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La CNEA fait confiance à l’expertise technique et au savoir-faire de Cementys

En prévision des enjeux énergétiques futurs, l’Argentine affirme sa volonté de faire croître sa filière d’énergie atomique. Elle a confié à la CNEA (Comisión Nacional de Energía Atómica) le développement d’un nouveau type de réacteur nucléaire, de faible à moyenne capacité électrique, de conception 100% argentine.

Le projet, baptisé CAREM 25, a démarré début 2014 sur le site nucléaire d’Atucha, dans la province de Buenos-Aires.

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Projet CAREM 25

Ce réacteur de nouvelle génération et de dimensions réduites permettra de produire 25 MW, ce qui correspond à l’alimentation électrique d’une ville de quelques 100 000 habitants.

Cementys apporte son expertise technique à la CNEA afin de concevoir et de mettre en place une instrumentation et un monitoring structurel qui réponde aux exigences du projet.

Cementys a choisi pour ce projet de mettre en place une instrumentation « long terme », en utilisant des capteurs robustes et fiables de technologie éprouvée : la Corde Vibrante. Des capteurs de ce type sont installés sur les centrales françaises et du monde entier depuis plus de 40 ans et leur fiabilité n’est plus à démontrer.

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Capteurs MicroVib®

En complément de capteurs dits « traditionnels » dans le monde nucléaire, la CNEA a fait confiance à l’expertise technique et au savoir-faire de Cementys sur la mesure par fibre optique pour en intégrer dans plusieurs parties de l’architecture du réacteur.

« Sur un projet aussi ambitieux que le CAREM 25, nous souhaitions assurer un monitoring structurel traditionnel (capteurs ponctuels à corde vibrante), et le renforcer d’une technologie de pointe qu’est la mesure répartie par fibres optiques afin d’appréhender au mieux le comportement de la structure », commente Vincent LAMOUR, directeur technique et expert Génie Civil dans le Nucléaire chez Cementys.

La mesure répartie par fibre optique a l’avantage de donner la température et la déformation que perçoit le câble à fibre optique chaque mètre sur la totalité de sa longueur.

L’instrumentation du radier a été mise en place durant l’été 2016 et a permis de vérifier le bon comportement du béton pendant sa mise en place dans le radier en octobre 2016. Les mesures par fibre optique mettent en valeur les mêmes températures et déformations que celles recensées par les capteurs ponctuels à corde vibrante et apportent de nombreux points de mesure supplémentaires.

Une interface web dédiée permet aux ingénieurs du pôle Ingénierie Civile et Instrumentation de la CNEA de visualiser en temps réel des données des différents capteurs installés.

Les équipes d’ingénieurs et techniciens de Cementys continueront d’apporter leur expertise lors des phases à venir du projet, jusqu’à la mise en service du site prévue au 1er semestre 2019.

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Plan d’instrumentation Cementys

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Réacteur nucléaire CAREM 25

 

Détection de fuite sur pipeline

La fibre optique : une révolution pour la détection de fuite sur pipeline

La détection de fuite sur pipeline est primordiale… Actuellement, les pipelines sont la solution la plus sécuritaire pour transporter des produits pétrochimiques. Cela n’empêche qu’un incident ou une fuite est toujours possible, entrainant de forts coûts environnementaux et de nettoyage, sans parler de la dégradation de l’image de l’entreprise concernée et de l’industrie en question.

Plusieurs technologies de surveillance ont été développées pour détecter les fuites le plus tôt possible (ultrasons, calculs de débits, smart pigs, etc.). Récemment, la fibre optique a apporté une révolution dans ce secteur : grâce aux fibres optiques de télécommunication il est désormais possible de faire des mesures distribuées permettant d’obtenir la température, les contraintes et les vibrations mètre par mètre tout au long de la ligne.

La plupart des dispositifs de détection de fuite par fibre optique utilisent aujourd’hui la mesure distribuée de température (DTS, Distributed Temperature Sensing). Lorsque le produit est à une température différente de l’extérieur, ce système passif permet de détecter et de localiser rapidement une fuite en cherchant des points chauds ou froids. Ce type de mesure a un faible taux de fausses alarmes, surtout si la différence de température entre le produit et l’extérieur est importante (GNL, brute chauffé, gaz sous pression par effet Joule-Thompson).

