision, est source d’efficience. Ce type de mesure est déterminant pour optimiser la sécurité mais aussi la durée de vie des ouvrages d’art sur lesquels nous œuvrons en collaboration avec la société HBK, partenaire indispensable pour mener à bien nos missions de monitoring.»