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Aux petits soins

23 sep, 2021

L'assemblage du tokamak ITER et de ses systèmes auxiliaires est une entreprise de très longue haleine. Dans certains cas, il s'écoulera plus de dix ans entre l'installation d'un élément et sa mise en service. Comment s'assurer, dans ces conditions, que ces équipements souvent complexes et délicats ne seront pas altérés par cette longue période d'inactivité ? Comment garantir que, le moment venu, ils rempliront leur fonction sans défaillance ?  

Preservation 2
Sur les « supports du cryostat », de pièces cylindriques qui agissent comme des rotules, pèse toute la masse (23 000 tonnes) du tokamak. L'hygrométrie de leur environnement doit être contrôlée de manière très régulière tandis que des inspections visuelles assurent qu'aucune trace de graisse, de poussière ou d'humidité n'affecte leur intégrité.
Cette problématique, commune à toute entreprise de très haute technologie, présente à ITER une acuité particulière. On peut remplacer sans trop de difficulté, au dernier moment, un dispositif défaillant dans une sondeen partance pour la planète Mars. Dans la machine ITER cette option n'est guère envisageable : pesant souvent plusieurs dizaines de tonnes, enchâssés dans les structures de béton ou imbriqués dans des assemblages complexes, nombre d'éléments, qualifiés de « captifs », ne pourraient être extraits et remplacés qu'au prix d'immenses difficultés.

Pour garantir que ces équipements ne failliront pas au moment de la mise en service, ITER a mis en place un ensemble de procédures strictement codifiées—les « activités de préservation ».

Ces procédures s'appliquent aux éléments captifs, dont certains sont en place depuis plusieurs années déjà, comme aux éléments « stockés » dans l'attente de leur installation.

« Certaines de ces procédures sont relativement simples, explique Richard Brown, le responsable de l'entretien au sein de la division des opérations. Dans certains cas, il s'agit simplement de mettre en route de manière régulière des moteurs et des pompes, de graisser et d'activer des vannes, de s'assurer que les gaz inertes qui remplissent certaines cuves pour éviter la corrosion demeurent à la bonne pression. »

Les éléments plus sophistiqués, ou plus exposés, exigent des soins plus spécifiques. Au fond de la fosse d'assemblage, où sont positionnés les 18 supports du cryostat 1 , l'hygrométrie doit être contrôlée de manière très régulière et des inspections visuelles doivent s'assurer qu'aucune trace de graisse, de poussière, d'humidité n'affecte leur intégrité. De la même manière, on doit veiller en permanence à ce que les activités qui se déploient dans l'environnement des réservoirs de drainage ne génèrent pas de « contamination »— l'acier inoxydable des réservoirs, en effet, pourrait être pollué par les particules d'autres « nuances » d'acier, notamment carbonés.

Preservation_1a_small.jpg
Un logiciel dédié permet de planifier les taches, d'enregistrer et de transmettre les données acquises, et de garantir la traçabilité des opérations.
Au fil des arrivages d'éléments de haute technologie les « activités de préservation » deviendront plus exigeantes et plus délicates. « La qualité du vide dans les gyrotrons 2 destinés au chauffage du plasma ne devra pas être affectée par la longue période de stockage qui précédera leur installation effective, poursuit Brown. Ces systèmes ne préserveront leur fonctionnalité qu'à la condition d'être connectés, pendant toute la durée du stockage, à une alimentation électrique haute-tension. Il est donc essentiel de mettre en place cette infrastructure bien avant que les gyrotrons nous soient livrés. »

Pour l'équipe responsable de ces activités le défi est à la fois technique et organisationnel. Il s'agit de définir la nature et la fréquence des opérations requises par chacun des éléments à « préserver » ; de faire en sorte que chaque observation soit systématiquement enregistrée et décrite avec précision ; d'assurer une traçabilité sans faille depuis le moment où la pièce ou le système est réceptionné et celui de la mise en service.

Dans sa détermination à construire ITER et à maîtriser le feu des étoiles, l'humanité s'est lancée dans la plus grande aventure scientifique, technologique et industrielle de toute son histoire. La conception de la machine, de ses systèmes auxiliaires et de l'imposante infrastructure industrielle dont ils dépendent a mobilisé la compétence et la créativité de milliers d'hommes et de femmes de par le monde.

Tous ces efforts pourtant se révéleraient vains si, par manque de soins, l'un ou l'autre des éléments de ce formidable Meccano venait à faillir.

1— Les premières sections du cryostat (base et cylindre inférieur) reposent déjà sur ces supports, qui agissent comme des rotules autorisant les mouvements générés par les forces qui s'exercent sur le tokamak. A terme, ce sont les 23 000 tonnes de la machine (soit 3,5 fois la masse de la Tour Eiffel) qui reposeront sur ces 18 éléments.

2 — Les gyrotrons (du grec « gyro », cercle, et « tron », abréviation d'électron) sont des dispositifs conçus pour générer des ondes électromagnétiques de très haute fréquence. Dans le tokamak ITER 24 gyrotrons, fournis par la Russie, le Japon, l'Europe et l'Inde, contribuent au chauffage du plasma.