Mais lorsque le produit est à la même température que l’environnement extérieur, une simple mesure passive de température ne suffit plus. C’est pourquoi Cementys a développé le système de monitoring DTS Actif : un câble métallique est utilisé pour chauffer la ligne, de manière à pouvoir mesurer à la fois la température et la vitesse de changement de température. Cette analyse en temps réel nous permet de calculer la capacité thermique du milieu, directement liée à la présence ou non de produit.

Pour les lignes les plus longues, Cementys a également développé le système d’analyse DTS transitoire.
Pour utiliser le système actif, il faut chauffer la ligne (ce qui nécessite environ 1W par mètre) ; cette solution est donc difficile à mettre en place pour des lignes de plusieurs dizaines de kilomètres. C’est pourquoi nous avons développé le système d’analyse DTS transitoire qui utilise les variations journalières et saisonnières afin de calculer la capacité thermique du milieu. Après une période d’apprentissage, le système est capable de détecter un changement de comportement et donc une fuite.

Grâce à ses technologies et ses retours d’expériences sur l’ensemble de ces solutions, Cementys peut vous accompagner lors de l’installation de votre système d’instrumentation.

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Détection de vides sous quais maritimes par mesures radar

 

Méthode radar : détection de vides sous quais maritimes

La méthode radar utilise la propagation et la réflexion d’ondes électromagnétiques de différentes fréquences, et permet la détection de vides.

Une antenne émettrice envoie dans le sol ou la structure des impulsions de très brève durée, à des fréquences variant généralement de 16 MHz à 2.6 GHz (suivant la profondeur d’auscultation visée).

Quand les ondes rencontrent un contact entre deux milieux de permittivités diélectriques différentes, une partie de leur énergie est réfléchie, tandis que l’autre pénètre plus profondément.

Le radar mesure alors le temps de parcours de l’onde entre l’émission et la réception de celle-ci. La profondeur est obtenue en utilisant le temps de parcours de l’onde et la permittivité diélectrique relative εr du sol ausculté.

Néanmoins, cette profondeur peut être plus faible voire nulle s’il y a présence d’écrans naturels ou artificiels (sols argileux, armatures, plaque métallique, etc.).

Lors de cette campagne de détection de vides sous quais maritimes, nous avons utilisé une antenne à 270 MHz qui permet une auscultation jusqu’à une profondeur de 6 m classiquement.

Le radargramme ci-dessus met en évidence des anomalies marquées en termes de réflectivités et d’étendues spatiales, notamment  entre les PM 32 et 48, liés vraisemblablement à des décompressions marquées ou des vides s’étendant entre 3,5 m et au-delà de 5,6 m de profondeur. Les mesures font apparaître par ailleurs des cibles géométriques régulièrement espacées liées vraisemblablement à des traverses en bois.

La fibre optique pour applications cryogéniques

Cementys a mis au point une gamme complète de solutions à fibre optique pour la surveillance d’actifs cryogéniques : de la surveillance de la phase de refroidissement, des navires de transports et des conduites flexibles (FLNG) à la détection de fuite dans les terminaux GNL (Gaz Naturel Liquéfié) et les conduites d’acheminement.

Avec des températures d’utilisation descendant à -200°C, les capteurs par fibre optique sont parfaitement conformes pour le domaine cryogénique (surveillance de la phase de refroidissement, détection de fuite dans les cuves GNL et les conduites). Notre câble optique SensoLuxCRYO® déjà qualifié peut être installé en contact direct avec les conduites et la cuve, permettant un usage direct en tant que capteur de température distribuée (DTS) avec une résolution spatiale de 1m. Ainsi, une fuite se traduisant par un courant froid sera immédiatement détectée et localisée comme préconisé par la norme européenne EN 1473:2007-06 de détection des écoulements accidentels.

