Essais & Simulations n°133

Essais

Essais et modélisation Alexandra Backelandt Responsable du suivi des essais pour le secteur nucléaire chez Sopemea, Alexandra Backelandt est diplômée de l’Insa de Lyon (promotion 2010). Elle a mené un doctorat chez EDF R&D aux Renardières portant sur l’étude des réparations des tours aéro-réfrigérantes des centrales nucléaires. Tendances Relever les défis du nucléaire par les essais Afin de répondre aux nouveaux défis du nucléaire, les grands prestataires d’essais ont dû s’adapter avec pour mot d’ordre : miser avant tout sur la sécurité tout en répondant à la volonté des exploitants de prolonger la durée de vie des centrales. Un impact évident sur les opérations d’essais, comme l’explique Alexandra Backelandt, responsable du suivi des essais pour le secteur nucléaire chez Sopemea. Chez Sopemea, il n’y a pas que la défense qui occupe les équipes de techniciens et d’ingénieurs d’essais. Chargée du suivi des nouveaux projets dans le domaine du nucléaire, Alexandra Backelandt peut témoigner de la bonne tenue de ce marché dans le chiffre d’affaires du groupe. Il faut dire qu’outre EDF et Areva – avec qui elle travaille en direct – Sopemea réalise des prestations d’essais pour une myriade de sous-traitants et de fabricants de vannes et de capteurs de température par exemple, ou encore des assembliers d’armoires électriques pour des essais de qualification notamment. « Pour EDF en revanche, les prestations sont plus étendues, précise Alexandra Backelandt. Pour installer un matériel dans une centrale nucléaire, EDF doit justifier aux Autorités de sûreté nucléaire que celui-ci doit et devra assurer sa fonction, y compris en cas d’accident. Avant, le matériel était vieilli pour simuler une durée de vie d’installation sur site de quarante ans. Toute une batterie de tests de qualification est alors effectuée afin de simuler ce vieillissement. Dans le cadre du programme “grand carénage” visant à allonger la durée d’exploitation des centrales nucléaires, la durée de vieillissement des matériels est aujourd’hui étendue à soixante ans ». Enceinte de 20 m 3 abritant un essai climatique sur vannes HMD © Bernard Control On distingue plusieurs procédures de qualification (AG, K1, K2, K3, K3ad), dont le nombre et le type d’essais dépendent de l’emplacement de l’équipement dans la centrale nucléaire. Ainsi, pour des matériels installés à l’intérieur de l’enceinte confinement, la procédure de qualification à appliquer est celle de niveau K1. Pour les matériels situés à l’extérieur de l’enceinte de confinement, la procédure de qualification K3 est applicable. En effet, pour ces matériels il faut, également, pouvoir démontrer qu’ils pourront assurer leur fonction aux conditions normales de fonctionnement et sous sollicitation sismique. Forte évolution des essais vers le sismique Les procédures de qualification AG (Accident Grave) et K1 sont celles dont les sévérités d’essais sont le plus élevé dans le secteur du nucléaire. Outre les essais de vieillissement, elles comprennent les essais d’irradiation d’accident et les essais 26I ESSAIS & SIMULATIONS • N°133 • mai-juin 2018

Essais et modélisation © Areva LOCA (Loss Of Cooling Accident). Ces derniers doivent permettre de vérifier que le matériel est apte à remplir la fonction qui lui est assignée dans les conditions d’ambiance en température et en pression représentant un accident interne à l’enceinte de confinement. Déjà réalisés à l’époque des premières centrales, ces essais connaissent une recrudescence, en raison notamment de la montée importante du niveau de sévérité des essais sismiques ; « ceux-ci ont beaucoup augmenté ces dernières années », précise Alexandra Backelandt, avant d’ajouter que « depuis le drame de Fukushima, de nouveaux types d’essais sont apparus nécessitant la mise en place de nouveaux moyens d’essais ou l’adaptation des moyens existants ». Table bi-axiale 3 m x 3 m Les exigences ultimes de sécurité mises à part, l’idée n’est autre aujourd’hui que d’augmenter la durée de vie des centrales nucléaires. Peu de nouvelles qualifications en vue mais plutôt des équipements prélevés sur des centrales en exploitation ; « l’objectif pour EDF est de refaire des essais de qualification sur ces différents matériels installés depuis 30 ou 40 ans pour s’assurer qu’ils puissent résister durant vingt à trente années supplémentaires ! ». Ce type d’essais est fortement sollicité chez Sopemea, dont les prestations débutent par les essais initiaux qui consistent à faire un point zéro du matériel avant essais, puis sont suivis par les essais de vieillissement mécaniques sur pot vibrant pour simuler le vieillissement d’un matériel situé à proximité d’une machine tournante par exemple, et les essais de vieillissement thermiques (essais de froid, de chaleur sèche, de chaleur humide, de variation rapide de température, éventuellement de brouillard salin), sans oublier les essais de fonctionnement prolongé ; à ce titre, Sopemea développe des bancs d’essais spécifiques aux différents matériels à qualifier. Dernier type d’essais, les essais dits d’accidents, dont les essais sismiques font partis et pour lesquels Sopemea possède deux tables dotées de vérins électrohydrauliques : « ces tables, l’une de 3 m x 3 m, bi-axiale avec des vérins de 300 kN de force nous permet de réaliser les essais sismiques au niveaux « ensemble » avec une accélération maximale de 4 g, l’autre d’1mx1m, bi-axiale avec des vérins de 40 kN de force nous permet de réaliser les essais sismiques au niveaux « composants » avec une accélération maximale de 7 g ». Par ailleurs, Sopemea réalise les essais LOCA (Loss Of Cooling Accident) et les essais CEM (Compatibilité Electromagnétique) lorsque cela est nécessaire à la qualification. Enceinte Loca Des investissements en permanence pour répondre aux nouveaux défis Ainsi, dans le domaine du nucléaire, mis à part les essais d’irradiation réalisés en sous-traitance, Sopemea intervient en soutien aux clients dès la phase de réalisation du programme d’essais. Pour les essais de qualification, le spécialiste met à disposition une équipe avec un chef de projets et des techniciens projets chargés de suivre le matériel durant chaque phase de test ainsi que son évolution au cours de la qualification. Une méthode de travail éprouvée depuis de nombreuses années et qui s’avère efficace d’autant que les défis à venir sont de taille pour les prestataires d’essais : prolongation de la durée de vie des centrales, nouveaux projets comme ITER à Cadarache ou encore le nouvel EPR à Hinkley Point en Grande-Bretagne. « Nous serons toujours obligés de mener des essais afin de justifier la sécurité des équipements auprès de l’Autorité de sûreté nucléaire ; on nous demande ainsi toujours plus de contrôles fonctionnels et la sévérité des essais sismiques ne fait qu’augmenter. C’est d’ailleurs pourquoi nous investissons en permanence, à l’exemple de notre table bi-axiale 1 m x 1 m qui sera prochainement dotée de nouveaux vérins de 55 kN de force ». ● Olivier Guillon © DR ESSAIS & SIMULATIONS • N°133 • mai-juin 2018 I27