Jumeau numérique du viaduc de La Marota
Maintenance préventive, propulsée par le radar laser sans contact
L’infrastructure ferroviaire doit offrir une plus grande disponibilité avec moins d’incertitude, alors même que les extrêmes environnementaux deviennent plus fréquents et que les conditions d’exploitation s’intensifient. Pour les gestionnaires de ponts, la question de la maintenance passe de « Qu’avons-nous vu lors de la dernière inspection ? » à « Qu’est-ce qui change en ce moment même, et avec quelle précocité pouvons-nous le détecter ? »
Sur le viaduc à grande vitesse de La Marota, sur la ligne Cordoue-Málaga, Ommatidia a déployé une surveillance par radar laser sans contact afin de fournir des mesures de déflexion et de vibration à haute densité. Celles-ci soutiennent un flux de travail de jumeau numérique pour la maintenance prédictive et préventive, dans le cadre d’une initiative d’achat public avant commercialisation (CPI/CPP) de l’ADIF-CDTI.
Le défi de la maintenance pour les ponts critiques
Les ponts et viaducs sont des actifs à longue durée de vie, mais leurs performances peuvent varier en raison de :
- la dégradation graduelle et la fatigue,
- des changements dans les conditions aux limites,
- des effets liés à la température et de l’exposition à des conditions météorologiques extrêmes,
- et de l’évolution des exigences opérationnelles.
Les cycles d’inspection traditionnels peuvent rater les signaux précoces. Ce dont les gestionnaires d’infrastructures ont de plus en plus besoin, c’est d’une mesure objective et répétable, assez dense pour suivre des changements subtils et assez pratique pour être déployée sans travaux de terrain lourds.
L’initiative ADIF-CDTI CPI/CPP cible explicitement cette lacune : surveiller les ponts et viaducs pour optimiser la maintenance et minimiser les risques en service, grâce à des solutions d’inspection innovantes.
Des contrôles périodiques à la maintenance préventive
Le rôle d’Ommatidia ne se limite pas à « mesurer des vibrations », il s’agit de permettre un flux de travail de maintenance où la mesure devient un outil de décision :
Référence → Surveillance répétable → Détection de tendances → Priorisation de la maintenance
Ce changement est crucial car la maintenance préventive est plus efficace lorsqu’elle est :
- précoce (avant l’apparition de contraintes),
- ciblée (intervenir là où un changement est détecté),
- et quantifiée (apportant la preuve d’une amélioration après l’intervention).
L’ADIF a publiquement renforcé cette orientation en mettant l’accent sur la maintenance prédictive et les démonstrateurs de R&D axés sur la sécurité dans le cadre du programme d’achat avant commercialisation du CDTI.
Pourquoi cela compte maintenant : résilience et confiance à l’ère des infrastructures
Deux forces convergent :
1) Pression climatique sur les actifs
Les évaluations européennes des risques climatiques désignent l’exposition des infrastructures comme un domaine de risque matériel, renforçant le besoin de stratégies de surveillance qui aident les propriétaires à s’adapter et à gérer l’incertitude.
2) Attentes accrues en matière de continuité et d’assurance de service
Dans tout le secteur, on observe un passage net vers des systèmes offrant une vision continue, et non de simples instantanés périodiques — car les réseaux ferroviaires modernes fonctionnent au plus près de leur capacité, et les parties prenantes s’attendent à ce que les problèmes soient identifiés plus tôt et gérés de manière plus transparente.
La surveillance par radar laser sans contact s’inscrit dans cette direction : elle soutient une gestion proactive des risques tout en maintenant l’efficacité des opérations sur site.
Ce qu’Ommatidia a réalisé à La Marota
1) Mesure sans contact à grande échelle
Ommatidia a installé plusieurs unités de radar laser Q1S sur le viaduc de La Marota pour permettre des mesures simultanées sur de nombreux points, capturant :
- la réponse structurelle en déflexion/déplacement,
- des données de vibration à haute sensibilité adaptées à la caractérisation modale,
- des ensembles de données répétables pour le suivi des tendances au fil du temps.
Cette approche réduit les frictions opérationnelles liées à l’instrumentation de grands ponts car la mesure est à distance et sans contact, un avantage pratique lorsque l’on souhaite une couverture spatiale dense sans installer un grand nombre de capteurs physiques.
