Un tube en forme de D permet de surveiller les mouvements du sol.

Les ingénieurs britanniques d'Osprey révolutionnent les levés de construction avec des moniteurs géotechniques automatisés fabriqués à partir de tubes en acier inoxydable intemporels.

Le plus petit tube en forme de D jamais créé par Timeless Tube a permis à la société d'ingénierie britannique Osprey Measurement Systems de créer un nouvel appareil qui change la donne et rend plus efficace et plus sûr le processus vital de mesure du déplacement des sols. Les extensomètres en place (IPX) sont utilisés pour la construction de remblais, d'excavations et de tunnels, et sont déjà largement utilisés pour surveiller le grand projet d'infrastructure HS2.

Timeless Tube a été impliqué dans les derniers stades du développement lorsque les ingénieurs ont façonné le tube en acier inoxydable qui fournit une électronique IPX robuste. Les ingénieurs ont dû construire un nouvel outillage pour fabriquer le plus petit tube de Timeless Tube à ce jour. Tube en forme de D à ce jour, mesurant 20×12,5×1,6mm.

Un moyen plus sûr et plus efficace de mesurer et de maintenir des conditions de sol stables

Avant tout travail de construction ou d'infrastructure, des ressources importantes sont nécessaires pour s'assurer que les sites sont stables et prêts à être construits. Le sol est un matériau imprévisible et complexe. Lorsqu'une grande quantité de sol est ajoutée ou retirée d'un site, le sol est susceptible de se compacter ou de se dilater. Le taux et l'ampleur de cette compression ou de cette expansion sont essentiels pour maintenir des conditions de sol stables et protéger à la fois les travaux de construction et les infrastructures voisines.

Les IPX automatisés, utilisés avec des extensomètres à sonde magnétique traditionnels nouveaux ou existants, peuvent rester dans le sol pendant des mois, voire des années, puisqu'il n'est plus nécessaire de les vérifier manuellement. Peter Scott, directeur général d'Osprey, déclare : "Jusqu'à présent, les extensomètres magnétiques n'étaient pas automatisés. L'automatisation va au-delà de la simple suppression du coût de la main-d'œuvre. Elle fournit des informations plus fiables, plus rapidement. Elle permet de retirer les travailleurs des zones à très haut risque et d'effectuer des contrôles là où l'accès n'est même pas possible."poursuit Scott.

Mesures en temps quasi réel

Les IPX permettent de recevoir des données toutes les heures, fournissant ainsi un ensemble de données supérieur pour une meilleure analyse en temps quasi réel. Les ingénieurs sont alertés par SMS ou par e-mail dès qu'un niveau acceptable de stabilité du sol est atteint et que les travaux peuvent commencer, ou lorsqu'un mouvement inattendu se produit, afin que des mesures immédiates puissent être prises. Le processus de construction est ainsi plus réactif et il n'est plus nécessaire d'envoyer des techniciens faire des relevés manuels quotidiens ou hebdomadaires pendant des mois ou, dans de nombreux cas, des années.

Les colonnes verticales uniques fournissent non seulement des données plus régulières et cohérentes que les autres systèmes d'extensomètre, mais aussi des données plus riches qui permettent aux ingénieurs de faire des observations et des prévisions plus dynamiques - notamment en ce qui concerne le taux et l'accélération du changement ou les conditions changeantes causées par les conditions météorologiques ou l'activité du site.

Tubes en forme de D - Une forme favorable

Le tube en forme de D permet une étanchéité complète autour de l'électronique à l'intérieur, éliminant ainsi la menace d'infiltration d'eau. La conception en forme de D minimise également l'espace occupé par l'IPX dans le tube d'accès, ce qui signifie une installation plus fluide.

