Auscultation par fibre optique
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Principe, intérêt et points-clés de l'auscultation par fibre optique
Les fibres optiques sont connues pour être d'excellents câbles de télécommunications. Autrement dit, lorsqu'un signal lumineux est émis à une de leurs extrémités, il se propage très vite, sur de longues distances, sans pratiquement aucune perte.

Tout signal lumineux qui passe au travers d'une fibre interagit cependant nécessairement avec les éléments qui la constituent.

Ces interactions se traduisent par de micro-réflexions successives de la lumière, extrêmement faibles bien que mesurables.

Ces réflexions sont, pour simplifier, proportionnelles à une fonction de la température de la fibre et de sa variation de longueur dans l'axe de la fibre, là où se produisent les interactions. Ainsi, il suffit de déterminer – et cela se fait au moyen d’appareils dits « interrogateurs opto-électroniques » – les caractéristiques du signal émis et des signaux successivement réfléchis pour transformer la fibre en une succession de thermomètres et d’extensomètres longitudinaux répartis, capables de mesurer en continu la température et l’allongement/le rétrécissement de la fibre tout le long de son trajet.


C'est cette aptitude des fibres optiques qui est mise à profit avec l'« auscultation par fibre optique », le principe consistant à installer des fibres là où des déformations ou des anomalies de température sont attendues lorsqu'un ouvrage ne se comporte pas comme attendu.
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Phase conception

Nous prenons en charge toute la conception de nos systèmes, depuis l'avant-projet sommaire jusqu'à l'assistance à la rédaction des appels d'offre et l'anticipation des approvisionnements




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Nous assurons un suivi rigoureux de la pose de fibres optiques, anticipons les aléas de chantier et garantissons une installation conforme, prête à l’exploitation, sans reprise




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Nous fournissons des outils d’analyse performants, formons vos équipes à leur exploitation, et assurons un accompagnement complet et personnalisé



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Phase conception : modélisation thermo-hydro-mécanique de l'ouvrage, test par simulation du bon fonctionnement du système, anticipation des approvisionnements et assistance à la rédaction des appels d’offre

Pionnier, avec EDF, de l'auscultation par fibre optique des infrastructures, geophyConsult maîtrise l'ensemble des points clés de la conception de ces systèmes.

C'est ainsi que, grâce à la simulation du comportement thermo-hydraulique de sections types représentatives de l'ouvrage, l'entreprise peut le plus souvent déterminer, en phase d'Avant-Projet Détaillé, si le système d'auscultation envisagé apportera les bénéfices attendus et, si oui, à quel endroit précis les fibres devront être positionnées pour que les rapports signal/bruit soient optimisés.
Rompu aux délais d'approvisionnement des fibres optiques et des interrogateurs opto-électroniques, le bureau est également capable d'élaborer des rétro-plannings réalistes des projets (ce qui, dans certains cas, peut être déterminant dans la décision d'investir ou non dans la solution préconisée).

Enfin, habitué à la rédaction d'appels d'offre ou d'ajout de chapitre Fibre Optique à des marchés de travaux déjà existants, la société accompagne ses clients dans la rédaction de toutes les étapes de leurs projets, depuis les étapes techniques préalables (ESQ, EP, AVP et PRO) jusqu'à la passation des marchés et la sélection des candidats (DCE).


Cette aptitude, mise en œuvre depuis maintenant plus de 15 ans, permet si besoin à geophyConsult de s'engager sur la sensibilité, la fiabilité et la faisabilité des systèmes qu'il préconise et/ou de contribuer à l'assurabilité de l'ouvrage considéré.
Phase travaux : assistance à l'évaluation des candidatures, programmation des approvisionnements, collecte des données de chantier, procédures de contrôle et réception du chantier

Pionnier, avec EDF, de l'auscultation par fibre optique des infrastructures, geophyConsult maîtrise l'ensemble des points clés d'une installation d'un système d'auscultation par fibre optique.

C'est ainsi que, forte de sa très longue expérience en suivi de projets d'installation de ce type, l'entreprise accompagne le plus souvent ses clients dans le suivi de leur projet de réalisation de système d’auscultation.


geophyConsult s'est jusqu'à présent toujours montré capable d'anticiper et de prévenir tous les aléas de chantier survenus en lien direct avec la mise en œuvre de systèmes d'auscultation par fibre optique.




La réception des systèmes dont geophyConsult a supervisé l'installation s'est toujours parfaitement déroulée et a toujours permis d'une part qu'aucun vice caché ne soit découvert dans les années qui ont suivi, d'autre part que toutes les données de chantier ont bien été recueillies et que l'exploitation ultérieure n'a pas nécessité de revenir sur le chantier.
Phase d'exploitation : suite logicielle locale ou web pour l'analyse des données auto ou semi-auto, si besoin après formation du personnel et, toujours si besoin, avec option assistance à distance ; réalisation des analyses à distance renforcées en période de crise

Pionnier, avec EDF, de l'auscultation par fibre optique des infrastructures, geophyConsult maîtrise l'ensemble des points clés de l'exploitation d'un système d'auscultation par fibre optique.

