Cet article décrit l’utilisation du Structural health monitoring (SHM) par émission acoustique pour surveiller en temps réel le Pont de Normandie et s’assurer en temps réel de la sécurité de l’ouvrage, donc des usagers.

Contexte, problématique à résoudre, attentes de l’exploitant :

Avec 184 haubans, une structure constituée à la fois de métal et de béton et une longueur totale de plus de 2 kilomètres, le pont de Normandie est un ouvrage innovant. A l’époque de sa construction, c’est d’ailleurs le plus grand pont à haubans au monde.

Désormais emprunté par plus de 20 000 automobilistes par jour, cet ouvrage est extrêmement sollicité

Afin de s’assurer de la sécurité de ses usagers sur le long terme, la Chambre de Commerce et d’Industrie Seine Estuaire (CCI TSE) a mandé Mistras pour la mise en place d’un monitoring permettant d’identifier et de localiser immédiatement les haubans à réparer.  

En service depuis 1995, plusieurs de ses haubans ont déjà été rénovés dans le passé mais aucune des techniques déployées pour identifier les haubans à réparer ne permettait leur identification efficace en temps réel.

Solution mise en œuvre par Mistras :

Mise en œuvre d’une solution de détection temps réel par l’Émission Acoustique

Afin de satisfaire la demande de la CCI TSE, Mistras a pensé, développé et installé une solution de monitoring permanent. Celle-ci permet l’identification en temps réel et la localisation des ruptures de fil dans toute partie de la structure.

Pour se faire, le groupe a utilisé ses propres systèmes Émission acoustique (EA) conçus et fabriqués en interne, ce qui lui a permis d’être capable de les adapter à la complexité de la structure du pont de Normandie. 

La technologie EA, dont le groupe Mistras est précurseur et leader mondial, était la technologie adéquate pour répondre à la problématique de la CCI TSE.

Elle est en effet capable de déterminer où et quand un endommagement évolutif comme une rupture de fil se propage dans l’ensemble d’une structure. Pour cela, la structure est « mise sur écoute » et les ondes, dues à cet endommagement, émises à l’intérieur de la structure sont analysées, y compris en environnement hostile (salin, bruit élevé, humidité…).

En raison de la complexité du pont, la mise en place du monitoring s’est déroulée en deux temps.

Première phase : faisabilité

Tout d’abord, une importante étude de faisabilité a été menée par l’équipe R&D de Mistras sur une partie représentative de l’ouvrage. Le but était de s’assurer de la capacité de la méthode à détecter correctement les ruptures de fil dans un milieu bruyant, notamment en raison de l’importance de la circulation.

Plusieurs voussoirs et haubans ont ainsi été monitorés pendant plusieurs semaines, pour optimiser le choix du matériel avant de généraliser l’instrumentation à l’ensemble du pont à la phase suivante.

Phase 1 Etude de faisabilité – Simulation de rupture de fil sur l’un des haubans métalliques du Pont de Normandie

L’approbation des choix technologiques et de la méthodologie Mistras par la CCI TSE et le collège d’experts, dont l’Université de Gustave Eiffel et les laboratoires Cerema, a permis d’enclencher la deuxième phase du projet, à savoir l’installation du dispositif EA sur l’ensemble des haubans et des câbles de précontrainte.

2ème phase : installation du dispositif

Durant cette phase, un maillage stratégique de plusieurs centaines de capteurs EA a été réalisé ; le tout raccordé par plusieurs dizaines de kilomètres de câbles ainsi que plusieurs centrales d’acquisition EA Mistras, répondant aux normes exigées par la CCI TSE.

Mistras a fait appel à ses équipes de cordistes habilitées Irata pour procéder à la pose de capteurs sur les ancrages extérieurs du pont. 

Résultats obtenus :

En attendant l’intégration au réseau du pont, les données issues du monitoring ont ensuite été temporairement collectées depuis les locaux de MISTRAS basés en Banlieue Parisienne (94). Les ingénieurs chargés de les traiter et d’approuver les résultats sont également épaulés par du personnel certifié Cofrend Niveau III.

Pour plus de renseignements, visionnez la vidéo (4 min) qui donne la parole aux experts Mistras et au directeur du Pont de Normandie et de Tancarville :

La vidéo est aussi disponible dans une version détaillée (6’30). Visionnez-là en cliquant ici : MISTRAS – Normandy Bridge Video | MISTRAS Group

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