L'ingénieur en chef d'Osprey, Daniel Scott, explique: "L'IPX doit fonctionner de manière fiable dans certains environnements souterrains très hostiles, à des pressions importantes et en présence d'eaux souterraines corrosives. Après de nombreux essais et recherches, nous avons constaté que les polymères avancés et les composites en fibre de carbone n'étaient pas à la hauteur de la tâche. Il est devenu évident que l'acier inoxydable était le bon matériau. Nous avons passé un certain temps à examiner les formes et les tailles de tubes standard, mais nous n'avons rien trouvé qui réponde à nos besoins spécifiques. Nous avons contacté Timeless Tube avec une demande de solution assez ouverte et une liste de nos exigences et contraintes, notamment le diamètre très spécifique dicté par la taille du tube d'accès utilisé. Leurs ingénieurs ont proposé de former un tube en forme de D, ce qui correspondait parfaitement à ce que nous voulions. Grâce à d'autres tests et affinements, la solution a répondu non seulement à nos exigences mécaniques (cohérence dimensionnelle, rigidité et résistance à l'écrasement), mais aussi à la nécessité que l'acier soit magnétiquement perméable."

La carte de circuit imprimé s'adapte parfaitement à la forme unique en D du tube.

Mais la réalisation de ce tube en forme de D a été un exploit technique en soi, selon Tom McMillan, directeur général et ingénieur en chef de Timeless Tube : "Nous sommes fiers que notre tube profilé ait fourni une solution pour ce nouveau produit important. Créer une forme qui permette de loger les capteurs a été un défi. Le façonnage de ce profil unique a nécessité la création d'un nouvel outillage : bien que nous ayons fabriqué des tubes en forme de D pour d'autres applications, les dimensions n'avaient jamais dû être aussi petites ou avec des tolérances aussi critiques. Fabriqué en acier inoxydable 316L de qualité marine, le boîtier tubulaire présente une excellente rigidité et est capable de résister à des environnements de travail difficiles."

Daniel Scott d'Osprey ajoute : "La possibilité de travailler en étroite collaboration avec Timeless sur le prototype du tube était essentielle. Le fait d'avoir un fabricant basé au Royaume-Uni suffisamment souple pour expérimenter l'outillage et les matériaux nous a permis de commercialiser ce produit beaucoup plus rapidement.

Bon nombre des grands fabricants étrangers n'auraient pas la souplesse ou l'installation nécessaires pour effectuer de telles modifications".

Comment fonctionnent les capteurs IPX ?

L'IPX est installé à l'intérieur d'un tube d'accès de petit diamètre dans un forage, l'espace est donc très limité. L'instrument est monté sur une tige en fibre de verre pour sécuriser sa position verticale. Le tube en forme de D abrite en toute sécurité l'électronique tout en laissant de l'espace pour que la tige en fibre de verre passe le long de l'appareil. Des pinces situées en haut et en bas du tube en forme de D fixent l'IPX à la tige en fibre de verre.

Cette conception permet à l'IPX d'être "chargé latéralement" sur la tige en fibre de verre, ce qui simplifie le processus d'installation et permet une adaptabilité sur site. Les ingénieurs peuvent facilement ajuster l'espacement des capteurs en fonction des conditions du site, en tenant compte des conditions de sol inattendues.

Fondée par les frères Daniel et Peter Scott, Osprey Measurement Systems a développé cette instrumentation de pointe en collaboration avec le département d'ingénierie civile, environnementale et géomatique de l'University College London, où l'ingénieur en chef Daniel Scott est également chargé de cours en capture de la réalité. Il a fallu plusieurs années pour mettre au point l'IPX, qui a été construit avec le soutien supplémentaire des spécialistes de l'instrumentation géotechnique SOCOTEC Monitoring Systems, et en collaboration avec les ingénieurs britanniques Timeless Tube et une chaîne d'approvisionnement en électronique basée au Royaume-Uni.

Pour en savoir plus sur Systèmes de mesure Osprey.

Le tube en forme de D est le plus souvent utilisé pour les rampes d'escalier. en savoir plus sur ce profilé unique.

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