8/11 - La simulation numérique au service du démantèlement - Sfen

8/11 – La simulation numérique au service du démantèlement

Publié le 18 janvier 2022 - Mis à jour le 1 mars 2022
  • Continuité numérique
  • Démantèlement

Le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) doit démanteler et assainir des structures de natures très diverses : laboratoires, ateliers, installations de R&D, etc. La tâche est d’autant plus compliquée que ces installations ont connu des modifications importantes au cours des dernières décennies, des changements qui ne sont pas toujours bien documentés. L’usage de maquettes numériques 4D et de la réalité virtuelle permet de préparer ces chantiers pour en optimiser la sûreté et les coûts.

Si, pour le parc nucléaire existant, l’heure du démantèlement est encore lointaine, il s’agit d’une réalité bien actuelle pour les installations qui concernent le CEA. Le Commissariat a engagé des opérations de déconstruction et d’assainissement dès les années 1990. Il bénéficie en conséquence d’une très grande expérience qui aujourd’hui s’exerce sur 38 installations des sites de Marcoule, de Fontenay-aux-Roses, de Cadarache, de Saclay et de Grenoble. Ce sont plus de 1200 salariés du CEA qui sont concernés par ces projets mobilisant 740 millions d’euros de budget annuel financés par l’État.

Ces séries d’opérations mettent à jour des difficultés spécifiques. D’une part, les sites du CEA présentent une grande diversité d’installations au sein des réacteurs (piscine, réacteurs de recherche à neutrons rapides, etc.), des accélérateurs, des irradiateurs, des laboratoires, des ateliers ou même des installations de traitement de déchets et d’entreposage. Une diversité qui fait que « le CEA ne bénéficie pas d’effet de série », explique Patrick Devaux, expert sénior en ingénierie du démantèlement. Qui plus est, « pour les plus grandes installations, nous sommes confrontés à des durées de démantèlement de 30, 40, voire 60 ans, ce qui pose des questions de gestion de l’obsolescence des moyens numériques », témoigne l’expert. Par ailleurs, pour toutes les installations dédiées à la recherche et développement et pour les ateliers, les équipes de démantèlement doivent gérer des déchets de nature très diverse tout en étant confrontées à une traçabilité perfectible des modifications opérées au fil des années.

UP1, un site symbolique à assainir

En ce sens : l’exemple du démantèlement de l’usine d’extraction du plutonium de Marcoule (ou UP1 pour usine de plutonium no 1) dans le Gard est parlante. Mise en service en 1958, elle a fonctionné jusqu’en 1998 après avoir été successivement gérée par le CEA puis Orano. Pour en extraire le plutonium, l’usine a reçu beaucoup de combustibles irradiés provenant de nombreuses sources issues de réacteurs militaires et civils, comme ceux issus de la filière graphite gaz (UNNG) ou encore du réacteur à neutrons rapides Phénix. « Ce chantier ne bénéficie d’aucun effet de série, le traitement chimique des combustibles irradiés sur place a donné lieu à des niveaux de contamination qui peuvent être importants. Et la partie concernant la recherche et développement a une traçabilité des modifications très diverse », témoigne Vincent Perrot, en charge de l’activité réalité mixte au CEA. Pour faire face à ces difficultés, le besoin exprimé a été de pouvoir accéder à une maquette numérique le plus tôt possible, afin de réduire la quantité et la complexité du maquettage réel, de définir et consolider les modes opératoires, de vérifier le cadençage des opérations annoncées par les ingénieries et enfin de former les opérateurs aux tâches complexes à venir.

Lire des données hétérogènes

Sur le site nucléaire de Marcoule, le CEA bénéficie depuis douze ans d’une salle de réalité virtuelle qui permet d’interagir avec la maquette numérique. Une aide précieuse pour mener les projets de démantèlement du type de celui de l’usine UP1. Cette installation comprend notamment « des interfaces avancées à retour d’effort montées sur rail. L’ensemble est fait pour être mis en œuvre dans le processus et la conception d’un programme de démantèlement », détaille Vincent Perrot.

Ces outils de simulation permettent d’optimiser le processus de démantèlement à de multiples étapes des opérations. Dès la caractérisation du chantier, l’exploitation des données numériques permet de réduire le temps et le coût entre la génération de données d’entrées et la réalisation des simulations. « Nous avons aujourd’hui des outils pour gérer de manière fluide des données hétérogènes dans une visualisation immersive, telles que de la CAO, des nuages de points ou des photos 360 », assure Vincent Perrot. Cela permet aussi d’immerger précocement les opérateurs dans une visualisation à l’échelle 1 de lieux inaccessibles comme des cellules chaudes en s’affranchissant des contraintes réglementaires. Enfin, il est possible d’interagir rapidement avec les équipements – bras robotisés, ponts roulants, etc. – proposés par les titulaires de marché d’avant-projet.

Prolongez la lecture de la RGN

Cet article est réservé aux adhérents de la SFEN. Pour lire la suite et avoir accès à l’ensemble de nos archives, abonnez-vous à la Revue Générale Nucléaire.

Par la rédaction, Sfen I Photo © CEA – Opérations d’assainissement-démantèlement menées dans l’usine UP1 du site CEA de Marcoule.

  • Continuité numérique
  • Démantèlement