Des millions de points de données pour un levage réussi

À l’issue d’une opération de levage qui a duré près de 30 heures et mobilisé plus d’une centaine de personnes, le module n° 1 — le sixième des neuf modules destinés à être installés dans le puits du tokamak — a « atterri » dans l’après-midi du mardi 28 juillet. Cette opération marque un double jalon pour le programme d’assemblage de la machine ITER : les deux tiers de la chambre à vide sont désormais en place, et le dernier secteur de chambre à vide fabriqué en Corée a été installé.

« De la préparation initiale du module jusqu’à son transfert réussi dans le puits du tokamak, chaque étape a été soigneusement planifiée et exécutée », explique Mathieu Demeyere, principal construction manager à ITER et superviseur de l’opération. « Grâce aux efforts des nombreuses équipes impliquées dans ce processus, nous avons franchi une étape importante. »

Chaque fois qu’un module du tokamak ITER doit être installé, il faut un remarquable exercice de coordination. Quatre équipes successives d’opérateurs de ponts roulants, de surveillants, d’experts en métrologie, de spécialistes de la sécurité, de superviseurs et d’ingénieurs se relaient afin d’assurer le bon déroulement des opérations. Parmi les équipes clés figure celle du poste de contrôle, chargée de surveiller le comportement structurel du module pendant les phases critiques : lorsqu’il est soulevé pour la première fois hors de l’outil de pré-assemblage et lorsqu’il effectue les 500 derniers millimètres de sa descente vers sa position finale.

Chaque module est composé d’un secteur de chambre à vide, de deux bobines de champ toroïdal, de panneaux d’écran thermique et de composants auxiliaires, auxquels s’ajoutent les équipements de levage et les poutres de stabilisation nécessaires à l’opération. Comme les principaux composants possèdent des centres de gravité différents et sont progressivement pris en charge au cours du levage, il existe une phase transitoire durant laquelle la masse suspendue n’est pas alignée avec le point de levage du pont roulant et la répartition des charges évolue. Cette situation peut entraîner des mouvements indésirables ainsi qu’un risque de contact entre les composants.

Pour surveiller ces phénomènes, le poste de contrôle utilise des dizaines de capteurs spécialisés et compare en permanence les mesures en temps réel aux données des levages précédents ainsi qu’aux prévisions établies à partir de calculs par éléments finis. Si un comportement inattendu est détecté, le levage est arrêté, la situation est analysée et les ajustements nécessaires sont effectués. 

« Nombre des phénomènes les plus importants qui se produisent lors du levage d’un module de secteur sont invisibles à l’œil nu », explique Jordi Utges, ingénieur mécanique de la société Arial Industries, sous-traitant d’ITER Organization, qui a participé depuis le poste de contrôle à toutes les opérations de levage de module. « C’est pourquoi nous devons nous concentrer sur les données, en particulier sur les paramètres les plus critiques à chaque étape du levage. Quelqu’un doit toujours surveiller les chiffres. »

Ces chiffres proviennent de jauges de contrainte utilisées pour calculer les efforts exercés sur les composants, de cellules de charge installées sur les dispositifs de maintien temporaires ou les éléments de contreventement, de capteurs laser qui mesurent les jeux entre les différents éléments, de capteurs d’inclinaison qui détectent les mouvements de basculement et d’axes instrumentés qui mesurent les efforts transmis aux charges connectées. Ces dispositifs sont d’une telle précision que même des détails apparemment mineurs, comme la souplesse de la colle utilisée pour fixer une jauge de contrainte, sont pris en compte à l’avance afin de garantir la fiabilité des données.

Les capteurs enregistrent des données dix fois par seconde, générant ainsi des millions de points de données que l’équipe du poste de contrôle doit analyser pendant l’opération. Alessandro Vaccaro, ingénieur assemblage à ITER, est chargé d’exploiter cette masse d’informations à l’aide de logiciels propriétaires et de tableaux de bord personnalisés. Son expérience en conception graphique et en technologies de l’information constitue un atout précieux dans son travail au poste de contrôle.

« Nous avons rendu les données plus accessibles », explique-t-il. « Un tableau de bord ne consiste pas seulement à afficher des informations ; il doit présenter les bonnes informations de manière à ce que l’opérateur les comprenne instantanément. Nous avons appris qu’améliorer la qualité des données est plus utile que d’en augmenter la quantité. »

Pour cette dernière opération de levage, l’équipe du poste de contrôle a commencé son travail dès le mois de mai en supervisant l’installation des capteurs sur les différents composants et en établissant les mesures de référence. Après avoir préparé les prévisions de données et les listes de vérification, l’équipe a installé sa première station de contrôle au pied de l’outil de pré-assemblage une semaine avant l’opération. Depuis cet emplacement, elle a surveillé le module pendant les opérations préparatoires et lors des premiers mouvements décisifs, le lundi 27 juillet au matin.

Après cette première phase, les surveillants et les métrologues ont suivi la progression du module à travers le Hall d’assemblage jusqu’au bord du puits du tokamak. Pendant ce temps, le poste de contrôle a été transféré dans le puits afin de superviser la répartition des charges et de surveiller tout risque de collision lors de l’atterrissage du module.

Le secteur n° 1 rejoint dans le puits du tokamak cinq autres secteur déjà en place, les secteurs n° 4, 5, 6, 7 et 8. Le transfert d’un septième module est attendu avant la fin de l’année.