Les ingénieurs créent un système «intelligent» pour empêcher les futures catastrophes d’infrastructure
Lorsque le pont de Francis Scott Key à Baltimore, Maryland, s’est effondré le 26 mars 2024, les ingénieurs et les directeurs de la ville aux États-Unis et le monde se sont précipités pour évaluer la sécurité des infrastructures dans leurs communautés. Les chercheurs de la Michigan State University ont développé un système de «déploiement et de renforcement» qui combine des capteurs avec l’intelligence artificielle, ou l’IA, pour évaluer la santé des infrastructures comme les ponts, les routes et les barrages, avant et après les événements qui pourraient les endommager.
« Nous avons plus de 620 000 ponts aux États-Unis et nous devons identifier un moyen de maintenir notre infrastructure vieillissante parce que nous n’avons pas l’argent pour tout reconstruire », a déclaré Nizar Lajnef, professeur et président associé pour les études supérieures au College of Engineering. « C’est pourquoi l’évaluation est si importante pour hiérarchiser les ponts doivent être maintenus en premier. »
De la même manière, une smartwatch suit votre rythme cardiaque et vous alerte sur les problèmes de santé potentiels avant de vous sentir malades, cette même technologie peut être appliquée aux ponts et aux bâtiments. Lajnef et Vishnu Boddeti, professeur agrégé du College of Engineering et MSU Mobility, ont collaboré à ce projet.
La technologie, appelée Midas pour l’évaluation des dommages informés de la mécanique de la structure, est un système intelligent qui surveille discrètement les structures utilisant des capteurs bon marché et une IA. La recherche est publiée dans Communications de la nature.
Midas apprend comment une structure saine se comporte afin qu’elle puisse repérer et localiser les dégâts invisibles tôt, avant qu’il ne devienne dangereux. Cette IA fait plus que d’analyser les données. Il est formé avec les connaissances mécaniques, ce qui le rend beaucoup mieux pour attraper des problèmes que d’autres systèmes pourraient manquer.
Midas détecte les dommages en temps réel en créant un modèle de base personnalisé pour chaque structure qui peut identifier de manière autonome l’emplacement et la gravité des dommages. Idéalement, Midas serait installé sur un pont et une mesure de base personnalisée serait enregistrée. Ensuite, le pont serait surveillé en continu.
Après un tremblement de terre, un incendie, un impact ou tout autre événement majeur, Midas revérifierait le pont et alerter les ingénieurs en temps réel à tout dommage ou faiblesse de la structure afin que les réparations puissent être effectuées avant un effondrement.
« C’est comme la santé de précision pour les infrastructures », a déclaré Lajnef. « Nous prenons un électrocardiogramme du pont pour chercher et écouter des anomalies qui nous disent que quelque chose ne va pas. »
Dans le cas du pont de Francis Scott Key, Midas aurait pu identifier les faiblesses et les lacunes avant l’accident, permettant au pont d’être renforcé et réduisant sa vulnérabilité à la barge fulgurante qui l’a frappée. Un autre exemple est les récents incendies de Los Angeles. Les Midas pourraient évaluer, en temps réel, l’impact sur les ponts, les bâtiments et les routes touchés, et fournir des données pour aider à des évacuations de masse sûres.
Cette recherche forme également la prochaine génération d’experts en infrastructure. Les doctorants Xuyang Li et Mahdi Masmoudi ont contribué au développement et au test de la technologie Midas dans le cadre de leurs recherches avancées à MSU.
« Nous écoutons que lorsque quelque chose de mauvais se produit, nous serons prêts », a déclaré Lajnef.
