le capteur de vibrations autonome infra c22 · compacité et robustesse sont, de manière...

DOSSIER DE CANDIDATURE AUX TROPHEES DE L’INNOVATION 2019

LE CAPTEUR DE VIBRATIONS AUTONOME

INFRA C22

SOLSCOPE 2019 – Trophée de l’Innovation

SIGICOM

Le Capteur de vibrations INFRA C22

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L’Entreprise SIGICOM

SIGICOM est une société suédoise comptant parmi les

leaders mondiaux dans le domaine des systèmes de

mesure à distance des perturbations

environnementales.

Depuis plus de 30 ans, SIGICOM propose des solutions

innovantes répondant à des besoins clients de plus en

plus spécifiques et pour des environnements de plus en

plus contraints.

D’abord spécialisé dans la mesure de vibration et du

bruit, SIGICOM a ensuite diversifié son activité afin d’offrir à ses clients internationaux un large panel de

capteurs dynamiques et statiques, dédiés à la surveillance des ouvrages et à la protection des

riverains à proximité de chantiers. Aux communs capteurs acoustique et vibratoire sont venus s’ajouter

entre autre : des détecteurs de poussières et de gaz, des capteurs de surveillance automatisée de

fissures ou de niveau de nappe phréatique etc.

Les systèmes SIGICOM sont aujourd’hui déployés sur tous les plus grands chantiers du monde. En effet,

la force des systèmes proposés par SIGICOM réside dans le fait que ces derniers intègrent les dernières

technologies à la pointe (capteurs, communication, batteries, etc.) afin de toujours fournir la solution

avec le plus haut niveau de performance à ses clients.

Entièrement développées en Suède, les solutions SIGICOM sont principalement utilisées pour le

monitoring des chantiers de construction ou de démolition. Ils peuvent convenir à des conditions

climatiques diverses, pouvant aller du froid des pays scandinaves à la chaleur du désert australien. Le

niveau de fiabilité et de robustesse de nos capteurs sont des paramètres déterminants pour nos

clients.

En plus de capteurs de pointe, chez SIGICOM nous intégrons également la communication des données

automatisée vers des serveurs sécurisés et accessibles via une plateforme internet dédiée : INFRA Net.

Année 2005 2010 2015 2018

Chiffre d’affaires 585.000€ 3.000.000€ 6.600.000€ 10.000.000€

Nombre d’employés

5 12 24 40

Figure 1 : Siège de la société SIGICOM à Stockholm (Suède).


SIGICOM


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Le Marché de la surveillance vibratoire

La surveillance vibratoire des chantiers est déjà une pratique

répandue dans les pays Nordiques (Suède, Finlande, Norvège,

Danemark) depuis une vingtaine d’années et SIGICOM est le

leader incontesté sur ce marché.

En effet, SIGICOM et les experts du domaine ont dû se

confronter très tôt aux problématiques liées à la nature très

dure des sols dans leur région et à l’utilisation massive

d’explosifs. Cette expertise acquise en Scandinavie a conféré

à la société une avance significative sur ces problématiques

par rapport à ses concurrents.

Les bonnes pratiques se répandant rapidement, la mesure de

vibrations est également devenue une nécessité, voire une

obligation, sur les chantiers français. En effet, l’intensification

des chantiers en milieu urbain dense est à l’origine de

l’apparition de deux problématiques principales de plus en

plus considérées et ce, dès l’appel d’offre :

la sécurité des structures et bâtiments avoisinants à

un chantier

la gêne des riverains

Régulièrement, des incidents relatifs à ce premier point sont

relatés dans la presse (voire les coupures de presse ci-

dessous). En effet, il n’est pas rare de voir, à proximité de chantiers en cours, des bâtiments voisins

endommagés suites aux vibrations générées.

Figure 3 : Exemple de coupure de presse sur des incidents pouvant être liés à une mauvaise gestion des vibrations sur chantier.

