Un robot pour les centrales nucléaires
En cas d’incident, une centrale nucléaire est sans conteste un des lieux les plus hostiles qui soient pour l’être humain.
Les radiations dégagées, même lorsqu’elles sont faibles, sont en effet très dangereuses pour les personnes chargées d’intervenir. Pour remplacer celles-ci, des chercheurs ont mis au point un robot mobile capable de se déplacer à l’intérieur d’une centrale nucléaire et d’y effectuer des tâches certes simples mais pouvant s’avérer salvatrices.
Envoyer un robot dans une centrale n’est pas une idée neuve : le premier prototype date en effet du début des années 80, avant même la tragédie de Tchernobyl. Développé par le CEA*, ce robot est entièrement téléopéré, c’est-à-dire commandé depuis l’extérieur.
Monter et descendre les escaliers, franchir des obstacles et se saisir d’objets, tout en résistant aux radiations destructrices
Le robot se compose de deux corps articulés l’un avec l’autre. Cette caractéristique lui permet, par un procédé fort judicieux, de monter et descendre des escaliers et même de franchir des obstacles hauts de 40 cm ! "Pour cela, le robot soulève sa partie avant ou arrière, explique Jean-Marc Alexandre, chercheur au CEA. Ce mouvement se fait grâce au déplacement du bras manipulateur du robot qui peut se mouvoir d’une partie à l’autre, modifiant ainsi le centre de gravité des deux corps."
Résultat ? Une partie se lève, puis l’autre, et le robot franchit allègrement les obstacles. Ce bras si utile sert également à effectuer certaines tâches au cœur de la centrale(1) : "en effet, la pince située en son extrémité lui permet par exemple d’actionner des vannes, d’ouvrir ou de fermer une porte, détaille Jean-Marc Alexandre. D’autre part, le robot est également capable de se saisir d’un objet pouvant peser jusqu’à cinq kilos et de le ramener sur son dos à l’extérieur de la centrale." Pour résister aux radiations destructrices, le robot est équipé d’une électronique durcie qui résiste à des taux 100 fois supérieurs à l’électronique classique.
La seule solution pour communiquer avec des robots autonomes est la transmission hertzienne mais cela ne va pas sans difficultés
Le problème le plus épineux que les chercheurs du CEA ont eu à résoudre concerne la transmission et la communication avec l’extérieur de la centrale. Habituellement, les robots sont reliés à leurs opérateurs à l’aide d’un cordon ombilical assurant la communication (vidéo, son, données) entre le robot et le poste de commande. Dans ce cas, ce procédé est inenvisageable puisque le robot se doit de refermer certaines portes hermétiques derrière lui.
La seule solution autorisée est donc la transmission hertzienne mais, là encore, un obstacle s’éleva devant les chercheurs : "De même que les passagers doivent éteindre leur téléphone portable dans un avion, nous ne pouvions doter notre robot d’une puissance d’émission suffisante pour la portée que nous souhaitions, précise Jean-Marc Alexandre. Pour émettre de loin, l’énergie dégagée par la transmission aurait en effet dépassé le seuil autorisé par EDF au sein de ses centrales nucléaires."
Des images captées par le robot à l’aide de ses deux caméras et transmises de relais en relais via des bornes émettrices / réceptrices
Loin de se décourager, les chercheurs ont imaginé une solution qui n’est pas sans nous rappeler un certain conte de Charles Perrault : le robot disposera de nombreuses petites bornes émettrices et réceptrices. Dès qu’il sentira la transmission s’affaiblir, il reviendra quelques pas en arrière et déposera une de ces bornes. La transmission s’effectuera donc de relais en relais, sans perturber le fonctionnement de la centrale.
Les opérateurs recevront ainsi les images captées par le robot à l’aide de ses deux caméras situées sur la pince et à l’arrière de l’engin, et pourront ainsi lui dicter les actions à effectuer. Encore au stade de R&D, le mode «Petit Poucet» pourrait bien marquer une grande avancée dans le domaine de la téléopération de robot en milieu hostile.
Aujourd’hui, ce robot, dont le développement doit également beaucoup à certains partenaires industriels comme Cybernétix, séjourne près de Chinon dans le premier parc mondial de robots d’intervention, celui du GIE Intra, le groupe créé par les trois acteurs principaux du nucléaire en France : EDF, CEA et Cogema. Prêt à intervenir en cas d’incident dans une centrale nucléaire du réseau français, il se prête avec dévouement aux exercices d’entraînement des pilotes ainsi qu’à la réalisation de simulations.
(1) La commande de ce bras a fait l'objet de travaux communs entre le CEA et le Lasmea, basé à Clermont-Ferrand.
Le bras du robot avec la pince située à son extrémité
Franchissement d'obstacles
Le robot garde le contact avec l'extérieur
En Savoir +
Contacts :
Jean-Marc Alexandre, CEA, alexandrejm@zoe.cea.fr Gérard Chalubert, CEA, chalubertg@zoe.cea.fr
*CEA : Commissariat à l’Energie Atomique