2) Une épine dorsale de mesure capable d’« alimenter » un jumeau numérique
Le radar laser produit des signaux métrologiquement significatifs (déflexion + vibration) qui peuvent être utilisés pour :
- établir une signature structurelle de référence,
- identifier une dérive par rapport à la variabilité normale,
- calibrer/valider des modèles,
- et soutenir la priorisation de la maintenance avec des données, et non des suppositions.
En parallèle, la portée du projet inclut le développement d’un jumeau numérique pour La Marota, avec une visualisation web en temps réel parmi les objectifs énoncés.
3) L’empreinte pour une installation évolutive
Un objectif de conception clé à La Marota était non seulement la performance de mesure, mais aussi la facilité de déploiement. L’approche par radar laser d’Ommatidia est bien adaptée pour passer d’un pont unique à un programme au niveau du réseau, car la détection est sans contact (pas d’installation de capteurs répartis sur la structure) et l’empreinte sur site peut rester légère.
Conçu pour un déploiement sans friction
- La mesure à distance signifie moins d’interventions sur la structure et une logistique simplifiée par rapport à l’instrumentation de nombreux points.
- Architecture prête pour l’Edge : les données peuvent être traitées localement pour la détection d’événements / compression, puis transmises pour des analyses plus approfondies et des mises à jour du jumeau numérique.
- Fonctionnement autonome : avec un boîtier correctement conçu et un budget énergétique adapté, la station de mesure peut être conçue pour fonctionner sans surveillance.
Énergie solaire + 5G : une voie pratique vers l’évolutivité
Avec l’énergie solaire (plus batterie tampon) et la connectivité 5G, une station radar laser peut être déployée dans des endroits où l’alimentation secteur et les communications filaires sont coûteuses ou lentes à mettre en place, permettant :
- un déploiement rapide sur les actifs prioritaires,
- une surveillance répétable (campagnes programmées ou contrôles déclenchés),
- et une supervision centralisée sur plusieurs sites.
Vision au niveau du réseau
Cela crée l’empreinte pour une couche de surveillance évolutive sur l’ensemble du réseau ferroviaire : déployer là où le risque et la criticité sont les plus élevés, mesurer de manière cohérente et alimenter le même flux de travail de jumeau numérique, afin que la planification de la maintenance soit guidée par des données comparables et objectives plutôt que par des instantanés d’inspection incohérents.
Surveillance de la déflexion et des vibrations du viaduc de La Marota, à l’aide du système de radar laser Q1s à 128 canaux d’Ommatidia.
Nous avons utilisé notre système Q1s combinant un radar laser FMCW massivement parallèle et la vibrométrie laser Doppler pour surveiller et analyser la déflexion et les vibrations structurelles du viaduc de La Marota, dans le cadre d’un projet pluriannuel de surveillance de l’état des structures pour l’infrastructure ferroviaire à grande vitesse dans le sud de l’Espagne.
La capacité unique de mesurer sans contact 128 points simultanés sur la surface du tablier à une fréquence d’échantillonnage de 40 kHz permet la capture en temps réel du comportement structurel dynamique sur une large gamme de fréquences à partir d’un seul point d’installation.
Contexte de l’appel d’offres et du programme : ADIF + CDTI CPI/CPP
Les travaux de La Marota s’alignent sur l’initiative d’achat d’innovation CDTI–ADIF pour l’inspection des ponts/viaducs et des actifs ferroviaires, visant à optimiser la maintenance et à minimiser les risques opérationnels.
L’ADIF a également formalisé les travaux en cours liés au système de surveillance de La Marota par un contrat ultérieur pour l’amélioration, la mise à jour et le suivi du système de surveillance (« auscultación ») installé.
Partenaires
Ce projet a été réalisé avec un consortium combinant expertise en ingénierie, recherche et détection complémentaire : INES Ingeniería, TWave, Universidad Politécnica de Madrid (UPM) et Ingeniería de Control del Ruido (ICR).
Pourquoi le radar laser pour les jumeaux numériques de ponts
Construisez un jumeau numérique qui reflète la structure réelle, pas des suppositions
Si vous évaluez des jumeaux numériques pour des ponts, des viaducs ou des actifs civils critiques, contactez Ommatidia concernant :
- les campagnes de caractérisation de référence,
- la surveillance répétable par radar laser,
- les stratégies de mesure des vibrations + déflexion,
- et la manière de transformer les signaux en actions de maintenance préventive.
