Des outils numériques pour aider les ingénieurs à travailler encore plus intelligemment

Les outils numériques sont de plus en plus pertinents dans notre monde moderne et nous connaissons tous la pléthore d'appareils intelligents disponibles pour notre divertissement et notre commodité. Tout en explorant les possibilités d'utilisation des outils numériques, les ingénieurs ont découvert qu'il existe plusieurs domaines dans lesquels ils peuvent être appliqués à l' ingénierie au sol .

Allant de l'utilisation de tablettes et d'applications Web pour l'évaluation des pentes le long de nos itinéraires nationaux à l'utilisation de la réalité virtuelle pour afficher les informations de relevé de site en 3D, ces outils numériques sont à la fois utiles et passionnants. 

Les coupes de roche au col Ecca, sur la R67 au nord de Grahamstown, ont été évaluées à l'aide de l'application Aurecon Forms

Évaluation des pentes dans les régions de l'ouest et du sud de l'Afrique du Sud

Aurecon Afrique du Sud a été désignée par l'Agence nationale sud-africaine des routes SOC Ltd (SANRAL) pour fournir des services d'ingénierie géotechnique pour ses régions de l'Ouest et du Sud. Cela comprend l'évaluation de toutes les coupes et remblais de plus de 5 m le long des routes nationales et de certaines routes régionales dans le Cap occidental, septentrional et oriental, qui totalisent plus de 3150 pentes - une tâche monumentale. Le système d'évaluation et de notation (SANRAL Slope Management System) utilisé pour évaluer ces pentes est basé sur les travaux de Hall et Knottenbelt (1992), et affiné par SANRAL. Ce système de notation est résumé sur un formulaire qui est complété suite à une inspection visuelle de chaque pente. Avant l'avènement des appareils intelligents et des applications web, ce travail aurait impliqué beaucoup de paperasse,

Bien qu'il ne s'agisse pas d'une nouvelle technologie, Aurecon a développé une application Web appelée Aurecon Forms pour accélérer le processus. L'application Aurecon Forms permet à l'utilisateur de saisir les données d'évaluation de la pente sur une tablette ou un smartphone, d'enregistrer la position GPS, de prendre des photos et d'enregistrer des notes vocales. La partie la plus utile de cette application est peut-être que l'évaluation peut être téléchargée immédiatement depuis le terrain pour examen au bureau. Cela améliore la qualité technique et l'efficacité du travail car les requêtes peuvent être traitées presque immédiatement, tandis que l'inspection du site est encore fraîche dans la mémoire des inspecteurs. Lors de l'accès à l'application à partir d'un navigateur Web dans le bureau, la vue de la carte donne à l'utilisateur une image générale des pentes évaluées, qui sont codées par couleur en fonction de leurs notes.

Formulaires Aurecon affichés via un navigateur Web

Les utilisateurs peuvent facilement filtrer les données, ce qui leur permet d'afficher des itinéraires ou des sections spécifiques. Une fois approuvés, les rapports individuels sont générés et exportés au format PDF en cliquant sur un bouton. Les autres avantages incluent la possibilité de suivre l'avancement du travail lorsque plusieurs équipes téléchargent des rapports d'inspection, et un visualiseur client qui permet au client de voir l'avancement du travail sur le terrain. L'application permet à l'utilisateur de visualiser l'emplacement de la pente dans Google Earth et d'accéder à Google Street View, ce qui donne immédiatement à l'évaluateur une appréciation de la façon dont la pente peut s'être dégradée au fil du temps. 