Figure 2 : Exemple d’un chantier, dont les vibrations sont monitorées par SIGICOM, à

Stockholm (Suède).


SIGICOM


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Il y a quelques années encore, les mesures vibratoires étaient effectuées ponctuellement sur les

chantiers pendant quelques minutes par mois afin de contrôler le respect des seuils. Cette méthode

s’est par la suite révélée insuffisante tant le niveau de vibrations est susceptible de varier au cours de la

journée, en fonction de la phase du chantier ou encore des machines utilisées.

Des capteurs de vibrations ont alors commencé à être déployés sur site pendant toute la durée du

chantier afin d’améliorer de facto la performance de la surveillance. Cependant, ces capteurs

présentaient à l’époque de nombreux inconvénients puisqu’ils devaient être directement reliés à un

ordinateur pour la prise des mesures et n’étaient pas autonomes en énergie. De plus, des difficultés

d’installation ont très vite été remontées par les professionnels : nécessité d’une alimentation secteur,

câbles à tirer dans des zones de passage, PC déployés sur site, pas de communication, etc. C’est dans ce

contexte qu’est alors arrivée une nouvelle génération de capteurs totalement autonome.

La nouvelle gamme Compacte : le capteur INFRA C22

Afin de répondre aux exigences exprimées précédemment, SIGICOM a mis au point une nouvelle

gamme Compacte qui ne nécessite plus d’ordinateurs ou de centrales d’acquisition sur site pour la

gestion et l’alimentation des capteurs. Cette nouvelle gamme vise en effet à proposer une solution

complètement autonome et qui s’avère en plus être la plus compacte du marché.

Second produit de cette nouvelle gamme, le géophone INFRA C22 est un outil de haute performance

pour la surveillance des vibrations sur un chantier. Sans-fil, il intègre tout le traitement numérique

(Digital Signal Processing DSP), un modem GSM, un système de batteries haute capacité ainsi que 3

géophones haute précision. De par ces petites dimensions et son faible poids, l’INFRA C22 est très

simple à déployer en plusieurs points et peut fonctionner en parfaite autonomie pendant plus de 3 mois

grâce à son système de batteries internes.

Principe d’utilisation de l’INFRA C22

La Figure 4 ci-dessous présente le principe d’utilisation des capteurs INFRA C22 sur un chantier. Toutes

les données mesurées par nos capteurs sur les chantiers sont stockées sur des serveurs sécurisés et

accessibles via la plateforme INFRA Net. Cette plateforme web innovante fait partie intégrante du

système et facilite grandement l’expérience utilisateur. Tous les capteurs sont entièrement gérés et

paramétrés (suivi des niveaux de batterie, modification des seuils, ajouts de destinataires des alarmes

etc.) à distance et ne nécessite donc aucune intervention humaine sur site. Cette spécificité est

particulièrement utile pour nos clients devant réaliser des mesures dans des zones sensibles où l’accès

peut être réglementé et/ou difficile (hôpitaux, écoles, salles serveurs, bâtiments administratifs etc.)


SIGICOM


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Figure 4 : Principe d’utilisation des capteurs INFRA C22.

Outil de gestion de la nouvelle gamme de capteurs : INFRA Net

Véritable épine dorsale de la solution que nous proposons, INFRA Net permet de gérer tous les capteurs

à distance, de régler les alertes en temps réel et d’accéder aux données mesurées depuis n’importe

quelle localisation.

Figure 5 : Plateforme INFRA Net pour la gestion web des capteurs (i.e. exploitation des données et paramétrage).

1 2

3

1 : La vibration générée par les engins de chantier se propage par le sol

jusqu’aux bâtiments

2 : Le capteur INFRA C22 est fixé sur les bâtiments alentours ou structures

sensibles (conduites de gaz, ponts, etc.) et mesure les vibrations dans les

trois directions de l’espace.

3 : Le capteur INFRA C22 envoie, en temps réel, les données mesurées sur

un serveur dédié. Des alertes sont immédiatement envoyées par SMS et

email en cas de dépassement de seuil.

