Brevet FR3154845A1 — publié le 20250502

Procédé (100) pour contrôler un état d’une plaque tubulaire (41) et d’une pluralité de tubes dans un générateur de vapeur (3), le procédé (100) comprenant les étapes suivantes : acquisition (101) d’au moins deux images par un dispositif d’acquisition d’images mobile à l’intérieur du générateur de vapeur (3), une des au moins deux images étant acquise par le dispositif d’acquisition dans une position, et une autre des au moins deux images étant acquise par le dispositif d’acquisition dans une autre position, de sorte qu’une image de la portion du ou des tube(s) (4) et/ou de la plaque tubulaire (41) est présente dans chacune des au moins deux images acquises; détermination (102) des coordonnées 3D, dans un référentiel attaché au générateur de vapeur (3), de points du ou des tube(s) (4) et/ou de points de la portion de la plaque tubulaire (41), à partir des au moins deux images acquises, et à partir de paramètres représentatifs des tubes (4) et de la plaque tubulaire (41), la détermination (102) des coordonnées 3D étant réalisée par photogrammétrie mise en œuvre par ordinateur. Figure 3 Procédé pour contrôler un état d’une plaque tubulaire et d’une pluralité de tubes dans un générateur de vapeur La présente invention concerne le domaine des échangeurs de chaleur, et en particulier des échangeurs de chaleur dans un réacteur nucléaire. Il est connu de pratiquer des inspections télévisuelles dans le circuit secondaire, au niveau de la plaque tubulaire d’un échangeur de chaleur, au moyen d’un dispositif mobile d’acquisition d’images des tubes traversant la plaque tubulaire et/ou de la plaque tubulaire elle-même. Il est nécessaire de pouvoir dimensionner et caractériser les boues et/ou autres dépôts observés au cours d’inspections télévisuelles réalisées dans le circuit secondaire pour identifier la présence de boues et vérifier l’état des plaques. L’invention a donc pour but de proposer une solution à tout ou partie de ces problèmes. A cet effet, la présente invention concerne un procédé pour contrôler un état d’une plaque tubulaire et d’une pluralité de tubes dans un générateur de vapeur, les tubes traversants la plaque tubulaire au niveau d’un partie traversante de chaque tube, le procédé comprenant les étapes suivantes : - acquisition d’au moins deux images par un dispositif d’acquisition d’images mobile à l’intérieur du générateur de vapeur, une des au moins deux images étant acquise par le dispositif d’acquisition dans une position, et une autre des au moins deux images étant acquise par le dispositif d’acquisition dans une autre position, une portion de la partie traversante d’un ou de plusieurs tube(s) et/ou une portion de la plaque tubulaire étant présent(s) dans le champ d’observation du dispositif d’acquisition dans l’une et l’autre position, de sorte qu’une image de la portion du ou des tube(s) et/ou de la plaque tubulaire est présente dans chacune des au moins deux images acquises; - détermination des coordonnées en trois dimensions, dans un référentiel attaché au générateur de vapeur, de points de la portion de la partie traversante du ou des tube(s) et/ou de points de la portion de la plaque tubulaire, à partir de l’image de la portion de la partie traversante du ou des tube(s) et/ou de la plaque tubulaire présente dans chacune des au moins deux images acquises, et à partir de paramètres représentatifs des tubes et de la plaque tubulaire, la détermination des coordonnées en trois dimensions étant réalisée par photogrammétrie mise en œuvre par ordinateur. Selon un mode de mise en œuvre, l’invention comprend une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, seules ou en combinaison techniquement acceptable. Selon un mode de mise en œuvre, la photogrammétrie est mise en œuvre en temps-réel au fur et à mesure de l’acquisition des images. Selon un mode de mise en œuvre, les paramètres représentatifs des tubes comprennent au moins l’un parmi un pas d’espacement entre les tubes, un diamètre du ou des tube(s), une position du ou des tube(s), une position d’une droite représentative d’un croisement entre une face de la plaque tubulaire et un plan défini par le ou les tube(s). Selon un mode de mise en œuvre, le procédé comprend en outre une