Mondaic, spin-off de l’ETH, utilise la physique des ondes pour analyser l’intérieur des ponts, des pipelines ou des composants d’avions et vérifier leur stabilité. L’histoire de la transformation d’un code scientifique pour l’exploration de Mars en une start-up prospère.
Lorsque la sonde sans équipage InSight de la NASA s’est posée sur Mars fin 2018, sa mission était inédite : explorer la structure interne de la planète rouge. Cela a été possible grâce à un sismomètre ultrasensible développé en partie par l’ETH Zurich. L’instrument a enregistré les moindres tremblements causés par des événements tels que des séismes martiens ou des impacts de météorites.
Cependant, il fallait plus qu’un simple appareil de mesure pour déchiffrer les données sismiques renvoyées sur Terre par la sonde martienne. Les chercheurs de l’ETH Zurich ont donc développé des modèles et des simulateurs qui leur ont permis de déduire la structure interne de Mars à partir de ces données.
Christian Boehm était l’un de ces chercheurs. Conscient que cette technologie ne fonctionnerait pas uniquement sur Mars, il a fondé en 2018, avec ses collègues Michael Afanasiev et Lion Krischer, la spin-off de l’ETH Mondaic. « Ce qui nous a permis d’explorer la planète rouge à l’époque nous aide aujourd’hui à examiner l’intérieur des ponts, des pièces d’avion ou d’autres matériaux sans avoir à les découper ou à les percer », observe Christian Boehm, aujourd’hui directeur général de Mondaic.
Des ondes provenant de l’intérieur
Le principe derrière la technologie de Mondaic est facile à expliquer : une onde – déclenchée par un tremblement de terre ou un appareil à ultrasons, par exemple – se propage à travers un objet donné, qu’il s’agisse d’une planète, d’un pilier en béton ou de l’aile d’un avion. Christian Boehm et son équipe utilisent ensuite des capteurs pour mesurer la façon dont la forme d’onde est modifiée par l’intérieur de l’objet.
Les ingénieurs de Mondaic comparent ces données avec un jumeau numérique qui modélise les caractéristiques physiques de l’objet. M. Boehm explique ce processus à l’aide d’un pipeline : « Par exemple, nous utilisons notre logiciel pour simuler la façon dont une onde ultrasonique devrait se propager dans le pipeline s’il n’était pas endommagé. » Si la forme d’onde du pipeline réel diffère de celle de son jumeau numérique, Boehm et son équipe savent que quelque chose ne va pas. Ils peuvent ainsi déterminer qu’il doit y avoir des fissures dans le pipeline et localiser leur emplacement, par exemple.
Du code de recherche au produit
Le logiciel Mondaic a été initialement créé dans le cadre de plusieurs projets de recherche menés par le groupe de sismologie et de physique des ondes, dirigé par Andreas Fichtner. Cependant, les chercheurs ont rencontré de nombreux obstacles dans le processus de transformation d’un code à des fins de recherche en un produit commercialisable : « Nous avons dû tout repenser afin de rendre le logiciel stable et convivial et d’automatiser entièrement l’application, depuis les données de mesure jusqu’à l’image finale », ajoute le cofondateur Boehm.
La force de Mondaic réside dans la combinaison d’une physique des ondes précise et d’une technologie cloud efficace. Ce qui n’était auparavant possible que sur des ordinateurs haute performance, tels que ceux du Centre suisse de calcul scientifique (CSCS) à Lugano, peut désormais être calculé dans le cloud en quelques minutes seulement. « L’efficacité des solutions cloud modernes rend notre technologie compétitive et adaptée à un usage quotidien, y compris en dehors du monde de la recherche », précise M. Boehm.
Aujourd’hui, la spin-off de l’ETH fournit non seulement des logiciels, mais aussi des solutions complètes pour les inspections, notamment des capteurs, des solutions cloud et des services de conseil. Ainsi, cette technologie peut même être utilisée par des personnes qui n’ont aucune connaissance en physique des ondes.
Pyramides, pipelines et avions
Les applications possibles sont nombreuses, allant de la géophysique à la surveillance des composants. Par exemple, le logiciel Mondaic a permis à des chercheurs de découvrir un couloir jusqu’alors inconnu dans la Grande Pyramide d’Égypte, de calculer le risque de tremblements de terre et de surveiller les essais nucléaires.
Mais ce n’est pas tout. En Allemagne, l’équipe de Mondaic analyse l’état des ponts en collaboration avec l’Institut fédéral allemand pour la recherche et les essais sur les matériaux (BAM) et la société Vallen Systeme. Ici, l’accent est principalement mis sur les données d’émission acoustique. « Les gens appellent souvent cette technique la microsismologie, car la rupture d’un câble de tension précontraint à l’intérieur d’un pont s’apparente à un petit tremblement de terre – et nous pouvons le détecter grâce à notre logiciel », indique M. Boehm.
En Suisse également, la spin-off de l’ETH collabore avec l’Office fédéral des routes (OFROU) sur un projet d’inspection des ponts. Les ingénieurs transmettent des ondes ultrasonores ciblées à travers les composants du pont et analysent leurs formes d’onde. Cela permet de détecter et de localiser à un stade précoce les inclusions d’air, les dégâts causés par l’eau ou les joints de mortier mal pressés, ce qui permet aux autorités de réparer les ponts endommagés en temps utile.
De la Terre à Mars ?
La technologie de Mondaic pourrait également trouver des applications dans l’industrie aérospatiale. En collaboration avec la Haute école spécialisée du nord-ouest de la Suisse (FHNW) et des chercheurs de l’ETH Zurich, M. Boehm et son équipe ont testé un composant en polymère renforcé de fibres de carbone, tel que celui utilisé dans les coques extérieures des avions. Le logiciel de Mondaic a permis de détecter des dommages survenus pendant la fabrication. « Cela démontre le potentiel de notre méthode pour le contrôle qualité des composants de haute technologie », ajoute M. Boehm.
Ce qui a commencé comme un outil scientifique pour étudier Mars contribue aujourd’hui à améliorer la sécurité des composants et des infrastructures sur Terre. Cependant, Boehm n’en a pas tout à fait fini avec la planète rouge : « Peut-être qu’un jour, un composant inspecté par Mondaic s’envolera pour Mars. Mais d’ici là, nous avons encore beaucoup à faire ici sur Terre. »
La spin-off de l’ETH Mondaic a été soutenue par le Centre d’incubation d’entreprises de l’Agence spatiale européenne en Suisse (ESA BIC Switzerland). Ce programme est géré par l’ETH Zurich et soutient les start-ups ayant un lien avec l’espace.
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