- Gestion complète des capteurs à

distance (paramétrage, suivi de

batterie, niveau GSM, etc.)

- Accès aux données par tous les

intervenants du chantier et

riverains

- Outils d’analyse des données

inclus (Analyse de spectre, FFT,

édition de rapports)

- Gestion des envois d’alertes

(horaires, destinataires, etc.)


SIGICOM


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Sur INFRA Net, l’opérateur peut avoir accès en temps réel à l’évolution du niveau de vibrations mesuré,

comme l’illustre la Figure 6 ci-dessous.

Figure 6 : Visualisation des niveaux de vibration atteints dans les 3 directions au cours d’une journée

En cas de dépassement du seuil fixé, un signal est enregistré afin de pouvoir être analysé par un

professionnel et ainsi d’identifier la source des vibrations (exemples : Brise Roche Hydraulique,

Compacteur, Explosif, etc.). La Figure 7 présente par exemple le résultat de l’enregistrement d’une

vibration générée par un engin vibrant sur un bâtiment voisin.

Figure 7 : Visualisation d’un signal vibratoire ayant pu provoquer des dommages à la structure (ici un marteau piqueur)

Ce signal peut ensuite être étudié grâce à des outils d’analyse intégrés (Peak Particular Velocity,

Transformée de Fourrier, spectre d’octave, etc.). Ces outils permettent, par exemple, de déterminer le

contenu spectral (répartition de l’énergie en fonction de la fréquence) d’une vibration et d’en évaluer la

criticité et le respect des seuils en vigueur. En effet, les vibrations en basses fréquences sont plus

dangereuses pour un bâtiment que les vibrations en plus hautes fréquences. C’est pourquoi les seuils

tolérables sont réduits dans ces gammes de fréquences (voir les seuils sur la Figure 8).

La Figure 8 montre d’ailleurs l’analyse spectrale d’un événement vibratoire. Les points à gauche sur le

graphique montrent le dépassement des seuils réglementaires dans les plus basses fréquences. Suite au

dépassement de ces seuils, une alerte est envoyée par le capteur INFRA C22 aux interlocuteurs sur le

chantier qui peuvent immédiatement interrompre les travaux. Grâce à l’analyse effectuée via INFRA

Net, les experts peuvent interpréter ces résultats puis préconiser les changements de méthodologie

nécessaires (adaptation de la vitesse de battage, recalcule des charges explosives, changement de

méthode de forage, etc.)

Seuil de danger

Enregistrement du

signal en cas de

dépassement de seuil


SIGICOM


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Figure 8 : Analyse spectrale d’une vibration et comparaison par rapport aux seuils réglementaires (Circulaire ICPE 86)

La sécurité des données et de la plateforme INFRA Net

La sécurisation de toutes ces données est primordiale pour nos clients. C’est pourquoi nous garantissons

les dispositions nécessaires à cette sécurité et fiabilité via :

Stockage des données par redondance : les mesures sont sauvegardées sur plusieurs serveurs

géographiquement séparés ;

Back-up journalier de tous les serveurs ;

Serveurs sécurisés contre les incendies et les pertes d’alimentation ;

Protection des accès à la plateforme (login unique et mot de passe).

Détail des performances du nouveau capteur INFRA C22

Le capteur de vibrations le plus compact et robuste

du marché

Compacité et robustesse sont, de manière générale,

intimement liées. Pour l’INFRA C22, bien que cela représente

un développement beaucoup plus complexe, nous avons choisi

une imbrication la plus serrée possible des parties

électroniques et mécaniques. Ceci évite autant que possible les

câblages internes et réduit ainsi la plus grande source de

problèmes techniques.

Cette intégration très compacte réduit également le nombre de

supports nécessaires pour le maintien des pièces, ce qui permet alors

de libérer de la place pour d’autres éléments et résulte dans un cercle vertueux où la compacité génère

de la robustesse. Ce type d’optimisation requiert une coopération intensive entre différentes disciplines

d’Ingénierie qui demande du temps et des efforts mais crée à la fin le meilleur produit possible.

