Études de cas

Le projet pilote ArchiSense a été mis en œuvre entre 2017 et 2018 sur l’un des ponts de la ville de Nizhny Novgorod. Il est devenu la première étape de test pratique pour le concept de surveillance d’infrastructures numériques et la fondation de la plate-forme ArchiSense. À cette époque, des capteurs tiers ont été utilisés, et l’objectif principal était de développer et de tester un noyau logiciel propriétaire pour la collecte et l’analyse de données.

Le site a été équipé de capteurs de tension, de température et de vibration installés sur les tours primaires, supports, et près de la surface du plafond. Le système a recueilli des données à intervalles de minutes, formant des ensembles de données de série de temps et visualisant les lectures dans l'interface prototype ArchiSense. L'objectif de l'expérience était de comprendre comment intégrer correctement les données des différents types de capteurs et d'assurer une transmission stable de données en temps réel.

Plus de six mois de suivi continu, un ensemble de données substantiel a été recueilli, couvrant les variations de déflation sous les charges de trafic, les fluctuations de température des structures d'acier et les caractéristiques de fréquence des vibrations. L'analyse comparative a montré que le comportement dynamique du pont restait dans les limites acceptables, mais certains supports ont montré une sensibilité accrue aux changements de température, fournissant des informations précieuses pour les inspections programmées.

À la fin du projet, un rapport d'analyse a été rédigé - le premier à décrire systématiquement la faisabilité de créer un double numérique d'une structure d'ingénierie basée sur les mesures de champ. Cette expérience définit l'architecture du futur système ArchiSense, y compris la structure module d'acquisition de données, les algorithmes de filtration et la logique de traitement des signaux.

Principales tâches et solutions au cours du projet :

• Intégration des données à partir de 12 capteurs de différents fabricants dans un système d'enregistrement et d'analyse unifié
• Développement d'une interface logicielle de base pour la visualisation graphique et la corrélation des paramètres
• Modéliser les variations de charge quotidiennes et saisonnières pour établir une gamme d'exploitation normale pour la structure
• Préparation de recommandations pour le département d'ingénierie de la ville pour optimiser les horaires d'inspection et le contrôle de soutien

Le projet de pont à Nizhny Novgorod est devenu la base pour les futures réalisations. Il a démontré que même avec des systèmes de capteurs hétérogènes, un circuit de surveillance numérique stable pourrait être construit. De ce projet, la méthodologie ArchiSense a commencé à prendre forme - des protocoles de calibration à l'architecture d'analyse basée sur le cloud. À partir de ce moment, le système a commencé à se développer comme un produit technologique indépendant.

En 2020, le système ArchiSense a été appliqué lors de la construction d'une maison résidentielle en famille unique dans le village Voyennosluzhashchiy, région de Moscou. L'objectif était de surveiller l'état du fondement, du site et du toit pendant la construction et l'opération initiale. Il fut l'un des premiers applications d'ArchiSense dans les logements individuels à faible hauteur.

Avant le début de la construction, des accéléromètres et des capteurs de tension ont été installés pour mesurer les micro-vibrations et les changements du sol pendant l'équilibre du site. Le système a capturé les dynamiques de vibration pendant l'installation et la gradiation des piles d'écroulement. Ces lectures ont prouvé qu'un crack sur la façade de l'édifice voisine n'était pas causé par les tremblements de terre actuels - l'analyse a montré que la déformation a prédit la construction, tandis que les amplitudes de vibration pendant les travaux étaient trop faibles pour provoquer de nouveaux dommages.

Les capteurs de courant et de température ont été installés sur la base pour surveiller le comportement concrète après l'écoulement.Les mesures ont révélé que le contracteur avait utilisé du concrete d'un degré inférieur à celui spécifié dans le design. Avec ArchiSense, il était possible de suivre les conditions de régulation et de guérison de température, confirmant que la structure a atteint une force suffisante et n'a pas besoin de reconstruction - empêchant la réparation potentiellement coûteuse.

Un module de surveillance séparé a été installé sur le toit. À la demande du client, le système a mesuré la déformation thermique et la vibration du toit métallique en stand-seam avec des panneaux de sandwich. Cela a permis d'évaluer le comportement du toit dans les périodes chaudes et froides et d'ajuster les détails de fermeture pour réduire les charges bruyantes dans les conditions du vent.

Les solutions clés et les résultats du projet :

• Acceleromètres et capteurs de tension dans le sol pour enregistrer des micro-dissplacements et vibrations pendant l'équilibre du site
• Les capteurs de température et de tension dans la base pour surveiller la régulation et le développement concret de la force
• Modules montés sur le toit pour analyser l'expansion thermique des panneaux en stand-seam et les oscillations induites par le vent
• Génération automatique de rapports avec visualisation du temps-série et comparaison du spectre de vibration

En conséquence, le propriétaire a obtenu des données fiables confirmant l'absence de violations de la construction et évitant les revendications légales des voisins. Le système a également aidé à prédire une zone de résolution potentielle près d'une pile, permettant un renforcement localisé. Le résultat a été réduit le risque et des économies significatives de coûts tout en gardant une grande qualité de la construction.

