II-UNE NOUVELLE SOLUTION POUR ASSURER LA STABILITE D'UN PONT: LA FIBRE OPTIQUE.
1-Solutions canadiennes à la crise mondiale de l'infrastructure.
Grâce à une nouvelle technologie mise au point par des chercheurs canadiens du réseau Innovations en structures avec systèmes de détection intégrés (ISIS Canada), financé principalement par le programme fédéral de Réseaux de centres d'excellence, des structures telles que les ponts, routes, garages de stationnement, édifices, barrages, quais et poteaux de téléphones, pourront signaler la détérioration de leur condition, permettant ainsi aux chercheurs de prévenir d'éventuelles réparations coûteuses ou même des catastrophes.
Les chercheurs d'ISIS utilisent un matériau plus solide et doté d'une durée de vie Plus longue que les matériaux conventionnelles pour la construction d'infrastructures. À ce matériau, ils ajoutent des réseaux de capteurs à fibres optiques et des faisceaux laser ce qui leur permet de surveiller en tout temps les tensions et les contraintes exercées sur les structures.
Ce matériau consiste en un plastique renforcé de fibres, communément utilisé pour la construction de carcasses d'avions et de voitures. Il ne rouille pas, il est 20 pour cent plus léger et 10 fois plus solide que l'acier actuellement utilisé pour supporter les structures de béton. De plus, il est réutilisable et recyclable, et sa production n'engendre aucune émission nocive pour l'environnement.
Les capteurs contenant les fibres optiques de l'épaisseur d'un cheveu sont intégrés à ce plastique de façon à former une sorte de système nerveux circulant le long de la structure. Ces capteurs résistent à la corrosion et à la fatigue, sont exempts d'interférence électromagnétique, et peuvent s'étaler sur de longues distances sans être affectés par les orages électriques ou les sources d'électricité construites par l'homme.
Ces capteurs transmettent des informations détaillées concernant la sécurité et la longévité de la structure aux sites éloignés de surveillance informatique, par l'entremise de lignes téléphoniques et de satellites. Une centrale située à des milliers de kilomètres peut donc surveiller la condition de centaines de structures, évitant ainsi des déplacements coûteux.
La technologie « intelligente » d’ISIS peut également servir à recouvrir ou à rapiécer les structures de béton existante afin d’améliorer leur rendement et leur durabilité.
La technologie d’ISIS peut également être utilisé pour la construction de structures entièrement nouvelles, et peut facilement s'intégrer aux méthodes et techniques de constructions existante.
En juillet dernier, la construction du pont croisant la rivière Assiniboine, à Headingly, au Manitoba, a été complétée. La moitié de ce pont de 350 mètres a été construite avec la technologie d'ISIS, et l'autre moitié, avec des matériaux de construction habituels. Les chercheurs pourront ainsi voir les avantages à long terme de cette technologie « intelligente », comparativement à une construction conventionnelle. On prévoit qu'aucune réparation ne sera nécessaire au cours des 25 prochaines années, tandis que la majorité des ponts doivent être rénovés à tous les 10 à 15 ans..
En outre, de nombreuses infrastructures érigées durant le boum de construction de l'après-guerre ont atteint le terme de leur cycle de vie, et ces réparations sont peut-être plus nécessaires qu'on ne le croie. Plus de 40 pour cent des ponts actuellement en usage au Québec datent de plus de 30 ans, et la plupart d'entre eux ont un besoin urgent d'être remplacé ou rénové.
Plus encore, bon nombre de ponts et d’autres structures s’érodent en raison des rudes conditions climatiques du Canada et de 1'utilisation abondante du sel de déglacement. Ils « endurent » également un volume de trafic sans cesse grandissant.
Les travaux d'ISIS sont particulièrement intéressants pour les pays ravagés par les tremblements de terre. La technologie d'ISIS rend non seulement les structures plus solides et plus résistantes aux dommages, mais les capteurs surveillent également les tensions et les modifications à la structure ; ceux-ci peuvent même envoyer des signaux d'alarme qui pourraient aider les chercheurs à prévoir les tremblements de terre.
2-Application de cette technologie sur le pont Joffre de Sherbrooke, au Québec.
Le pont Joffre est le premier pont au monde a être doté de capteurs de fibre optique entièrement intégrés aux nouveaux renforts de polymère de fibre de carbone situé dans la dalle du tablier de béton du pont.
Le Pont Joffre,
situé à Sherbrooke, fut construit en 1950. Une dégradation importante du
tablier de béton et des poutres principales était observée. En 1997, la
Ville de Sherbrooke et le Ministère des transports du Québec ont décidé de
reconstruire le tablier. L'objectif principal était la réhabilitation du
tablier du Pont mais aussi de démontrer l'utilité des capteurs à fibre
optique (CFO) pour le suivi sur site et à distance des déformations,
d'appliquer la technologie des matériaux composites renforcés de fibre
polymères (FRP) pour le renforcement des ponts et de démontrer la
possibilité d'intégrer des capteurs à fibre optique dans ces matériaux.
Pont Joffre