C'est ainsi que le bureau sait accompagner ses clients dans l'intégration des données de fibre optique dans les bases de données pré-existantes, ou dans la mise en place de bases de données d'ouvrage. Il sait également comment aller chercher, dans les bases de données publiques, les données complémentaires nécessaires aux analyses de données de fibre optique (comme, par exemple, les données météorologiques de la zone auscultée). L'entreprise sait également mettre en place des procédures de sauvegarde et d'archivage des données adaptées aux besoins des gestionnaires (en local aussi bien que dans le cloud).

geophyConsult propose par ailleurs à ses clients des outils pratiques de Maintien en Conditions Opérationnel simplifié (avec validation supervisée et numériquement signée des derniers enregistrements). Dans ce but, le bureau est capable de proposer des systèmes automatiques hard ou soft d'émission d'alertes SMS ou courriel en cas de dépassement de seuils sur certaines données, ou de défaut de connexion réseau ou d'alimentation électrique de certains modules de surveillance critiques.




geophyConsult a enfin développé et validé sur des ouvrages réels l'ensemble des modules informatiques conviviaux nécessaires à l'analyse rapide ou approfondie des données. Ces modules incluent la génération automatisée ou semi-automatisée des paramètres pertinents pour le suivi de la maintenance et/ou de la sûreté des ouvrages, des représentations interactives pédagogiques desdits paramètres ou la sortie de ces paramètres sur des fonds de cartes 2- ou 3-D ou des fonds de plans fournis par les clients.

Les sorties de ces modules sont compatibles avec les principaux standards de SIG du marché.

Les modules de la suite de geophyConsult peuvent en outre soit être assemblés dans un exécutable Windows® constituant le logiciel de pilotage et d'exploitation du système d'auscultation (pour une gestion du système d'auscultation directement sur place, par l'équipe du maître d'ouvrage), soit encapsulés dans une suite logicielle accessible via le cloud de geophyConsult, qui se trouve être une interface web Windows® sécurisée fonctionnant sous le même environnement que l'ordinateur du client, donc dans laquelle il se retrouve très facilement (pour une gestion déportée de l'analyse des données, par le client ou par un de ses sous-traitants). geophyConsult accompagne alors le plus souvent ses clients dans l'exploitation à distance de leurs données liées à la fibre optique lors des périodes de crise (crue régionale, etc.). En effet, le personnel du maître d'ouvrage est alors la plupart du temps trop sollicité pour s'occuper de cette tâche. L'entreprise est alors le cas échéant chargée de réaliser certaines des inspections post-évènement réglementaires induites par la survenue de l'évènement exceptionnel à l'origine de la crise.

Lorsque l'exploitation a vocation à être réalisée en interne, geophyConsult est généralement missionnée pour former le personnel du client à l'analyse de ses données de fibre optique.

La société peut, pour terminer, accompagner ses clients dans la protection de leurs systèmes d'information, au sein desquels sont appelées à transiter les données d'auscultation, plutôt sensibles.

geophyConsult est aujourd'hui à l'état de l'art de l'ensemble des méthodes d'interprétation connues des données d'auscultation par fibre optique (gradient method, Heat Pulse Method, SACRE, etc.). L'entreprise a en outre développé, le plus souvent pour ou avec EDF, des modèles de fuite performants qui permettent de remonter, sous certaines conditions, aux débits de fuites, ou de faire apparaître les anomalies recherchées dans un bruit particulièrement intense (modèle MORITO, etc.).
Références
Jusqu'à présent la plupart du temps en assocation avec EDF, geophyConsult a conçu, suivi la réalisation, co-exploité ou exploité en phase d'apprentissage et maintenu en conditions opérationnelles plus de 40 systèmes d'auscultation par fibre optique, surveillant actuellement 110 km de linéaire d'ouvrage et représentant plus de 135 km de fibre posée (plus 635 km de linéaire de fibre en cours d'installation dans les tunnels du Grand Paris Express, qui contribueront, à terme, à la surveillance de plus de 165 km de tunnel souterrain). Les ouvrages instrumentés vont de canaux de navigation ou hydroélectriques à des endiguements de fleuves en passant par un barrage en Béton Compacté Renforcé et des barrages protégés par géomembrane. Certains de ces ouvrages sont en charge en permanence et d'autres en période de crue seulement.

Les mesures réalisées vont des mesures de température Raman passives aux mesures de déformation de type Brillouin ou Rayleigh, en passant par des mesures de température Brillouin et la mise en oeuvre de mesures actives de température, avec chauffe pour rester opérationnel pendant les périodes annuelles d'inversion de température, ou pour quantifier les débits de fuite.
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