étape de détermination d’une ou plusieurs caractéristique(s) d’une surface de la partie traversante du ou des tube(s) et/ou d’une surface de la plaque tubulaire traversée par la partie traversante du ou des tube(s), la ou les caractéristique(s) de la surface étant déterminées à partir d’autres paramètres mesurés sur l’image de la portion de la partie traversante du ou des tube(s) et/ou de la plaque tubulaire. Selon un mode de mise en œuvre, les autres paramètres mesurés sur l’image comprennent au moins l’un parmi une texture, une couleur, un sillon formé par le dispositif d’acquisition, et la ou les caractéristique(s) comprennent au moins l’une parmi une oxydation de la surface, une présence de gangue ou de boue, une présence d’un dépôt pulvérulent, une présence d’un corps migrant. Pour sa bonne compréhension, un mode de réalisation et/ou de mise en oeuvre de l’invention est décrit en référence aux dessins ci-annexés représentant, à titre d’exemple non limitatif, une forme de réalisation ou de mise en œuvre respectivement d’un dispositif et/ou d’un procédé selon l’invention. Les mêmes références sur les dessins désignent des éléments similaires ou des éléments dont les fonctions sont similaires. FIG. 1 est une représentation simplifiée d’un réacteur nucléaire à eau pressurisée avec un générateur de vapeur. FIG. 2 est une représentation simplifiée d’un générateur de vapeur d’un réacteur à eau pressurisée. FIG. 3 est une représentation schématique de la séquence des étapes du procédé selon un mode de mise en œuvre de l’invention Les générateurs de vapeur 3 se trouvent dans le bâtiment réacteur 14 d’une centrale nucléaire ; les principaux composants d’une centrale nucléaire sont représentés, à titre d’exemple, sur la FIG. 1 . Le bâtiment réacteur 14 héberge un circuit primaire comprenant une cuve 8 et un cœur de réacteur 7, ainsi qu’une pompe 6 et un dispositif de pressurisation 5, agencés pour chauffer et faire circuler l’eau 1 du circuit primaire. L’eau 1 du circuit primaire circule le long de tubes 4 positionnés à l’intérieur d’un générateur de vapeur 3, de manière à réchauffer l’eau 2 du circuit secondaire au niveau du générateur de vapeur 3 jusqu’à produire la vapeur d’eau nécessaire pour faire tourner les turbines d’un ou plusieurs générateur 9 d’électricité ; l’eau du circuit secondaire se condense ensuite dans un condensateur 10 du circuit secondaire qui est refroidi par un fluide 13 de refroidissement d’un circuit de refroidissement. Une pompe 13 fait circuler l’eau dans le circuit secondaire pour la ramener jusqu’au générateur de vapeur 3. La FIG. 2 illustre un exemple de générateur de vapeur 3, à l’intérieur duquel s’insèrent un faisceau de tubes 4 du circuit primaire. En commençant par la partie inférieure du générateur de vapeur 3 sont représentées une arrivée 42 en provenance du, et un retour 43 vers le, réacteur. Le générateur de vapeur 3 est une énorme cocotte-minute à l’intérieur de laquelle s’insèrent des milliers de tubes (par exemple entre 4000 et 5000, suivant le type de la centrale), dans lesquels passe l’eau du circuit primaire, qui réchauffe et vaporise l’eau du circuit secondaire à l’intérieur d’une boîte à eau 40 formée d’un ou plusieurs anneaux sensiblement cylindriques qui forment la structure et les parois de l’échangeur de chaleur 3 : sur la FIG. 2 sont ainsi représentés à titre d’exemple un anneau inférieur 39, un anneau moyen 38, un anneau conique 36 et un anneau supérieur 34. Les tubes 4 du faisceau de tubes du circuit primaire reposent sur une plaque tubulaire 41 et sont maintenus à l’aide de plaques entretoises 44 qui sont espacées les unes par rapport aux autres, par exemple d’environ 1 m, sur la hauteur du générateur de vapeur. Une enveloppe 37 du faisceau de tubes 4 enveloppe le faisceau de tubes à l’intérieur de l’échangeur de chaleur 3. La partie supérieure de l’échangeur de chaleur 3, comprend un dôme vapeur 30 avec une sortie vapeur 31 vers la turbine ; avant de sortir, la vapeur générée traverse un espace vapeur 33 comprenant notamment un séparateur grossier 35 et un séparateur fin 32. A titre d’exemple, la hauteur totale d’un générateur de vapeur 3 est d’environ 22m, son poids est de 400 tonnes et son diamètre est de 3.5m. Il est positionné verticalement