Installation de nouveaux capteurs au Laboratoire souterrain
Depuis le 2 mars 2021, des nouveaux capteurs de mesures de convergence développés par la start-up Morphosense (issue du CEA-Léti, institut de recherche technologique du CEA), et suivis par la direction de la Recherche et Développement, ont été installés en galerie GVA3. Ils sont désormais fonctionnels et reliés au système d’acquisition et de gestion des données (SAGD).
Basée à Grenoble, la société Morphosense produit et commercialise le système NEURON, réseau de capteurs synchronisé permettant d’extraire des données statiques (déformations 3D) et dynamiques (accélérations, chocs…) du comportement mécanique de structures. C’est grâce à ces données, associées à des algorithmes de traitement, que la convergence d’un ouvrage en temps réel et en tous points (en 3D) d’une section peut être obtenue.
La pose de ces nouveaux capteurs de convergence dans la galerie GVA3 du Laboratoire souterrain a été assurée par la société EGIS, sous-traitant de Morphosense.
Qu'est-ce que la convergence ?
Lors du creusement d’un ouvrage souterrain, apparaît le phénomène appelé convergence : la roche se déforme, a tendance à refermer lentement l’ouvrage et lui applique des contraintes mécaniques. La conception et le dimensionnement des revêtement-soutènements en béton des galeries prennent en compte ce phénomène pour notamment l’accompagner et limiter les contraintes mécaniques appliquées. Les travaux au Laboratoire souterrain ont montré que l’évolution de la convergence est rapide dans les premiers mois après le creusement d’un ouvrage, puis évolue très lentement.
Comment ça marche ?
Le système NEURON est constitué d’un réseau filaire de nœuds de mesure maillé de façon adaptée sur une structure (ici, sur une section de galerie). Un nœud de mesure élémentaire est constitué de 10 capteurs mesurant la vitesse de déformation, sa direction…
Premier avantage, ils permettent de déduire les angles de chaque nœud de mesure et de reconstruire la déformée statique de l’ouvrage. La technique d’évaluation de la convergence utilisée permet de la restituer en tout point de la section, et pas seulement aux positions des nœuds de mesures contrairement à la mesure manuelle réalisée jusqu’à présent au Laboratoire par la société Fugro (fils Invar) qui restitue la convergence entre des plots fixes.
Le second avantage est la mesure en continu (non manuelle) et à des fréquences définies au préalable. Relié au SAGD, on dispose ainsi d’une connaissance de l’évolution de la convergence dans le temps, en continue et en temps réel.
Des applications concrètes
Ces premiers capteurs seront testés pendant 2 mois au Laboratoire souterrain. La convergence de cette galerie creusée en 2019 est aujourd’hui très faible, l’essai permettra aussi de mesurer la sensibilité des capteurs à la mesure de faibles déformations.
Prochaine étape ? A l’issue du retour d’expérience des mesures faites dans la galerie CVA3, cette technologie pourrait être installée dans la galerie GRD6 où le premier démonstrateur technologiques d’alvéoles de stockage MA-VL est en cours de construction.
L’objectif pour Cigéo ? Contribuer à la surveillance d’ouvrages souterrains (puits, descenderies, galeries, démonstrateur d’alvéole MA-VL…) de la phase industrielle pilote puis au-delà. Placés dans le béton, ils pourraient mesurer la convergence sur une période estimée entre 50 et 60 ans.
Le Système d’acquisition et de gestion des données (SAGD)
année de mise en place par la Direction de la Recherche et Développement
points de mesures
Plus de 2 millions de données collectées par jour