LabVIEW Real-Time veille sur le pont de Rion-Antirion à travers 372 points de mesure

Author(s):
Bernard Basile - Advitam, Inc.

Industry:
Process Industries

Products:
PXI/CompactPCI,

The Challenge:
Développer un système de monitoring structurel pour caractériser le comportement du pont de Rion face au vent et aux séismes.

The Solution:
Utiliser un ensemble de quatre châssis PXI/SCXI associés à LabVIEW Real-Time, pour intégrer le conditionnement, l’acquisition, le traitement, la supervision, le stockage et le partage des mesures.

Filiale de Vinci, Advitam développe des solutions de gestion d’ouvrages de génie civil, notamment en matière de monitoring structurel à partir de méthodes d’analyse des risques d’apparition de désordres. Forte de cette expertise, la société s’est vue confier la réalisation du système de surveillance structurelle du pont de Rion-Antirion, qui relie le Péloponnèse à la Grèce continentale, sur l’extrémité ouest du Golfe de Corinthe. D’une longueur de 2883 m (en incluant les viaducs d’accès), cet ouvrage majeur est exposé à un vent généralement latéral et situé dans une zone à risque sismique. Il a donc fallu concevoir sa structure en conséquence et mettre au point un système de monitoring particulièrement sophistiqué pour identifier les prémices de détérioration, caractériser le comportement du pont face aux séismes et aux vents, et en prévenir les conséquences.

Mise en oeuvre
Le projet a débuté trois ans avant la mise en service de l’ouvrage, par une étude préalable des risques afin de déterminer les points critiques à surveiller. Advitam a ainsi déterminé l’implantation et la fonction des points de mesure pertinents : des accéléromètres 3D sur le tablier, sur les pylônes, sur les haubans et au sol (pour caractériser les secousses dues au vent ou aux séismes), des capteurs d’effort et des jauges de contrainte au niveau des haubans et de leurs goussets, des capteurs de mouvement des joints de dilatation (pour surveiller la dilatation thermique du tablier), des détecteurs de niveau d’eau à la base des pylônes (pour une éventuelle infiltration), des capteurs de température dans la chaussée (pour prévenir les risques de verglas), des capteurs LVDT sur les haubans (pour mesurer leurs mouvements), des capteurs de force sur les paliers transversaux, fusibles en cas de séismes (pour prévoir leur recalage) et deux stations météo (vitesse et direction du vent, température et hygrométrie). Si on ajoute à cela les mesures effectuées pour contrôler les alimentations et les parafoudres, on arrive à 372 voies de mesure.
Il fallait donc développer un système capable de conditionner, d’acquérir et de traiter de nombreux signaux de façon dynamique et simultanée, fonctionnant en permanence et fournissant une interface opérateur ainsi que des rapports clairs et interprétables de façon immédiate. Le choix du matériel et du logiciel s’est porté sur National Instruments, en raison de son offre élaborée en matière d’acquisition de données, et en particulier sur la plate-forme PXI/SCXI associée à LabVIEW Real-Time, qui permettait d’intégrer, entre autres, le conditionnement, l’acquisition, le traitement, l’affichage, le stockage et le partage des mesures avec un niveau de fiabilité élevé. En fait, chacun des quatre pylônes est équipé d’un châssis PXI-1010 (huit emplacements PXI et quatre emplacements SCXI) comprenant un contrôleur PXI-8175, des modules de conditionnement SCXI auxquels sont reliés les capteurs, un module PXI-6040E pour l’acquisition de données et un module PXI-8423/2 pour récupérer (en RS-485) les données issues des stations météo. L’application LabVIEW Real-Time, qui tourne sur chacun des quatre contrôleurs PXI, assure l’acquisition et la mise à l’échelle des mesures, et leur comparaison à des seuils fixes et variables, pour déclencher d’éventuelles alarmes. Les quatre systèmes sont reliés, via une liaison Ethernet en fibre optique, à un PC de contrôle installé dans le bâtiment d’opération. Une solution qui a aussi inspiré le système de monitoring des haubans du viaduc de Millau. Chaque châssis PXI acquiert les données en permanence et génère des fichiers historiques régulièrement transmis au PC de contrôle. Lorsqu’un seuil est dépassé, une acquisition sélective avec enregistrement dynamique est lancée simultanément sur tous les châssis, avec pré-déclenchement pour savoir ce qui s’est passé avant l’alarme.
L’interface opérateur du PC de contrôle offre différentes vues dont une vue synoptique du pont montrant les points de mesure associés à des feux verts qui passent au rouge lors de dépassements de seuils, ainsi que des fonctions d’analyse automatiques et expertes. Advitam peut aussi, via un modem, prendre la main sur le PC de contrôle pour accéder aux informations et redéfinir les paramètres de surveillance.
Ce système, qui donne déjà pleinement satisfaction, sera optimisé avec l’expérience, et pourra être décliné pour d’autres applications de surveillance de structures. Il a d’ailleurs déjà inspiré le système de monitoring des haubans du viaduc de Millau, également mis en œuvre par Advitam.

Mai 2005

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