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DECRYPTAGE - L'OEIL DE L'EXPERT

Le CEA mobilisé aux côtés d’Orano pour l’usine du futur


Le projet udd@Orano, lancé par le groupe industriel et ses 11 partenaires, dont le CEA, a pour but d’accélérer la transition numérique dans les sites industriels actuels et futurs d’Orano. Il fait partie des projets retenus pour le volet nucléaire du plan France Relance dédié au développement et au renforcement des compétences, de la compétitivité et de l’innovation dans la filière nucléaire. Comment le CEA est-il impliqué dans ce projet d’envergure au service de l’industrie du futur ? Le point avec Frédérick Carrel, Responsable du Laboratoire capteurs et architectures électroniques du CEA.


Publié le 2 décembre 2021

Pourriez-vous nous présenter le projet udd@Orano, ses objectifs, enjeux et
perspectives ?

Le projet udd@Orano (pour Usines de Demain sur les sites industriels d’Orano) est un véritable accélérateur de la transition numérique pour les usines d’Orano et, in fine, pour la filière nucléaire tout entière. Il est porté par Orano et mobilise 11 partenaires composés de start-ups, TPE-PME et organismes de recherche dont fait partie le CEA. Pendant 36 mois, nous allons unir nos expertises et nos savoir-faire pour développer des technologies de pointe adaptées aux besoins d’Orano afin de booster la performance, l’agilité et la compétitivité de ses usines de fabrication et de retraitement du combustible, de moderniser et d’optimiser les procédés et de renforcer la sécurité des opérateurs. De la conception de capteurs innovants à l’Internet des objets en passant par la robotique, la fabrication additive, l’élaboration de nouveaux algorithmes via l’intelligence artificielle, de nombreuses briques technologiques seront déployées au sein de ce projet pour faire entrer les usines d’Orano dans l’industrie 4.0.

Comment le CEA va-t-il contribuer au projet udd@Orano ?

Le CEA, via ses instituts List et Irfu (Institut de recherche sur les lois fondamentales de l'Univers), contribue au déploiement de technologies principalement dans les domaines de l’instrumentation et de l’intelligence artificielle (IA).

Le CEA est notamment impliqué sur l’un des axes forts du projet udd@Orano : la modernisation des métiers de la radioprotection, soit le contrôle des doses d’irradiation et des zones potentiellement irradiantes des installations. Comment ? En dotant les radioprotectionnistes d’outils leur permettant d'avoir une vision du risque plus efficace et d’être moins exposés. Notre objectif est ainsi que les radioprotectionnistes de demain puissent tout faire à distance, de façon à minimiser les risques d’exposition et de faciliter les opérations grâce à des instrumentations ultra-miniaturisées.

Le CEA va ainsi développer des technologies qui permettront d’obtenir des informations très précises et des données en continu sur ce qu'on appelle la dosimétrie d’extrémités, soit le rayonnement qu’un opérateur peut recevoir quand celui-ci se rapproche d'une source radioactive, par exemple lorsqu’il manipule du combustible au sein d'une boîte à gants.

Le CEA va également déployer des caméras gamma ultra-miniaturisées, technique d’imagerie portable permettant de visualiser à distance et en temps réel les points chauds radioactifs dans les sites nucléaires. Il y a une vingtaine d'années, cette caméra gamma pesait 20 kilos . A l'heure actuelle, les versions industrielles comme iPIX, commercialisée par Mirion Technologies, pèsent entre 2 et 3 kilos. L’imageur gamma Nanopix, développé par le CEA, et qui sera optimisé dans le cadre d’udd@Orano, a une masse comprise entre 200 et 300 grammes, tout en conservant des performances au meilleur niveau de l’état de l’art. Le CEA va également concevoir une instrumentation à base de fibres optiques permettant d’effectuer le suivi radiologique dans des zones très contraintes (tuyauteries de quelques millimètres de diamètre), ainsi que des capteurs diamant capables de mesurer de très faibles taux de radioactivité dans les effluents générés par l’industrie (quelques Becquerels par litre). Il étudie également le durcissement de capteurs, à savoir leur capacité à résister à des environnements extrêmement irradiants, via le développement d’électroniques dédiées.

La détection des muons est également au programme du projet udd@Orano via une technologie mise au point par le CEA. Celle-ci a notamment été déployée pour la mission ScanPyramids afin de scanner les grandes pyramides d’Egypte. Cette technologie permettra de sonder et de faire du monitoring de structures nucléaires, de caractériser la résistance d’un bâtiment ou d’une installation et de voir comment ceux-ci évoluent au cours du temps.

Evidemment, l’usine du futur ne peut fonctionner sans technologies à base d’intelligence artificielle. Expert en la matière, le CEA va accompagner Orano sur l’augmentation des performances de l’instrumentation, l’amélioration du traitement des données et des modèles de simulation, via la mise au point d’algorithmes performants et une automatisation accrue des procédés.

Le CEA travaille également à l’optimisation d’algorithmes pouvant être portés au plus près du capteur via une architecture électronique dédiée. L’IA embarquée représente ainsi l’un des points clés du projet udd@Orano puisqu’elle sera intégrée dans la plupart des instrumentations déployées.

Quelle est la valeur ajoutée du CEA dans ce projet ?

Le CEA est capable de mobiliser des compétences de pointe aussi bien dans les domaines de l’instrumentation, de l’intelligence artificielle ou bien encore de la simulation. Ces compétences multiples sur l’ensemble de la chaîne de valeur, tout comme son expertise unique sur les problématiques de l’industrie nucléaire, lui permettent ainsi de développer des solutions technologiques adaptées aux besoins du terrain. Le CEA accompagne de plus Orano depuis de nombreuses années et des liens forts existent entre les équipes présentes au sein des deux entités.

Ces technologies vont-elle pouvoir servir à d’autres secteurs industriels ?

L’objectif, à l’issue du projet udd@Orano, est de transférer ces technologies afin qu’elles puissent bénéficier à l’ensemble de la filière nucléaire mais aussi à d’autres secteurs industriels. Certains capteurs que développe le CEA, comme par exemple les capteurs à fibre optique, qui ont une généricité dépassant l’industrie nucléaire, pourront être ainsi utilisés dans le domaine de l'aéronautique. La dosimétrie d’extrémités pourra quant à elle intégrer la médecine du futur, lors d’opérations ou de manipulations de seringues visant à injecter des produits radioactifs. Le travail collaboratif avec les partenaires du projet permettra aussi de créer ou de renforcer des liens, faisant ainsi émerger de nouveaux projets et partenariats structurants. Les briques technologiques que nous déployons dans le cadre de ce projet pourront aussi aider le CEA à se positionner à l’international.


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