MAITRISE DE LA SURETE DES OUVRAGES RETOUR D’EXPERIENCE SUR ...· amené EDF à étudier ces nouveaux

  • View
    212

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of MAITRISE DE LA SURETE DES OUVRAGES RETOUR D’EXPERIENCE SUR ...· amené EDF à étudier ces...

  • Congrs SHF : Drones et hydraulique, Paris, avril 2015

    1

    MAITRISE DE LA SURETE DES OUVRAGES

    RETOUR DEXPERIENCE SUR LUTILISATION DES DRONES

    POUR LINSPECTION DES OUVRAGES HYDRAULIQUES

    DEDF

    Jean-Pierre ROCHE1, Mlanie TRON

    2, Florian MAURIS

    3

    1 EDF-CIH Savoie Technolac, 73373 Le Bourget-du-lac jean-pierre.roche@edf.fr

    2 EDF-CIH 37, Rue Diderot, 38000 Grenoble melanie.tron@edf.fr

    3EDF-DTG 21 avenue de lEurope, 38000 Grenoble florian.mauris@edf.fr

    MOTS CLEFS : examen, bton, barrage, drone, ROV, conduite force

    Feedback on the use of Drones at EDFs Hydraulics works

    KEY WORDS: survey, concrete, dam, UAV, penstock

    I INTRODUCTION

    Larrive maturit de trois types de technologies dans le domaine des drones : le dveloppement des

    porteurs et de leur pilotage, la miniaturisation des capteurs et le traitement automatique des donnes ont

    amen EDF tudier ces nouveaux outils pour la ralisation de mesures sur les ouvrages de production.

    Lutilisation de drones pour linspection des ouvrages hydrauliques, souvent situs dans des zones

    difficiles daccs, prsente un potentiel fort et des exprimentations sont menes depuis plusieurs annes ce

    sujet par EDF-DPIH (Division Production Ingnierie Hydraulique).

    Cet article prsente un retour dexprience dinspection par drone de deux grands ouvrages hydrauliques :

    un barrage et une conduite force.

    II EXAMENS DE BARRAGES

    II.1 Contexte

    Le dcret 2007-1735 du 11 dcembre 2007 impose, pour les barrages de classe A (h suprieure ou gale

    20m), de raliser, tous les dix ans, un examen dit Examen Technique Complet ou ETC qui a pour but de

    faire un bilan de ltat des parties de louvrage habituellement immerges ou inaccessibles. Lensemble des

    informations recueillies permet dalimenter les Revues de Sret des ouvrages. Ces ETC se substituent aux

    visites dcennales.

    Afin de rduire les impacts ngatifs lis une vidange permettant la visite des parties douvrages

    habituellement immerges ou inaccessibles, EDF propose son autorit de tutelle dexaminer les ouvrages

    en eau par moyens subaquatiques lors des inspections dcennales. Les ouvrages faisant lobjet dun tel

    examen sont gnralement les parements amont des barrages et les ouvrages de prise deau et de vidange de

    fond. Lexamen du parement amont immerg du barrage de la Gittaz et de la prise deau de la galerie

    damene vers Roselend raliss dans ce cadre est prsent ci-aprs ( II.3).

    Les examens des parties visibles mais non accessibles sans moyens spciaux et non immerges sont

    galement raliss lors des ETCs. Les ouvrages examins sont les parements amont mergs, les parements

    aval, les ouvrages annexes Ces examens peuvent tre raliss par cordistes ou nacelles en vision directe de

    faon classique ou par lutilisation de moyens mcaniss : barque avec mt tlescopique et moyen de prise de

    vue, systme filoguid

    Depuis quelques annes, EDF ralise certains de ces examens par drone. Lexamen par drone du parement

    amont du barrage de la Gittaz est le premier ralis dans le cadre de la dernire rglementation (arrts du

    11/04/2012). Cet examen et ses rsultats sont prsents ci aprs ( II.2).

    mailto:jean-pierre.roche@edf.frmailto:melanie.tron@edf.frmailto:florian.mauris@edf.fr

  • Congrs SHF : Drones et hydraulique, Paris, avril 2015

    2

    II.2 Examen arien de parement de barrage par drone

    II.2.1 Gnralits Le barrage de la Gittaz est un barrage poids arqu (180m de rayon de courbure), de 66 m de hauteur et

    164m de couronnement, cal la cote 1564 m NGF et construit entre 1963 et 1967.

    Lexamen du parement amont du barrage de la Gittaz a t ralis en juin 2014 dans le cadre de lExamen

    technique complet de louvrage. Cet examen dune semaine a t confi la socit DIADES suite un

    appel doffres et a t ralis en scnario S1 ( opration en vue du tlpilote, se droulant hors zone peuple

    une distance horizontale maximale de 100m du tlpilote , drone limit 25kg, altitude de vol maximale

    de 150m) suivant la rglementation de la DGAC de 2012.

    II.2.2 Mthodologie dexamen Lexamen a t ralis au moyen dun drone quadri-rotor de 1,30m denvergure, quip dun appareil

    photo numrique de 20MPx mont sur un berceau rglable. Des tlmtres permettent de garantir une

    distance maitrise et uniforme tout au long de lexamen et de connaitre la position du drone par rapport au

    parement.

