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Assemblage

Pour l'installation des composants internes, les outils sont prêts


  23 Jan, 2023

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Dans une installation d'essai reproduisant le volume et la géométrie de la chambre à vide d'ITER, une équipe de CNIM Systèmes Industriels (La Seyne-sur-Mer, Var) a démontré que les outils qu'elle a conçus pour l'installation des éléments internes de la chambre sont capables d'accomplir leurs tâches avec une précision qui dépasse les exigences du cahier des charges.

Des observateurs d'ITER assistent à la dernière journée d'essais chez CNIM Systèmes Industriels. Les solutions de manutention mécanique spécialement mises au point pour l'installation des éléments internes de la chambre à vide d'ITER ont passé les essais de réception haut la main. (Click to view larger version...)
Des observateurs d'ITER assistent à la dernière journée d'essais chez CNIM Systèmes Industriels. Les solutions de manutention mécanique spécialement mises au point pour l'installation des éléments internes de la chambre à vide d'ITER ont passé les essais de réception haut la main.
Une grue à tour, le bras manipulateur lesté d'un module de couverture de 4,5 tonnes, glisse silencieusement sur des rails puis s'arrête et pivote vers la paroi. Le manipulateur s'immobilise pendant que la charge s'élève jusqu'à la hauteur requise. Alors que le bras se déplie vers l'avant pour positionner le module sur la paroi, deux techniciens s'avancent pour terminer l'installation manuellement depuis une nacelle.

Réalisé début janvier 2023, l'essai d'installation d'un module de couverture a obtenu des résultats concluants et les observateurs d'ITER ont relevé une précision de positionnement de 0,1 millimètre, bien au-delà de la tolérance de 0,5 mm stipulée dans les spécifications techniques d'ITER Organization.

« Nous avons démontré aujourd'hui que le manipulateur mobile fonctionne parfaitement et conformément à nos attentes, indique John Oldfield, l'ingénieur ITER responsable depuis 2016 du contrat de manutention mécanique passé avec CNIM Systèmes Industriels. Le moment venu, quand il s'agira d'installer les modules de couverture dans la chambre à vide d'ITER, ce manipulateur pourra le faire rapidement et sans difficulté. »

À l'intérieur de la chambre à vide, les équipes d'assemblage utiliseront deux télémanipulateurs (en jaune) pour mettre en place les éléments directement sur les parois internes. Au cours des essais, le manipulateur est parvenu à positionner un module de couverture de 4,5 tonnes avec une précision de 0,1 millimètre. (Click to view larger version...)
À l'intérieur de la chambre à vide, les équipes d'assemblage utiliseront deux télémanipulateurs (en jaune) pour mettre en place les éléments directement sur les parois internes. Au cours des essais, le manipulateur est parvenu à positionner un module de couverture de 4,5 tonnes avec une précision de 0,1 millimètre.
Les résultats obtenus au mois de janvier sont l'aboutissement de près d'une année d'essais de réception à l'installation d'essai et de formation de La Seyne-sur-Mer, près de Toulon. Pendant cette période, les solutions techniques conçues pour l'installation de quatre types d'éléments directement fixés sur les parois internes de la chambre à vide d'ITER ont été testées avec succès.

Ces éléments (modules de couverture, panneaux de première paroi de la couverture, tubulures de refroidissement et bobines contre les instabilités de type ELM) seront transférés vers la chambre à vide d'ITER par des moyens mécaniques, au travers d'une ouverture (« pénétration »), puis mis en place avec aussi peu d'intervention humaine que possible.

Dans le cadre d'un contrat signé en 2015 avec ITER Organization, l'équipe de CNIM Systèmes Industriels s'est appuyée sur l'étude de conception réalisée par ITER Organization pour développer des solutions de manutention mécanique innovantes. Elle a également conçu et réalisé une installation d'essai à échelle 1:1 reproduisant un tiers de la chambre à vide ainsi qu'une pénétration adjacente afin de tester les outils de manutention dans des conditions réalistes. Des maquettes ont été conçues et réalisées pour chaque type d'élément (reproduisant à l'identique sa forme, sa masse et son centre de gravité), ainsi que pour les éléments d'interface (effecteurs et châssis de manutention) qui permettent à un même outil de s'adapter à différents éléments.

« La conception de cette boîte à outils présentait de nombreux défis, explique John Oldfield. Ces outils doivent en effet manipuler des éléments de forme, de poids et de centre de gravité très différents et les transférer vers la chambre à vide en traversant l'environnement confiné d'une pénétration. Ils doivent être capables de placer ces éléments dans n'importe quelle position sur la paroi interne de la chambre à vide, que ce soit sur la face gauche ou la face droite de celle-ci. Et ces outils doivent effectuer le positionnement avec une très grande précision, avec un minimum d'interventions humaines. »

L'outil principal est la grue à tour équipée d'un manipulateur mobile télécommandé, qui se déplace à 360° sur des rails installés le long de la circonférence interne de la chambre à vide. Ce manipulateur peut transporter des charges de l'ordre de 5 tonnes et les positionner en n'importe quel point de la chambre à vide avec une précision supérieure à 0,5 mm. Deux manipulateurs de ce type ont été prévus.

Le système de transfert par les pénétrations permettra de transporter quatre catégories d'éléments internes au travers d'une pénétration équatoriale à l'aide d'un système de type grue portique. Une fois déposés à l'intérieur la chambre à vide, les éléments seront pris en charge par le manipulateur mobile.

Enfin, deux nacelles électriques montées sur une base se déplaçant sur les rails de la grue à tour accueilleront chacune deux techniciens, ainsi que leur matériel, pour finaliser les opérations.

L'ensemble des outils et des maquettes, notamment cette installation d'essai et de formation a échelle 1:1 qui reproduit à l'identique un tiers de la chambre à vide ainsi qu'un corridor de pénétration, seront réinstallés sur le site d'ITER pour la formation des opérateurs et l'élaboration des procédures. (Click to view larger version...)
L'ensemble des outils et des maquettes, notamment cette installation d'essai et de formation a échelle 1:1 qui reproduit à l'identique un tiers de la chambre à vide ainsi qu'un corridor de pénétration, seront réinstallés sur le site d'ITER pour la formation des opérateurs et l'élaboration des procédures.
« Je dois dire que, techniquement parlant, nos partenaires ont fait du beau travail, dit John Oldfield. Nous sommes très satisfaits de la solution mise au point par CNIM pour l'accès du personnel. L'utilisation de nacelles standard, mais modifiées pour circuler sur les mêmes rails que le manipulateur mobile est une solution que nous n'avions pas envisagée mais qui offrira à nos équipes d'installation une grande liberté de déplacement dans tout l'espace de la chambre à vide. J'ai aussi constaté avec étonnement que, grâce au boîtier de télécommande, deux opérateurs suffiront pour réaliser la plupart des opérations d'installation des éléments. Les outils sont si efficaces que le transfert des éléments depuis la pénétration jusqu'à leur emplacement définitif sur la paroi de la chambre à vide ne retardera pas le planning général d'assemblage des éléments internes. »

Bien que les essais réalisés à La Seyne soient maintenant terminés, l'installation s'apprête à entamer une deuxième vie : elle sera démontée et transportée vers ITER avec l'ensemble des outils et des maquettes. Une fois remontée sur le site de construction, elle sera utilisée pour la formation des techniciens ainsi que pour l'élaboration et l'évaluation des procédures d'assemblage des éléments internes.

Découvrez la vidéo des essais réalisés en janvier chez CNIM Systèmes Industriels ici.

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