dans le bâtiment réacteur 14. Suivant le type de centrale, 3 ou 4 générateurs de vapeurs 3 peuvent se trouver dans un bâtiment réacteur 14. Au cours du fonctionnement, par des phénomènes non encore modélisés, il se forme, sur les plaques du générateur de vapeur 3, des dépôts, appelés boues. Ces boues sont de différents types et engendrent d’une part une baisse de rendement du générateur de vapeur 3 et d’autre part des phénomènes thermo-hydrauliques et vibratoires qui créent une fatigue des tubes pouvant aller jusqu’à la rupture. Des inspections télévisuelles sont réalisées dans le circuit secondaire, sur ces plaques, pour identifier la présence de boues et vérifier l’état des plaques, au moyen d’un dispositif mobile d’acquisition d’images. En référence à la FIG. 3 , le procédé 100 selon l’invention va maintenant être décrit. Le procédé 100 vise à contrôler un état d’une plaque tubulaire 41 et d’une pluralité de tubes dans un générateur de vapeur 3, les tubes traversants la plaque tubulaire 41 au niveau d’un partie traversante de chaque tube. Le procédé 100 comprend les étapes suivantes : - une première étape d’acquisition 101 d’au moins deux images par un dispositif d’acquisition d’images mobile à l’intérieur du générateur de vapeur 3, une des au moins deux images étant acquise par le dispositif d’acquisition dans une position, et une autre des au moins deux images étant acquise par le dispositif d’acquisition dans une autre position, de sorte qu’une portion de la partie traversante d’un ou de plusieurs tube(s) 4 et/ou une portion de la plaque tubulaire 41 sont présent(s) dans le champ d’observation du dispositif d’acquisition dans l’une et l’autre position ; ainsi, une image de la portion du ou des tube(s) 4 et/ou de la plaque tubulaire 41 est présente dans chacune des au moins deux images acquises. - une deuxième étape de détermination 102 des coordonnées en trois dimensions, dans un référentiel attaché au générateur de vapeur 3, de points de la portion de la partie traversante du ou des tube(s) 4 et/ou de points de la portion de la plaque tubulaire 41, à partir de l’image de la portion de la partie traversante du ou des tube(s) 4 et/ou de la plaque tubulaire 41 présente dans chacune des au moins deux images acquises, et à partir de paramètres représentatifs des tubes 4 et de la plaque tubulaire 41, la détermination 102 des coordonnées en trois dimensions étant réalisée par photogrammétrie mise en œuvre par ordinateur. Optionnellement, la photogrammétrie est mise en œuvre en temps-réel au fur et à mesure de l’acquisition des images par le dispositif d’acquisition mobile. Selon un exemple de mise en œuvre du procédé 100 selon l’invention, les paramètres représentatifs des tubes 4 comprennent au moins l’un parmi : un pas d’espacement entre les tubes 4, un diamètre du ou des tube(s) 4, une position du ou des tube(s) 4, une position d’une droite représentative d’un croisement entre une face de la plaque tubulaire et un plan défini par le ou les tube(s) (4). Plus particulièrement, le procédé 100 selon l’invention comprend en outre une étape de détermination 103 d’une ou plusieurs caractéristique(s) d’une surface de la partie traversante du ou des tube(s) 4 et/ou d’une surface de la plaque tubulaire 41 traversée par la partie traversante du ou des tube(s) 4, la ou les caractéristique(s) de la surface étant déterminées à partir d’autres paramètres mesurés sur l’image de la portion de la partie traversante du ou des tube(s) 4 et/ou de la plaque tubulaire 41. Encore plus particulièrement, les autres paramètres mesurés sur l’image comprennent au moins l’un parmi : une texture, une couleur, un sillon formé par le dispositif d’acquisition, et la ou les caractéristique(s) comprennent au moins l’une parmi : une oxydation de la surface, une présence de gangue ou de boue, une présence d’un dépôt pulvérulent, une présence d’un corps migrant. La couleur peut traduire un degré d’oxydation de la surface des tubes ou de la plaque. Par exemple une plaque d’acier carbone qui présente, lorsqu’elle n’est pas altérée par une oxydation, une couleur qui peut aller du gris foncé au blanc, aura une couleur marron ou orangée lorsqu’elle oxydée. Ainsi, en connaissant la nature du matériau de l’objet observé sur