Les métiers du numérique dont le nucléaire a besoin pour demain


Publié le: 29 mars 2022 par Atos

Le nucléaire semble aujourd’hui reprendre sa place dans le mix énergétique européen. De nombreux pays dans le monde, dont la France, comptent sur cette technologie pour répondre à leurs besoins croissants en électricité, tout en assurant leur souveraineté énergétique et en limitant leurs émissions carbone. Le nucléaire, source d’énergie pilotable, devient même un allié des énergies renouvelables dans les stratégies énergétiques des pays, en lissant les fluctuations de l’offre et de la demande.

 

La Commission européenne a publié le 2 février dernier sa proposition relative à la taxonomie verte, afin de classifier les activités économiques contribuant à la réalisation de ses objectifs environnementaux. La proposition inclut notamment le gaz fossile et l’énergie nucléaire comme des énergies de « transition ». La semaine suivante, la France a annoncé la construction de six réacteurs de type EPR 2 d’ici 2050, complétés par une série de petits réacteurs (SMR pour small modular reactors).

Parallèlement, le parc nucléaire fait l’objet d’un programme de gestion du vieillissement et d’une exploitation à long terme : environ deux tiers des réacteurs nucléaires dans le monde sont en exploitation depuis plus de 30 ans ! Avec les améliorations technologiques, la durée de vie des centrales, initialement envisagée pour 40 ans, peut maintenant s’étendre jusqu’à 50 ans en France, sous contrôle de l’Autorité de Sûreté Nucléaire – à l’image des réacteurs de la centrale du Bugey mis en service en 1979 (42 ans). Un âge plus que raisonnable du point de vue du plus ancien réacteur nucléaire en activité dans le monde, Beznau 1 en Suisse, en service en septembre 1969 (53 ans).

Comment soutenir la pérennité du parc nucléaire et contribuer à la conception d’une nouvelle génération de réacteurs, intégrant un niveau de sûreté renforcé dès la conception par rapport aux réacteurs actuels ? Quelles sont les technologies et les expertises qui seront nécessaires pour réussir cette transformation ?

Le numérique au service de la sûreté nucléaire

La convergence du contrôle industriel (OT) et des technologies numériques (IT) est une tendance forte de tous les secteurs, mais dans le nucléaire, elle ne peut être envisagée qu’à des conditions très strictes. La priorité reste la sûreté des technologies numériques, et la conception de ces nouveaux systèmes numériques doit obéir à des contraintes très strictes de sûreté de fonctionnement (fiabilité, maintenabilité, disponibilité et sécurité). La digitalisation des centrales nécessite d’intégrer la cybersécurité à la sûreté de fonctionnement. De nouveaux processus de développement et d’assurance ont été élaborés et de nouvelles solutions numériques intelligentes voient le jour, pour permettre une meilleure détection prédictive des risques.

Anticiper la maintenance

Dans chaque centrale nucléaire, la vérification des équipements est au cœur des opérations, de la surveillance des vibrations à l'analyse de l'huile, en passant par le monitoring des actifs pour lesquels des capteurs ne peuvent être déployés ou entretenus. Nombre de ces procédés nécessitent encore la collecte manuelle de données et d'échantillons par un personnel qualifié, mais cette situation est en train de changer.

L'edge et le cloud computing, combinés à l'intelligence artificielle et l’internet des objets, permettent d’analyser en temps réel de grandes quantités de données et de générer des diagnostics de maintenance prédictive. La détection précoce et la résolution des problèmes avant qu'ils ne se matérialisent sont ainsi au cœur de la sécurité et de l'efficacité opérationnelle dans l'énergie nucléaire.

L’analyse des données provenant des serveurs edge et cloud permet également d’améliorer en permanence l'efficacité opérationnelle, en prenant toujours en compte la sécurité et la confidentialité des données de l'usine. Les informations permettent de contrôler les coûts de maintenance et d’influencer les processus de planification ou la prise de décision opérationnelle.

L’humain au cœur de la stratégie de sûreté

La protection de l’homme et de son environnement est au cœur de la stratégie de sûreté. De nombreux processus robustes ont été élaborés, de la radioprotection, et plus généralement, à la prévention des risques. Ces processus sont très majoritairement aujourd’hui appliqués par des contrôles manuels. L'utilisation individuelle d'outils numériques tels que les vêtements intelligents pour la protection de la santé et les informations géographiques sur les risques, la vision par ordinateur pour les contrôles des EPI et les alertes de situation, la réalité augmentée/virtuelle pour améliorer la connaissance des lieux et l'automatisation des processus, contribue déjà à améliorer les performances humaines. Si l'on ajoute à cela des liens de communication plus efficaces et des solutions avancées de contrôle d'accès, les opérateurs nucléaires peuvent améliorer considérablement les performances opérationnelles et de sécurité au quotidien.

C’est donc tout un panel de compétences numériques qui sera nécessaire dans les prochaines années pour porter l’ambition de la filière. Des développeurs temps réel et des architectes de solutions numériques avec des compétences en sûreté, des responsables cybersécurité connaissant le contrôle commande nucléaire, des ingénieurs qualité/sûreté, des experts en maintien en condition opérationnelle et des data scientists seront les expertises les plus recherchées, en compétition avec bien d’autres domaines. Le défi est de taille, à la mesure des enjeux de souveraineté énergétique et de réindustrialisation de la France.

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