La Solution Save 4D est une méthode d’analyse des ouvrages existants. Elle combine une analyse documentaire, des examens visuels et une instrumentation in situ des ouvrages, éventuellement complétés par une reconnaissance des caractéristiques des matériaux et des calculs.

La Solution 4D a été créée à la fin des années 90 par des spécialistes structure alors rattachés à la direction technique d’un des leaders du contrôle technique. L’idée d’origine était de compléter les outils classiques d’analyse d’un ouvrage existant (a minima analyse documentaire et examen visuel) par une instrumentation in situ, dérivée des méthodes instrumentales légères habituellement utilisées en géophysique, afin de récolter des informations sur le comportement réel de l’ouvrage et ainsi fiabiliser les avis émis dans le cadre de l’étude.

Schéma technique simplifié de la Solution Save 4D

L’instrumentation 4D exploite les vibrations ambiantes comme signal source. Ce bruit de fond sismique, d’origine naturelle (vent, houle, microséismes…) ou anthropique (trafic routier, industries…) est présent en tout lieu et à tout instant et couvre quasiment toutes les fréquences avec la même énergie

De cette façon, la mesure se fait sans avoir à générer la moindre sollicitation artificielle. Les interventions dans l’ouvrage sont rapides et ne présentent aucune gêne pour les occupants et l’activité hébergée.

L’instrumentation 4D utilise des capteurs extrêmement sensibles qui enregistrent la réponse dynamique de l’ouvrage sollicité par des vibrations de très faible amplitude. De cette réponse sont extraites différentes caractéristiques dynamiques de l’ouvrage comme les fréquences, les formes modales… Ces éléments sont ensuite interprétés en termes structuraux, en fonction des objectifs de l’étude.

L’instrumentation liée à la Solution Save 4D fournit des informations numériques précises, robustes et représentatives du comportement réel des ouvrages étudiés, ce qui apporte un avantage considérable par rapport aux méthodes classiques d’analyse des ouvrages existants. En effet, celles-ci s’appuient essentiellement sur le jugement et l’expérience des intervenants, ou sur des informations tirées d’observations ou d’essais locaux, ou encore sur des calculs numériques pouvant eux-mêmes être basés sur des paramètres potentiellement entachés de nombreuses incertitudes (données géométriques tirées des relevés in situ, caractéristiques mécaniques des matériaux…), ce qui peut limiter la fiabilité des avis émis sur la tenue de l’ouvrage.

A l’inverse, les données récoltées sur un ouvrage à l’aide de la Solution Save 4D permettent une description du comportement de la structure dans son environnement réel, compte tenu de ses diverses interactions avec celui-ci, ce qui autorise la définition des solutions les plus efficaces et les mieux adaptées au contexte spécifique d’une l’opération.

Les éléments fournis par la Solution 4D permettront par exemple à un bureau d’études de caler son modèle numérique afin de disposer d’un modèle réellement représentatif du comportement de l’ouvrage. En limitant les incertitudes inhérentes à tout calcul, la pertinence des solutions apportées par les études augmente. Les décisions importantes du projet s’appuient alors sur des informations fiables et représentatives de la réalité.

Une autre application est la reconnaissance préalable d’un ouvrage existant afin de limiter au strict nécessaire le programme des investigations qui étaient prévues, pour conforter les informations fournies par l’étude 4D ou se concentrer dans les zones où l’analyse 4D a indiqué des singularités. Des économies substancielles en découlent, tout en évitant l’écueil d’investigations à l’aveugle, pouvant conduire à passer à côté des phénomènes importants pour la compréhension de la structure et de son environnement