De par sa nature de capteur passif, le câble optique SensoLuxCRYO® peut être installé en totale sécurité dans les atmosphères à risque d’explosion (ATEX zone 0 ou Classe 1 Div1 avec sources lasers de faible puissance) et ne nécessite donc aucun boîtier de jonction certifié ATEX, rendant ainsi la surveillance par fibre optique économiquement compétitive face aux capteurs électriques plus traditionnels (RTD). La fibre optique étant également insensible  au bruit électromagnétique (CEM) et ayant des performances constantes sur de longues distances, des mesures précises peuvent être réalisées à des kilomètres du point de mesure.

Nos solutions SensoLuxCRYO® ont été implémentées avec succès dans le monde entier (Pologne, France, Pays-Bas, Inde, Etats-Unis, etc.).

Instrumentation des tunnels par mesure répartie

Les techniques de capteurs à fibre optique pour la surveillance d’ouvrages par mesure répartie ont ouvert de nouvelles possibilités pour la surveillance de l’intégrité des tunnels.

Cementys a été appelé pour installer son capteur SensoLuxTM® sur deux ouvrages, l’un neuf et l’autre vieux de 35 ans : le prolongement du tunnel ferroviaire de la ligne 12 du métro parisien et le tunnel du Fréjus, le plus long tunnel routier d’Europe. Le capteur a été posé sur des zones sensibles : au niveau d’un accès pompier en cours de creusement dans le cas de la RATP et à l’aplomb du forage d’une galerie de ventilation pour la SFTRF.  Ce câble optique utilise les phénomènes de rétrodiffusion Raman et Brillouin pour la mesure de température et de déformation.

Le câble permet la détection de déformations sur toute sa longueur, sans point mort, avec une résolution spatiale de 0.5 m, une précision de ±5µdef et une portée de plusieurs dizaines de kilomètres. Le faible diamètre du câble (2mm environ) lui permet d’être facilement intégré aux tunnels en le collant sur les voûtes de béton, sous forme d’anneaux, au fond d’une rainure. Le câble optique ainsi protégé permet une surveillance à long-terme, sans maintenance du système de mesure et sans dérive du capteur. Il présente également l’avantage d’une intrusivité quasi nulle, le capteur étant noyé dans le béton.

La moindre déformation ortho-radiale de la structure du tunnel est transmise à la fibre, solidaire du béton, et détectée par les interrogateurs optiques.

La mesure initiale est considérée comme référence. Les mesures suivantes sont comparées à cette première. Les diverses contraintes imposées à la fibre lors du collage n’ont donc aucune conséquence sur la précision des mesures.

Le câble mesure la déformation (compression et dilatation) du béton pour détecter aussi bien les désordres locaux tels que les fissures ou les déformations étendues telles que les phénomènes de convergence. Les données sont transmises sur de longues distances grâce à la fibre, ce qui permet d’effectuer un suivi des ouvrages en temps réel.

Projet de Géodésie sur le barrage d’Inga (RDC)

 

 

Cementys a gagné l’appel d’offre du projet de Géodésie sur le barrage d’Inga pour le compte de la Société Nationale d’Electricité (SNEL) en République Démocratique du Congo.

Ce projet financé par la Banque Mondiale a deux objectifs :

–    Fourniture d’instruments de mesures géodésiques de précision

–    Fourniture et mise en place de la matérialisation

 

L’équipe Cementys est heureuse de collaborer avec la Société Nationale d’Electricité pour la surveillance du barrage d’Inga.

Ce projet se déroulera pendant les mois de Janvier et Février 2016.

Surveillance des barrages Inga I et II, RDC.

 

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Instrumentation de canalisations : suivi des déplacements et des contraintes

La mesure distribuée de déformation par fibres optiques est une technologie récente capable de mesurer les déformations d’une canalisation (on-shore ou off-shore) de plusieurs dizaines de kilomètres.

Afin de calculer le déplacement d’une portion spécifique de cette canalisation ou les contraintes normales s’appliquant n’importe où sur sa surface, l’agencement des câbles  à fibre optique doit être à trois dimensions.

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Deux configurations des câbles sont possibles. L’une est composée de trois câbles à fibres optiques collés longitudinalement à la canalisation et l’autre est une disposition en hélice. La seconde configuration nécessite des équipements et les installations de production plus complexes mais une seule fibre optique est suffisante pour obtenir les mêmes résultats.

