Maintenance prédictive des infrastructures : quelles données, quels modèles, quelle démarche
La maintenance prédictive des infrastructures consiste à intervenir sur un ouvrage ou un équipement avant sa défaillance, en s'appuyant sur des mesures de son état et sur des modèles qui anticipent son évolution. Pour un remblai, un quai, un pont ou une centrale solaire, cela suppose des mesures régulières sur de grandes surfaces, rattachées à leur position et à leur date, puis une décision tracée jusqu'à la GMAO.
Par la rédaction d'optim.aize · Lecture : 5 minutes
- Quatre niveaux de maintenance : corrective, préventive systématique, conditionnelle, prévisionnelle.
- Les ouvrages se dégradent lentement et sur de grandes surfaces : il faut le satellite, le drone et le contexte.
- Le cœur de la démarche : un score de criticité par section, qui croise état, évolution et enjeux.
- La boucle se ferme dans la GMAO : l'effet de chaque intervention se vérifie dans les mesures suivantes.
Corrective, préventive, conditionnelle, prévisionnelle : de quoi parle-t-on ?
La terminologie de la maintenance, normalisée en Europe par la norme EN 13306, distingue plusieurs niveaux selon ce qui déclenche l'intervention :
| Type | Déclencheur | Exemple sur une infrastructure |
|---|---|---|
| Corrective | La défaillance est constatée | Reprise d'un remblai après un affaissement |
| Préventive systématique | Un calendrier ou un nombre de cycles | Inspection annuelle des quais |
| Conditionnelle | Une mesure franchit un seuil | Alerte quand le tassement d'une section dépasse une valeur fixée |
| Prévisionnelle, dite prédictive | Une prévision de l'évolution de l'état | Intervention programmée avant que la vitesse de tassement ne rende la voie hors tolérance |
Passer de la maintenance systématique à la maintenance conditionnelle, puis prévisionnelle, c'est concentrer les moyens là où l'état de l'ouvrage le justifie, et éviter les interventions en urgence, plus coûteuses et plus perturbantes pour l'exploitation.
Machines et ouvrages : deux maintenances prédictives différentes
La maintenance prédictive est née sur les machines tournantes : un moteur, une pompe ou un réducteur se surveillent par analyse vibratoire, avec un capteur par équipement et des dégradations qui se jouent en semaines. C'est un métier que le groupe jll.spear pratique au quotidien avec sa filiale ASE-Serem.
Les ouvrages obéissent à d'autres règles :
- ils s'étendent sur des kilomètres ou des hectares, où l'on ne peut pas poser un capteur partout ;
- ils se dégradent lentement, sur des mois ou des années, avec des cycles saisonniers à distinguer d'une vraie dérive ;
- leur comportement dépend du sol, du climat et de l'eau autant que de leur propre état.
D'où la nécessité de mesures couvrantes, comme l'InSAR satellitaire et les levés drone, rattachées à un contexte géographique, puis de capteurs posés là où ils sont vraiment utiles.
Quelles données pour anticiper la dégradation d'un ouvrage ?
| Source | Ce qu'elle mesure | Fréquence typique |
|---|---|---|
| InSAR satellitaire | Mouvements du sol et des ouvrages, au millimètre | Tous les 6 à 12 jours, historique depuis 2014 |
| LiDAR et photogrammétrie par drone | Géométrie, pentes, profils, volumes | Campagnes ponctuelles ou périodiques |
| Thermographie | Défauts thermiques, infiltrations, défauts électriques | Campagnes ponctuelles |
| Capteurs géotechniques et structurels | Inclinaison, pression d'eau, fissures, contraintes | En continu, en des points précis |
| Météo et climat | Pluie, sécheresse, températures, houle, marées | En continu |
| Historique GMAO et inspections | Interventions, constats, travaux | À chaque événement |
Aucune de ces sources ne suffit seule. Leur valeur vient de leur croisement dans un même référentiel, ce que décrit notre article sur la data science géospatiale. Si les données manquent, optim.aize peut en assurer l'acquisition.
Quels modèles pour la maintenance prédictive des ouvrages ?
