GMAO et maintenance pour l’industrie nucléaire

Mercredi 08 juin 2022

L’industrie nucléaire est née au milieu du XXème siècle, après la seconde guerre, à l’issue de plusieurs décennies de recherches et inventions faites dans le monde depuis la fin du 19e siècle. De la découverte de l’uranium, à la radioactivité, en passant par le neutron et la bombe atomique, la première centrale nucléaire conçue pour produire de l’énergie civile apparaît en 1954 en Union soviétique. Le principal processus utilisé dans l’industrie nucléaire est celui de la fission d’atomes d’uranium. Ces derniers vont libérer de la chaleur, qui va chauffer de l’eau. La vapeur produite permet ensuite le fonctionnement d’une turbine reliée à un générateur pour la production de l’électricité.

Aujourd’hui, le taux de production mondiale d’énergie grâce au nucléaire se place encore bien après l’exploitation du charbon, du gaz naturel et de l’hydroélectrique, mais bien avant les autres énergies existantes. L’industrie nucléaire va continuer à se développer dans les années à venir et notamment avec l’apparition de nouvelles technologies et procédés de production. Cette tendance soutenue, répond aux besoins électriques mondiaux sans cesse croissants et aux récents conflits géopolitiques qui ont entraîné des tensions toujours plus fortes sur les prix des énergies fossiles tout en s’intégrant dans le plan de neutralité carbone d’ici à 2050.

En tant qu’acteurs de ce secteur, qui utilisent le nucléaire ou aident à la production du nucléaire, il vous est primordial de respecter les normes en vigueur et d’avoir une maintenance irréprochable de vos actifs pour garantir vos objectifs et la sécurité de votre production. Le rôle de la GMAO va être de vous accompagner et de vous guider dans ce travail. Mais comment un outil de maintenance peut-il intervenir dans l’industrie nucléaire ?

Le secteur du nucléaire

Rappelons que l’énergie nucléaire utilise de l’uranium pour fonctionner. Ce dernier est considéré comme un minerai rare, et, s’il n’est pas une énergie fossile, il ne constitue pas pour autant une énergie renouvelable. Mais de quoi s’agit-il ? Selon sa définition, il s’agit d’une énergie décarbonée non-renouvelable. En effet, l’exploitation du nucléaire n’émet pas de dioxyde de carbone au moment de la fusion. Hormis les autres actions effectuées pour le déploiement du nucléaire (extraction, transport des minerais, etc.), cette énergie semble s’intégrer, pour certains pays, dans le mix électrique permettant d’arriver à une neutralité carbone d’ici à 2050. Au côté des énergies renouvelables, nous allons voir que ce mastodonte de la production d’énergie continue de se développer avec le maintien du nucléaire existant et la construction de nouvelles usines (le nouveau nucléaire). Selon l’AIEA (Agence Internationale de l’Énergie Atomique), l’énergie nucléaire dans le monde devrait augmenter de 15 % d’ici à 2030.

Rappelons également que l’industrie nucléaire comprend tous les acteurs qui fournissent les équipements et les services nécessaires à la construction, l’alimentation et l’exploitation des centrales nucléaires qui produisent de l’électricité. Ces acteurs sont nombreux et interviennent tant au niveau de l’extraction de l’uranium 235 et 238, l’enrichissement du minerai, le transport du combustible, la fabrication et la distribution de l’électricité. À savoir que l’utilisation de la technologie nucléaire est bénéfique à la production d’électricité, mais pas seulement. En effet, les irradiations servent notamment dans le domaine de l’agriculture et de la médecine. On retrouve également la technologie nucléaire pour l’alimentation des engins spatiaux et les installations de désalinisation de l’eau. Le nucléaire sert aussi au niveau militaire pour la production d’armes atomiques, de navires et de sous-marins à réacteurs nucléaires.

En ce qui concerne les usines nucléaires, le portail de statistique allemand Statista dénombre 441 réacteurs nucléaires en état de service dans le monde en 2021 et de nombreux autres sont en cours de construction. Ces réacteurs produisent environ 11 % de l’électricité mondiale et proviennent principalement des États-Unis, de la France, de la Chine, de la Russie et de la Corée du Sud. En France, on dénombre actuellement 58 réacteurs nucléaires répartis dans 19 centrales. D’après EDF, la production en France était de 360,7 TWh en 2021, ce qui représente environ 70 % de la production d’électricité totale du pays. À savoir que selon le rapport RTE 2021, seulement 20 % de l’énergie finale serait distribuée sur le réseau français. Le reste de l’énergie étant redistribué dans le cadre de l’interconnexion des réseaux européens d’électricité.

La France apparaît comme un acteur majeur dans la distribution de l’énergie nucléaire de ses pays frontaliers. C’est aussi dans le sud du pays, près d’Aix-en-Provence, que le projet R&D, ITER, voit le jour. Ce partenariat scientifique mondial, pensé depuis 1988, compte parmi ses membres la Chine, l’Europe, le Japon, l’Inde, la République de Corée, la Fédération de Russie et les États-Unis. Tous ensemble, ces pays tentent de faire évoluer le nucléaire en passant de la fission de minerai à la fusion, qui ne devrait produire quasiment aucun déchet tout en produisant davantage d’énergie. Cette nouvelle centrale devra attendre encore quelques années avant d’être fonctionnelle. En plus de la fusion, plusieurs autres innovations en matière de nucléaire sont en étude. C’est par exemple le cas avec les Small Modular Reactors, les réacteurs à neutrons rapides, les réacteurs au thorium et ceux à sels fondus.