    Les vols se sont drouls majoritairement en matine pour causes mtorologiques (orages et / ou vent

    laprs midi). Le prestataire a ralis plus de 30 vols, dune dure moyenne de 18 mn permettant la capture

    de plus de 5000 photos et la couverture de prs de 4000m de parement.

    Des vols ont galement t conduits afin de raliser des clichs Infra Rouge et des vidos Haute Dfinition.

    Lexamen a t ralis partir du couronnement, vue, sur des gnratrices verticales, tous les 3m. Le

    dclenchement des prises de vue sest fait de faon automatique complt par quelques dclenchements

    manuels.

    a) b) c)

    Figure 1 a) Installation de chantier b) Examen depuis le couronnement c) Drone Novadem U130

    II.2.3 Mthodologie danalyse et de restitution A lissue de lexamen terrain, un modle 3D est ralis par arotriangulation des images acquises et

    retraites pralablement. Cette technique (ralise par DIADES via le logiciel ACUT 3D) permet de replacer

    les photos les unes par rapport aux autres et de dfinir prcisment leur emplacement en cas de localisation

    GPS peu prcise.

    Figure 2 Arotriangulation du parement aval - Modle 3D

  • Congrs SHF : Drones et hydraulique, Paris, avril 2015

    3

    Figure 3 Modle 3D du parement amont

    Puis, lensemble des photos est analys par le logiciel DIAMAP dvelopp par DIADES afin de dtecter

    semi-automatiquement les diffrentes pathologies (fissures, dgradation bton, traces dhumidit, de calcite,

    aciers apparents).

    Ensuite, les photos prsentant des pathologies sont dverses dans un logiciel qui les positionne et permet

    la projection des dfauts sur plan, avant de raliser les mtrs.

    Le plan de reprage des dfauts a t tabli en plaquant la texture photo, ce qui permet de localiser plus

    facilement les dfauts sur le terrain.

    a) b)

    Figure 4 a) Photo brute b) Zoom sur extrait de plan PDF avec dtection automatique du dfaut et texture de fond

    Figure 5 Restitution sur plan Autocad avec texture de fond

  • Congrs SHF : Drones et hydraulique, Paris, avril 2015

    4

    II.2.4 Conclusions et perspectives Lexamen a mis en vidence que les dfauts observs ne prsentent pas dimportance majeure vis--vis de

    la prennit de la structure et par consquent que le parement amont du barrage de la Gittaz prsente un bon

    tat gnral.

    Lutilisation de drones pour lexamen des parements des barrages est ralise de faon ponctuelle depuis

    plusieurs annes au CIH. Dautres techniques dexamen par moyens spciaux sont galement utilises,

    permettant la ralisation de prises de vues et un traitement dimage afin dobtenir le mme type de restitution

    (barque avec mt tlescopique, systme filoguid).

    Ce type dexamen et de restitution permet la ralisation de levs de dfauts exhaustifs, objectifs, prcis et

    de qualit, dans de bonnes conditions de scurit. Ces levs permettent de faire un tat des lieux de ltat de

    louvrage et servent de support au suivi de lvolution des pathologies ventuelles.

    Parmi ces moyens dexamen, le drone prsente une rapidit de dploiement et de mise en uvre

    significative mais son utilisation reste conditionne suivant certains seuils par les contraintes climatiques

    (vent, pluie, ).

    Dautre part, il faut retenir que dans ce type dexamen, le drone nest quun vecteur de prise de vues, la

    comptence cl pour ce type de prestation restant la capacit et les modes de traitement des images acquises.

    Enfin, la plus-value dutilisation de ces outils (moyen de prise de vue, dtection automatique de dfauts,

    restitution) sera dfinitivement acquise lorsquune dfinition prcise et homogne des dfauts observer sur

    les ouvrages et de leur format de restitution aura t tablie, afin dobtenir des restitutions homognes entre

    les diffrentes techniques dexamen.

    II.3 Examen subaquatique de parement de barrage par ROV

    II.3.1 Gnralits Depuis les annes 2000, EDF propose son autorit de tutelle dexaminer les parties immerges au moyen

    de robots subaquatiques (Remote Operating Vehicles ou ROVs) lors des inspections dcennales ou plus

    rcemment lors des Examens Techniques Complets.

    Ces oprations sont dclenches lissue dun test de visibilit confirmant que lexamen pourra se drouler

    dans de bonnes conditions de visibilit.

    De nouvelles techniques dexamen par imagerie acoustique existent et permettent la ralisation de certains

    examens malgr des conditions de visibilit mdiocre. Cependant, lutilisation de ces techniques est encore

    peu rpandue sur les ouvrages hydrauliques et ncessite encore des actions de dveloppement et danalyse

    afin de dfinir les pathologies observables et les modalits dobservation par ces techniques.

    Lexamen de la partie immerge du parement amont du barrage de la Gittaz a t ralis par ROV en

    septembre 2014, dans dexcellentes conditions de visibilit. Cet examen dune semaine a t confi la

    socit JIFMAR, titulaire dun march cadre pour les examens subaquatiques.

    II.3.2 Mthodologie dexamen Lexamen a t ralis par un ROV Seaeye Falcon (de dimensions L=1000mm, l=600mm, h=500mmm de

    50kg sans lest) quip dune