Finalisation du cryostat

Une fabuleuse aventure industrielle

Une longue distance sépare Hazira, sur la côte nord-ouest de l'Inde, du chantier ITER, dans le sud de la France. Un long chemin a aussi été parcouru entre la livraison du premier segment du cryostat, en décembre 2015, et l'achèvement de ce gigantesque composant, au milieu du mois de mars 2022. Jeudi dernier, pour célébrer une réalisation industrielle et technologique exceptionnelle, la communauté ITER s'est réunie devant le couvercle du cryostat terminé, emballé dans du plastique et quasiment prêt pour l'entreposage.
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Si impressionnants que soient les chiffres, la finalisation du cryostat ITER est avant tout le résultat d'une synergie de compétences, de créativité et d'engagement. « L'esprit d'équipe d'ITER a fini par triompher de toutes les complications du projet », souligne Youngeek Jung, le responsable du Domaine construction.
Réunis sur place, dans l'Atelier cryostat, ou connectés par visioconférence depuis l'Inde, les concepteurs, fabricants, experts en technologie d'usinage, métrologues et soudeurs ayant contribué à la réalisation du cryostat ITER ont témoigné de la complexité de cette aventure internationale d'une ampleur sans précédent. Conçu par ITER, fabriqué en Inde par Larsen & Toubro pour le compte d'ITER Inde, assemblé et soudé par l'entreprise allemande MAN Energy Solutions dans une installation spécialement construite par l'Inde sur le site ITER... la fabrication de ce cryostat de 3 800 tonnes fut, comme l'explique Youngeek Jung, le responsable du Domaine construction, « une longue marche » qui a débuté en 2012, lorsque ITER Organization et ITER Inde ont signé l'accord de fourniture détaillant toutes les spécifications techniques.

TÉMOIGNAGES

Youngeek Jung, responsable du Domaine construction d'ITER — « Nous célébrons aujourd'hui une étape importante du programme ITER : l'achèvement du cryostat. Les dernières soudures ont été réalisées. L'énorme couvercle soigneusement emballé que vous voyez derrière moi est maintenant prêt et attend son tour. Le moment venu, il viendra coiffer la plus grosse machine de fusion que l'homme ait jamais osé construire. »

Ravi Bhushan Grover, Commission de l'énergie atomique d'Inde — « Une fois de plus, Larsen & Toubro (L&T) a fait la preuve de sa capacité à gérer des projets complexes de grande envergure. Cette réalisation témoigne du travail de l'Inde et de sa contribution au programme ITER. »

Ujjwal Baruah, responsable de l'agence domestique indienne — « Avec cette livraison, nous avons franchi un nouveau cap dans cette aventure commencée il y a plus de 10 ans : tous les éléments du cryostat ont maintenant été réceptionnés et nous préparons l'assemblage final dans le puits du tokamak. [...] Nous avons appliqué des normes de sécurité extrêmement strictes pendant la fabrication, sans aucun incident, il faut le souligner.

Anil Parab (directeur général adjoint à la tête de l'entreprise indépendante L&T Heavy Engineering) — « Nous vivons une journée mémorable, pour le programme ITER comme pour l'industrie mondiale de l'énergie. C'est un moment de fierté pour l'Inde, et plus particulièrement pour L&T. [...] Depuis toujours, L&T est très fier d'avoir été associé à ce projet mondial de recherche collaborative pour une planète plus verte. L&T a maintenu un niveau de qualité irréprochable tout le long du projet, prenant même de l'avance sur le calendrier de livraison malgré les défis sans précédent soulevés par la pandémie de Covid-19. »

Le cryostat est une enceinte à vide de 16 000 mètres cubes qui enveloppe totalement la machine ITER et joue le rôle d'un « thermos », isolant les aimants supraconducteurs extrêmement froids de l'environnement extérieur. Les quatre sections du cryostat (base, cylindre inférieur, cylindre supérieur et couvercle) sont elles-mêmes composées de 54 segments indépendants d'un poids moyen de 50 tonnes, qui ont été successivement assemblés et soudés. La base et le cylindre inférieur sont déjà en place dans le puits d'assemblage du tokamak. Le cylindre supérieur, dans son emballage de protection, est sorti de l'Atelier cryostat il y a deux ans. Le couvercle de 665 tonnes sera transféré vers la zone de stockage en octobre.

