Au fur et à mesure que les conduites d’eau enterrées vieillissent, les entreprises de réseaux de raccordement doivent entreprendre la réparation ou le remplacement coûteux de ces infrastructures indispensables. Des techniques comme le tubage peuvent grandement réduire les coûts de tels projets. Pour planifier un projet de tubage réussi, les concepteurs ont besoin d'informations exactes sur les canalisations existantes.

Les défis de la profondeur

Lorsqu’une entreprise de réseau de raccordement de Californie a dû remettre en état une canalisation d’eau enterrée de 90 ans, elle a rencontré des défis de taille. Les inspections effectuées sur la canalisation en acier de 137 cm de diamètre ont révélé d'importants besoins de travaux. La canalisation se trouvant proche d'une artère très passante et d'une station d'épuration, procéder à des excavations pour la réparer ou la remplacer aurait été trop coûteux ou gênant. Les ingénieurs ont donc décidé d'utiliser la technique du tubage pour installer une nouvelle canalisation dans l'existante. Cette approche ne nécessite pas d'excavation importante et réduit fortement le temps et les coûts de rénovation de l'ancienne installation.

Towill, Inc., entreprise californienne, a été invitée à fournir des données précises sur l'état intérieur de près de 550 m de cette canalisation, alors que celle-ci est toujours en fonctionnement et sous pression. L'entreprise devait déterminer le positionnement horizontal et vertical de la canalisation, mais aussi fournir des données sur son ovalité ou sur les déformations par rapport à sa forme circulaire initiale causées par des charges externes appliquées à la surface. Les ingénieurs ont donc décidé d'utiliser la technique du tubage pour installer une nouvelle canalisation dans l'existante. (La technique de tubage consiste à insérer à l'intérieur d'une canalisation un nouveau tube porteur pour réparer les fuites et assurer l'intégrité de la structure.)

Pour obtenir des données aussi denses et détaillées, il fallait se rendre dans la canalisation enterrée. Cette dernière étant en activité, Towill ne disposait que de huit jours pour terminer les levés.

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Un géomètre de Towill, James LaBasco, effectue la descente délicate dans la canalisation. L'équipe a utilisé des procédures de sécurité et des équipements spéciaux tout au long du projet.

Début des travaux

Pour ce projet, l'équipe de Towill a décidé de combiner des scans 3D et des mesures relevées avec leur station totale Trimble S7. C'était aussi l'occasion de tester la station totale et scanner SX10 de Trimble. Les deux instruments ont été pilotés à l'aide du logiciel Trimble Access depuis une tablette Trimble. Towill disposait également d'un Faro Focus X330, qui pouvait effectuer les mesures de courte portée nécessaires dans ce projet.

« C'était un projet difficile dès le début, » a indiqué le spécialiste de la géomatique chez Towill, JR Gregory. Au début du projet, l'équipe de Towill a utilisé le Trimble S7 pour effectuer un cheminement dans la canalisation, en mesurant plusieurs groupes d'angles pour chaque paramétrage. Elle est ensuite passée au SX10, qui a permis un contrôle indépendant du cheminement et fourni des données de scan sur les cibles de contrôle. Les deux instruments ont bien fonctionné malgré les conditions froides et humides et la faible lumière.

En accédant à la canalisation en trois endroits différents, les équipes ont terminé le cheminement et les mesures par scanner en huit jours. Grâce à des stations de contrôle distantes de 45 à 60 m, l'équipe a effectué un total de 130 scans à des intervalles de 5 m. Une fois le travail des géomètres terminé, la canalisation a été refermée et l'eau a recommencé à circuler. Impossible de revenir en arrière

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Nuage de points avec réseau de contrôle près d'un coude de la canalisation. Les images fantômes des géomètres ont été supprimées lors du traitement.
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Un géomètre de Towill, Jared McNeil, utilise le Trimble SX10 lors des levés effectués dans la canalisation. L'instrument a fourni des scans ainsi que des mesures de levé précises.
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Un géomètre de Towill, Tony Gaytan, travaille à côté de cibles sphériques et à damier. L'équipe a passé huit jours à collecter des données de cheminement et des scans.

Les résultats sont arrivés rapidement. JR Gregory a utilisé le logiciel Trimble Business Center (TBC) pour transformer les données du S7 et du SX10 en coordonnées sur les points de contrôle. Il a ensuite traité les scans du SX10 et les a convertis en un projet dans le logiciel Trimble RealWorks (TRW). « Les résultats étaient largement dans les limites de tolérance du projet, » a indiqué JR Gregory. « Le deuxième cheminement a offert les avantages d'un contrôle qualité et d'une assurance qualité supplémentaires. »

Gregory a utilisé TRW pour regrouper les données du scanner en un seul nuage de points. Il a créé le meilleur alignement vertical et horizontal possible en suivant le centre de la canalisation. Les données ont révélé plusieurs écarts horizontaux et verticaux qui ne figuraient pas sur les premiers plans et sur les dessins décrivant le construit.

Pour modéliser le tubage proposé, les techniciens de Towill ont utilisé TRW pour créer un cylindre et le comparer au nuage de points. Cette analyse a permis à l'équipe de recommander la taille optimale du tubage et d'identifier les zones pouvant poser problème. En plus des rapports techniques, Towill a exporté les résultats aux formats AutoCAD Civil3D et LAS, ce qui a permis à l'équipe de visualiser et partager les données avec les ingénieurs du client.

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L'analyse de détection de collision montre l'axe central le plus adapté, les parois de la canalisation et le tubage proposé. Les segments en jaune indiquent les potentiels problèmes de dégagement.

L'étude a été largement rentable. Grâce aux résultats de Towill, le client a pu installer le tube le plus large possible et maximiser la capacité de la canalisation sans recours à une excavation importante. Des millions de dollars de dépenses ont été évités, ainsi que des perturbations de la circulation et des conséquences négatives sur les entreprises locales.

« L'étude et l'analyse ont permis aux ingénieurs de s'adapter aux problèmes avant que ceux-ci n'arrivent. Nos travaux ont sensiblement réduit les modifications de terrain que le client aurait dû effectuer sans les données aussi précises et complètes que nous leur avons fournies. » — John T. May, Chef de projet PLS

 

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