Surveillance de
la santé des
structures (SHM)
La fiabilité du SHM commence par la stabilité des mesures.
Les structures civiles se dégradent rarement sans avertissement. La surveillance de l’état des structures (SHM) permet de détecter les premiers signes de changement structurel et de prendre des décisions plus sûres, fondées sur des données probantes.
À l’aide de capteurs et de mesures en continu, les systèmes de surveillance de l’état des structures observent le comportement des infrastructures telles que les ponts, les tunnels, les barrages et les bâtiments dans des conditions d’exploitation réelles. Les mesures de déformation, de vibration, de déplacement et de température fournissent les données nécessaires à une analyse structurelle fiable et à une détection précoce de la détérioration.
Les applications vont de la surveillance de l’état des structures des ponts à la surveillance de l’état des structures des bâtiments, où les mesures à long terme révèlent comment les charges, l’environnement et le vieillissement affectent les performances structurelles.
La fiabilité du SHM dépend de la stabilité et de la synchronisation des données malgré les influences environnementales, les longues distances entre les capteurs et les conditions de fonctionnement difficiles.
La fiabilité du SHM nécessite des mesures stables et synchronisées qui restent fiables dans le temps.
La fiabilité du SHM commence par la stabilité des mesures.
Système d'acquisition de données robuste avec IP6x
Synchronisation vidéo
Appareil central
Émission acoustique (AE)
Surveillance des ponts ferroviaires
- Configuration à distance
- Visualiser
- Alarme
- Analyse de données avec Python
Synchronisation horaire désactivée Q.controller
- GPS
- DCF77
- NTP
- PTPv2
Contrainte
Nombre et poids des véhicules
Inclinaison
Positionnement et déviation
Vibrations
Dommages structurels et rigidité
Dispositifs DAQ distribués
Mesures des capteurs sans fil
Mobile DAQ
Données GPS
Données environnementales
Effets du vent et de la température
Avantages du produit
Une précision à la pointe de l’industrie
Un système d’acquisition de données à haute vitesse et à très faible bruit permet d’obtenir les données SHM les plus précises qui soient.
Acquisition moderne de données
Les systèmes d’acquisition de données à faible latence et à haute précision enregistrent les variations critiques de stress et de charge.
Conception modulaire et évolutive
Facilement extensible à partir de structures uniques jusqu’à des réseaux de surveillance à l’échelle nationale.
Intégration transparente des capteurs
Compatible avec les réseaux de capteurs à fibre optique, MEMS et sans fil.
Analyse prédictive basée sur l’IA
Détecte les modèles et les faiblesses structurelles avant que les défaillances ne se produisent, réduisant ainsi les temps d’arrêt imprévus jusqu’à 40 %.
Edge et informatique en nuage
Surveillance à distance, sécurisée et en temps réel, pour des décisions rapides et fondées sur des données.
Qui fait confiance à Gantner pour le contrôle de la santé des structures ?
Collecte de données dans le nuage
Stockage sécurisé dans le nuage pour l’acquisition de données en continu et par événement dans le cadre de la surveillance de l’état des structures. Visualisation en temps réel des données de mesure SHM synchronisées via des tableaux de bord liés au projet. Les alarmes basées sur les limites détectent les changements d’état à un stade précoce. L’intégration de JupyterLab vous permet d’implémenter vos propres algorithmes d’évaluation et modèles d’état en Python.
Produits recommandés :
- GI.cloud (hébergement européen)
- Autres plateformes (AWS, Azure, Google, …)
Contrôleur intelligent sur le terrain
Le contrôleur assure l’acquisition synchrone de tous les capteurs et stocke les données localement (en continu ou à la demande). Il effectue un prétraitement initial et une compression des données, par exemple un filtrage et des mesures statistiques (min, max, moy, rms, etc.). Les données sont ensuite envoyées par FTP et/ou vers un système de stockage en nuage. Les protocoles IoT industriels tels que OPC UA et MQTT sont également pris en charge.
Produits recommandés :
- Q.station 101
- Q.monixx A117
Modules de mesure modulaires et flexibles
Mesures distribuées et synchronisées dans le temps à partir de divers capteurs avec des taux d’échantillonnage de
jusqu’à 100 kS/s, une résolution de 24 bits par canal et des précisions de 0,01%. Conditionnement de signal intégré, options de filtrage multiples et isolation galvanique à trois voies par canal pour plus de robustesse. Placez les modules jusqu’à plusieurs centaines de mètres les uns des autres avec des câbles de bus standard, ou jusqu’à 3,8 kilomètres avec des câbles à fibre optique.
Produits recommandés :
- Q.bloxx (série classique)
- Q.solid (Rugged DAQ)
Solutions et intégration de systèmes
Nous concevons et fournissons des solutions de surveillance intégrées qui combinent les capteurs, l’alimentation électrique, la communication et l’acquisition de données dans des systèmes clés en main fiables.
