Le nouveau défi technologique des réseaux enterrés : TransparenSee, l’application de réalité augmentée

L’apport des nouvelles technologies de visualisation en réalité augmentée est un des piliers de la stratégie de réduction des dommages aux ouvrages : demain, il sera possible sur le chantier de visualiser en réalité augmentée et en temps réel les canalisations enterrées à partir d’un smartphone ou d’une tablette, avec une précision subcentimétrique. Ces données seraient issues du système d’information géographique (SIG) des différents opérateurs de réseaux, et des détecteurs permettant de localiser les canalisations. C’est la combinaison de l’ensemble de ces briques technologiques sur lesquelles RICE travaille avec ses partenaires qui permettra d’atteindre cet objectif ambitieux.

L’application TransparenSee |Une utilisation simplifiée pour l’opérateur|Des perspectives prometteuses pour la prévention des dégâts aux ouvrages|Et bientôt I-ClouTransparenSee est une application de réalité augmentée permettant de détecter et visualiser de manière réaliste et avec grande précision les réseaux enterrés. Expérimentée chez RICE dans l’aire d’essais de détection des réseaux du site de Villeneuve la Garenne, elle a été conçue en partenariat avec des étudiants des Arts et Métiers d’Angers et le laboratoire AMVALOR. L’application tire parti des technologies les plus avancées de visualisation et de relocalisation, en fusionnant les données de SLAM (simultaneous localization and mapping : cartographie et localisation simultanées), celles du LIDAR et du GNSS. Grâce au scan en trois dimensions de la zone de détection, les équipes de développement ont localisé les canalisations enterrées et généré un double numérique. Tout l’intérêt du système repose sur le rendu visuel de ces canalisations à l’intérieur de l’application. Cet outil est particulièrement utile pour les entreprises de travaux publics afin de localiser, au centimètre près, les multiples réseaux enterrés et ainsi d’assurer la sécurité des opérations de terrassement et éviter les dommages aux ouvrages.|L’utilisateur a la possibilité de visualiser les canalisations et obtenir des informations sur leur matériau constitutif ou les fluides qu’ils transportent. L’application fonctionne par défaut avec une configuration enregistrée sur l’appareil. En cas de changement de la topologie du site, il est possible de créer une nouvelle configuration de relocalisation qui permettra de garantir la continuité de l’expérience.|Pour le moment le fonctionnement de TransparenSee nécessite le téléchargement des données de positionnement fournies par les opérateurs pour leurs ouvrages. Encore au stade de développement, une application à grande échelle sera rendue possible par : |Par ailleurs, Transparensee constitue une première brique technologique dans un projet plus vaste dénommé I-Clou. Certaines zones géographiques en ville n'ont en effet pas accès au GPS du fait de la présence des immeubles qui masquent l’accès aux satellites. Le projet I-Clou doit permettre à terme, grâce à des balises constituées de clous communicants, la géolocalisation dans un canyon urbain. Il pourrait donc s’interfacer avantageusement à un système de visualisation de haute précision tel que TransparenSee.||||||La réalité augmentée, un atout pour la visualisation|||Les canalisations sont des éléments enterrés, de grande longueur. C’est un défi pour la réalité augmentée de les représenter, car il faut pouvoir gérer l’effet de perspective et donc être capable de connaître la topologie réelle du terrain pour la prendre en compte dans l’affichage. C’est ici que le Lidar, sorte de scanner 3D intégré à la tablette, intervient. En effet, il permet de calculer la distance d’un point de l’espace par l’émission et la réception d’une onde lumineuse. Cette information de profondeur permet à l’application de cartographier l’environnement autour de l’ouvrage en 3 dimensions. Enfin, des algorithmes de rendu ont été développés afin de permettre l’occultation visuelle des murs ou objets filmés par la tablette. L’application permet également une visualisation 2D des canalisations, ce qui simplifie le marquage des zones sur un chantier, processus long (récupération des données, cartographiques des réseaux, investigations complémentaires sur le terrain, analyse d’écarts, compte-rendu…) et source de nuisances pour le voisinage.|||https://researchbyrice.com/wp-content/uploads/2021/07/Transparensee-2.jpg|||Visualisation de jumeaux numériques de canalisations enterrées à l'aide de l'application TransparenSee|||

Le DPBE : un petit clapet « made in RICE » pour sécuriser les branchements

Le DPBE - pour Dispositif de Protection des Branchements Existants – est un petit outil qui permet de sécuriser les branchements sur les réseaux de distribution. C’est une sorte de clapet anti-retour en cas d’incident, comme, par exemple, l’arrachement du branchement par une pelleteuse. Il permet de fermer automatiquement l’arrivée de gaz, et donc d’éviter les rejets et de pouvoir intervenir en toute sécurité. Inutile d’effectuer des fouilles ou d’interrompre le réseau, le DPBE peut être inséré directement à partir du coffret client. Positionné dans un cartouche, il va être poussé dans le réseau en gaz, et être opérationnel en moins d’une demie heure. 

|Un dispositif à vocation universelle, la promesse d'un succès commercial international.Le principe de clapet d’obturation ne fait pas du DPBE une innovation, puisque ce système existait déjà. En revanche, là où cette solution innove, c’est dans la façon dont il a été packagé pour pouvoir être inséré directement sur les branchements existants. Le DPBE est l'exemple concret d’une solution, issue de la recherche, qualifiée, développée et industrialisée en quelques années. GRDF pose plus de  10 000 unités par an sur son réseau.|Le DPBE peut intéresser tous les distributeurs et connaît un beau succès à l’international. Des développements sont actuellement en cours sur le réseau turc, des expérimentations  ont lieu sur le réseau roumain et nous avons également gagné un appel d’offre en Irlande. Aujourd’hui, nous nous préparons à aller proposer cette solution aux distributeurs nord-américains, ce qui implique, non seulement, une mission de commercialisation, mais également une adaptation du produit. En effet, ce dernier, développé pour le système métrique utilisé en Europe, doit être adapté aux mesures « impériales » - mesures en pouces - d’usage en Amérique du Nord.

