FR3111422A1 - Ensemble comprenant une paroi et un système de mesure sans contact d’une déformation de la paroi, et procédé de mesure associé - Google Patents

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Abstract

Ensemble comprenant une paroi et un système de mesure sans contact d’une déformation de la paroi, et procédé de mesure associé L’invention concerne un ensemble (2) comprenant une paroi (201) d’un composant, destinée à être soumise à des sollicitations thermomécaniques, et un système (1) de mesure sans contact d’une déformation (202) d’une zone (2010) de la paroi (201), comprenant au moins un dispositif (10) de mesure. Le dispositif (10) comprend un module (100) d’émission-réception d’ultrasons, le dispositif (10) étant configuré pour détecter la distance entre le dispositif (10) et la zone (2010) en fonction d’un trajet parcouru par les ultrasons. Le dispositif comprend en outre un guide d’onde (101) s’étendant entre le module d’émission-réception et la zone (2010), le guide d’onde présentant une longueur (L) supérieure à 1 mètre, selon une direction principale (z) de guidage des ultrasons et entre le module (100) d’émission-réception et la zone (2010). L’ensemble (2) est adapté à la mesure fiable de la déformation d’une paroi de géométrie contrainte dans un environnement à conditions sévères. Figure pour l’abrégé : Fig. 1

Description

Ensemble comprenant une paroi et un système de mesure sans contact d’une déformation de la paroi, et procédé de mesure associé
La présente invention concerne le domaine des mesures de grandeurs dimensionnelles caractérisées par l'utilisation de vibrations infrasonores, sonores ou ultrasonores. Elle trouve pour application particulièrement avantageuse le domaine de la mesure de déformation de parois présentant une géométrie contrainte et disposées dans un environnement à conditions sévères. Par exemple, une application particulièrement avantageuse est le domaine de la mesure de déformation de parois chauffées dans les réacteurs nucléaires à eau légère, tels que les réacteurs à eau pressurisée (REP) et les réacteurs à eau bouillante (REB). Dans un REP, l’eau est typiquement à une pression sensiblement de 155 bar et à une température sensiblement de 320 °C. Dans un REB, l’eau est typiquement à une pression sensiblement de 80 bar et à une température sensiblement de 280 °C.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Dans de nombreux domaines techniques tels que l’aéronautique, l’espace, et le nucléaire, il existe un besoin de caractériser des déformations de structures soumises à des sollicitations thermomécaniques, et si possible dans une situation d’utilisation de ces structures. Les sollicitations sont par exemple la pression, la température, la vitesse de circulation d’un fluide, par exemple dans un environnement irradiant. Dans le domaine du nucléaire, et plus particulièrement dans le domaine des réacteurs, la caractérisation en ligne de la déformation d’une paroi d’un composant d’un réacteur peut être particulièrement utile.
Par exemple, des essais de rampes de puissance sur des crayons combustibles peuvent être effectués en réacteur de recherche, tel que le réacteur Jules Horowitz. Lors de ces essais, des phénomènes d’interaction entre la pastille et la gaine (abrégé IPG dans la suite) peuvent être induits. Ceci peut se traduire par un gonflement de la gaine du crayon combustible. On cherche à caractériser ce gonflement afin de s’assurer de la tenue de la gaine, afin d’améliorer la compréhension des phénomènes IPG. Selon d’autres exemples, la mesurein situde la déformation d’un composant d’un réacteur de puissance permet de détecter des gonflements ou des déformations dus à l’irradiation.
Il existe des systèmes de mesure par contact de la déformation d’une paroi, comprenant un dispositif de mesure en contact avec la paroi. Ces dispositifs comprennent généralement des modules mécaniques, typiquement désigné palpeur, au contact de la paroi dont on cherche à mesurer la déformation. Ces modules peuvent être associés à des capteurs, pour convertir l’information mécanique issue du palpeur en un signal électrique ou optique.
Les systèmes de mesure en contact existants sont encombrants et donc être peu adaptés à des géométries contraintes, dans lesquelles l’espace libre contre la paroi est limité pour disposer le système de mesure. En outre, les systèmes de mesure en contact s’avèrent bien souvent peu fiables.
Il existe par ailleurs des systèmes de mesure sans contact de la déformation d’une paroi. Il est notamment connu du document JP2001056203A un dispositif de mesure sans contact de la déformation d’une gaine d’un crayon combustible, comprenant des capteurs à induction électromagnétiques disposé au niveau de la déformation à mesurer. Ce dispositif reste toutefois encombrant au niveau de la paroi dont on souhaite mesurer la déformation, et la fiabilité de sa mesure peut être améliorée.
