Les enjeux de la digitalisation pour la filière nucléaire

Les enjeux de la digitalisation pour la filière nucléaire

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Au programme de la troisième édition du World Nuclear Exhibition organisée jusqu’au 28 juin 2018 à Paris Nord Villepinte, la digitalisation touche aujourd’hui toutes les étapes de la chaîne de valeur du nucléaire civil, de la maintenance à la déconstruction en passant par la formation. Les grands acteurs de la filière misent sur le développement des technologies numériques ou robotiques pour mettre au point de nouveaux dispositifs efficients de traçabilité des matériaux, de gestion des données ou de modélisation virtuelle, et permettre in fine, une gestion des installations plus sûre, plus performante et plus compétitive. Explications.

La révolution numérique gagne l’industrie nucléaire mondiale

Tiraillés entre des enjeux de performance et des exigences de sûreté et de sécurité, les acteurs de la filière nucléaire opèrent actuellement une transformation en profondeur de leur outil de production dans le but de gagner en agilité et en flexibilité. Basée sur la digitalisation progressive des processus industriels, cette “révolution numérique” offrent un relai important de compétitivité, et de nombreux atouts pour la sécurisation des grands programmes industriels, la simplification des opérations, l’amélioration de la performance au quotidien et l’intégration accrue de la chaîne logistique, des fournisseurs et des sous-traitants.

Si d’autres filières industrielles très concurrentielles comme l’aéronautique, le transport ou la défense utilisent depuis de nombreuses années les nouvelles technologies, la filière nucléaire française n’est pas en reste. Par exemple, les premiers modèles numériques de simulation mécanique développés par la R&D d’EDF ont déjà plus d’un quart de siècle. Aujourd’hui, toute la filière industrielle, convaincue de l’immense potentiel du numérique, a engagé des programmes de transformation digitale (Etats-Unis, Russie, et en France, avec le programme Grand Carénage et le réacteur EPR-NM. Avec plus de 200.000 salariés et 2500 entreprises, l’industrie nucléaire française constitue aujourd’hui la troisième filière industrielle de l’Hexagone et un des leaders du marché mondial. Une position qu’elle entend bien conserver, voire même renforcer, en accélérant cette transformation numérique et en tirant progressivement le meilleur parti des nouvelles technologies et de l’inter-connectivité croissante des procédés industriels.

L’industrie nucléaire à l’heure du Big data

Cette transformation numérique concerne aussi bien les personnes que les procédés ou les actifs, et repose sur de nombreuses technologies et pratiques permettant chacune à leur manière de tirer profit d’une masse d’information considérable. Ces « Big data » et leur traitement (Big data analytics) sont devenus aujourd’hui un critère de compétitivité pour les entreprises en les aidant à réduire leurs risques et en facilitant la prise de décision, via une analyse prédictive et une « expérience client » plus personnalisée et contextualisée. Appliqué à la filière nucléaire, le Big data fournit des systèmes intelligents capables d’anticiper et d’optimiser les programmes de maintenance, de diagnostic ou d’anticipation des pannes, afin d’augmenter la disponibilité des installations et donc leur production. Les capteurs, les dispositifs intelligents connectés (Internet des Objets), les analyses avancées, les drones, la robotique, ou l’intelligence artificielle, sont autant d’outils qui aident désormais les équipes à visualiser, fournir, traiter et accéder à l’information de manière optimisée.  

« La digitalisation est d’abord un changement de mode de fonctionnement qui touche aussi les modes d’organisation et de relations entre les différents acteurs d’un projet nucléaire : donneurs d’ordres, fournisseur de rang 1 et 2, etc. En fluidifiant les échanges, les acteurs gagnent en agilité et donc en rapidité. Cette digitalisation apportera de la compétitivité et de l’agilité car elle sera un puissant levier de simplification », explique dans la Revue du SFEN, Bruno Lièvre, Directeur du Programme de transformation numérique SWITCH- DSI DIPNN (Direction Ingénierie Projets Nouveau Nucléaire) chez EDF. Le programme d’évolution des méthodes d’ingénierie SWITCH par exemple a pour objectif d’augmenter la transversalité et la fluidité de la production en passant concrètement d’une ingénierie orientée « documents » et organisée en métiers historiques, à une ingénierie fonctionnant en mode « data ». Ces « usines sans papier » éviteront à terme de lourds transferts d’informations, et s’intègrent parfaitement dans le Product Lifecycle Management (PLM), un mode d’organisation dans lequel toutes les données d’un produit, de la formulation de son cahier des charges jusqu’à sa fin de vie, sont gérées sous format numérique et partagées, à des degrés divers, entre les acteurs impliqués.