Le DPBE, entièrement développé par nos soins, a bénéficié de sept dépôts de brevets différents pour garantir la pleine propriété de ce dispositif qui est, aujourd’hui, l’une des deux seules solutions de ce type disponibles sur le marché mondial. Ces brevets protègent à la fois le dispositif, mais également la façon de l’insérer ou de le tester.

Nous poursuivons nos efforts de développement pour le faire évoluer. Des recherches sont conduites pour aboutir à des adaptations géométriques, afin que le DPBE puisse convenir à de nouvelles tailles de réseau, et des études envisagent d’autres utilisations possibles, dans d’autres conditions de pression ou de débits. Objectif : remporter de nouveaux appels d’offres en Europe comme outre-Atlantique.

L’un des nombreux avantages du DPBE est qu’il est totalement indépendant du type de gaz véhiculé. Donc, sur un réseau de distribution, le DPBE fonctionne quel que soit le pourcentage d’hydrogène, quel que soit l’origine du gaz, qu’il soit naturel, de synthèse ou biométhane. Un atout sérieux dans le contexte de la transition énergétique.||||||

La détection des réseaux, un enjeu réglementaire et sécuritaire

Dans le sous-sol français, des centaines de milliers de kilomètres de canalisations de transport et de distribution de gaz. Enterrées, ces canalisations ne sont pas à l’abri d’incidents causés par des éléments extérieurs, des percements ou des arrachements lors de chantiers de travaux publics, par exemple. Maîtriser l’intégrité des réseaux est un enjeu majeur et, pour cela, la première condition est de connaître parfaitement leurs emplacements.

|Une très grande diversité de réseaux|Une cartographie fine en réalité augmentéeL’enjeu est tel que les pouvoirs publics se sont saisis du sujet : l’article R554-22 du Code de l’Environnement a été modifié afin de renforcer l’obligation faite aux opérateurs de réseaux de connaître précisément l’emplacement de leurs canalisations. Depuis 2019, ceux-ci ont l’obligation d’être en mesure de localiser sur une carte au minimum un tiers de leurs réseaux à 40 cm près. La mission de RICE : donner à nos clients, transporteurs et distributeurs en premier lieu, les moyens de connaître précisément leurs réseaux pour en assurer l’intégrité. Pour cela, nos chercheurs développent, notamment, des solutions et des services qui permettent de détecter les canalisations.|Ici, la principale difficulté réside dans l’ancienneté de certains tronçons et dans la variété de matériaux des canalisations. Selon les sections, celles-ci peuvent être en fonte, en cuivre, en acier ou en matériaux polymères, dont les conditions d’exploitation sont très différentes. Tout cela complexifie considérablement l’opération. La détection des réseaux peut être fastidieuse lorsque la composition exacte d’une canalisation n’est pas précisément connue. Par ailleurs, comme les détecteurs sont, la plupart du temps, destinés à un matériau unique, il faut donc une multitude de modèles différents pour couvrir l’intégralité d’un même réseau. Nos laboratoires nous permettent de juger, de manière impartiale, de la qualité et de la performance de détection des différents détecteurs. Les seules informations disponibles étant délivrées par les fabricants, nous préférons nous faire notre propre idée de la performance de ces détecteurs. Ce faisant, nous constatons souvent qu’il peut y avoir un certain delta entre les affirmations des fiches techniques et les performances réelles. Dans le cadre de leurs travaux, nos chercheurs s’efforcent de concevoir des solutions technologiques plus simples, plus efficaces, plus polyvalentes. RICE initie, ou rejoint, des projets collaboratifs, que ce soit dans le cadre du Groupement Européen de Recherches Gazières (GERG), ou avec d’autres partenaires, notamment américains.|En parallèle, nous collaborons également avec des PME françaises sur un projet baptisé GeoBot, qui devrait permettre d’identifier avec précision la position géographique des canalisations de distribution par l’insertion d’un robot à l’intérieur des canalisations. Ce géo-référencement est l’autre piste-clé pour réduire les risques liés aux travaux tiers. Actuellement, nous disposons de relevés cartographiques censés répertorier la position des canalisations. Lorsqu’ils creusent pour leurs travaux, les maitres d’œuvre se réfèrent à ces cartes pour savoir où se trouve le réseau. Mais, des erreurs humaines sont possibles et le réseau peut ne pas toujours être parfaitement localisé sur la carte. RICE travaille donc à une solution complète, qui permettra de voir le réseau en réalité augmentée sur une tablette. Finies les erreurs humaines, plus d’erreurs d’interprétations, davantage de réactivité pour moins de risques d’accrochage. Cette tablette regroupera les données cartographiques connues et les mettra en corrélation avec des données tirées de différents détecteurs capables de localiser des canalisations en polymères, en acier, en fonte… Elle permettra, ainsi, de visualiser le réseau dans sa totalité et en temps réel. L’opérateur qui voudra creuser, à côté des canalisations de nos clients, pourra le faire, sans risque, en sachant précisément où se trouve la canalisation. RICE est le seul centre de R&D&I à disposer, pour tester ses prototypes, d’une aire d’essais regroupant tous les sols et toutes les canalisations présentes sur le terrain. Ainsi, nos solutions sont immédiatement soumises à l’épreuve du terrain et le développement s’en trouve accéléré.||https://researchbyrice.com/wp-content/uploads/2019/12/GRTgaz-P200931.jpg||||||||||