La puissance des rayons cosmiques pourrait-elle offrir une nouvelle façon de détecter les défauts structurels ?

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Une start-up basée en Estonie a développé une méthode de numérisation 3D utilisant le flux de muons, qui s'appuie sur des particules subatomiques pour classer les matériaux et les objets. Cela pourrait-il changer la donne pour le secteur ?

Carte illustrée du voyage des muons (Image : GScan) Une illustration de la façon dont les muons se déplacent dans l'atmosphère. (Image : GScan)

L'entreprise s'appelle GScan et estime avoir une chance de perturber les segments de la numérisation 3D et de la modélisation de la construction.

Le processus repose sur des muons � des particules fondamentales et subatomiques similaires aux électrons � qui sont capables de traverser ce que les humains perçoivent comme des objets solides.

Le PDG de la société et l'un de ses premiers investisseurs, Marek Helm, ont parlé à Construction Briefing de cette technologie au nom futuriste et ont envisagé ce qui pourrait être l'avenir de GScan alors qu'elle prend pied dans le secteur de la construction.

En savoir plus sur la technologie de flux muonique de GScan

« N’ayez pas honte ! » a dit Helm à ce rédacteur en chef, qui avait du mal à comprendre le processus de haute technologie au cours d’une conversation. « Je ne savais pas non plus ce qu’étaient les muons auparavant. »

Bâtiment de l’ère soviétique à Paldiski, Estonie (Image : Adobe Stock) Une ancienne structure de l'Union soviétique à Paldiski, en Estonie. (Image : Adobe Stock)

GScan a été fondée en 2018 et Helm a rejoint l'entreprise en tant qu'investisseur et membre du conseil de surveillance en 2021. Depuis lors, il a eu amplement le temps de réfléchir à ce qu'il appelle un produit révolutionnaire et est devenu expert dans sa traduction pour le grand public.

« Ce n’est pas de la science-fiction, c’est de la science », a assuré Helm. « Mais, en langage humain, les muons sont de petites particules cosmiques générées à 15 km au-dessus du niveau de la mer, pénétrant dans le sol à la vitesse de la lumière. »

Selon Helm, les particules se déplacent dans l'atmosphère et pénètrent dans la Terre à une vitesse de 2,2 microsecondes par million de particules. « Cela signifie que 10 000 particules de muons par mètre ³¦²¹°ù°ùé et par minute traversent votre corps », a ajouté Helm.

Il a ajouté que GScan avait développé du matériel et des logiciels capables de capturer et d'analyser les muons qui ont traversé des objets solides. L'analyse, a expliqué Helm, fournit des informations sur ce qui se trouve à l'intérieur de ces objets.

La méthode Paldiski de GScan pour identifier les déchets nucléaires (Image : GScan) Illustration de la méthode GScan sur le projet de restauration de la base de sous-marins nucléaires de Paldiski, en Estonie. (Image : GScan)

« En gros, les muons passent par le scanner supérieur, puis nous « capturons » les mêmes muons au niveau inférieur du détecteur », explique Helm.

La technologie de GScan est capable de déterminer comment les muons se sont dispersés ou ont modifié leurs trajectoires au cours de leur voyage, ce qui permet aux ingénieurs de s'appuyer sur les données subatomiques pour créer un modèle de l'objet scanné.

« Nous avons une carte, ou une racine de particule, et nous pouvons dessiner un logiciel, en remontant à travers ces angles de diffusion, et grâce à cela, nous pouvons créer l'image. »

A l'origine, la technologie de flux muonique de GScan était utilisée pour scanner des conteneurs de transport, notamment ceux qui traversaient des frontières internationales. Mais depuis, l'équipe a réalisé des applications solides dans les projets de construction, d'infrastructure et de génie civil.

Comment GScan utilise le flux de muons dans les applications de construction

Helm a déclaré à Construction Briefing que les données des muons peuvent illustrer quelles parties d'un objet sont quoi (béton, métal, sol), et elles peuvent aider à illustrer s'il y a de la corrosion ou des lacunes.

Selon Helm, les ponts et les infrastructures civiles sont des applications idéales pour cette technologie. « Cela va changer la donne dans le monde du génie civil », a-t-il déclaré.

Il a poursuivi : « À chaque endroit, au plus profond d'un pont par exemple, nous mesurons des points et nous pouvons revenir en arrière et comprendre et mesurer la composition chimique de tous les matériaux présents à cet endroit. Nous pouvons comprendre s'il manque un couronnement ou s'il y avait un vide. »

Un moulin à vent scanné par un flux de muons (Image : GScan) GScan travaille sur l'utilisation du flux de muons pour scanner une éolienne. (Image : GScan)

GScan a notamment travaillé sur un projet unique en son genre : la réhabilitation d'un ancien centre de formation de sous-marins nucléaires de l'Union soviétique à Paldiski, en Estonie. Ce centre de formation de sous-marins nucléaires était autrefois le plus grand de ce type au monde.

« Il y a trente ans, les troupes militaires russes sont parties et, avant de partir, elles ont mis tous les déchets nucléaires à l'intérieur et les ont remplis de béton », explique Helm. « Et le gouvernement [estonien] n'avait aucune idée de l'emplacement des réacteurs, des déchets qui s'y trouvaient, etc.

« Nous plaçons nos scanners sous les sarcophages [nucléaires] et les découpons avec une résolution de 1 mm, ce qui donne une image 3D exacte. »

Helm a déclaré qu'avec ces informations, les experts en démolition et en recyclage chargés de nettoyer le site ont pu prendre des décisions éclairées et plus sûres.

Quelle est la prochaine étape pour GScan et le flux de muons ?

GScan était l'un des huit finalistes du concours de startups Cemex Ventures à Trimble Dimensions 2024, bien que l'entreprise ait manqué de peu de remporter une médaille.

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Les gagnants du concours Construction Start Up 2024 dévoilés Trois gagnants ont été annoncés lors de la finale à Las Vegas, aux États-Unis

Helm a admis que le marché américain (où Dimensions se tient chaque année) ne devrait pas être l'un des prochains marchés sur lesquels GScan s'implanter en raison de sa taille, mais il a déclaré que des discussions avaient été engagées avec le département des autoroutes nationales du Royaume-Uni, avec lequel GScan a déjà travaillé (l'entreprise a un bureau à Cambridge, en Angleterre). Il a ajouté qu'il pourrait également y avoir des possibilités en Allemagne, où l'entreprise a également ouvert un bureau satellite à Munich.

Marc Helm Marek Helm, PDG de GScan

Helm a déclaré que GScan adopte une approche lente mais sûre en matière d'expansion, car il reconnaît que la technologie des infrastructures civiles peut être un segment difficile à pénétrer.

« Le monde du génie civil est très conservateur. Tout le monde veut tester et valider », a-t-il déclaré. « Et nous ne prétendons pas remplacer les technologies actuelles ; nous ajoutons simplement un ensemble de données très précieux à ces outils existants. »

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