Les travaux de mise à jour et d’extension du système de surveillance de la coupole de Brunelleschi ont commencé à Florence, dans le but d’assurer une meilleure compréhension du comportement structurel du monument. Le projet prévoit la mise en œuvre de nouvelles technologies qui viendront s’ajouter au système déjà actif, permettant une détection plus précise des déformations, des déplacements et des accélérations de la structure.
L’ensemble du système sera opérationnel d’ici la fin de l’année 2025, pour un investissement total de 662 000 euros. Les fonds ont été alloués dans le cadre du Plan national de relance et de résilience (PNR) et proviennent de l’Union européenne et de Nowtech Solutions srl. Le projet de recherche, à la base de l’intervention, a été développé par le département des statistiques, de l’informatique et des applications de l’université de Florence en collaboration avec l’Opera di Santa Maria del Fiore. Le projet exécutif, développé par Nowtech Solutions srl et IP Ingegneria srl, est intitulé “Smart Management of the Structural Health Monitoring of the Italian Heritage : the Brunelleschi case” et sera réalisé sous la supervision de l’Opera di Santa Maria del Fiore. Les départements DiSIA, DiCEA et DST de l’université de Florence collaborent également au projet, sous la supervision de la Soprintendenza Archeologia, Belle Arti e Paesaggio pour les provinces de Florence, Prato et Pistoia.
Le dôme, symbole architectural de la ville, a été achevé en 1436 et reste le plus grand dôme en maçonnerie du monde. Conçue et construite sans l’utilisation de nervures, elle constitue un unicum dans l’histoire de l’architecture et de l’ingénierie, mais précisément en raison de ses caractéristiques de construction particulières, elle a nécessité une attention et un contrôle constants depuis son origine, en particulier en ce qui concerne son état structurel. Dans ce contexte, le contrôle représente l’une des principales activités de l’Opera di Santa Maria del Fiore qui, depuis 1987, a complété le traditionnel relevé manuel des données par un système automatisé, désormais étendu aux autres principaux monuments du complexe : la cathédrale, le clocher et le baptistère de San Giovanni.
Par rapport au système déjà en place, qui était principalement orienté vers la mesure du comportement des lésions principales, le nouveau système prévoit une distribution plus homogène des capteurs sur l’ensemble de la structure architecturale. Des accéléromètres triaxiaux seront utilisés pour détecter les accélérations et les vibrations anormales, des inclinomètres biaxiaux placés à des points ciblés pour contrôler les déformations angulaires, et des transducteurs de position linéaires placés sur les nervures angulaires, capables d’enregistrer avec précision les déplacements. Le système sera complété par des capteurs de température, qui permettront d’analyser l’influence des variations thermiques sur la maçonnerie, et par un scanner laser capable de produire une cartographie tridimensionnelle du dôme, utile pour mieux comprendre les caractéristiques géométriques et structurelles de l’ouvrage.
L’objectif du nouveau système est de collecter des données complètes pour faciliter les analyses approfondies, en créant une plateforme numérique partagée entre les techniciens et les chercheurs. L’objectif est de fournir des outils d’investigation avancés capables de soutenir des stratégies efficaces pour la conservation du monument. Le projet représente donc une synthèse de l’innovation technologique et de l’attention portée à la tradition, visant à la prévention des risques et à la protection contre la dégradation, tout en maintenant l’utilisabilité et la sécurité de la coupole au fil du temps. En outre, le modèle développé peut également être appliqué à d’autres structures historiques de complexité similaire.
La surveillance de la coupole a des racines historiques profondes. Les premiers phénomènes de fissuration ont été observés peu après la fin des travaux, mais l’attention systématique portée à la structure ne s’est développée qu’en 1639, lorsque l’architecte de l’Opera del Duomo, Gherardo Silvani, a rédigé un rapport décrivant les fissures qui se produisaient et proposant des solutions pour les contenir. Une première étude organique du cadre des fissures a été réalisée en 1756 par Leonardo Ximenes, jésuite et ingénieur, qui a commencé à recueillir des données fonctionnelles pour étudier la stabilité de la structure afin de garantir la précision du gnomon de la cathédrale.
Au XXe siècle, la surveillance est devenue plus rigoureuse grâce à l’action de la première commission ministérielle (1934-1937), établie après la nomination du père Guido Alfani, directeur de l’observatoire Ximenes. L’activité a été interrompue par la Seconde Guerre mondiale, mais a repris en 1950 avec la deuxième commission. La troisième commission ministérielle (1975-1976) a introduit un nouveau système de relevé, faisant passer le nombre de points d’observation de 22 à 50, mais ce n’est qu’entre 1986 et 1987 qu’un système automatisé a été mis en place, construit par l’ISMES (aujourd’hui une division du Cesi), qui gère et entretient toujours le système avec l’Opera di Santa Maria del Fiore.
Le système actuellement en service utilise 72 capteurs, dont des transducteurs de positionnement, des télécoordinomètres, des jauges de niveau, des sondes piézométriques et des thermomètres. Récemment, des sismomètres ont également été intégrés pour détecter les vibrations et les événements microsismiques. Au fil des ans, cet ensemble complexe d’instruments a permis d’acquérir une grande quantité de données, qui constituent aujourd’hui la base des analyses effectuées par le Bureau technique de l’Opéra pour la planification des travaux d’entretien et de conservation.
Le nouveau projet s’inscrit dans le cadre plus large du financement alloué à la Fondation ICSC - Centre national de recherche en calcul à haute performance, Big Data et informatique quantique (CN1), financé sous le code de projet CN000013, CUP H93C22000450007 pour le Spoke 5 “Environment & Natural Disasters” de l’Université de Bari. Le projet a été sélectionné par le biais d’un appel ouvert, promu par le professeur Bruno Bertaccini du département de statistiques, d’informatique et d’applications DiSIA “G. Parenti” de l’université de Florence, en partenariat avec l’Opera di Santa Maria del Fiore. L’appel a été remporté par Nowtech Solutions srl, en collaboration avec IP Ingegneria srl, avec le projet “Smart Management of Structural Health Monitoring of Italian Heritage : the Brunelleschi case”.
"Le président de l’Opera di Santa Maria del Fiore, Luca Bagnoli, a déclaré : "Je crois pouvoir dire que la coupole de Brunelleschi fait l’objet d’un suivi très attentif, poursuivant des objectifs de protection et de conservation, mais aussi de recherche scientifique.
“La mise à jour du système de surveillance permettra d’affiner l’identification des anomalies et de mettre en œuvre des outils prédictifs de l’évolution structurelle du monument, notamment grâce à l’utilisation de techniques spécifiques d’intelligence artificielle”, explique Bruno Bertaccini, professeur de statistiques au département DiSIA ’G. Parenti’ de l’université de Florence et promoteur du projet.
Détecter, surveiller, enquêter", explique la commissaire Antonella Ranaldi, “permet de comprendre et de contrôler le comportement du dôme dans le temps, dans une optique de prévention et de connaissance, à l’aide d’outils avancés de collecte et de traitement des données, qui s’ajoutent à ceux déjà existants”.
“Nous sommes très honorés”, a déclaré Giulio Delitala, directeur de Nowtech Solutions et délégué d’IP Ingegneria, "d’avoir été choisis par les députés pour mener à bien cette activité de mise en œuvre des systèmes de surveillance de la coupole de Brunelleschi ; notre expérience, mûrie au cours d’années d’études et d’activités sur le terrain, sera mise au service de la protection de l’un des patrimoines architecturaux les plus extraordinaires existant dans le monde.
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| Florence, de nouveaux capteurs de haute technologie pour protéger le dôme de Brunelleschi |
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