En 2021, le système ArchiSense a été mis en œuvre pendant la construction et le suivi ultérieur d'un immeuble de détail unique d'environ 900 m2, situé à Balashikha (Autostrada Shchyolkovskoye, Région de Moscou).

Les capteurs ArchiSense ont été installés au début du printemps, après l’achèvement des fondations et des murs. Le dispositif comprenait des capteurs de déplacement, des jauges de déformation sur les armatures, des accéléromètres et des modules de température. Le système enregistrait les déformations et les micromouvements toutes les minutes. Dans les semaines suivant le dégel, il a détecté le soulèvement progressif d’un angle de la fondation, avec un déplacement d’environ 10 cm le long d’une diagonale.

Visuellement, le déplacement était mineur et pourrait avoir été inaperçu sans surveillance. Cependant, l'analyse de la série du temps a révélé des stress accrues dans la bande concrète et une distribution inégale de charges à travers le cadre. La détection précoce a empêché les flèches critiques et les dommages potentiels à l'éclairage de façade.

L'ascension a été provoquée par un gel inégal et la déforestation du sol dans une zone angulaire, où la couche de drainage avait été compromise. Basé sur les données ArchiSense, l'équipe a décidé d'ouvrir une section de la fondation et d'ajuster le coffre de sable. En outre, la fondation a été renforcée, et les capteurs métalliques Enso ont été intégrés pour surveiller les mouvements axiels et latéraux.

Les étapes et les résultats de la surveillance :

• Installation de capteurs de déplacement, d’accéléromètres et de modules thermiques le long du périphérique de base
• Détection prématurée de la fondation du coin (~10 cm) avant la déformation visuelle devient visible
• Diagnostic d'inégalité de la taille et ajustement du sous-grade avec le renforcement de la zone localisée
• Une surveillance de suivi d'un an confirmant la stabilisation structurelle et l'absence de déplacement ultérieur

Le système ArchiSense est resté actif pendant un an après les travaux correctifs. Les capteurs ont montré des lectures stables sans signes de déplacements répétés ou d'accumulations de stress résiduelles. Ce cas est devenu un exemple clair de la façon dont le suivi continu ne identifie pas seulement les problèmes mais valide également l'efficacité des solutions d'ingénierie.

Depuis 2023, le système ArchiSense a été déployé sur une tour de bureau à haute hauteur dans le quartier d'affaires de Moscou-City. Ce projet à grande échelle met en œuvre une architecture de surveillance complète couvrant tout, depuis la base et le cadre chargé jusqu'à les systèmes de toit et d'utilité. L'implémentation se fait en étapes, avec l'intégration progressive de nouveaux sous-systèmes et modules capteurs propriétaires.

Dans la phase actuelle, les accéléromètres, les capteurs de vibration et les gauges de déplacement sont installés pour capturer le comportement dynamique sous les charges vents et opérationnelles. Sur la base, les modules de température et d'épaisseur analysent la redistribution des charges à travers les zones portantes. autour des niveaux inférieurs, les capteurs d'humidité et de corrosion sont montés pour fournir une détection précoce de l'ingrédient de l'humidité et de la dégradation potentielle du concrete.

La prochaine étape implique l'intégration des modules développés par ArchiSense pour le contrôle de l'humidité, de la température et de la vibration à l'intérieur des locaux, ainsi qu'un système intelligent de détection de microcrack. Il fonctionnera en utilisant des gauges d'épaisseur haute sensibilité et des capteurs ultrasoniques capables de détecter l'apparition de micro-déformations dans les éléments structurels longtemps avant que les dommages visibles apparaissent.

Le projet comprend la création d'un double numérique complet du bâtiment - un modèle 3D synchronisé avec les flux de données sensorielles en direct. Le modèle reflète l'état des structures, les systèmes MEP et les éléments souterrains en temps réel. Cela permet la gestion guidée par les données, la détection précoce des risques et la planification de maintenance très précise.

Les principales caractéristiques technologiques du projet :

• Accéléromètres et capteurs de vibration traçant les oscillations de la structure à haute hauteur sous les charges éoliennes
• Les capteurs de déplacement et de tension dans le cadre et la base pour analyser la régulation et la redistribution du stress
• Sensors d'humidité et de corrosion au niveau souterrain pour détecter les fuites et renforcer la dégradation
• Module de détection des microcracks intelligent basé sur les mesures d'ultrasonic et de la bande-gauge
• Construire des jumeaux numériques avec la visualisation de données en temps réel dans le modèle BIM

Le projet Moscou-City marque un pas majeur vers l’intégration de la surveillance à plein cycle – des paramètres de sous-grade à l’état des systèmes MEP. Il établit une base pour les nouvelles normes de sécurité hautement élevées et les positions des technologies ArchiSense pour le déploiement sur des projets de toute échelle, y compris des réalisations internationales.