Un objet de la présente invention est donc de proposer un ensemble comprenant un système amélioré de mesure d’une déformation d’une paroi, permettant notamment une mesure fiable dans un espace restreint et dans un environnement à conditions sévères.
Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement. Il est entendu que d'autres avantages peuvent être incorporés.
RESUME
Pour atteindre cet objectif, selon un mode de réalisation on prévoit un ensemble comprenant un système de mesure sans contact d’une déformation d’au moins une zone d’une paroi d’un composant, la paroi étant de préférence destinée à être soumise à des sollicitations thermomécaniques. Le système comprend au moins un dispositif de mesure d’une distance entre le dispositif de mesure et la zone.
Avantageusement, le dispositif de mesure comprend au moins un module d’émission-réception comprenant un émetteur d’ultrasons à destination de la zone et un récepteur des ultrasons après réflexion des ultrasons sur la zone, le dispositif de mesure étant configuré pour détecter la distance entre le dispositif de mesure et la zone en fonction d’un trajet parcouru par les ultrasons.
Le système de mesure présente ainsi l’avantage d’être peu intrusif au niveau de la zone dont on cherche à mesurer la déformation. En outre, le système de mesure limite, voire évite, une perturbation locale de la thermique de la paroi. Par rapport aux solutions existantes, la mesure de la déformation est rendue plus fiable. En effet, dans les systèmes de mesure en contact, la mesure de la déformation de la paroi est effectuée par un palpeur. Le palpeur peut créer un point froid, ce qui entraîne une perturbation locale de la thermique de la paroi et donc de sa déformation.
De préférence, l’ensemble comprend au moins un guide d’onde s’étendant entre le module d’émission-réception et la zone. Le guide d’onde est configuré de façon à guider les ultrasons du module d’émission-réception à la zone, et à guider, après réflexion, les ultrasons de la zone au module d’émission-réception.
Le guide d’onde permet une séparation spatiale du module d’émission-réception et de la zone de la paroi dont on cherche à mesurer la déformation. Les ultrasons peuvent être guidés de façon déportée du module d’émission-réception. Le guide d’onde permet ainsi de sonder la déformation de la zone de la paroi à distance du module d’émission-réception. Le système de mesure est donc adapté à la mesure d’une déformation d’une paroi présentant une géométrie contrainte, notamment dans laquelle l’espace libre pour disposer le système de mesure est limité.
En outre, le risque que des sollicitations thermomécaniques s’appliquent au module d’émission-réception est en outre minimisé, voire évité. Une éventuelle perturbation de la mesure par ces sollicitations est évitée. La fiabilité de la mesure est donc améliorée.
L’ensemble est donc particulièrement adapté à la mesure fiable de la déformation d’une paroi présentant une géométrie contrainte, et disposée dans un environnement à conditions sévères, par exemple en termes de pression, de température, de vitesse de circulation d’un fluide, et de rayonnement.
Selon un aspect séparable ou combinable, l’invention concerne un système de mesure sans contact d’une déformation d’au moins une zone d’une paroi, comprenant au moins un dispositif de mesure d’une distance entre le dispositif de mesure et la zone à mesurer.
Avantageusement, le dispositif de mesure comprend :
  • au moins un module d’émission-réception comprenant un émetteur d’ultrasons à destination de la zone à mesurer et un récepteur des ultrasons après réflexion des ultrasons sur la zone, le dispositif de mesure étant configuré pour détecter la distance entre le dispositif de mesure et la zone en fonction d’un trajet parcouru par les ultrasons,
  • au moins un guide d’onde s’étendant entre le module d’émission-réception et la zone et configuré de façon à guider les ultrasons du module d’émission-réception à la zone, et à guider, après réflexion, les ultrasons de la zone au module d’émission-réception. Selon un exemple, le guide d’onde peut présenter une longueur supérieure à un mètre, selon une direction principale de guidage des ultrasons et entre le module d’émission-réception et la zone.
Selon un exemple, le guide d’onde présente une longueur supérieure à 2 mètres, voire 5 mètres selon la direction principale de guidage des ultrasons et entre le module d’émission-réception et la zone.
