Le viaduc de Corgo, le deuxième plus haut viaduc d’Europe, est une autoroute sur un pont haubané qui constitue l’une des principales artères de transport pour tout le Portugal. Des millions de personnes l’utilisent chaque année, et le maintien de la performance structurelle à long terme d’un actif aussi complexe nécessite une surveillance continue et une évaluation technique rigoureuse. L’entreprise responsable de l’entretien du pont, Globalvia, a observé un comportement structurel nécessitant une surveillance plus étroite et une évaluation technique approfondie. 

« Le pont fait l’objet d’une surveillance depuis sa construction, le système ayant été étendu au fil du temps à mesure que des comportements structurels particuliers ont été identifiés », explique Maria Eugenia Hernández Lárez, responsable de l’analyse de la demande chez Globalvia. « À mesure que les données de surveillance s’accumulaient, il devenait très difficile de gérer et d’interpréter efficacement cette information dans un contexte opérationnel. » 

Pour relever ces défis, Globalvia souhaitait adopter une approche proactive reposant sur un jumeau numérique capable de transformer les données de surveillance en renseignements structurels plus clairs et de permettre des interventions plus précoces. Le viaduc de Corgo a servi de projet pilote pour un modèle de gestion des infrastructures combinant données en temps réel, analyse technique et convivialité opérationnelle.

La création d’un jumeau numérique efficace exige le même niveau d’expertise que celui requis pour concevoir et comprendre l’actif physique, ainsi que l’expertise numérique permettant de le modéliser de manière utile pour l’ingénierie et la gestion des actifs. Pour des clients comme Globalvia, l’objectif était de créer non seulement une représentation numérique, mais également un outil pratique pouvant être étendu à l’ensemble des activités d’exploitation.

Lorsque Globalvia a cherché un partenaire pour faire avancer ce projet pilote, WSP s’est distinguée par sa compréhension approfondie des besoins du client, son expertise de pointe en ingénierie structurale et ses compétences numériques indépendantes des plateformes. Notre relation de longue date avec le client, conjuguée à la compréhension de l’actif par l’équipe Structures de WSP en Espagne, nous a permis de concevoir une solution fondée sur les objectifs opérationnels du client.

Globalvia dispose maintenant d’un jumeau numérique personnalisé pour le viaduc de Corgo, reposant sur une plateforme multicomposante qui lui offre une meilleure compréhension du fonctionnement du pont grâce à des analyses pertinentes.

Dès le départ, Globalvia a exploré différentes options pour concrétiser ses ambitions en matière de jumeau numérique, mais a constaté qu’elle avait besoin d’une approche combinant capacités numériques et expertise approfondie en génie structural.

Un facteur déterminant dans la décision de Globalvia de collaborer avec WSP a été notre offre combinée de connaissances sectorielles, de compréhension structurelle et de capacités numériques. Dès le début, l’accent a été mis sur l’identification des outils et techniques les mieux adaptés aux besoins et aux objectifs du client, ce qui nécessitait une connaissance approfondie du secteur et des défis techniques.

« Au début de notre collaboration, le client avait un objectif clair, mais la solution était encore en cours de définition. Nous avons donc décidé que la meilleure façon de commencer était de tester quelle plateforme numérique répondrait le mieux à ses besoins immédiats », explique Susana Millan Angles, architecte principale et coordonnatrice de l’équipe BIM de l’entreprise chez WSP. « Cela signifiait de tester plusieurs solutions pertinentes disponibles sur le marché. Il s’agissait de trouver celle qui correspondait le mieux au viaduc de Corgo et aux ambitions du client en matière de jumeau numérique. Après avoir rencontré des limites avec certaines de ces options commerciales, nous avons constaté qu’aucun outil sur le marché ne pouvait répondre aux besoins particuliers de Globalvia et que nous devions créer nous-mêmes la solution idéale. »

Grâce à une approche sur mesure, nous avons pu concevoir une solution numérique avec les quatre exigences définies par le client : un modèle BIM qui stocke l’information sur chaque élément du pont, un modèle structurel par méthode des éléments finis pour aider à interpréter l’état du viaduc de Corgo, une composante basée sur l’apprentissage automatique conçue pour aider à repérer des tendances et à mettre en évidence des anomalies potentielles en vue d’une évaluation technique, ainsi qu’une interface intégrée regroupant ces informations.

Obtenir un portrait complet

La solution développée intègre l’ensemble de ces éléments. Plutôt que de considérer le pont comme un seul élément, le jumeau numérique repose sur un modèle BIM 3D qui capture les différentes sections du viaduc de Corgo et les informations pertinentes. Cette approche offre une vue plus fine et détaillée de la structure, ce qui facilite son exploration et la compréhension de son état.

La deuxième exigence, le modèle par méthode des éléments finis, a été particulièrement importante pour interpréter le comportement de la structure en tenant compte des données de surveillance disponibles. Ce modèle permet à Globalvia de simuler la structure dans diverses conditions, favorisant une compréhension globale de l’état actuel du pont.

