Le centre d'ingénierie civile de l'armée de l'air (AFCEC), situé sur la base interarmées de San Antonio-Lackland, au Texas, est une unité subordonnée primaire de 1 900 personnes du centre d'installation et de soutien de mission de l'armée de l'air, Air Force Materiel Command. Le centre est chargé de fournir des services d'ingénierie d'installation réactifs, flexibles et complets.
Les missions de l'AFCEC comprennent la planification, la conception et la construction d'installations, le soutien aux opérations, la gestion des biens immobiliers, le soutien énergétique, la conformité et la restauration environnementales, les assertions d'audit, l'acquisition et la gestion de programmes. L'unité mène ses opérations sur plus de 75 sites dans le monde. À la Joint Base Cape Cod (JBCC), l'AFCEC gère les sites de contamination des sols et des eaux souterraines dans le cadre du programme de restauration des installations et du programme de réponse aux munitions militaires, conformément à la loi sur la réponse, la compensation et la responsabilité environnementales complètes (également connue sous le nom de "Superfund"), comme l'exige le programme de restauration environnementale de la défense.
Défi commercial
Le JBCC est une base militaire de 22 000 acres située à l'ouest de Cape Cod dans le comté de Barnstable, MA, à environ 60 miles au sud de Boston. La base est utilisée pour des activités de formation militaire depuis 1911 et est située au-dessus d'un aquifère à source unique qui fournit de l'eau potable aux résidents de l'Upper Cape. En raison de la contamination due aux déversements de produits chimiques et de carburant, aux activités d'entraînement au feu, aux décharges et aux structures de drainage, la base a été ajoutée à la liste des priorités nationales (NPL) en 1989 en tant que site Superfund. Il existe plus de 100 zones sources et 18 panaches d'eaux souterraines, dont neuf font l'objet d'une extraction et d'un traitement avec un débit combiné d'environ 11 millions de gallons par jour.
Depuis près de vingt ans, les équipes d'ingénieurs et d'autres experts en assainissement du JBCC construisent, exploitent et surveillent les systèmes de traitement des eaux souterraines qui se trouvent sur la base et à l'extérieur dans les communautés environnantes. Brad Johnson, ingénieur de projet chez Jacobs, l'entrepreneur du JBCC, a expliqué que le processus d'assainissement continu de milliards de gallons d'eau contaminée nécessite une surveillance attentive et continue. Les mesures comprennent un large éventail de paramètres tels que les débits, les niveaux des réservoirs et les pressions du système, avec des mises à jour aussi fréquentes qu'une fois par seconde.
"Nous avons de nombreux puits d'extraction et de réinjection des eaux souterraines qui se trouvent à des milliers de pieds - parfois des kilomètres - des usines de traitement", a-t-il déclaré. "Les systèmes ont été construits à l'origine pour déployer des connexions utilisant principalement des paires torsadées en cuivre. Malheureusement, cela signifiait que l'AFCEC payait 2 000 $ par mois pour les communications par ligne terrestre, et certains circuits avaient des problèmes matériels qui créaient de fréquentes interruptions de service. Nous avions besoin d'un moyen de garantir que les systèmes fonctionnent conformément aux exigences et aux spécifications."
Solution
Soucieuse de réduire ses coûts et d'accroître la fiabilité de ses connexions sur l'ensemble de ses sites, l'AFCEC s'est associée à Verizon Wireless et a accepté ses recommandations. L'équipe de l'AFCEC a commencé à passer à la connectivité sans fil pour ses sites d'équipement à travers la base militaire. Après une évaluation minutieuse, l'équipe a procédé à un déploiement pilote du routeur cellulaire Digi WR21.
Ce routeur complet peut fournir une connectivité WWAN primaire et de secours sur 3G/4G/LTE avec support série RS232/422/485 et double Ethernet. Des options d'alimentation et de connectivité flexibles, ainsi que des plages de température étendues font du Digi WR21 un produit polyvalent pour les environnements commerciaux et industriels. Digi Remote Manager®, une solution de gestion de réseau basée sur le cloud, permet de faciliter l'installation, la configuration, les mises à jour du micrologiciel et la surveillance de grandes installations de routeurs cellulaires Digi distants.
Deux unités ont été déployées pour l'évaluation initiale - l'une dans un puits d'extraction et l'autre dans une station de traitement - tandis que Verizon Wireless a fourni la connectivité sans fil.
"Nous avons dû travailler avec diligence pendant le déploiement en raison de problèmes de puissance du signal et d'antenne", a déclaré Johnson. "En fin de compte, il s'agissait d'un problème de configuration - les appareils étaient initialement configurés pour communiquer ouvertement sur n'importe quelle bande cellulaire. Mais avec les antennes et les emplacements d'antenne appropriés, et un verrouillage sur la bande 700 MHz, nous avons pu obtenir des signaux LTE cohérents sur les deux sites de test. "
Les systèmes de contrôle modernes tels que les systèmes AFCEC/JBCC utilisent la norme Modbus, un protocole industriel conçu à l'origine pour les liaisons filaires en cuivre. Bien que la disponibilité des réseaux cellulaires soit désormais supérieure à celle des réseaux filaires, la latence accrue constitue souvent un problème pour les systèmes de contrôle existants, habitués à des temps de réponse en millisecondes. Cependant, la combinaison de la faible latence de Verizon LTE et du support natif Modbus série/TCP du Digi WR21 a permis un taux de réussite élevé pour la transition des systèmes de contrôle du filaire au sans fil.
Résultats
"En un tour de main, ce changement a augmenté la fiabilité de nos communications", a déclaré M. Johnson. "Les économies résultant de la réduction des frais mensuels, et les économies de main-d'œuvre prévues du fait de ne pas avoir à régler les fréquents problèmes de ligne fixe, sont également considérables. Nous utilisons ces deux unités d'essai depuis environ trois ans, et nous prévoyons de les étendre à nos neuf autres systèmes de traitement. Les huit connexions fixes que nous prévoyons de remplacer coûtent à l'AFCEC un total d'environ 1 300 dollars par mois. Mais les connexions sans fil de remplacement ne coûteront que 355 $ par mois, avec une allocation mensuelle de données combinée de 60 Go. Nous devrions donc récupérer 100 % du matériel en moins de six mois. Lorsque nous remplacerons les autres lignes fixes, et si l'on considère que nous avons encore environ 20 ans de travaux d'assainissement devant nous, les économies seront encore plus importantes."
M. Johnson a ajouté : "Je dois également souligner que Verizon Wireless et Digi se sont pliés en quatre pour nous aider dans cette transition vers le cellulaire. Les deux sociétés ont travaillé avec diligence pour nous aider à réussir. Nous sommes très satisfaits de nos résultats et nous avons hâte d'étendre cette transition réussie à l'ensemble de nos sites d'assainissement."