Un deuxième aspect concerne un canal d’essai d’un réacteur nucléaire comprenant un ensemble selon le premier aspect. Dans un canal d’essai, un crayon combustible est refroidi par la circulation d’un fluide de refroidissement. L’ensemble étant particulièrement adapté à la mesure fiable de la déformation d’une paroi présentant une géométrie contrainte, le système de mesure permet de minimiser les éventuelles perturbations thermo-hydrauliques dans le canal d’essai dans lequel circule le fluide. Un refroidissement efficace du crayon est ainsi assuré pendant l’essai. .
Selon un exemple, la paroi est une gaine d’un crayon combustible. Un crayon combustible est habituellement désigné en anglais par le terme « fuel rod ». La gaine peut en outre présenter un diamètre compris entre 8 et 13 mm, voire sensiblement égal à 9,5 mm. Le diamètre d’un crayon combustible de réacteur à eau pressurisée est généralement sensiblement égal à 9,5 mm.
Un troisième aspect concerne un procédé de mesure de la déformation d’au moins une zone d’une paroi d’un composant, la paroi étant destinée à être soumise à des contraintes thermomécaniques, par un système de mesure sans contact comprenant au moins un dispositif de mesure, le procédé comprenant :
  • une pluralité de mesures d’une distance entre le dispositif de mesure et la zone,
  • le suivi temporel d’une évolution de la distance entre le dispositif de mesure et la zone à mesurer de façon à déduire la déformation de la zone de la paroi.
Avantageusement, la pluralité de mesures d’une distance entre le dispositif de mesure et la zone comprend :
  • une émission d’ultrasons à destination de la zone par un module d’émission-réception comprenant un émetteur d’ultrasons et un récepteur d’ultrasons, puis
  • un guidage des ultrasons du module d’émission-réception à la zone par un guide d’onde s’étendant entre le module d’émission-réception et la zone, le guide d’onde présentant de préférence une longueur supérieure à un mètre, selon une direction principale de guidage des ultrasons et entre le module d’émission-réception et la zone, puis
  • une réflexion des ultrasons sur la zone, puis
  • un guidage des ultrasons réfléchis de la zone au module d’émission-réception par le guide d’onde, puis
  • une réception des ultrasons réfléchis par le récepteur d’ultrasons, puis
  • une détermination du trajet parcouru par les ultrasons entre l’émission et la réception pour obtenir la distance entre le dispositif de mesure et la zone à mesurer.
Selon un exemple, le système de mesure sans contact comprend plusieurs dispositifs de mesure. De préférence, chaque dispositif de mesure est configuré pour mesurer une distance entre ledit dispositif de mesure et la zone, le procédé comprenant :
  • une pluralité de mesures d’une distance entre le dispositif de mesure et la zone à mesurer, par chaque dispositif de mesure,
  • le suivi temporel d’une évolution de chaque distance entre le dispositif de mesure et la zone à mesurer de façon à déduire la déformation de la zone de la paroi selon au moins deux dimensions.
BREVE DESCRIPTION DES FIGURES
Les buts, objets, ainsi que les caractéristiques et avantages de l’invention ressortiront mieux de la description détaillée d’un mode de réalisation de cette dernière qui est illustré par les dessins d’accompagnement suivants dans lesquels :
La figure 1 représente une vue en coupe longitudinale de l’ensemble selon un exemple de réalisation de l’invention.
La figure 2 représente une vue en coupe longitudinale de l’ensemble selon un autre exemple de réalisation de l’invention, selon le plan de coupe A-A illustré en figure 4.
La figure 3 représente une vue en coupe longitudinale de l’ensemble selon un autre exemple de réalisation de l’invention, selon le plan de coupe A-A illustré en figure 4.
La figure 4 représente une vue du dessous en coupe radiale de l’ensemble selon l’exemple de réalisation illustré en figure 2, selon la plan de coupe B-B illustré dans la figure 2.
La figure 5 représente un exemple de géométrie radiale de l’ensemble.
Les dessins sont donnés à titre d'exemples et ne sont pas limitatifs de l’invention. Ils constituent des représentations schématiques de principe destinées à faciliter la compréhension de l’invention et ne sont pas nécessairement à l'échelle des applications pratiques. En particulier les dimensions relatives des composantes de l’ensemble ne sont pas représentatives de la réalité.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Avant d’entamer une revue détaillée de modes de réalisation de l’invention, sont énoncées ci-après des caractéristiques optionnelles qui peuvent éventuellement être utilisées en association ou alternativement.
Selon un exemple, le guide d’onde s’étend principalement et de préférence uniquement, selon la direction principale de guidage des ultrasons, le long d’un profil de la paroi, par exemple selon une direction sensiblement parallèle à la paroi. Ainsi, le guide d’onde est d’un encombrement réduit selon un plan perpendiculaire à la paroi, pour faciliter encore la mesure de la déformation dans une géométrie contrainte.