Les performances de cette technologie sont souvent comparées avec celle de la technologie des capteurs ponctuels à réseaux de Bragg et malgré leur résolution légèrement plus faible (±5µm/m contre ±1µm/m) pour les capteurs distribués, ils tirent leur avantage sur le nombre équivalent de capteurs très important (1km de canalisation instrumentée <=> 3000 capteurs à réseaux de Bragg). Leur utilisation est donc idéale pour couvrir de très longues distances.

 

Démonstrateur : mesures de déplacements d’un pipeline

Mesures réparties de déformation et de température par fibre optique : Application à la mesure de déplacements d’un pipeline.

 

Cementys est fier de vous présenter son démonstrateur de mesure de déplacements d’un pipeline en flexion. Pour cela, Cementys propose l’utilisation d’au moins 1 fibre optique disposée en hélice ou de 3 fibres optiques disposées longitudinalement à 120° autour du pipeline. Deux tronçons de pipeline de 13 m en acier ont ainsi été instrumentés.

Les systèmes d’interrogation par effet Brillouin (sensible à la déformation et à la température) et par effet Raman (sensible uniquement à la température) permettent de mesurer tous les 50 cm les variations de déformations liées aux contraintes exercées sur le pipeline mais aussi la température absolue de celle-ci.

Les résultats obtenus permettent de mesurer expérimentalement l’amplitude et la direction de la flexion. Etant donné la portée importante de ces systèmes grâce à la technologie par fibre optique, il est possible d’atteindre des zones très éloignées (jusqu’à 60km).

Le câble SensoluxTM®, contenant 4 fibres optiques (2 monomodes et 2 multimodes) est particulièrement bien adapté à ces mesures. Collé avec une résine Epoxy, tous les efforts mécaniques ou les variations de température subis par la structure sont intégralement retransmis aux fibres optiques et sont ainsi détectés par les interrogateurs.

A terme cette instrumentation nous donne des renseignements sur la pression interne et externe du tube, ainsi que les contraintes appliquées tout le long du tube en quasi-temps réel.

 

Surveillance des barrages Inga I et II, RDC.

Surveillance des barrages Inga I et II, RDC.

 

Cementys a gagné l’appel d’offre pour la réalisation de forages de reconnaissance et l’installation d’instruments d’auscultation sur l’aménagement hydro-électrique d’Inga pour le compte de la Société Nationale d’Electricité (SNEL) en République Démocratique du Congo.

L’équipe de Cementys est heureuse de collaborer avec la SNEL sur la surveillance de ces grands barrages d’Inga I et II qui, avec leur puissance installée de plus de 1700 MW, alimentent une grande partie du Congo en électricité.

Le projet financé par la Banque Mondiale durera 5 mois entre juillet et novembre 2015.

 

Instrumentation d'un Pont Avion

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Instrumentation d’un Pont-Avion

 

Cementys a été mandaté par un aéroport français pour la surveillance de deux galeries situées en dessous d’un pont-avion sur lequel circuleront les avions aux destinations internationales.

Le pont-avion est un ouvrage de type pont-dalle en béton précontraint qui doit être capable de résister à des charges de train d’atterrissage de 600 tonnes. La surveillance de Cementys a pour but d’appréhender le comportement de la structure sous les effets mécaniques (fluage des câble, sollicitation en cycle décollage +  atterrissage des avions) et thermique (gradient thermique important).

Cementys a installé ses capteurs de déformation à corde vibrante MicroVib® à des points stratégiques du parement du béton. Toute déformation de la structure est ainsi mesurée. Les données de mesure sont envoyées via Modem GSM vers notre serveur sécurisé, étudiées, puis retranscrites sur l’interface de visualisation client THMInsight®.

L’instrumentation mise en place apporte donc des mesures en temps et réel, durables et précises (résolution 05μ/m, corrélation thermique avec une technologie à corde vibrante). Simple à mettre en œuvre, elle est parfaitement adaptée aux conditions de pose du client et à ses besoins (pose postérieur). De plus, le système de surveillance permet au client d’enclencher des travaux de renforcement en cas de réception d’alertes emails et SMS.

MicroVib M153-photo1Données Instrumentation