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| Guy Loubier - De ces aides invisibles qui nous épargnent de sérieux ennuis, et qui un jour, sauveront de nombreuses vies |
 Les plus âgés d’entre nous se souviendront avec une
certaine mélancolie de l’époque où il fallait tourner une manivelle pour faire
démarrer le moteur d’une voiture. Nous en étions encore à l’époque héroïque de
l’automobile. De nos jours, les tableaux de bord de nos voitures sont munis de
petits capteurs discrets qui nous renseignent silencieusement sur l’état
des éléments essentiels du véhicule et nous évitent ainsi bien des
tracas. |
Des ingénieurs américains ont effectué des recherches en vue de déterminer la possibilité d’installer des capteurs sur des structures comme les ponts pour en vérifier la fiabilité. C’est ainsi qu’ils ont constaté que des ponts construits depuis longtemps sont soumis à des charges beaucoup plus lourdes que celles prévues à l’origine.
Tout d’abord, il fallait mettre au point des capteurs adaptables à une structure « intelligente ». Il s’agissait de petits dispositifs qui peuvent mesurer les conditions physiques de la structure, notamment la température, les vibrations et la tension, et transmettre des données que pourra analyser un ordinateur, de façon à assurer une surveillance continue de la solidité de la structure. Ces capteurs existent depuis des décennies mais non pas été tout simplement déployés pour la seule raison qu’ils devaient être branchés sur des fils métalliques pour fournir le courant et assurer la transmission des données. Doter de fils métalliques un pont ou un tunnel est une tâche complexe, coûteuse et qui exige beaucoup de temps.
Cependant, au cours des dernières années, des capteurs sans fil se sont avérés pratiques, grâce à la minituarisation de l’électronique et aux améliorations apportées à la technologie des batteries et de la radio.
Une équipe de chercheurs de l’Université de la Californie a calculé qu’un réseau de 64 capteurs sans fil chargé de la vérification des vibrations, pouvait être déployé sur l’une des tours du Golden Bridge de San Francisco, et le long de la principale travée à un coût de 600$ par capteur par rapport de 4 à 15 000$ par capteur avec fils métalliques.
Selon les chercheurs, la résolution de l’image du profil des vibrations sur le pont aurait permis de déceler si des boulons ou des câbles étaient susceptibles de céder.
L’installation de ces capteurs a suscité divers problèmes techniques auxquels il a fallu consacrer beaucoup de temps, mais les résultats obtenus sur les structures observées laissent entrevoir que ce projet de recherche donnera de fructueux résultats.
Tous les noeuds des capteurs demeurent en veille la plupart du temps, mais pour une brève fraction de seconde, et ce à toutes les dix secondes, ils s’activent afin de détecter les signaux en provenance de la passerelle de l’ordinateur. Nous disposons également de nœuds, qui, tour à tour, demeurent en activité pendant de plus longues périodes de temps, et si leurs capteurs détectent des vibrations ou des vents excédant un certain seuil, ils envoient un signal à la passerelle de l’ordinateur pour l’avertir de mettre en activité tous les nœuds en veille. Si un noeud en situation de veille détecte durant une fraction de seconde, alors qu’il est en éveil, il réactive entièrement tous ses capteurs, analyse les données de l’extérieur et ensuite transmet des informations répondant à des critères particuliers.
Le réseau de capteurs du Jingo Bridge au Japon est le plus important du genre pour un projet civil d’infrastructure et il représente le ‘nec plus ultra’ dans ce domaine. Il peut même envoyer des messages textes aux ingénieurs sur l’état du pont.
On veut encore aller plus loin. Des ingénieurs cherchent à doter des structures « intelligentes » de la capacité de pouvoir réagir aux problèmes au lieu simplement de les signaler. Ainsi, on construit des structures « intelligentes » pouvant résister aux oscillations causées par de forts vents ou tremblements de terre. Pour se protéger contre les tremblements de terre, les ingénieurs peuvent installer des amortisseurs entre les poutres d’un édifice en vue d’atténuer les oscillations et diminuer les dommages.
L’un des chercheurs, le Dr Rice, prévoit que dans l’avenir, les capteurs pourront contribuer à l’amélioration des systèmes de chauffage et de refroidissement des édifices, gérer des systèmes d’énergie renouvelable comme les turbines éoliennes et les panneaux solaires, et répondre à des urgences comme le bris de conduites d’eau ou les pannes d’électricité.
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