Santé structurelle du premier pont en acier imprimé en 3D au monde surveillé par des capteurs et des technologies de « jumeau numérique »

Santé structurelle du premier pont en acier imprimé en 3D au monde surveillé par des capteurs et des technologies de « jumeau numérique »

Lors du discours d’ouverture de Sa Majesté la reine Máxima des Pays-Bas (photo au centre, en orange). Crédit : MX3D / Jande Groen

Le premier pont en acier imprimé en 3D au monde a été installé et dévoilé à Amsterdam, avec le potentiel de révolutionner la façon dont les infrastructures urbaines sont conçues, construites et entretenues. Le chef de projet, le professeur Mark Girolami, a dirigé les tests d’intégrité structurelle, ainsi que la conception et l’installation du réseau de capteurs du pont. L’équipe du Département d’ingénierie et de l’Institut Alan Turing travaille actuellement au développement et au déploiement d’un « jumeau numérique » du pont.

Le pont futuriste primé à plusieurs reprises, conçu par Joris Laarman Lab, avec Arup comme ingénieur en chef, a été placé sur l’un des plus anciens canaux du centre-ville d’Amsterdam, le canal Oudezijds Achterburgwal. Le pont a été officiellement inauguré le 15 juillet par Sa Majesté la reine Máxima des Pays-Bas.

Imprimé par la technologie néerlandaise MX3D à l’aide de bras robotisés, le pont de 12 mètres de long est également équipé d’un réseau de capteurs innovant, lié à un modèle informatique mathématique formant un « jumeau numérique » du pont physique et de sa représentation numérique. Le « jumeau numérique » surveille les performances du pont en temps réel. Le pont « intelligent » sert en effet de laboratoire vivant, les piétons, les cyclistes et les coureurs générant des données à chaque fois qu’ils traversent le pont. Ces données aideront à surveiller la structure du pont et à fournir des informations sur son utilisation.

Plus de 100 capteurs fixés au pont surveilleront les contraintes, les mouvements, les vibrations et les conditions météorologiques lorsque les gens le traverseront. Les données collectées seront envoyées à un « jumeau numérique » du pont, qui aidera les ingénieurs à évaluer la situation du pont, les alertant en cas de problème et lorsqu’un entretien pourrait être nécessaire. Les données fourniront également des informations et des enseignements pour les futures constructions, aidant les concepteurs à comprendre comment l’acier imprimé en 3D pourrait être utilisé dans des projets plus complexes. Une méthodologie statistique sera utilisée pour mieux comprendre le matériel lui-même et l’apprentissage automatique sera utilisé pour repérer les tendances dans les données indiquant des changements potentiels, des problèmes de maintenance ou des modifications nécessaires.






Le réseau de capteurs a été conçu et installé par une équipe du programme Turing Data-Centric Engineering (DCE) composée d’ingénieurs en structure, de mathématiciens, d’informaticiens et de statisticiens, y compris des chercheurs du Cambridge Center for Smart Infrastructure and Construction (CSIC).

Le Dr Mohammed Elshafie, co-investigateur du CSIC, a collaboré avec le DCE et MX3D pour mesurer, surveiller et analyser les performances du pont. Le projet global a été dirigé par le professeur Girolami, Sir Kirby Laing professeur de génie civil, chaire de recherche de la Royal Academy of Engineering à l’Université de Cambridge, responsable académique du CSIC et directeur du programme d’ingénierie centrée sur les données à l’institut Alan Turing.

Santé structurelle du premier pont en acier imprimé en 3D au monde surveillé par des capteurs et des technologies de « jumeau numérique »

Lors de l’inauguration du pont par Sa Majesté la reine Máxima des Pays-Bas. Crédit : MX3D / Adriaande Groot

« L’impression 3D est en passe de devenir une technologie majeure en ingénierie, et nous devons développer des approches appropriées pour les tests et la surveillance afin de réaliser tout son potentiel », a déclaré le professeur Girolami. « Lorsque nous combinons l’impression 3D avec la technologie du « jumeau numérique », nous pouvons alors accélérer le processus de conception de l’infrastructure, en garantissant que nous concevons des structures optimales et efficaces en termes d’impact environnemental, de liberté architecturale et de coûts de fabrication. »

L’acier imprimé en 3D est un nouveau matériau qui pourrait avoir le pouvoir de changer radicalement la construction conventionnelle et de remanier l’industrie du bâtiment. Les tests de charge et les tests de matériaux menés par l’équipe Turing DCE ont prouvé que le pont est capable de supporter une charge d’au moins 19,5 tonnes, bien au-dessus de sa charge de conception ultime.


La première passerelle en acier imprimée en 3D au monde dévoilée par un robot


Fourni par l’Université de Cambridge

Citation: Santé structurelle du premier pont en acier imprimé en 3D au monde surveillé par des capteurs et des technologies de « jumeau numérique » (2021, 26 juillet) récupéré le 26 juillet 2021 à partir de https://techxplore.com/news/2021-07-health-world-3d- pont-acier.html

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