Masahiko Uemura,
Président
Keep Earth, S.A.

Il n’est pas possible de mesurer à l’œil nu le degré de détérioration des ouvrages de génie civil tels que les ponts et bâtiments. De graves accidents peuvent toutefois survenir si on les laisse se détériorer sans rien faire.

Pour prévenir de tels accidents, la société anonyme Keep Earth, située à Kokubunji (ville de la zone métropolitaine de Tokyo), se spécialise dans le maintien de la sécurité des structures, au moyen d’une nouvelle technologie qui permet d’évaluer leur niveau de solidité.

Une société de capital-risque de l’Université Waseda

Une société de capital-risque a été fondée en 2002 à l’Université Waseda, avec pour objectif de transmettre à la société japonaise le fruit des recherches menées par l’Université Waseda et le RTRI (Railway Technical Research Institute, du groupe JR).

« Jusqu’ici, pour évaluer les dommages non détectables à l’œil nu causés par la détérioration et les catastrophes sur les ponts et bâtiments, il fallait, par exemple, frapper avec un marteau sur la structure et évaluer les dommages à l’oreille selon le son émis en retour. Dans les cas où une évaluation plus précise était nécessaire, il fallait installer une grosse machine appelée générateur de secousses synchronisées pour test de vibration, pour faire branler le pont ou le bâtiment et mesurer la fréquence propre à l’aide de capteurs », explique Masahiko Uemura, président de Keep Earth depuis 2006.

L’évaluation des dommages à l’oreille varie toutefois d’une personne à l’autre et il n’est pas possible de garantir l’objectivité des jugements, faute de pouvoir les appuyer sur des valeurs quantitatives. D’un autre côté, la mise en place d’un générateur de secousses synchronisées pour test de vibration implique d’importants préparatifs, et la prise des mesures prend beaucoup de temps.

Le développement d’une méthode de contrôle de la solidité par des tests de vibrations sous impact a permis de régler ce problème.

Site d’exécution d’un contrôle de solidité de pont au moyen du système NSIRB

Avantage : il n’est pas nécessaire d’interrompre la circulation pour effectuer le contrôle

Porter son attention sur la fréquence propre des structures

Cette technologie a été développée par Akihiko Nishimura (aujourd’hui vice-président de JR Souken Engineering Co., Ltd) alors qu’il était directeur du Laboratoire de résistance sismique au RTRI. Le système NSIRB de contrôle de la solidité des ponts et le système NSIS de contrôle de la solidité des structures architecturales (bâtiments) sont des dispositifs qui, prêtant attention à la fréquence propre établie selon le poids et la résistance de la structure, analysent les données de vibrations obtenues par percussions à l’aide d’un marteau de plastique qui se balance au bout d’une tige. Comme ce dispositif, à la fois simple et d’une grande précision, exprime en chiffres les résultats des mesures effectuées, il fournit des critères de jugement clairs et s’avère utile pour établir l’ordre de priorité des réparations à effectuer.

« Les contrôles de solidité qui prenaient toute une journée avec le générateur de secousses synchronisées pour test de vibration ne prennent plus qu’une heure et demie, tous travaux compris, dont à peine cinq minutes pour le test de vibrations sous impact. »

Outre cette réduction considérable du temps requis, on peut maintenant effectuer les contrôles de solidité à un dixième du coût initial. Les données collectées sont lues sur place par un ordinateur et peuvent être envoyées par courrier électronique pour analyse immédiate.

Offre de savoir-faire aux firmes d’inspection

Les contrôles de solidité au moyen de tests de vibrations sous impact sont effectués par une vingtaine de firmes membres du « Groupe de recherche sur les contrôles de solidité des ponts ». Keep Earth, en plus de fournir les bureaux pour ce groupe de recherche, se charge de rédiger les rapports sur la base des données collectées lors des contrôles de solidité.

« Comme notre entreprise est une société de capital-risque, nous cherchons à réduire autant que possible les coûts fixes. C’est pour cette raison que, plutôt que d’effectuer nous-mêmes les contrôles, nous en confions l’exécution à d’autres sociétés auxquelles nous fournissons notre savoir-faire technologique. »

D’abord appliquée aux contrôles de solidité des ponts, cette façon de procéder est progressivement étendue aux contrôles de solidité des bâtiments.

