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Défauts invisibles, solutions numériques

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Défauts invisibles, solutions numériques

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Prévenir les accidents industriels est un challenge : les défauts sont souvent invisibles à l’œil humain.

C’est une course contre le temps qui nous mène tout d’abord à Madrid, en Espagne.

Des chercheurs essayent de détecter de minuscules, millimétriques, défauts sur cette maquette d’un embout de réacteur nucléaire. Une pièce qui permet de contrôler le flux d’eau qui refroidit le réacteur.

Dimos Liaptsis, Coordinator, Nozzle Inspect project:

“Voici la surface intérieure de la cuve. A l’intérieur se trouve le réacteur nucléaire. C’est ici que se trouve l’embout que l’on doit inspecter. Dans cette soudure, il y a beaucoup de défauts. Certains sont si fins qu’on ne peut les voir à l’œil nu, d’autre se trouvent dans le volume du matériau”, décrit Dimos Liaptsis, coordinateur du projet NozzleInspect.

Pendant ce temps à Hambourg, en Allemagne, une autre course contre la montre est engagée par les chercheurs d’un autre projet européen. Il s’agit de repérer d‘éventuels défauts invisibles sur certaines parties importantes d’un navire, imaginées et construites sur ce chantier naval.

“Voici ce que l’on appelle la dérive de stabilisation, qui est donc une grosse dérive qui permet de stabiliser les navires en minimisant leurs mouvements en haute-mer, de manière à ce que le voyage soit plus confortable“indique Uwe Ewert, ingénieur en radiologie.

Retour à Madrid. Les scientifiques pensent avoir trouvé une solution pour inspecter les différentes couches d’acier de la maquette de l’embout : un bras articulé équipé d’un système à ultrasons.

“La raison pour laquelle il faut utiliser un système automatisé pour inspecter l’embout, est que cette zone ici dans le réacteur est une zone hautement radio-active”, continue Dimos Liaptsis.

“Les opérateurs n’ont besoin que de deux ou trois minutes pour installer le robot sur l’embout. On le fixe. Puis les opérateurs peuvent retourner dans la zone d’inspection qui est protégée par un mur en béton. Ainsi pendant la phase de travail, ils ne seront pas exposés aux radiations du réacteur”, ajoute Giannis Roditis, ingénieur en mécanique.

A Hambourg, le problème est différent. Les solutions également.

Ici les chercheurs testent un tout nouveau prototype de radiographie numérique à particule…

“La question est de savoir si il y a des petites inclusions d’air dans le moulage en fer de la dérive. Ces petites bulles d’air pourraient déranger son fonctionnement et poseraient un risque certain. La dérive pourrait même se briser. Donc pour en savoir plus sur ces bulles, on fait une radiographie avec des particules de 7,5 mega electronvolt de la dérive”, dit Uwe Ewert.

Madrid. Le bras articulé envoie les ultrasons. Les défauts de la structure sont identifiés, mesurés et catalogués en temps réel. Dimos Liaptsis : “En utilisant ces données, on peut identifier tous les défauts et les caractériser. Il peut s’agir de craquelures, de porosité, ou un autre défaut du matériau. Par exemple, là il s’agit d’une craquelure. Dans ce cas, elle est de 21 millimètre de hauteur et de 44 millimètre de profondeur. Donc c’est vraiment très important. Nous allons donc informer les opérateurs de la centrale. Ce sont eux qui vont utiliser cette technologie au final. Ils feront leur propre calculs. Ils devront décider si ces défauts ont besoin d‘être réparés juste après l’inspection ou bien si ils peuvent attendre jusqu‘à la prochaine inspection pour voir si la craquelure a empiré”.

A Hambourg, l‘équipement de radiographie peut être utilisé sur n’importe qu’elle partie du navire ; même sur certaines installations du chantier naval lui-même.

Uwe Ewert : “Donc on irradie la dérive de stabilisation. De l’autre côté se trouve un système de stockage numérique, quelque chose de totalement nouveau sur le marché. C’est très sensible, et il faut très peu de temps pour avoir une image très claire de l’intérieur de l’objet. La radiographie numérique est bien plus efficace que la radiographie traditionnelle”.

Les tests effectués sur le chantier naval sont ensuite analysés à Berlin, à l’institut de recherche qui a aidé à développer le prototype.

Les chercheurs à Berlin se sont dit confortés par la précision de l’appareil mais aussi par son empreinte écologique.

Subash Sood, Chairman/Electronic & communication engineer, CIT:

“Avec la radiographie numérique, on élimine l’utilisation de produits chimiques, de films pour rayons X, ainsi que le besoin de stocker physiquement le tout dans des conditions contrôlées. Toutes ces contraintes ont été minimisées pour un environnement de type bureau de travail, où tous les enregistrements numériques sont stockés sur des médias électroniques”, explique l’ingénieur en électronique Subash Sood.

A Madrid, l’ingénieur Carlos Gavilan supervise les inspections des embouts sur les réacteurs nucléaires : “Avec ce prototype nous avons amélioré la précision de notre surveillance des embouts nucléaires. Cela signifie que nos calculs concernant la durée de vie et le taux d’usure de ces embouts sont beaucoup plus spécifiques. En plus le temps d’installation de ce robot de surveillance est bien plus court, donc nos inspecteurs reçoivent beaucoup moins de radiations pendant l’installation du robot”.

“A l’avenir, les opérateurs pourraient être écartés du processus d’installation. Je pense que c’est le but ultime”, assure Giannis Roditis.

Et à Hambourg, le directeur du chantier naval a déjà quelques idées sur la manière d’utiliser cette nouvelle technologie de radiographie numérique. Uwe Cohrs : “Prenez par exemple le monte-charge derrière moi. Avant, on ne pouvait que détecter les défauts en surface, mais avec la radiographie numérique, maintenant on va pouvoir détecter des défauts dans sa structure intérieure.

“Et c’est un avantage d’un point de vue économique. Avec les radiations classiques on ne repérait que les défauts liés à l’utilisation ou à la détérioration d’une certaine partie d’un navire. Avec la radiographie numérique, on peut se préserver de défauts structurels lors de la construction. Prédire d‘éventuels défauts structurels peut aider à économiser sur les coûts de maintenance…”, conclu le directeur du chantier naval.

Selon les chercheurs, ces prototypes sont juste les prémisses d’une nouvelle génération de systèmes innovants qui permettront bientôt de voir ce qui est difficile à voir, plus rapidement, de manière plus précise, en temps réel et d’une manière plus écologique.

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