Maple utilisé par Electricité De France pour diminuer les risques dans les circuits secondaires de Centrales Nucléaires

Le logiciel mathématique et d’ingénierie Maple est utilisé au C.N.E.N. (Centre National d’Equipement Nucléaire) d’E.D.F. pour développer, valider et documenter un logiciel de maintenance prédictive aidant à l’élaboration des programmes d’inspection des éléments de tuyauteries du circuit de la salle des machines des centrales nucléaires Françaises.

La corrosion-érosion des aciers au carbone est une forme de corrosion généralisée accélérée par un flux circulant d’eau ou de vapeur humide. Elle est responsable de nombreuses dégradations sur les circuits eau-vapeur des centrales thermiques et nucléaires. L’effet de la corrosion-érosion se traduit par des pertes d’épaisseur étendues en paroi interne des composants, qui conduisent si elles ne sont pas détectées à temps, à des fuites voire à la rupture des composants concernés.

Compte-tenu des enjeux de sécurité vis à vis du personnel et de disponibilité des installations, E.D.F. a développé le logiciel BRT-CICERO™ pour optimiser les contrôles des éléments de tuyauteries du circuit secondaire des réacteurs nucléaires à eau pressurisée. Celui-ci permet de calculer les pertes d'épaisseur internes des éléments en fonction de l'ensemble des paramètres influents : isométrie des lignes de tuyauterie, teneur en chrome des aciers, conditionnement chimique et paramètres de fonctionnement thermo-hydrauliques du circuit secondaire.

E.D.F. a fait le choix d’utiliser le logiciel Maple pour développer, valider et documenter les modèles utilisés dans BRT-CICERO™, en s’appuyant sur la puissance du moteur mathématique de Maple, sur le générateur automatique de code et sur l’interface document interactif de Maple. De cette façon une nouvelle version de BRT-CICERO™ a pu être développée plus rapidement et est totalement documentée pour de futures évolutions.

Le développement informatique de la nouvelle version de BRT-CICERO™ a été réalisé par une équipe de cinq ingénieurs. Un premier a formulé les modèles physico-chimiques, préalablement élaborés au SEPTEN (autre unité EDF en charge de la conception et de la doctrine des réacteurs nucléaires), sous la forme de systèmes d’équations dans Maple et un second s’est attaché à vérifier les modèles en comparaison avec l’ancienne version du logiciel. Tout d’abord les systèmes d’équations ont été saisis puis résolus dans Maple, le code C correspondant a ensuite été généré automatiquement directement à partir des équations. Ce code a ensuite été comparé au code de la version précédente du logiciel BRT-CICERO™, pour valider les modèles utilisés.

Pour satisfaire aux exigences réglementaires donnant accord pour un usage industriel de la nouvelle version du logiciel BRT-CICERO™, un ensemble de documents techniques doit accompagner le développement du logiciel qui doit également passer, avec succès, des tests de qualification.

Pour y parvenir les fonctions avancées de documentation interactive de Maple ont été utilisées, le logiciel BRT-CICERO™ a ainsi pu être aisément documenté. Enfin des ensemble de tests ont été développés pour qualifier le logiciel BRT-CICERO™-, définir sa plage d’utilisation et prononcer sa recette avant exploitation sur les tranches nucléaires du parc EDF. Pour plus de sécurité, la majeure partie des tests ont été réalisés dans les plages de valeurs extrêmes. Plus de 14000 opérations de tests ou de simulations ont été réalisées pour obtenir la qualification du produit BRT-CICERO™.