Un enjeu de compétitivité et de sûreté pour la filière nucléaire

Exit donc les méthodes de production traditionnelles ou classiques, et place aux technologies digitales et aux « jumeaux numériques » qui permettront d’optimiser la conception, l’exploitation et la maintenance des futurs réacteurs. Les logiciels de simulation et de maquettage dédiés à la formation, les outils de gestion et de couplage des données et de l’information sur l’intégralité de la chaîne de production, offrent aujourd’hui de fortes perspectives de réduction des coûts, et permettront dans l’avenir d’être beaucoup plus précis en matière de maintenance prédictive, de diminuer le nombre d’arrêts non planifiés, et donc là encore, d’augmenter la disponibilité des réacteurs et leur productivité.

La numérisation du parc de production nucléaire répond également à une préoccupation de sécurisation croissante des installations et d’optimisation des procédures d’urgence. « Le numérique est un des leviers pour obtenir, à la fois pour le nouveau nucléaire et pour le nucléaire existant, des réductions de coûts importantes et des augmentations de qualité qui contribuent à la sûreté en améliorant la traçabilité », explique de son côté, Philippe Knoche, dirigeant de groupe Orano (ex-Areva). L’Emonitoring déployé depuis 2013 sur l’ensemble du parc, permet par exemple de collecter des données et de comparer le comportement des installations et/ou matériaux avec le comportement de référence connu, afin d’intervenir au plus tôt en cas d’écart ou d’irrégularité constatés.

Rédigé par : La Rédaction

La Rédaction
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COMMENTAIRES

  • Il y a un côté positif de meilleure gestion de processus notamment et un côté négatif la cybersécurité :

    “La croyance classique selon laquelle toutes les installations nucléaires sont isolées de l’Internet public est un mythe. Les avantages commerciaux de la connectivité Internet signifient qu’un certain nombre d’installations nucléaires ont maintenant des connexions VPN installées, que les exploitants d’installations ignorent parfois.”

    Roger Howsley, directeur exécutif de l’Institut mondial pour la sécurité nucléaire (WINS) : “le risque informatique encouru par les exploitants de centrales nucléaires et autres unités associées (retraitement etc) s’accroît à mesure que l’exploitation se digitalise”.

    L’enjeu est de taille pour ce secteur de plusieurs milliards de dollars: une cyberattaque combinée à une cyberattaque physique pourrait, en théorie, mener à la libération de radiations ou au vol de matières fissiles.

    La Nuclear Threat Initiative, une organisation à but non lucratif fondée par Washington et co-fondée par Ted Turner, a comptabilisé environ deux douzaines d’incidents cybernétiques depuis 1990, dont au moins 11 étaient malveillants. Il s’agit notamment d’une attaque en décembre 2014 dans laquelle des pirates informatiques nord-coréens présumés ont volé des plans pour des réacteurs nucléaires sud-coréens et des estimations de l’exposition aux rayonnements pour les résidents locaux. La compagnie d’électricité touchée, qui fournit 30% de l’électricité du pays, a réagi en réalisant des cyber exercices dans les usines du pays.

    Dans une autre attaque, des hackers se faisant passer pour un étudiant japonais ont envoyé des courriels malveillants aux chercheurs du Centre de recherche sur les isotopes à hydrogène de l’Université de Toyama, l’un des principaux sites de recherche sur l’isotope radioactif. De novembre 2015 à juin 2016, les pirates informatiques ont volé plus de 59 000 fichiers, selon les médias, y compris des recherches sur l’usine nucléaire de Fukushima.

    Cependant, toute liste d’incidents cybernétiques dans le secteur nucléaire est très probablement incomplète. La Nuclear Regulatory Commission des États-Unis, par exemple, exige seulement que les opérateurs signalent à la commission les incidents cybernétiques qui affectent la sûreté, les fonctions de sécurité ou la préparation aux urgences de l’usine, excluant les attaques potentiellement importantes sur les systèmes informatiques. Il est, en général, particulièrement difficile pour un pirate informatique de violer les systèmes de contrôle internes d’une usine impliqués dans la première catégorie, mais pas aussi difficile de pénétrer les réseaux informatiques non critiques inclus dans cette dernière. De novembre 2015 à juin 2016, les hackers ont volé plus de 59 000 fichiers.

    “Cyber Security at Civil Nuclear Facilities: Understanding the Risks” :

    https://www.chathamhouse.org/publication/cyber-security-civil-nuclear-facilities-understanding-risks

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