Siemens rend les pistes de ski plus sûres

insight 1/2019

Lorsqu'on fait sauter des masses neigeuses, la sécurité est la première des priorités. Un cas pour SIPLUS de Siemens Les composants SIPLUS sont des composants de sécurité et l'automate défie l'environnement rude par des températures pouvant descendre jusqu'à -40 °C.

 

Une explosion : sur le Parpaner Rothorn de Lenzerheide, une avalanche dévale la pente dans un grondement. Mais les masses neigeuses ne se sont pas spontanément mises en mouvement. La cause en était la détonation d'une charge explosive, déclenchée depuis un mât de déclenchement d'avalanche installé par l'entreprise Inauen-Schätti SA de Glarner, dans le cadre d'un essai pilote. La commande de détonation arrive par le réseau de téléphonie mobile au module de communication dans le mât de déclenchement d'avalanche tout en haut de la montagne. Un chargeur avec des charges explosives y tourne, comme dans un revolver, jusqu'à ce qu'une charge se trouve en bas. Guidée de manière sûre, elle glisse dans le mécanisme de déclenchement. Le clapet s'ouvre, la charge explosive tombe et détone entre deux et trois mètres au-dessus de la couverture neigeuse. Une avalanche se déclenche. Il est possible de savoir si l'explosion a fonctionné même dans la vallée distante : devant l'ordinateur. Un microphone situé dans le mât de déclenchement d'avalanche capte les sons à des fins de contrôle. Le mât est implanté en biais sur le terrain. Un anneau dans lequel le boîtier du chargeur est suspendu est monté en haut du mât, comme sur un panneau de basket. Tout ce qui est nécessaire aux explosions y est intégré : charges explosives et mécanisme de déclenchement, automate, alimentation électrique, systèmes de communication et de surveillance. Tous les composants sont intégrés dans un espace minimal. Le boîtier du chargeur est totalement autonome ; il n'a besoin d'aucun câble ou raccord et peut-être remplacé par hélicoptère.

 

En haute altitude dans les Alpes, les systèmes doivent résister à des conditions extrêmes. "Nous avons reçu un cahier des charges précis, avec des exigences très élevées", relate Thomas Tschudin de la société Masora SA. "L'un des premiers défis a été de trouver un automate qui supporte des températures allant jusqu'à -30 °C". M. Tschudin a pris contact avec Siemens et a trouvé ce qu'il cherchait : les composants de sécurité SIPLUS sont homologués pour des températures inférieures à 0 °C. Ils fonctionnent à un taux humidité de l'air de 100 %, résistent au gel et l'automate SIPLUS peut être utilisé jusqu'à une altitude de 5000 mètres.

 

Les conditions extrêmes ne proviennent pas que du rude climat d'altitude. D'énormes forces sont libérées lors de l'explosion. Cinq kilogrammes d'explosif – une grenade à main en contient de 200 à 300 grammes – libèrent toute leur puissance. Le mât de déclenchement d'avalanche est alors soumis à une onde de pression qui se déplace à une vitesse pouvant atteindre 4000 mètres par seconde. Les composants doivent résister à ces forces.



Automate de sécurité 

 

Lorsqu'on utilise des explosifs, la sécurité est la première des priorités. M. Tschudin donne un exemple : "Lorsque le boîtier du chargeur est suspendu à l'hélicoptère, nous devons être absolument sûrs qu'aucune charge explosive ne peut détoner". Plusieurs mécanismes de sécurité sont implémentés pour de tels cas. Des contacts sont montés sur le boîtier du chargeur et ils ne se ferment que lorsque le boîtier est bien fixé dans l'anneau. Et c'est seulement lorsque les contacts sont fermés qu'une explosion peut avoir lieu. "On ne peut naturellement se fier à de tels contacts que lorsque l'automate fonctionne parfaitement en permanence", souligne M. Tschudin. C'est ce qu'offre la CPU de la gamme SIPLUS. C'est une CPU de sécurité qui s'auto-surveille en permanence. "Sans cette fonction, nous ne pourrions pas garantir la sécurité élevée". À côté de ces mécanismes, un mécanisme de déclenchement breveté assure qu'une charge explosive ne peut pas être allumée lorsqu'elle se trouve hors du boîtier du chargeur.

 

Ce fut un défi de trouver un automate qui résiste à -30 °C.
Thomas Tschudin, directeur général adjoint de Masora SA

Consommation d'énergie minimale

 

Le boîtier du chargeur fait penser à une capsule spatiale ; toutes ses parois sont recouvertes de cellules solaires. "Nous avons monté des cellules solaires sur toutes les faces à dessein", explique Marco Larghi, chef de projet chez Inauen-Schätti. "Il est ainsi plus simple pour le pilote de déposer le boîtier du chargeur dans l'anneau". Et les développeurs ont dû veiller à la faible consommation en énergie. Le boîtier du chargeur devait être aussi petit et léger que possible. Les ingénieurs ont optimisé le système à un tel point que deux batteries de 65 Ah suffisent à alimenter tous les composants. Ainsi, l'automate est désactivé en général. Lors d'une commande de détonation, il est activé par le module de communication LOGO. "Les automates programmables ont ici un avantage certain sur les autres technologies. Il est possible de les désactiver et de les réactiver simplement sans longues routines", explique Rolf Frei, conseiller clientèle de la force de vente chez Siemens. S'il advenait que l'état de charge des deux batteries soit néanmoins très bas, les modules de communication seraient également désactivés. Dans ce cas, ils passent en mode veille et reprennent contact toutes les 5 à 30 minutes avec le système de conduite.

 

En ce qui concerne le réapprovisionnement des charges explosives, Inauen-Schätti a un temps d'avance sur la concurrence. Les cylindres contenant l'explosif peuvent être déposés dans le chargeur sans qu'il faille raccorder de câbles ou de mèches. "Lorsque les 32 charges ont été utilisées, l'hélicoptère vient chercher le boîtier du chargeur. Il est rempli ici dans la vallée", explique M. Larghi. L'intégration de tous les composants dans un seul boîtier constitue une innovation importante de cette génération. Sur les modèles précédents, le boîtier de commande était monté de manière fixe sur le mât et devait être enlevé séparément ou entretenu en montagne. Inauen-Schätti peut à présent effectuer ces travaux dans ses ateliers dans la vallée et entreposer le boîtier du chargeur durant l'été. Après le succès de l'essai pilote sur le domaine skiable de Lenzerheide, Inauen-Schätti va implanter sept installations sur différents sites dans les Alpes.