Seuil bâtiments très sensibles

Seuil bâtiments sensibles

Seuil bâtiments résistants

Figure 9 : Capteur INFRA C22


SIGICOM


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L’ensemble du processus demande à nos designers de rester ouverts d’esprit puisque nous nous

orientons de plus en plus vers des pièces mécaniques et électroniques faites sur mesure plutôt que vers

des versions standard.

Grâce à ce design innovant l’INFRA C22 est le plus petit capteur de vibrations autonome du marché (146

x 127 x 89 mm). Cela le rend très simple à déployer sur site même sur les structures les plus sensibles et

améliore l’ergonomie pour l’utilisateur. De plus cela facilite son acceptation sociale lorsqu’il doit être

installé chez des riverains.

La plus grande autonomie de batterie du marché

L’INFRA C22 peut fonctionner jusqu’à 3 mois sur ses batteries internes (les capteurs concurrents ne

tenant que quelques jours) et ce, sans aucun compromis sur la précision de la mesure.

Pour arriver à ce résultat, aucune économie n’a été faite dans notre recherche d’une électronique basse

consommation et de batteries Lithium-Ion haute performance.

L’INFRA C22 est le dernier né et le plus avancé en termes d’autonomie de batteries parmi tous les

produits de monitoring à distance sortis au cours des 35 dernières années.

L’autonomie accessible de l’INFRA C22 représente un important gain de temps pour les utilisateurs qui

n’ont plus à déployer d’alimentation secteur pour les capteurs sur le chantier. Les interventions

humaines sont ainsi réduites à leur minimum.

En termes de développements, pour atteindre ce niveau de performance, nous avons fait le choix de

développer tout notre hardware et notre logiciel en interne. Nous utilisons par exemple un logiciel

embarqué et un processeur basse consommation plutôt que de travailler sous Microsoft et

l’architecture x86 qui serait pourtant bien moins chère d’un point de vue coût de développement.

Figure 10 : A gauche : installation d’un système concurrent (comprenant un capteur filaire, un data logger et une valise contenant batteries et panneau solaire). A droite : un INFRA C22 autonome directement fixé à la fondation.


SIGICOM


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Evidemment, il est également possible de brancher l’INFRA C22 sur secteur ou panneau solaire afin de

profiter d’une énergie totalement renouvelable.

Flexibilité et facilité de mise en place

De par son ergonomie et la présence de perforations horizontale et

verticale (voir Figure 9 et 10), l’INFRA C22 est le seul capteur de vibrations

actuellement disponible à pouvoir être fixé directement au mur ou au sol

sans passer par un accessoire de montage. L’INFRA C22 est le capteur du

marché le plus rapide à déployer sur site.

Son modem 3G ainsi que sa carte SIM multi-opérateur intégrés permettent

à l’INFRA C22 de communiquer quel que soit le réseau GSM disponible.

L’utilisateur n’a plus besoin de vérifier quel fournisseur de GSM est présent

sur le site de mesure puisque l’INFRA C22 se connecte automatiquement à l’ensemble des réseaux

disponibles. Dans le cas particulier de mesure en sous-sol, un déport d’antenne peut être ajouté (voir

Figure 11).

Une fiabilité sans faille

Son boîtier résistant en aluminium anodisé avec joints étanches rendent l’INFRA C22 robuste et

insensible à la pluie ou aux poussières (classe de protection IP67). En cas de perte de communication, le

capteur INFRA C22 stocke toutes les données mesurées sur sa carte mémoire interne jusqu’à reprise de

la connexion. Une balise GPS localise le capteur en permanence et permet d’utiliser l’horloge GPS ultra-

précise. Toutes les données sont ainsi précisément datées.

Grâce à toutes ses innovations, le capteur INFRA C22 permet d’effectuer la surveillance vibratoire la

plus fiable possible et ainsi d’éviter tous risques sur les structures alentours et toute gêne aux

riverains.