Selon un exemple non limitatif, le guide d’onde présentant une longueur supérieure à un mètre, de préférence supérieure à 2 mètres, voire 5 mètres, selon une direction principale de guidage des ultrasons et entre le module d’émission-réception et la zone.
Selon un exemple, le guide d’onde présente, perpendiculairement à la direction principale de guidage des ultrasons, une section transverse de dimension inférieure à 5 mm, voire inférieure à 4 mm.
Selon un exemple, le module d’émission-réception est configuré pour émettre des ultrasons présentant une longueur d’onde inférieure à 3,5 mm, voire inférieure à 1 mm, voire inférieure à 0,5 mm. La longueur d’onde peut plus particulièrement être la longueur d’onde des ultrasons dans un fluide disposé entre le guide d’onde et la zone, par exemple un fluide caloporteur tel que de l’eau. La précision de la déformation pouvant être mesurée étant de l’ordre de la moitié de la longueur d’onde, le système permet une mesure précise de la déformation.
Selon un exemple, le guide d’onde comprend une portion de transmission des ultrasons du guide d’onde jusqu’à la zone. La portion de transmission peut notamment être disposée à une première extrémité du guide d’onde. Par exemple, la portion de transmission s’étend, depuis l’extrémité distale du guide d’onde, et en direction du module, sur une distance inférieure à 0,1 mètres.
Selon un exemple, le dispositif de mesure comprend en outre un support configuré pour maintenir au moins la portion de transmission du guide d’onde. Ainsi, la portion de transmission peut être maintenue à une position fixe, y compris en conditions sévères telles qu’une forte pression ou une forte vitesse d’écoulement du fluide au niveau de la zone. La mesure de la déformation de la zone est ainsi rendue plus fiable.
Selon un exemple, le support est au contact de la portion de transmission.
Selon un exemple, le support est configuré de sorte à former une référence géométrique pour le guide d’onde par rapport à la paroi.
Selon un exemple, le support comprend au moins un et de préférence plusieurs éléments de maintien d’au moins la portion de transmission du guide d’onde. L’au moins un élément de maintien peut être choisi parmi des bagues, des tirants, des ressorts et des lames métalliques.
Selon un exemple, l’au moins un élément de maintien est configuré, en particulier ses matériaux et/ou ses formes, pour que la distance entre la zone de transmission et la zone de la paroi ne dépende que de la dilatation de la paroi. Ainsi, le support peut être configuré pour former un ensemble mécanique rigide sur lequel est fixé l‘au moins un guide d’ondes. Cet ensemble permet ainsi de garantir que la mesure corresponde précisément à la déformation de la zone.
Selon un exemple, le guide d’onde comprend une portion de transmission des ultrasons du guide d’onde jusqu’à la zone, la portion de transmission et la zone étant distantes d’une longueur supérieure à 3 mm, voire supérieure à 6 mm. La portion de transmission et la zone peuvent être distantes d’une longueur comprise entre 3, voire 6, et 15 mm, voire sensiblement égale à 10 mm. Ainsi, la mesure de la déformation est réalisée sans contact et à distance de la paroi. Il n’y a pas de contact entre la paroi et le dispositif de mesure, tout au moins sa portion de transmission. Une perturbation de l’environnement de proximité de la paroi est ainsi limitée, voire évitée. Notamment, lorsque la paroi est refroidie par un fluide s’écoulant entre la paroi et le guide d’onde, les perturbations thermo-hydrauliques dans fluide sont minimisées, voire évitées.
Selon un exemple, l’ensemble comprend plusieurs dispositifs de mesure, chaque dispositif de mesure étant configuré pour mesurer une distance entre ledit dispositif de mesure et la zone de la paroi. Ainsi, les déformations de plusieurs zones peuvent être mesurées simultanément. Le système de mesure est dès lors particulièrement adapté pour la cartographie d’une paroi. Par exemple, le système de mesure permet la modélisation des contraintes thermomécaniques pouvant s’exercer sur la paroi.
Selon un exemple, le système de mesure comprend au moins trois dispositifs de mesure.
Selon un exemple, les modules d’émission-réception de chaque dispositif de mesure sont disposés sensiblement dans un même plan perpendiculaire à la direction principale de guidage des ultrasons.
Selon un exemple, les dispositifs de mesure sont disposés à intervalles réguliers le long d’au moins une dimension de la zone, par exemple à équidistance les uns des autres.