Comme l'explique Norbert Anger, chef de chantier chez MAN Energy Solutions, l'un des plus gros défis rencontrés lors de la création de cette nouvelle « merveille du monde » fut de garantir la qualité des lignes de soudure, qui s'étendent sur une cinquantaine de kilomètres au total. Dix-sept tonnes de métal d'apport, soit près de 1 500 kilomètres de fil d'apport, ont été utilisées pendant la procédure de soudage partiellement automatisée, qui a fait l'objet d'un contrôle rigoureux.

Si impressionnants que soient les chiffres, la finalisation du cryostat ITER est avant tout le résultat d'une synergie de compétences, de créativité et d'engagement. « L'esprit d'équipe d'ITER a fini par triompher de toutes les complications du projet », souligne Youngeek Jung.

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Sous le regard des participants indiens en visioconférence, les représentants d'ITER Organization, de Larsen & Toubro Ltd., de l'Ambassade d'Inde à Paris et de MAN Energy Solutions se voient remettre le premier arbre qui sera planté dans le nouveau jardin aux papillons du siège d'ITER.
Pendant plus de six ans, l'Atelier cryostat a vibré au rythme de la musique, des sirènes des grues, du fracas des pièces métalliques et des conversations en anglais, en hindi, en gujarati, en allemand et en français. Il est aujourd'hui presque silencieux mais ne le restera pas longtemps. Ce vaste espace de la taille d'un terrain de football (50 x 100 m) accueillera bientôt de nouvelles activités d'assemblage d'ITER. Cependant, il restera gravé dans la mémoire du programme comme le lieu où, lors d'une fabuleuse aventure industrielle de plusieurs années, le cryostat a pris forme... un gigantesque élément unique en son genre destiné à une gigantesque machine tout aussi exceptionnelle.

Cliquez ici pour visionner la vidéo retraçant la réception des segments ainsi que l'assemblage et le soudage du cryostat ITER.

TÉMOIGNAGES

Praveen Bhatt (directeur général et responsable des activités nucléaires - L&T Heavy Engineering) — « L&T a toujours su mobiliser ses compétences pour mener à bien le développement de nouvelles technologies inédites dans le cadre de projets comme le cryostat ITER. Chaque étape du projet, de l'ingénierie à l'assemblage final des sections dans le puits du tokamak, a été pour nous l'occasion d'apprendre et de progresser. Pour garantir une fabrication parfaite, nous avons développé plusieurs prototypes avant de lancer la production, utilisant des optiques laser pour les mesures et les assemblages virtuels. Les éléments de fixation ont été conçus et optimisés par la méthode des éléments finis. Nous avons développé des moyens d'usinage à grande échelle, de prévision et de contrôle des déformations. »

Norbert Anger (chef de chantier, MAN Energy Solutions SE) — « Cette célébration est l'aboutissement d'une remarquable coopération internationale. Je remercie tous les ingénieurs et les concepteurs, chez ITER Organization, ITER Inde, L&T et MAN, pour leurs idées, leur remarquable travail de conception et les longues heures qu'ils ont passées à travailler sur le site. Je tiens aussi à remercier les experts des ateliers de L&T pour leur travail de mise en forme, d'ajustement, de soudage et d'usinage, ainsi que leurs essais d'assemblage, mais aussi les ajusteurs, les soudeurs et les experts en usinage de MAN pour la qualité de leur travail. Tout ceci sans jamais perdre de vue la sécurité, si bien que nous n'avons déploré aucun accident sur le chantier. »

Anil Kumar Bhardwaj (chef de projet, groupe Cryostat & VVPSS, ITER Inde, Institute for Plasma Research) — « Outre les défis techniques cités précédemment, j'aimerais mentionner un autre point délicat : le « gel » de la conception des interfaces du cryostat. Le cryostat interagit avec tous les systèmes d'ITER et il n'a pas été simple de finaliser la conception de ses interfaces, alors que les autres systèmes se trouvaient à des degrés d'avancement différents. En 2015, nous avons dû faire face à plus de 20 arrêts de production liés à la conception des interfaces. L'équipe du cryostat a travaillé de manière séquentielle afin de remédier à ces interruptions sans affecter le calendrier de fabrication. »