Une évaluation de la pente pour une pente individuelle

Réalité virtuelle

L'utilisation de la réalité virtuelle (RV) en génie civil peut sembler un concept étrange, mais elle promet d'avoir des avantages inattendus. Aurecon explore actuellement le potentiel de cette technologie pour une utilisation dans le processus de conception et d'examen. Les données d'enquête sont traitées et numérisées pour créer un modèle 3D. Le modèle est ensuite mis à jour avec toutes les informations pertinentes au fur et à mesure de l'avancement du projet. Cela comprendra les informations de l'enquête, l'infrastructure existante et les informations de l'enquête sur le site, ainsi que des animations en mouvement (telles que des voitures se déplaçant le long de l'autoroute). Ce monde virtuel n'a pas vocation à remplacer une visite de site, mais il sert à développer notre compréhension du site en étant immergé dans la maquette numérique. Le modèle peut être mis à jour avec une nouvelle infrastructure planifiée en tant qu'outil de revue de conception et de collaboration.

Trevor Pape dans la salle VR d'Aurecon Cape Town

Réalité augmentée 

Semblable à la réalité virtuelle, la réalité augmentée (RA) offre des opportunités de conception et de révision collaboratives. C'est une technologie qui superpose une image générée par ordinateur à la vision du monde de l'utilisateur. Si plusieurs utilisateurs portent des lunettes AR, cela leur permettrait de visualiser la même image générée par ordinateur en même temps. Par exemple, si cette image générée par ordinateur est une conception proposée, elle permettrait aux professionnels de réviser en collaboration la conception en 3D.

Une application particulièrement intéressante de cette technologie est la cartographie géologique des pentes rocheuses abruptes qui, autrement, ne seraient accessibles qu'avec du matériel d'escalade. Ce processus implique l'utilisation de drones et de photogrammétrie pour étudier et photographier la pente rocheuse en haute définition. Les photographies sont ensuite superposées aux données d'enquête et un modèle 3D précis est créé. La visualisation de ce modèle 3D, avec d'autres professionnels de la RA, permet d'inspecter de près les joints, les plans d'assise et les massifs rocheux qui, autrement, auraient été difficiles d'accès. L'infrastructure proposée peut ensuite être ajoutée au modèle et revue en 3D.

Modélisation technique et jeux informatiques

De grands progrès ont été réalisés ces dernières années dans les domaines du jeu vidéo et de la modélisation technique. On peut penser que ces domaines ne sont pas liés, mais il pourrait y avoir des synergies. Dans un effort pour créer des jeux plus réalistes, les programmeurs informatiques ont incorporé la physique dans leur code de jeu. Maintenant, la question se pose: ne serait-il pas possible d'utiliser des moteurs de jeux vidéo pour simuler des problèmes d'ingénierie? Bien que cela ne soit pas encore appliqué aux problèmes géotechniques avancés, il est possible de simuler une roche tombant sur une pente en 3D. Il sera intéressant de voir quels outils de conception numérique émergeront finalement de la fusion de ces domaines apparemment sans rapport.

Prêts pour l'avenir

Le monde moderne dans lequel nous vivons regorge de nouvelles idées et de technologies intéressantes et c'est un voyage continu pour découvrir comment nous pouvons appliquer ces outils numériques à notre avantage. L'utilisation de tablettes et d'applications Web a facilité l'évaluation d'un grand nombre de pentes. La réalité virtuelle et la réalité augmentée promettent de devenir de puissants outils de conception et d'examen géotechnique. Alors que nous nous tournons vers l'avenir, gardons l'esprit ouvert alors que nous trouvons de nouvelles applications pour la pléthore de technologies intelligentes qui nous entourent.

Surcharge numérique, AR au premier plan et VR en arrière-plan

 

Mention

Les travaux mentionnés dans cet article sont menés pour la South African National Roads Agency SOC Limited. Le contenu de l'article reflète les opinions des auteurs qui sont responsables des faits et de l'exactitude des données présentées ici. Le contenu ne reflète pas nécessairement le point de vue officiel ou les politiques de la South African National Roads Agency SOC Limited. Leur permission de publier l'article est remerciée avec gratitude.

Références

Hall et Knottenbelt (1992). Vers un système de gestion des pentes des routes. Proceedings, Annual Transportation Convention, Pretoria.

Cet article a été initialement publié dans le Civil Engineering Magazine de la South African Institution of Civil Engineering.