Le SHM, c’est quoi ?

Généralités pour le SHM et les CND ou END

Le SHM, ou Structural health monitoring, est l’ensemble formé par les procédés de CND et d’autres technologies mis en œuvre avec une stratégie de contrôle associée ; avec l’objectif d’évaluer l’intégrité, la santé et le maintien dans le temps des structures.

Les CND (Contrôles non destructifs), ou END (Essais non destructifs), sont des méthodes qui permettent de rechercher des anomalies dans la matière et les matériaux sans les altérer.

  1. Du SHM pour faire quoi ?
  2. Quels sont les enjeux ?
  3. Quelques définitions
  4. Quelles méthodes ou technologies disponibles ?

A quoi çà sert ?

Le structural health monitoring (SHM) est utilisé pour surveiller ou suivre le comportement d’une structure, ainsi que son évolution dans son ensemble. Cela peut être par exemple en l’instrumentant, en enregistrant et en analysant les signaux ainsi obtenus, cf. exemples de réalisations.

Les contrôles non destructifs sont utilisés soit en fabrication, soit en maintenance afin de déterminer si la pièce contrôlée est conforme au cahier des charges et exigences de son usage. Les CND visent souvent à rechercher des anomalies ou indication locales, et éventuellement à les cartographier.

Dans les deux cas, il est nécessaire de connaître la pièce ou structure contrôlée, sa défectologie, ses zones de contraintes et de fragilité, afin de pouvoir déterminer des critères d’acceptation des anomalies détectées. Sans cela, il n’est pas possible de déterminer si l’anomalie constatée n’est qu’une simple indication acceptable ou un défaut rédhibitoire.

La mise en œuvre des CND peut-être soit à l’initiative de l’industriel (fabricant ou exploitant) soit dépendante d’une norme voire d’une règlementation. Selon le cas, les impositions ne sont pas les mêmes. Une certification de l’opérateur (ou contrôleur ou inspecteur), ou du procédé peut également être demandée (voir l’article sur la certification).

Pour ce qui est du SHM (Structural health monitoring), les choses différentes car il n’y a pas (encore) de règlementation, ni même de normalisation sur ce sujet. Les compétences et les retours d’expériences acquis par les intervenants sont donc essentiels (consulter l’annuaire des compétences SHM).

Dans tous les cas, les enjeux liés à l’usage de la pièce ou structure sont souvent déterminant dans le niveau d’exigence : équipements sous pression, aéronautique, nucléaire, ferroviaire, génie civil, etc.


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Quels enjeux ?

Les enjeux du SHM sont de plus en plus importants car nombre de structures sont vieillissantes, et le prolongement de leur utilisation est couplé avec une garantie de leur intégrité !

Pour illustrer cette importance, nous pouvons prendre l’exemple du patrimoine routier existant en génie civil avec quelques données :

  • Le réseau routier national est estimé à près de 10 000 Km ; les autoroutes “concédées” à 8 500 Km ; et les autoroutes non concédées à 2 800 Km
  • Les mûrs de soutenements sont estimés au nombre de 5 900 pour une surface de 1 637 000 m²
  • Quant aux ponts, on estime qu’il y a 7 000 ponts sur le réseau national concédé et 12 000 sur le réseau national non concédé ;
  • Mais il faut aussi compter les 125 000 ponts gérés par les départements et 120 000 ponts gérés par les communes !

Ces données, pour le seul domaine du génie civil routier, illustrent parfaitement les enjeux en nombre de structures et face à ces nombres,


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Définitions

De part la diversités des usages, des secteurs industriels concernés et la richesse de la langue française, de nombreux termes sont utilisés.
Pour en savoir plus sur les différences entre SHM, CND, END, END ou bien encore END, nous vous invitons à lire cet article !


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Quelles méthodes ou technologies sont disponibles ?

Pour le SHM

Le SHM est une science multidisciplinaire et met donc en œuvre de nombreuses méthodes et technologies pour pouvoir acquérir les informations nécessaires au suivi de la structure, notamment :

  • des CND
  • des capteurs
  • de l’analyse des données
  • de la modélisation

Pour les CND

Selon le matériau de la structure et les anomalies recherchées, il conviendra de choisir la méthode et/ou technique la plus adaptée pour atteindre ses objectifs. Il est souvent nécessaire de faire des compromis, ou de mettre en œuvre plusieurs méthodes et techniques pour les atteindre.

Pour ce qui est des CND, nous pouvons distinguer les méthodes dites surfaciques des méthodes volumiques. Mais également celles qui sont utilisables sur matériaux métalliques, ferromagnétiques, organiques (composites ou non), ou bien carbone. Chacune de ces méthodes aura des limites différentes selon le matériau étudié, ce qui nécessite des connaissances scientifiques et techniques spécifiques. Les éléments fournis ici sont donc très synthétiques et en cas de projets, nous vous invitons à nous contacter pour étudier ensemble votre besoin !

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