l’image, il est possible de déduire du paramètre « couleur » une caractéristique telle que « oxydation de la surface ». La texture dans une image se présente comme un aplat de variations de niveaux de luminosité, et/ou de couleurs. Les variations de niveau de luminosité dans l’image sont représentatives de variations de planéité de la surface observée, les variations de couleurs étant en outre représentatives de variations du niveau d’oxydation. Ainsi, il est par exemple possible de déduire du paramètre « texture » une caractéristique telle que « oxydation uniforme de la surface » ou « oxydation non-uniforme de la surface ». En outre la reconstruction des coordonnées en trois dimensions permet de quantifier les défauts de planéité des surfaces. Ainsi, le paramètre « couleur » mesuré sur l’image permet de déduire un taux d’oxydation, le paramètre « texture » mesuré sur l’image permet de déduire un taux d’uniformité de l’oxydation de la surface dérivée d’un taux de variation de la couleur, ainsi qu’un taux de planéité de la surface dérivé d’un taux de variation d’une luminosité, et la reconstruction 3D permet de quantifier plus précisément les défauts de planéité. Procédé (100) pour contrôler un état d’une plaque tubulaire (41) et d’une pluralité de tubes dans un générateur de vapeur (3), les tubes traversants la plaque tubulaire (41) au niveau d’un partie traversante de chaque tube, le procédé (100) comprenant les étapes suivantes : - acquisition (101) d’au moins deux images par un dispositif d’acquisition d’images mobile à l’intérieur du générateur de vapeur (3), une des au moins deux images étant acquise par le dispositif d’acquisition dans une position, et une autre des au moins deux images étant acquise par le dispositif d’acquisition dans une autre position, une portion de la partie traversante d’un ou de plusieurs tube(s) (4) et/ou une portion de la plaque tubulaire (41) étant présent(s) dans le champ d’observation du dispositif d’acquisition dans l’une et l’autre position, de sorte qu’une image de la portion du ou des tube(s) (4) et/ou de la plaque tubulaire (41) est présente dans chacune des au moins deux images acquises; - détermination (102) des coordonnées en trois dimensions, dans un référentiel attaché au générateur de vapeur (3), de points de la portion de la partie traversante du ou des tube(s) (4) et/ou de points de la portion de la plaque tubulaire (41), à partir de l’image de la portion de la partie traversante du ou des tube(s) (4) et/ou de la plaque tubulaire (41) présente dans chacune des au moins deux images acquises, et à partir de paramètres représentatifs des tubes (4) et de la plaque tubulaire (41), la détermination (102) des coordonnées en trois dimensions étant réalisée par photogrammétrie mise en œuvre par ordinateur. Procédé (100) selon la revendication 1, dans lequel la photogrammétrie est mise en œuvre en temps-réel au fur et à mesure de l’acquisition des images. Procédé (100) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel les paramètres représentatifs des tubes (4) comprennent au moins l’un parmi un pas d’espacement entre les tubes (4), un diamètre du ou des tube(s) (4), une position du ou des tube(s) (4), une position d’une droite représentative d’un croisement entre une face de la plaque tubulaire et un plan défini par le ou les tube(s) (4). Procédé (100) selon l’une des revendications 1 à 3, comprenant en outre une étape de détermination (103) d’une ou plusieurs caractéristique(s) d’une surface de la partie traversante du ou des tube(s) (4) et/ou d’une surface de la plaque tubulaire (41) traversée par la partie traversante du ou des tube(s) (4), la ou les caractéristique(s) de la surface étant déterminées à partir d’autres paramètres mesurés sur l’image de la portion de la partie traversante du ou des tube(s) (4) et/ou de la plaque tubulaire (41). Procédé (100) selon la revendication 4, dans lequel les autres paramètres mesurés sur l’image comprennent au moins l’un parmi une texture, une couleur, un sillon formé par le dispositif d’acquisition, et dans lequel la ou les caractéristique(s) comprennent au moins l’une parmi une oxydation de la surface, une présence de gangue ou de boue, une présence d’un dépôt pulvérulent, une présence d’un corps migrant.