Qu’est-ce que le Structural Health Monitoring (SHM) ou l’auscultation des ouvrages au moyen de capteurs ?

Precend, réseau de compétences en Contrôles Non Destructifs (CND) des ouvrages et en Structural Health Monitoring (SHM), définit le SHM comme « l’approche pluridisciplinaire qui regroupe l’ensemble des méthodes, techniques, technologies et disciplines qui ont pour objectif d’évaluer l’intégrité, la santé et le maintien dans le temps des structures afin de détecter et prédire leurs défaillances et donc prolonger leur durée de vie ».

Auscultation et analyse du comportement mécanique des ouvrages pour prolonger leur durée de vie

Tout au long de son cycle de vie, une structure est soumise à des sollicitations internes et externes dont les effets ne sont pas toujours visibles. Aujourd’hui, la dégradation des édifices est accélérée notamment par le vieillissement généralisé des structures couplé à l’intensification de l’activité humaine et au dérèglement climatique.

Le Structural Health Monitoring (SHM) correspond à la surveillance de la santé des ouvrages qui vise à acquérir des connaissances sur leur comportement mécanique aux moyens de réseaux de capteurs fonctionnant en continu, positionnés à des emplacements critiques de l’ouvrage, même lorsque celui-ci est situé dans une zone difficile d’accès (milieu ATEX, travaux en hauteur, sinistre). Les données issues de ces systèmes de monitoring permettent ainsi de procéder à des analyses avancées pour connaitre précisément l’état de la structure, d’identifier d’éventuelles pathologies pas toujours visibles à l’œil nu, et de suivre son évolution dans le temps.

Pionnier dans l’ingénierie comportementale des structures, OSMOS est spécialisé dans le contrôle de santé intégré (CSI) des édifices

La méthodologie d’OSMOS consiste à exploiter les mesures prises en continu grâce à ces propres capteurs à base de fibre optique, la Corde Optique, en s'intéressant à différentes échelles de temps, pour en déduire des indicateurs pertinents sur le comportement mécanique des structures. OSMOS étudie les évolutions lentes (analyse statique), ainsi que les réponses de la structure aux sollicitations dynamiques. En parallèle, les ingénieurs d’études et data scientists développent des algorithmes dédiés pour aller toujours plus loin dans l’interprétation des données et délivrer des informations concluantes aux gestionnaires d’ouvrages.

En analysant le comportement mécanique des structures, OSMOS est en mesure d’identifier les pathologies naissantes, d’évaluer la criticité des désordres et de suivre leur évolution dans le temps. L’accumulation des données offre également la possibilité de faire des projections de leur état sur le long terme en procédant à des études statistiques. En maîtrisant les risques propres à une construction, les gestionnaires d’ouvrages sont en mesure de préserver son état et d’assurer la sécurité des usagers.

Comment le Structural Health Monitoring (SHM) peut-il répondre aux enjeux actuels et de demain liés aux constructions ?

Aujourd’hui, les enjeux liés à la santé des ouvrages sont d’ordre sécuritaire, économique, social et même culturel. La préservation de l’intégrité des structures dans le temps est donc une priorité. Les élus locaux ont pour obligation légale de garantir des ouvrages sûrs, opérationnels, durables et rentables. Dans le même temps, la maintenance des constructions représente un coût conséquent qu’il convient de limiter.

Dans ce contexte, les nouvelles technologies de l’information, notamment le SHM, procurent aux gestionnaires d’ouvrages un maximum d’éléments pour étayer leurs décisions d’investissement et leur permettant d’adapter leur prise de décision à leur besoin réel. La technologie phare d’OSMOS, la Corde Optique, applique ce raisonnement à la gestion des constructions. En délivrant un diagnostic sur l’état de santé d’une structure, le SHM aide à la priorisation des opérations à chaque étape de son cycle de vie. En amont, elles informent sur la pertinence de l’investissement. En phase d’exploitation, elles permettent de calibrer la nature et le montant des dépenses selon la situation réelle de l’ouvrage, et de programmer les opérations au moment opportun pour ne pas générer de nouveaux coûts. En détectant de manière très précoce les désordres susceptibles d’affecter les constructions, elles évitent aussi aux maitres d’ouvrages les dépenses occasionnées par les interventions en urgence

En agissant au bon endroit et au bon moment, le gestionnaire d’ouvrage est en mesure d’optimiser les opérations de maintenance et de programmer des travaux lourds uniquement lorsqu’ils sont nécessaires. Il réalise ainsi des économies importantes et garantie la sécurité des usagers.