- Cabinets personnalisés
Cabinets de mesure spécifiques à l’application avec matériel DAQ intégré, gestion de l’alimentation et communication. - Solutions en réseau et hors réseau
Concepts d’alimentation fiables utilisant la connexion au réseau ou des systèmes solaires autonomes pour la surveillance à distance. - Stations météorologiques
Intégration de capteurs météorologiques tels que l’irradiation, la température, le vent et l’humidité. - Caméras IP
Caméras industrielles pour la surveillance visuelle synchronisée avec les données de mesure. - Systèmes de nivellement par liquide (LLS)
Systèmes de haute précision pour la surveillance des déplacements et des déformations des structures.
Q.solid - DAQ robuste
Conçu pour une acquisition de données distribuée robuste dans des environnements extérieurs difficiles, ce module allie durabilité mécanique et intégration flexible de la série Q.series.
- Boîtier robuste IP66 pour un fonctionnement fiable en extérieur
- Communication UART longue distance dans les systèmes distribués
- Entrée et sortie combinées de l’UART et de l’alimentation via des connecteurs M12
- Connecteur de terminaison M12 avec résistance intégrée pour le dernier module
- Compatible avec tout module d’E/S de la série Q.series
Mesures sans fil
Intégration puissante des capteurs sans fil dans l’écosystème de données de Gantner
L’intégration des capteurs sans fil dans l’écosystème d’acquisition de données de Gantner Instruments est entièrement prise en charge par des plateformes logicielles avancées telles que GI.bench et GI.cloud. Ces plateformes offrent des outils robustes d’enregistrement, de visualisation, d’alarme et d’analyse des données, ainsi que des interfaces ouvertes telles que EtherCAT, Modbus, OPC UA et MQTT pour une intégration et une interopérabilité transparentes des systèmes.
Surveillance unifiée : Emission acoustique et SHM multiparamétrique
L’émission acoustique permet de détecter en temps réel les mécanismes d’endommagement actifs tels que l’initiation et la croissance des fissures et la fatigue des matériaux, ce qui permet de donner l’alerte avant qu’une détérioration structurelle visible ne se produise.
Avantages de l’émission acoustique
Détecte en temps réel les mécanismes d’endommagement actifs tels que l’initiation et la croissance des fissures et la fatigue des matériaux, ce qui permet de donner l’alerte avant la détérioration visible de la structure ou la perte de capacité structurelle.
Intégration dans les systèmes SHM
Pour obtenir des informations sur les structures, les émissions acoustiques doivent être précisément synchronisées avec des paramètres complémentaires, tels que la déformation, la température, l’inclinaison, les vibrations ou la charge, dans le cadre d’une architecture de surveillance unifiée.
Intégration facile avec les instruments Gantner
Les solutions d’émission acoustique de Vallen Systeme s’intègrent parfaitement à la plateforme Q.series de Gantner, permettant un contrôle multiparamétrique évolutif, synchronisé et cohérent de l’état des structures.
Détection intégrée à fibre optique
Tous les avantages de la mesure par fibre optique sans les inconvénients
La mesure de la lumière distribuée par une fibre optique aussi fine qu’un cheveu humain exige une précision et des performances maximales.
Ladétection basée sur une puce exploite la technologie photonique intégrée, dans laquelle la lumière est transmise dans la fibre et mesurée directement sur une puce photonique dans l’interrogateur.
Paramètres :
- Pression
- Jauge
- Température
- Accélération
- Déplacement
- Capteurs de forme
Détection de précision avec des fibres optiques
- Jusqu‘à 8 canaux optiques pour une flexibilité maximale
- Prise en charge de 8 capteurs FBG par canal – jusqu’à 64 capteurs au total
- Acquisition à grande vitesse – 20 kHz sur 1 canal, 50 Hz sur 8 canaux
Types de capteurs typiques
Le comportement structurel ne devient mesurable que lorsque les bons types de capteurs sont combinés et alignés dans le temps. La plupart des projets SHM utilisent une combinaison de capteurs pour capturer à la fois les changements lents (tassement, déformation thermique) et les événements rapides (trafic, impact, vibration), puis les mettent en corrélation pour comprendre les chemins de charge et l’état de la structure.
Jauges de contrainte
Mesurer la déformation d’éléments structurels importants.
- Q.bloxx A116
- Q.bloxx A146
- Q.bloxx A107
- Nemi Struct DAQ
-
Quart de pont
-
Demi-pont
-
Pont complet
Capteurs de force
Surveillez les limites de charge sûres pour la structure/les éléments de tension.
- Q.bloxx A106
- Q.bloxx A107
-
Pont complet
Capteurs d'accélération et d'inclinaison
Contrôle du comportement dynamique de la structure ; capteurs MEMS pour les basses fréquences et les inclinaisons, ou capteurs IEPE pour les fréquences plus élevées.
