“Jumeaux numériques”, digitalisation et sûreté de la filière nucléaire française

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Le clonage numérique des réacteurs, existant et à venir, doit permettre d’optimiser les phases de conception, d’exploitation et de maintenance des installations, alors qu’EDF s’est lancé dans le prolongement de la durée de vie de ses centrales.

En 2018, l’atome a poursuivi sa révolution digitale. Alors que de plus en plus de pays font le pari du nucléaire pour concilier consommation énergétique et enjeux climatiques, les ingénieurs tentent depuis quelques années de convertir la filière, non seulement au numérique, mais également à l’intelligence artificielle. Et il y a de quoi faire : tout un tas de « données hétérogènes » accompagnent un réacteur, depuis le stade de projet et la phase d’incubation, jusqu’aux nombreuses régulations auxquelles il est soumis durant son cycle de vie (40 à 60 ans), qui nécessitent des traitements toujours plus efficients et sûrs. Devant la complexité technologique, humaine et règlementaire des projets actuels, les nouvelles technologies permettent, selon les ingénieurs, de pallier tout type de difficultés, tout en gagnant en performances économiques et industrielles.

Le 27 juin 2018, EDF, le gestionnaire du parc de centrales nucléaires françaises, a par ainsi fait un grand pas en avant sur la voie de la digitalisation à grande échelle. L’électricien a signé, avec Dassault Systèmes, éditeur de logiciels de conception 3D, et Capgemini, numéro 1 tricolore de service du numérique, un accord pour transformer sa filière ingénierie nucléaire. Le but ? Faciliter l’accès de toutes les entreprises qui la composent aux données des projets industriels en temps réel. Que ce soit en France – le pays dispose de 58 réacteurs à eau pressurisée –, en Angleterre, en Finlande ou en Inde, par exemple, les trois pays ayant opté pour le modèle EPR (réacteur pressurisé européen – de troisième génération).

Concrètement, « la problématique actuelle est d’arriver à disposer d’un nouveau référentiel de données commun interopérable, en vue d’obtenir une meilleure maîtrise de l’exécution des projets et d’anticiper de nouvelles approches en ce qui concerne l’exploitation et la maintenance », renseigne Robert Plana, docteur en philosophie et spécialiste des technologiques de l’information et de la communication (TIC). Plutôt que de plancher sur des milliers de pages lors du démarrage d’un projet industriel, les ingénieurs, grâce au numérique et à l’intelligence artificielle, peuvent avoir accès à des exigences opérationnelles et des données hiérarchisées, « afin d’aller au-delà de ce que l’humain est capable de faire », ajoute Robert Plana.

Les “jumeaux numériques” au service de la filière nucléaire

L’immixtion du « big data » dans la filière nucléaire permet également d’optimiser les programmes de maintenance, de diagnostic ou d’anticipation des pannes. Ceci dans le but d’assurer la disponibilité des installations – et donc de la production d’électricité –, en période hivernale notamment. Pour ce faire, tout un tas de technologies sont utilisées, des drones à la robotique, en passant par des capteurs et autres dispositifs intelligents connectés, afin de visualiser, accéder et traiter l’information issue des centrales. La véritable révolution digitale de la filière nucléaire résidant dans l’apparition d’un « jumeau numérique » pour chaque réacteur – même existant. Soit un ensemble d’algorithmes produisant la simulation fonctionnelle d’une installation nucléaire, qui servira pour tout type d’expériences. Et pour chaque acteur de la filière.

Les phases de conception, d’exploitation et de maintenance des réacteurs devraient être ainsi optimisées, en termes de coûts mais également et surtout en termes de sûreté. La numérisation du parc répondant ainsi à une préoccupation de sécurisation croissante des installations, tout en permettant de développer et d’accélérer les procédures d’urgence. « L’intelligence artificielle est déjà utilisée pour réaliser des rapports à partir d’observations et de photos. De la même façon, la centrale étant capable de s’autogérer en termes de calculs et contrôle commande, le contrôle automatique des défauts est possible au niveau même de l’ensemble ou uniquement de certaines machines », indique à ce titre Robert Plana.

Le chantier des « jumeaux numériques » devrait s’étaler jusqu’en 2020 – il est intégré dans le plan « Grand Carénage » de l’électricien, évalué à plus ou moins 50 milliards d’euros – et concerne tous les paliers de centrales (900, 1 300 et 1 450 mégawatts). A terme, EDF espère généraliser l’utilisation de ces « clones digitaux », et entend former ses salariés et sous-traitants aux nouvelles manœuvres numériques. L’idée, in fine : avoir une continuité de l’information sur l’ensemble de la chaine de production et disposer de toutes les données nécessaires en temps utile. Un enjeu de taille pour le groupe tricolore, qui tente actuellement de démontrer la viabilité de ses centrales pour quelques décennies de plus.

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