un simulateur qui « bouscule les schémas mentaux »
Interview de Stéphane LAGARDE,
Ingénieur R&D au département Opérations combustible de Framatome
Même quand un procédé chimique complexe et unique au monde est exploité depuis 30 ans, la simulation permet d’améliorer sa compréhension et de lever bien des mystères. Quitte à bousculer certaines représentations… Framatome l’a vérifié avec l’OTS développé par CORYS pour son site de Jarrie (France).
Pourquoi Framatome produit-il du zirconium purifié à Jarrie ?
Stéphane Lagarde :
c’est un constituant essentiel des assemblages de combustible nucléaire, et nous voulons maîtriser toute sa chaîne de production. À Jarrie, notre matériau d’entrée est l’oxyde de zirconium (zircone), qui contient un autre métal, le hafnium. Grâce à un procédé de purification exclusif, nous divisons par 400 cette proportion d’hafnium pour obtenir du zirconium de qualité nucléaire.
En quoi souhaitiez-vous améliorer ce procédé très complexe ?
Il est multivariables, se prête difficilement à des mesures en ligne et nous avions besoin d’en accélérer le temps de réponse. Nous voulions aussi permettre aux opérateurs d’observer en temps réel l’impact de leurs gestes sur la réaction, même s’ils sont déjà guidés par leur expérience du pilotage et de la gestion des incidents.
Il s’agissait également de réaliser des gains : côté ingénierie du procédé, il existe des effets non linéaires et des interactions contre-intuitives. Cela dit, notre priorité reste bien sûr la pureté du zirconium final.
Ce sont ces constats qui vous ont conduit à miser sur la simulation ?
Tout à fait. Nous voulions enrichir la formation, basée aujourd’hui sur des cours théoriques et du tutorat en usine, et mieux comprendre la complexité du procédé. CORYS nous a apporté ce que nous attendions : de vrais experts en génie chimique, une société à taille humaine et sans bureaucratie, des interactions fluides et rapides. Et en fin de projet, un simulateur fidèle à la réalité !
Avez-vous eu des surprises quand vous avez commencé à l’utiliser ?
Oui, forcément, car il contredisait les schémas mentaux que nous avions mis en place. J’ai découvert des couplages de variables, là où je pensais que chacune influait sur une partie distincte du système. J’ai compris que certaines non-linéarités n’étaient pas dues à un effet de seuil ; ou que des étapes du procédé n’avaient pas besoin de chimie, juste d’un temps de mise à l’équilibre thermodynamique.
Même si ces résultats bousculaient nos certitudes, nous n’en avons pas douté : le simulateur avait passé les tests avec succès, et nous a indiqué comment corriger une dérive durable de paramètre.
Comment allez-vous l’utiliser en formation ?
Nous allons créer des scénarios avec les opérateurs, sur de la conduite courante et de la gestion d’incidents : ils sont très rares et il faut entretenir les réflexes. Nous inciterons aussi les stagiaires à partager leur vécu, en décrivant par exemple comment ils ont réagi face à une dérive, pour rejouer la séquence et en débattre avec l’instructeur.
What’s the outlook for process improvements?
Nous pourrons dissocier le rôle de chaque variable, grâce à des plans d’expériences numériques qui en modifient une seule à la fois. Nous allons concevoir et tester des stratégies de contrôle plus ciblées, évaluer de nouveaux modes de diagnostics, imaginer d’autres consignes d’actions correctives… Enfin, le simulateur peut m’aider à argumenter des projets d’investissement : il démontrera aux décideurs l’apport de tel ou tel équipement sur la stabilité ou la productivité du procédé.
