L'effondrement d'une rue urbaine a révélé la défaillance catastrophique d'un collecteur en brique du XIXe siècle. L'enquête a déterminé qu'un fatberg massif, une accumulation de graisse et de déchets, a modifié le régime d'écoulement hydraulique. Cette modification a généré des zones de remous où des composés chimiques agressifs ont attaqué le mortier original à la chaux, accélérant son érosion jusqu'à provoquer la rupture structurelle du conduit.
Reconstruction de la défaillance par LiDAR SLAM et CFD 🛠️
Un scanner LiDAR mobile avec technologie SLAM, traité dans GeoSLAM Hub, a été utilisé pour obtenir un nuage de points millimétrique de l'intérieur du collecteur effondré. Dans CloudCompare, les surfaces érodées ont été segmentées et la perte de matériau dans le mortier des joints a été quantifiée. Avec ces données géométriques, le modèle a été importé dans Autodesk CFD pour simuler l'écoulement avant l'effondrement. La simulation a révélé que le fatberg agissait comme un barrage, réduisant la section effective et augmentant la vitesse du fluide, ce qui a concentré l'attaque chimique de l'acide sulfhydrique biogénique sur les joints inférieurs, où le mortier a perdu jusqu'à 40 % de son épaisseur d'origine.
Leçons pour la simulation de la fatigue des matériaux dans les infrastructures 🧱
Ce cas démontre que la fatigue des matériaux ne dépend pas seulement des charges mécaniques cycliques, mais aussi de la dégradation chimique localisée induite par les changements d'écoulement. Le mortier original, conçu pour un régime hydraulique stable, a cédé lorsqu'il a été exposé à un environnement corrosif concentré. Les alternatives modernes, comme les mortiers avec granulats de basalte et résines époxy, offrent une meilleure résistance à la corrosion, mais leur application doit être validée avec des modèles CFD qui prédisent les zones critiques d'accumulation d'agents agressifs.
Quelle méthodologie de simulation par éléments finis recommandez-vous pour modéliser l'effet combiné de la pression hydraulique d'un fatberg et de la dégradation chimique du mortier dans un collecteur en brique historique ?
(PS : La fatigue des matériaux, c'est comme la vôtre après 10 heures de simulation.)