Réduction des coûts

Le capteur INFRA C22, allié à la plateforme INFRA Net, permet de réduire le coût d’une surveillance

vibratoire au moins de moitié. En effet, les interventions humaines se limitent désormais au montage et

au démontage des capteurs et éventuellement au remplacement des batteries. Cette diminution des

coûts permet le déploiement de plus de capteurs autour des chantiers, et ainsi une meilleure

surveillance pour plus de sécurité.

Figure 11 : Capteur INFRA C22 avec déport d’antenne


SIGICOM


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Contribution à une démarche intégrant les trois composantes du développement durable :

environnementale, sociale et économique.

Via la mise en place de capteurs de vibrations comme l’INFRA C22, l’impact social des chantiers sur les

riverains est fortement diminué. On observe alors une réduction drastique du nombre de plaintes

déposées par les riverains. Cet impact social se transforme alors en impact économique pour la maîtrise

d’œuvre puisque l’absence de plainte préserve nos clients des risques d’interruptions de chantier pour

nuisance.

Avec notre système, nous rencontrons aussi une meilleure acceptation sociale des chantiers par le

voisinage. En effet, grâce à la plateforme INFRA Net, les associations de riverains peuvent directement

avoir accès aux données mesurées par les INFRA C22 et à leur analyse. Cette transparence permet

d’établir une relation de confiance entre les parties prenantes.

Enfin, afin de respecter les exigences environnementales et les contraintes réglementaires qui en

découlent (filtrage fréquentiel du signal, seuils applicables, etc.), ces dernières sont programmées au

préalable dans le capteur INFRA C22, ce qui permet une utilisation pertinente du système dans l’importe

quel pays.

L’INFRA C22 : une innovation qui a déjà conquis nombre de nos clients

Témoignages clients

« Nous avons choisi le capteur INFRA C22 de Sigicom pour sa fiabilité

et sa simplicité d’utilisation mais surtout pour son autonomie de

batterie. En effet il n’est pas toujours simple d’avoir une alimentation

secteur de disponible pour tous les points. Avec l’INFRA C22 et ses 3

mois d’autonomie, c’est plus simple à gérer »

Mme Salima Zribi – EIFFAGE – Service Auscultation – Ligne 15 Lot T2B (Grand Paris Express)

« La particularité du système INFRA de SIGICOM que nous préférons est le

contrôle à distance de tous les appareils. Cela permet à l’utilisateur de

gérer tous ses capteurs installés sur les différents chantiers sans quitter le

confort de son bureau. Eprouvés depuis plusieurs années, les systèmes

SIGICOM sont pour nous un investissement très rentable. Nous essayons de collaborer uniquement avec

des fournisseurs qui, comme SIGICOM, connaissent leurs produits, sont innovants et écoutent leurs

clients. »

M Paul Thurlow – Getec (UK)

« Le système de mesure Sigicom a été sélectionné suite à un appel

d’offres pour la robustesse des capteurs, la simplicité de mise en place

et le coût par rapport aux concurrents. »

M Patrick Renck - Solvay


SIGICOM


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Projets majeurs

Paris, FRANCE :

- Grand Paris Express – Ligne 15 lot

T2B – Ligne 16

- Métro de Paris – Extension de la

Ligne 11 – Projet EOLE

- Paris La Défense – Tour Trinity

Lyon, FRANCE :

- Métro de Lyon – Extension de la ligne

B

- Lyon – Rénovation de la Gare SNCF

Part Dieu

MONACO

- Chantier de la DARSE Nord

Stockholm, SUEDE

- Tunnel routier

Copenhague, DANEMARK

- Metro

Londres, ROYAUME UNI

- Northern Line Extensions

Figure 12 : Chantiers majeurs sur lesquels le dispositif INFRA C22 est déployé.


SIGICOM


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Dimitri CHAMARD-BOUDET

[email protected]

06.09.37.69.37

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