- Q.bloxx A108
- Q.bloxx A111
- Nemi Struct G+
-
IEPE
Capteurs de déplacement
Mesurer le mouvement physique ; typiquement des capteurs LVDT robustes ou des String Pots.
- Q.bloxx A106
- Q.bloxx A156
- Q.bloxx A107
-
Potentiomètre
-
LVDT
Capteurs de température
Mesurer les effets des conditions environnementales sur la structure ; thermocouples ou capteurs Pt100.
- Q.bloxx A104
- Q.bloxx A105
- Q.bloxx A107
- Nemi Struct DAQ
-
PT100
-
Thermocouple
Capteurs à fibre optique
Ils sont utilisés pour mesurer la déformation, la température et l’évolution des fissures sur de longues distances, avec une densité de capteurs élevée et une immunité aux interférences électromagnétiques, ce qui permet une détection précoce.
- PhotonFirst
Émission acoustique (AE)
Mesure pour contrôler le béton précontraint, les câbles d’acier et les structures en acier.
- Vallen
FAQ
Voici les questions les plus fréquemment posées concernant notre page sur le contrôle de l’état des structures :
Gantner Instruments fournit le DAQ, le contrôleur de bord, la synchronisation temporelle et la couche d’intégration qui se situe entre les capteurs et l’analyse. La sélection des capteurs, l’ingénierie d’installation et l’interprétation sont généralement prises en charge par le propriétaire de l’actif, le consultant ou l’intégrateur, tandis que Gantner s’assure que la chaîne de mesure produit des données fiables et défendables.
Les concurrents mettent souvent l’accent sur les “produits livrables prêts pour la NBIS” et l’examen par le PE. Notre contribution est différente mais essentielle : nous fournissons l’architecture de mesure qui rend les rapports crédibles, une acquisition stable à long terme, un alignement temporel traçable, des ensembles de données complets (sans lacunes) et des flux de données exportables qui peuvent alimenter votre processus de rapport et votre documentation par l’intermédiaire de votre ingénieur de référence ou de votre équipe interne.
Oui. De nombreux programmes SHM exigent désormais que les données mesurées soient intégrées dans les superpositions de jumeaux numériques et les routines d’étalonnage des modèles. Les systèmes Gantner sont conçus pour publier des données de capteurs synchronisées vers l’extérieur via des interfaces standard afin que votre équipe de modélisation puisse utiliser des données propres et alignées dans le temps pour la mise à jour de la FEM, les tendances modales et la détection des changements.
Les concurrents mettent en avant le “traitement des bords” pour le filtrage/la réduction du bruit et la détection rapide d’événements.
Les contrôleurs Gantner prennent en charge le prétraitement local et la sortie de données structurées, ce qui vous permet de réduire la bande passante, de maintenir la réactivité des alarmes et de conserver les données brutes haute résolution en cas de besoin. Il s’agit de contrôler ce qui se passe à l’Edge (qualité + timing) avant que les données n’entrent dans un pipeline en nuage.
La plupart des acheteurs attendent des tableaux de bord basés sur les rôles et des alertes (email/SMS) liées à des seuils ou à la détection d’anomalies. Gantner permet cela en fournissant des données propres, continues et synchronisées au tableau de bord/à la couche d’alerte, soit dans les environnements IG, soit dans vos plateformes existantes, afin que les alarmes soient basées sur des mesures fiables plutôt que sur des canaux dérives ou désynchronisés.
Oui, la mise à l’échelle est l’un des principaux points d’échec du SHM. La clé réside dans l’expansion modulaire sans reconception de l’ensemble du système : ajout de types de capteurs, augmentation du nombre de canaux et extension de la distance tout en maintenant l’alignement temporel et la qualité des données.
Améliorez le suivi de la santé de vos structures
Le contrôle de l’intégrité structurelle en temps réel est essentiel pour garantir la sécurité et la longévité. Même des changements structurels mineurs peuvent indiquer des défaillances potentielles, ce qui rend essentielle l’acquisition de données précises.
Téléchargez notre étude de cas gratuite pour découvrir comment un système de surveillance alimenté par l’énergie solaire de Gantner Instruments fournit des informations en temps réel sur les conditions structurelles. Découvrez comment les alertes automatisées et l’analyse des données basée sur le cloud permettent de détecter rapidement les risques potentiels, garantissant ainsi une performance optimale de l’infrastructure.
Exemples d'Applications
La technologie DAQ de pointe de Gantner est reconnue mondialement pour ses applications dans les secteurs de la mobilité, de l’aérospatiale, du génie civil et de l’énergie. Choisissez parmi les exemples industriels suivants pour découvrir le DAQ le plus polyvalent du marché.