Bien que le nucléaire continue d’évoluer, il est important de noter que l’histoire de cette industrie est entachée par la problématique des déchets nucléaires et des accidents nucléaires. Bien que rares, ces derniers sont dévastateurs. Parmi ces catastrophes, on compte par exemple celles de Tchernobyl en 1986 et de Fukushima Daiichi en 2011. La première centrale ukrainienne a vu l’un de ses réacteurs exploser à cause d’un défaut de conception et une erreur humaine et l’autre présente au Japon a subi un tremblement de terre et un tsunami catastrophique. Ces cas, et d’autres non cités, soulèvent notamment la question de la sécurité des centrales et de leur bonne maintenance. Est-ce que cela peut assurer une meilleure image publique à l’industrie du nucléaire ?

La maintenance dans l’industrie nucléaire

Comme toute industrie, celle du nucléaire se doit d’avoir une maintenance efficace pour exploiter au maximum son activité. Cette maintenance permet de renforcer la sécurité des actifs nécessaires à cette exploitation et d’obtenir de bons retours sur investissement. Une centrale nucléaire bien entretenue permet d’éviter les défaillances techniques qui, dans le cas du nucléaire, ont des conséquences dramatiques. Pour ce faire, de nombreux professionnels interviennent dans l’industrie du nucléaire : soudeurs, chaudronniers-tuyauteurs, informaticiens, électriciens, ingénieurs, automaticiens, physiciens, etc. Ces nombreuses équipes travaillent conjointement et de manière sécuritaire pour assurer une maintenance rigoureuse et planifiée. Les normes de sécurité, les rapports techniques et les services d’examen de la sûreté de l’AIEA aident notamment les États membres à atteindre ces objectifs.

Dans une centrale nucléaire, les missions de maintenance comprennent des mesures préventives et correctives pour vérifier que chaque actif exécute parfaitement ses fonctions. Ces missions sont principalement de la révision, de la réparation et du remplacement de composants. Tout cela est suivi de tests, d’un étalonnage et d’inspections lors de la mise en service. À ces auto-évaluations, s’ajoute un examen de sûreté et d’évaluation des actifs pour continuer à bénéficier de sa licence d’exploitation.

Ces maintenances interviennent sur chaque actif présent dans une centrale nucléaire. Cela va du réacteur nucléaire, aux générateurs de vapeur, en passant par le pressuriseur, les pompes de refroidissement, la turbine à vapeur, le générateur, le condenseur, le système condensats-eau d’alimentation et tous les différents systèmes de sécurité. Nous retrouvons ici les systèmes de protection des réacteurs, le système d’eau de service essentiel, les systèmes de refroidissement d’urgence du cœur, les systèmes d’alimentation de secours et les systèmes de confinement. Afin d’organiser toutes ces missions de maintenance et d’éviter les erreurs humaines, il paraît important de tout centraliser en un seul point. C’est ici qu’intervient la GMAO pour aider l’industrie nucléaire. Mais quels sont concrètement les avantages d’un tel outil ?

L’apport de la GMAO pour l’industrie nucléaire

Pour répondre aux réglementations et aux contrôles stricts, assurer la sécurité du personnel et de la centrale en général, de plus en plus de centrales électriques se tournent vers les systèmes informatiques de gestion de la maintenance (GMAO). Grâce à l’implémentation journalière de toutes les données enregistrées par les différents services de l’industrie nucléaire, le logiciel GMAO contribuera à renforcer la sécurité et optimiser la productivité de la centrale. En effet, les analyses du logiciel et les KPI qu’il fournit, lui permettront de proposer des opérations de maintenance proactives.

Concrètement, la GMAO met à disposition de vos équipes un planning de maintenance détaillé pour guider vos techniciens au maximum (fiches pratiques, images, vidéos, outillages et EPI nécessaires, etc.). Cette planification permet de prioriser les tâches tout en apportant des informations cruciales sur les interventions. À savoir, que des machines bien entretenues peuvent fonctionner plus durablement et dans des conditions optimales. Cela permet une réduction des coûts de maintenance et retarde l’achat de nouveaux équipements. Dans cette démarche de maintenance préventive, l’outil de GMAO automatise les ordres de travail de vos équipes, tout en leur permettant d’être parés à toute inspection.

Enfin, le travail conjoint des nouvelles technologies de capteurs et de la GMAO permet d’accéder aux données de vos machines en temps réel et de recevoir des alertes en cas de possibles futures défaillances. On parle ici de surveillance conditionnelle et de maintenance prédictive (PdM). Cela permettra à vos techniciens d’avoir le temps pour intervenir rapidement.

Conclusion

Nous voyons ici l’intérêt de l’utilisation d’un outil de GMAO pour garantir une maintenance optimale de vos actifs. Cette garantie est d’autant plus importante au sein d’une industrie sensible comme le nucléaire. La maintenance peut ainsi assurer la qualité et la fiabilité de la sécurité et permettre la longévité de votre centrale. Il faut savoir que les investissements lourds exigés et la nécessité d’avoir un personnel avec un haut niveau de compétences, poussent à faire perdurer la vie d’une centrale jusqu’à ses 80 ans.

Le nucléaire se doit de rester compétitif face aux innovations du marché de l’électricité. Et cela, d’autant plus dans un contexte de changement climatique et de réduction de la pollution. GMAO, nucléaire et innovations technologiques ouvrent encore un bel avenir au nucléaire et nous sommes bien curieux de voir ses évolutions.

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