Tunnel de Beveren: prêt pour l'avenir avec digital twin

Une collaboration étroite et intelligente

« Chaque année, 5 millions de véhicules traversent le tunnel de Beveren », explique Michiel Xenakis qui était responsable, en tant qu’Automation Engineer chez Equans, du contrôle technique central dans le cadre de ce projet de rénovation. « Le tunnel est donc l’une des artères du port d’Anvers, mais au bout de près de 40 années de service, il avait besoin d’une refonte approfondie en termes de sécurité et de durabilité. »

« Nous avons construit un parc de panneaux solaires d'une puissance de 400 kWc qui couvre environ la moitié de l'approvisionnement énergétique du tunnel. Le tunnel a également été doté d’une station d’épuration capable de traiter quelque 3,5 millions de litres d’eau par jour. Pour la sécurité, de nouveaux couloirs et portes d’évacuation ont été aménagés, et les systèmes d’éclairage, de ventilation et de détection incendie ont également été entièrement renouvelés. »

Equans et Besix Unitec ont travaillé en étroite collaboration pour le contrôle électromécanique du tunnel. « Nous étions responsables des techniques associées aux deux voies du tunnel », explique Maarten Duym de Besix Unitec. « Nous avons installé les stations de pompage, les ventilateurs et le système d’extinction d’incendie, entre autres. Ces techniques communiquent toutes avec les PLC qu’Equans utilise de manière globale pour piloter le tunnel de manière centralisée. »

« Tout comme Equans, nous avons opté pour des PLC de Siemens dans nos techniques », ajoute Maarten. « En théorie, nous aurions pu en prendre d’autres, mais il est évidemment plus pratique pour la communication entre nos PLC que nous travaillions avec le même partenaire. De plus, Michiel et moi avions le même point de contact central chez Siemens, en la personne de Brecht Vandendoorent. Cela a également simplifié beaucoup de choses dans un projet avec des contraintes de temps. »

Contrôle automatique sûr

En tant que Customer Solution Architect chez Siemens, Brecht était donc en contact régulier avec Equans et Besix Unitec au cours du projet. « Au début, nous avons défini ensemble l’architecture technique », explique Brecht. « Nous avons ensuite organisé des réunions mensuelles pour faire le point sur l'avancement du projet et apporter les ajustements nécessaires. Cela nous a permis de mettre en place une architecture redondante pour chaque tube du tunnel, jusqu'au niveau des îlots d'E/S distants. » Besix a ainsi encore adopté plus d’îlots E/S à distance redondants pour assurer la compatibilité avec les PLC redondants utilisés par Equans. »

« Une architecture PLC redondante est essentielle pour garantir une disponibilité maximale », explique Michiel. « L’éventuelle défaillance d’un PLC n’a aucun impact direct sur le contrôle du tunnel et il ne faut pas fermer le tunnel. En cas d’incendie, par exemple, la ventilation et les panneaux de signalisation continueront à fonctionner. C’est évidemment essentiel à la sécurité des usagers du tunnel. »

« Un aspect important de la rénovation est que toutes les techniques sont désormais pilotées automatiquement », poursuit Michiel. « Avant la rénovation, chaque incident nécessitait une opération manuelle de la part d’un membre du centre de contrôle. Désormais, ce n’est plus le cas et une action est automatiquement entreprise tout de suite via la commande PLC centrale. Encore une fois, c’est plus efficace et plus sûr. »

Réouverture rapide grâce au digital twin

Le contrôle automatique du tunnel de Beveren est unique en Belgique. Mais l’innovation la plus éloquente a été l’utilisation d’un digital twin. « Grâce à cette copie virtuelle du tunnel, nous avons pu tester le logiciel à l’avance », explique Michiel. « Cela nous a permis de réduire la marge d’erreurs et de rouvrir le tunnel au trafic routier plus rapidement. Pour ce faire, nous avons utilisé PLCSIM Advanced, un système Siemens qui permet de simuler de manière parfaitement virtuelle les contrôleurs SIMATIC S7. »

« Constituer un tel digital twin exige un certain temps », explique Brecht. « On part d’un modèle 3D et on le rend dynamique dans une interface graphique pratique. On y ajoute les boîtiers de distribution et on peut ensuite piloter l’éclairage à partir de là, par exemple. Toute personne qui est en train d’écrire un logiciel peut ainsi effectuer plus facilement un test à distance, sans avoir à se rendre systématiquement dans le tunnel ou – pire – à le fermer. Dans ce dernier cas, il est souvent impossible de prédire quand le tunnel pourra être rouvert. »

« Dans une prochaine phase, ce digital twin sera également pratique pour la formation du personnel », ajoute Michiel. « Avant, on donnait les grandes lignes et l’opérateur apprenait sur le tas, avec tous les risques que cela comportait. Dans ce projet, les opérateurs ont pu apprendre à travailler avec la nouvelle commande avant même la réouverture du tunnel. »

Exemple à suivre pour d’autres tunnels

Il est clair que les nombreuses nouvelles techniques font du tunnel Beveren un ouvrage totalement à l’épreuve du temps. « Et grâce aux protocoles de communication ouverts, il est toujours possible d’apporter une modification ou un ajout à la commande du tunnel sans avoir à apporter de gros changements au logiciel », explique Michiel. « Ce n’est pas anodin, car en cas d’incident majeur dans un tunnel, l’exploitant doit entreprendre une action pour sécuriser davantage encore le tunnel », ajoute Brecht.

« Cette rénovation totale est un exemple pour les projets futurs », estime Michiel. « Si cela dépend de moi, nous travaillerons désormais toujours avec un digital twin. Un atout supplémentaire en termes de durabilité est d’ailleurs la longue durée de vie du matériel Siemens. Et si vous souhaitez remplacer un PLC par un modèle plus récent au bout d’une dizaine d’années, vous pouvez le faire facilement sans avoir à apporter la moindre adaptation. »