La troisième composante, une solution basée sur l’apprentissage automatique appelée modèle substitut du Corgo (COSMO), configure et compare différents modèles structurels afin d’identifier des situations nécessitant un examen technique plus approfondi.

« COSMO a été entraîné à partir d’une combinaison de données de surveillance réelles et de jeux de données générées artificiellement issus de simulations structurelles calibrées. Cet entraînement a soutenu l’analyse reliant les comportements observés à des scénarios de risque précis, contribuant à dresser un portrait plus complet là où la couverture des capteurs en conditions réelles ne pouvait pas saisir toutes les situations. COSMO peut maintenant aider à repérer des tendances dans les données qui pourraient nécessiter une évaluation technique supplémentaire dans le contexte de scénarios structurels modélisés », explique Juan Perez Canga, chef d’équipe, Structures civiles et Ponts, routes et autoroutes, chez WSP. 

Il est important de noter que COSMO ne prend pas de décisions de manière autonome. En fait, il génère des informations pour soutenir la prise de décisions, en mettant en évidence des tendances et des indicateurs de risque potentiel, qui sont ensuite interprétés par des ingénieur·es et des gestionnaires d’actifs. L’évaluation finale, la validation et l’approbation demeurent entre les mains d’expert·es, ce qui permet de maintenir le jugement technique, le contexte opérationnel et les considérations de sécurité au cœur du processus décisionnel.

 Cette structure modulaire était intentionnelle. En maintenant une distinction claire entre la visualisation, l’analyse structurale et les processus opérationnels, tout en les reliant par une interface unique, l’équipe a renforcé la transparence, la traçabilité et la fiabilité des résultats.

L’une des exigences clés du client était d’éviter d’utiliser des outils ou des systèmes parallèles totalement isolés. Globalvia souhaitait disposer d’une interface unique et intégrée où convergent les données d’ingénierie, les informations de surveillance et les flux de travail opérationnels.

Pour répondre à cette attente, l’équipe a réuni ces fonctionnalités essentielles au sein d’une interface unique intégrée, centralisant la vue de Globalvia sur les différentes plateformes.

L’interface joue ce rôle en agissant comme une couche unificatrice entre les informations d’actifs basées sur la BIM, les données de surveillance et de capteurs, les résultats d’analyse structurelle comme les résultats de COSMO, et la plateforme existante d’exploitation et d’entretien du client, GEOMIC. Au fil du temps, l’équipe explore la possibilité de rapprocher davantage le jumeau numérique et GEOMIC, afin que l’information puisse circuler dans les deux sens entre les deux environnements et soutenir une approche plus intégrée de la gestion des actifs.

À l’heure actuelle, la vue intégrée permet aux utilisateur·trices de visualiser l’actif en 3D, d’explorer les tendances de surveillance, d’examiner les indicateurs de risque et de relier directement ces observations à des actions opérationnelles comme des inspections ou des travaux d’entretien. Cela permet l’analyse, l’interprétation et l’exécution au sein d’un flux de travail cohérent, aligné sur la façon dont le client gère déjà ses actifs.

C’est à ce stade que la valeur de l’approche intégrée devient concrète pour le client, permettant à Globalvia de visualiser l’état structurel, de générer des alertes et de gérer les incidents en un seul endroit. Le client peut ainsi tirer pleinement parti des nouvelles fonctionnalités, tout en réduisant les perturbations des opérations existantes au minimum.

L’équipe finalise la phase 1 du projet pilote, la majeure partie du travail technique a été réalisée dans les délais sur une période d’un an. Pour le viaduc de Corgo, ce projet offre à Globalvia des informations supplémentaires pour soutenir l’inspection, l’entretien et la planification des opérations.

L’équipe discute maintenant de ce que pourrait inclure une phase suivante, notamment de la possibilité d’appliquer certains éléments de cette approche à d’autres actifs du portefeuille de Globalvia, le viaduc de Corgo servant de point de référence utile alors qu’il est prévu de connecter le système existant aux données de surveillance en temps réel.

En tant que projet pilote, cette initiative a permis de répondre à un défi propre au viaduc de Corgo tout en atteignant un objectif secondaire du client : démontrer une approche pouvant être étendue à d’autres initiatives de gestion des actifs dans l’ensemble du portefeuille de Globalvia. Les résultats initiaux montrent comment les outils numériques, l’analyse technique et les flux de travail opérationnels peuvent être combinés de manière pratique et fondée sur des données probantes.

« Ce n’est comparable à aucun projet que nous avons réalisé ou même observé auparavant », souligne Hernández Lárez. « Il combine de nombreuses techniques et technologies qui existent habituellement séparément. C’est en quelque sorte la beauté de ce projet, et c’est pourquoi il a suscité beaucoup d’attention positive. Comprendre le comportement du pont représentait un défi non traditionnel que nous avons relevé en réunissant ces différents univers au sein d’un jumeau numérique, et nous avons hâte de voir quels autres problèmes complexes nous pourrons résoudre avec cette approche. En effet, nous pourrions l’appliquer à d’autres ponts, tunnels, analyses de talus et à d’autres secteurs du portefeuille de Globalvia. »