« Étant donné que cette technologie est née d’un développement effectué en commun avec le RTRI, nous avons maintenant terminé son application aux ponts du réseau de lignes du Shinkansen (train à grande vitesse japonais). Bien que nous ayons commencé à effectuer des contrôles sur les ponts gérés par le gouvernement et les collectivités autonomes, nous considérons que nos résultats tangibles sont encore insuffisants dans ce domaine. »

Parmi les collectivités autonomes, nombreuses sont les municipalités qui ne disposent pas d’une organisation et d’un budget suffisants pour faire inspecter la solidité des ponts dont ils ont la gestion. Par ailleurs, elles sont nombreuses à recourir à la méthode classique des contrôles « à l’oreille », ce qui retarde l’adoption de la nouvelle technologie.

« Les contrôles de solidité au moyen des tests de vibrations sous impact reposent sur un concept de physique appelé la fréquence propre ; outre le fait qu’en général les concepteurs sont peu familiers avec ce concept, on ne peut nier que certains d’entre eux mettent en doute la nécessité d’un tel niveau de précision. Par contre, de nombreuses structures construites pendant la période de haute croissance économique du Japon (1955 à 1973) arrivent aujourd’hui au terme de leur période de durabilité, et nous croyons qu’il est indispensable de connaître leur niveau de solidité avec précision et de manière objective. »

Dans les faits, ces tests ont souvent permis d’éviter des dangers. Par exemple, dans des cas où l’on pouvait difficilement évaluer avec précision la solidité d’un pont dont les fondations étaient enfouies sous terre ou se trouvaient dans l’eau, les tests de vibrations sous impact ont parfois permis de découvrir que le courant avait creusé le lit de la rivière au pied des piles du pont.

Quai dont les pieux tubulaires en acier sont protégés contre la rouille par le nouveau système Mighty CF-SP

Système informatique utilisé sur place pour effectuer les contrôles de solidité

L’application s’étend aussi aux poteaux d’enseigne

Après les dispositifs de contrôle de solidité pour ponts et bâtiments, Keep Earth met actuellement au point de nouveaux dispositifs similaires pour diverses structures, dont notamment les poteaux qui soutiennent les enseignes devant les restaurants et les épiceries. Ces dispositifs ont tous pour thème sous-jacent une « évaluation adéquate » de la solidité.

« Comme aucune autre société n’offre des services similaires aux nôtres, nous n’insistons pas trop sur la protection de notre technologie par des brevets. Notre savoir-faire global, qui va des contrôles de solidité à l’élaboration des rapports, est inimitable ; alors au lieu de chercher à faire de notre technologie une chasse gardée, nous préférons au contraire créer une situation dont tout le monde profitera, en propageant la technologie via les membres de notre groupe de recherche. »

Le nom de la société, Keep Earth, fait référence à la conservation du territoire national et à la protection de l’environnement, et elle est engagée dans un certain nombre de nouvelles initiatives parallèlement aux contrôles de solidité. L’avenir s’annonce prometteur pour Keep Earth, notamment avec la mise au point du « Mighty CF » — un nouveau système antirouille pour l’acier —, la vente de produits Mighty CF et la création du site Web « Koho Kurabu » (le Club des méthodes de construction), qui permet aux concepteurs d’effectuer des recherches sur les diverses méthodes de construction et sur les matériaux.

« Quand je suis devenu président de Keep Earth, nous étions déjà compétents sur le plan technologique, mais les affaires ne tournaient pas vraiment bien. Par contre, j’ai la nette impression que depuis quelque temps les gens apprécient enfin notre modèle d’affaires. J’espère que nous pourrons continuer longtemps à mettre nos connaissances au service de la prévention des sinistres et à assurer la sécurité des structures. »

(Extrait du numéro de Juin de J2TOP :
"Petites et moyennes entreprises au Japon,fiers aux yeux du monde entier !" Publié par Jiji Press Co.)
Responsable de la traduction/JST