D9 Surveillance et instrumentation des ouvrages

Topique

La surveillance de l'intégrité structurelle utilise des capteurs répartis dans un bâtiment, un pont ou toute autre structure afin de déterminer son état en temps réel, au lieu de se fier uniquement à des inspections visuelles périodiques qui ne permettent pas de détecter ce qui se passe à l'intérieur du matériau.

Les jauges de contrainte les plus courantes sont de petites jauges fixées à la surface du matériau. Leur résistance électrique varie proportionnellement à la déformation de cette surface. À partir de cette déformation mesurée, et connaissant la rigidité du matériau telle qu'établie dans le premier module de ce catalogue, la contrainte réelle subie par un point donné de la structure à un instant précis peut être calculée avec une très grande précision. Les accéléromètres, quant à eux, enregistrent les vibrations de la structure et permettent d'identifier ses fréquences d'oscillation naturelles – les mêmes fréquences décrites dans le module de physique sismique. Une variation significative de ces fréquences au fil du temps est un signe indirect de dommages internes à la structure, avant même que ces dommages ne soient visibles de l'extérieur.

Pour les éléments métalliques soumis à des charges répétées, comme le trafic sur un pont, il existe un modèle décrivant la propagation d'une fissure de fatigue, déjà amorcée, cycle après cycle. Ce modèle repose sur l'amplitude des contraintes répétées et la taille de la fissure existante. Il permet d'estimer le nombre de cycles de charge qu'un élément peut encore supporter avant que la fissure n'atteigne une taille critique, de la même manière que le module de pathologie structurale estimait la durée de vie du béton en fonction du taux de pénétration des substances agressives.

Ainsi, ce module, qui remplace initialement l'inspection visuelle par des capteurs distribués, démontre que la surveillance d'une structure ne se limite pas à la détection des dommages déjà survenus, mais consiste également à suivre l'évolution des signaux – contrainte, fréquence, propagation d'une fissure – qui annoncent ces dommages avant même qu'ils ne soient visibles.

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