- Analyse de tendance : vitesse et accélération des déplacements, pour distinguer une zone stable d'une zone qui dérive ;
- Détection de ruptures : changement brutal de comportement d'une série, après une crue, un chantier ou une sécheresse ;
- Séparation des cycles : isoler le mouvement saisonnier des argiles de la tendance de fond ;
- Détection d'anomalies : repérer ce qui s'écarte du comportement habituel, sans attendre d'avoir des exemples de défaillance ;
- Score de criticité : combiner l'état mesuré, son évolution, l'exposition aux aléas et les enjeux de la section, trafic, sûreté, coût d'une interruption.
Le score de criticité est l'outil de décision : il classe les sections d'ouvrage ou les tronçons pour programmer les interventions. Les modèles qui l'alimentent relèvent de l'IA géospatiale, validée par des géoscientifiques.
La maintenance prédictive, ouvrage par ouvrage
| Ouvrage | Signal surveillé | Décision |
|---|---|---|
| Remblai ferroviaire | Tassement qui s'accélère après un été sec | Inspection drone, capteurs ciblés, confortement programmé |
| Quai portuaire | Déplacement d'une section, fissures, corrosion | Restriction de charge, réaffectation du poste, inspection |
| Grue portuaire | Dérive de la télémétrie, usure du chemin de roulement | Maintenance conditionnelle avant la panne |
| Clôture aéroportuaire | Dégradations repérées d'une patrouille à l'autre | Ordre de réparation dans la GMAO |
| Centrale solaire | Défauts thermiques détectés et classés | Nettoyage ou remplacement priorisé |
Le cas du remblai est détaillé dans notre article sur la surveillance d’un remblai ferroviaire par InSAR, celui du quai dans l'article port intelligent.
Mettre en place la maintenance prédictive d'un réseau d'ouvrages
- Inventorier et géoréférencer les actifs, en les rattachant au référentiel de l'exploitant : points kilométriques, postes à quai, sections de clôture.
- Établir l'état initial, par exemple par une étude InSAR historique depuis 2014, sans aucune installation.
- Définir les seuils et le score de criticité avec les équipes, sur leurs propres enjeux.
- Brancher la boucle sur la GMAO : chaque alerte devient un ordre de travail, chaque intervention est tracée.
- Mesurer l'effet : l'évolution des mesures après une intervention confirme ou non son efficacité, et affine les modèles.
Cette démarche s'appuie sur la plateforme SIG souveraine YAAPS et sur ses modules de jumeaux numériques et de surveillance par cartographie.
Pour aller plus loin
Surveiller un remblai ferroviaire par InSAR
La méthode et le retour d'expérience de Ferrocampus.
Port intelligent : données, IA et jumeau numérique
Ouvrages, équipements et flux sur une même carte.
Questions fréquentes
Questions fréquentes
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Qu'est-ce que la maintenance prédictive des infrastructures ?
C'est le fait d'intervenir sur un ouvrage ou un équipement avant sa défaillance, à partir de mesures de son état et de modèles qui anticipent son évolution. Pour les ouvrages, elle repose sur des mesures couvrantes, comme l'InSAR et le drone, rattachées à leur contexte géographique.
Quelle différence entre maintenance conditionnelle et prédictive ?
La maintenance conditionnelle se déclenche quand une mesure franchit un seuil. La maintenance prévisionnelle, dite prédictive, anticipe l'évolution de l'état pour intervenir avant que ce seuil ne soit atteint.
Quelles données faut-il pour démarrer ?
Un inventaire géoréférencé des actifs et un état initial suffisent pour commencer. Une étude InSAR historique fournit cet état initial sur tout un site, depuis 2014, sans installation. Les capteurs et les levés drone viennent ensuite là où ils sont utiles.
La maintenance prédictive remplace-t-elle les inspections réglementaires ?
Non. Elle les complète par une vision continue de tout le patrimoine et oriente les inspections vers les zones qui évoluent.
Comment relier la maintenance prédictive à la GMAO ?
Par API : YAAPS transmet à la GMAO les alertes et les zones à traiter sous forme d'ordres de travail, et récupère l'historique des interventions pour vérifier leur effet dans les mesures suivantes.
- Copernicus, European Ground Motion Service (EGMS)
- Open Geospatial Consortium, famille de standards OGC API
optim.aize, filiale innovation du groupe jll.spear basée à Bordeaux, développe YAAPS, la plateforme souveraine et open source qui connecte, collecte, traite et contextualise les données des infrastructures critiques pour aider à la décision.
Par quel ouvrage commencer ?
Nous pouvons réaliser une première étude InSAR historique sur le site ou le tronçon de votre choix, pour établir l'état initial.