Le capteur de niveau N-ALM de WIKA est un instrument spécifique. Il est destiné à la mesure de niveau dans les centrales nucléaires. Il fonctionne de manière fiable dans des conditions de perte totale d’alimentation électrique (LOCA) et de perte de pression de boucle de refroidissement (BDBA). Ne contenant ni composants électroniques actifs ni matériaux organiques tels que des plastiques ou des joints, ce capteur résiste aux conditions d’exploitation nucléaires. L’instrument reste opérationnel pour une durée allant jusqu’à un an, alors que presque tous les autres composants ont depuis longtemps cessé de fonctionner.
11 mars 2011, Fukushima Daiichi. Un séisme de magnitude 9,0, suivi peu après d’un tsunami, confronte soudainement les exploitants à une question à laquelle aucun système numérique ne peut apporter de réponse. Quelle quantité d’eau de refroidissement reste-t-il dans le réacteur ? Le niveau monte-t-il ou descend-il ? De tels moments mettent en évidence les exigences les plus élevées de la technologie nucléaire. C’est ce que les experts appellent un accident au-delà des bases de conception (BDBA) – c’est-à-dire des scénarios qui dépassent tout cadre de planification.
Ce qui compte lorsque presque tout tombe en panne
Par ailleurs, la technologie de mesure doit résister à des températures pouvant atteindre 250 °C, à des pressions jusqu’à 10 bar, à une humidité de l’air de 100 % et à un rayonnement intense. Les équipements doivent supporter ces conditions pendant des mois, sans alimentation électrique externe. Toute tentative visant à résoudre ce problème à l’aide d’une électronique programmable est vouée à l’échec. De tels composants tombent déjà en panne à environ 50 kGy. Dans un scénario BDBA, il faut s’attendre à des doses de rayonnement cent fois plus élevées, pouvant atteindre 5,05 MGy. De plus, selon l’AIEA et l’AEN, la technologie de mesure en cas d’accident doit toujours être conçue spécifiquement pour la centrale.
Mesure de niveau dans les centrales nucléaires : trois domaines critiques
Le principe de base est simple. Le capteur fonctionne sans électronique active et sans matériaux organiques tels que les plastiques ou les joints, qui peuvent rapidement perdre leur fonctionnalité sous l’effet des rayonnements, de la chaleur et de l’humidité. Cela le rend explicitement apte à une utilisation dans des conditions d’accident nucléaire.
Adapté pour 3 zones avec des profils de risque différents
En fonction du type de réacteur (PWR ou BWR) et de la conception de l’enceinte de confinement, les équipes utilisent ce capteur dans trois zones, chacune présentant son propre profil de risque.
- Piscines de stockage du combustible usé. Les éléments combustibles usés sont stockés sous environ 12 mètres d’eau, qui assure à la fois le refroidissement et la protection contre les rayonnements. Si le niveau baisse, la piscine perd son effet de protection. Les capteurs classiques cessent de fonctionner dès que le niveau de rayonnement augmente.
Le N-ALM de WIKA est un capteur de niveau spécialement conçu pour les applications nucléaires.
- Cuve sous pression : la surveillance indirecte du niveau permet de contrôler le volume de réfrigérant. C’est la tâche de mesure la plus critique de toutes.
- Zone d’inondation dans l’enceinte de confinement. En cas d’accident avec perte de réfrigérant (LOCA), le bâtiment du réacteur est inondé depuis l’extérieur. Le capteur fixé sur le mur mesure l’étendue de l’inondation. Un excès d’eau est tout aussi dangereux qu’un manque d’eau. La base en béton ne doit pas être surchargée.
Dans ces trois cas, c’est le même principe qui s’applique. Il ne s’agit pas d’une précision au millimètre près, mais de disposer des bonnes informations au moment décisif. Cette exigence définit toute la philosophie des SAMG (directives de gestion des accidents graves) et constitue le point de départ du concept du capteur de niveau WIKA.
Le principe de mesure : si simple qu’il ne peut pas échouer
La solution proposée par WIKA est simple, et c’est précisément là que réside sa force. Le N-ALM ne comporte aucune électronique active ni aucun matériau organique. Le principe : un flotteur suit le niveau du liquide. Son aimant permanent ferme mécaniquement les contacts à lames d’une chaîne Reed à pas serré. Suivant la position du flotteur, la résistance totale varie, fournissant ainsi un signal pratiquement continu sans aucun composant électronique dans le réservoir.
En fonctionnement normal, le signal est transmis sous forme de signal analogique de 4 à 20 mA vers la salle de contrôle. En cas de coupure d’alimentation, un opérateur branche un multimètre standard sur l’interface du câble. Une tension de 9 V suffit pour lire directement la valeur de résistance. Les valeurs limites qualifiées démontrent le potentiel : une température d’accident de 250 °C, une pression d’accident de 10 bar, une dose de rayonnement de 5,05 MGy, une accélération sismique pouvant atteindre 5 g et une durée de vie en cas d’accident d’un an.
Chaque centrale est unique, chaque solution l’est également
Aucune centrale nucléaire ne ressemble à une autre. C’est pourquoi WIKA ne se considère pas comme un simple fournisseur de produits standard, mais comme un partenaire de projet. De la première réunion d’ingénierie à l’assistance lors de l’installation sur site, en passant par la qualification selon les normes IEEE 323/344 et KTA. Le tout, certifié selon les normes ISO 19443 et KTA 1401
Conclusion : la fiabilité lorsqu’elle compte le plus
Fukushima a montré au monde entier que, dans les situations extrêmes, les systèmes les plus sophistiqués ne font pas la différence. Ce sont les plus robustes qui s’imposent. Le capteur N-ALM de WIKA incarne cette conviction, une fiabilité maximale grâce à une complexité minimale. Le tout associé à un savoir-faire technique dont chaque installation a besoin pour répondre à ses exigences spécifiques
Note
Sur la page du produit, vous trouverez davantage de caractéristiques techniques concernant le N-ALM. Découvrez de plus amples informations sur la technologie de mesure WIKA destinée au secteur nucléaire sur notre site web. Vous avez des questions ? Votre interlocuteur se fera un plaisir de vous aider.
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