Selon un exemple, la longueur d’un guide d’onde d’un dispositif de mesure, entre le module d’émission-réception et la zone, diffère de ladite longueur d’un guide d’onde d’un dispositif de mesure distinct.
Selon un exemple, l’ensemble comprend un contenant destiné à recevoir un fluide. Le composant peut être destiné à être au contact du fluide au niveau d’une de ses faces. La paroi peut notamment être destinée à être au contact du fluide.
Selon un exemple, la paroi est une paroi d’un composant d’un contenant destiné à recevoir un fluide.
Selon un exemple, le contenant est destiné à recevoir un fluide sous une pression supérieure à 100 bar, voire supérieure à 150 bar.
Selon un exemple, le contenant est destiné à recevoir un fluide à une température supérieure à 250 °C, voire supérieure à 300 °C.
Selon un exemple, l’ensemble est configuré de sorte que la zone est soumise à un flux de neutrons d’environ 1014n.cm-2.s-1. De façon alternative ou complémentaire, l’ensemble peut être configuré de sorte que la zone est soumise à un échauffement gamma compris entre 1 et 5 W/g, de préférence, entre 1 et 3 W/g.
Selon un exemple, le système de mesure est monté de façon amovible manuellement ou par l’intermédiaire d’outils dans l’ensemble, par exemple sur le contenant.
Dans la description détaillée qui suit, il pourra être fait usage de termes tels que « horizontal », « vertical », « longitudinal », « transversal », « supérieur », « inférieur », « haut », « bas ». Ces termes doivent être interprétés de façon relative en relation avec la position d’utilisation de l’ensemble, selon un exemple dans lequel le contenant et la paroi dont on cherche à mesurer la déformation sont disposés verticalement. Selon cet exemple, la notion de « longitudinal » correspond à la direction d’extension principale du guide d’onde, et plus particulièrement la direction verticale.
On utilisera également un repère dont la direction horizontale ou arrière/avant correspond à l’axe x, la direction transversale ou droite/gauche correspond à l’axe y et la direction verticale ou bas/haut correspond à l’axe z.
« Interne » désigne les éléments ou les faces tournées vers l’intérieur de l’ensemble, et « externe » désigne les éléments ou les faces tournées vers l’extérieur de l’ensemble.
On entend par un paramètre « sensiblement égal/supérieur/inférieur à » une valeur donnée, que ce paramètre est égal/supérieur/inférieur à la valeur donnée, à plus ou moins 10 % près, voire à plus ou moins 5 % près, de cette valeur.
L’ensemble 2 est maintenant détaillé. L’ensemble 2 comprend une paroi 201 d’un composant. Un composant est un organe de l’ensemble, par exemple une cuve, un conduit, un crayon combustible, comme détaillé dans la suite. Le composant peut être destiné à être placé dans environnement à conditions sévères, par exemple en termes de forte pression, de haute température, et/ou de flux nucléaire irradiant, comme détaillé dans les exemples ci-après. En outre, le composant peut être au contact d’un fluide s’écoulant à un fort débit, typiquement de plusieurs m.s-1. Par exemple, le fluide est un fluide de refroidissement du composant. Notamment, les conditions sévères peuvent être au moins l’un parmi :
  • un fluide sous une pression supérieure à 50 bar,
  • un fluide à une température supérieure à 100 °C,
  • un fluide s’écoulant à une vitesse supérieure à 1 m.s-1,
  • un flux nucléaire irradiant d’un réacteur de sensiblement 70 MWth, tel qu’un flux neutrons et gamma. Ce flux nucléaire peut être un flux d’un réacteur de recherche.
La paroi 201 peut désigner une face externe ou une face interne de ce composant. La paroi 201 désigne plus particulièrement la surface solide du composant dont on souhaite mesurer la déformation. La paroi 201 est plus particulièrement destinée à être soumise à des sollicitations thermomécaniques pouvant entrainer une déformation d’une zone 2010 de la paroi 201. Selon un exemple, l’ensemble comprend un contenant 22 destiné à recevoir un fluide 220, et présentant une enveloppe 221 délimitant le volume du contenant 22. L’enveloppe 221 présente plusieurs faces internes. Selon un exemple, la paroi 201 peut être une paroi 201 d’un composant disposé dans le contenant 22. Notamment la paroi 201 peut être la face externe de ce composant. Selon un autre exemple, l’une des faces internes de l’enveloppe 221 est formée par la paroi 201. Par exemple, le contenant 22 est un canal dans lequel circule un fluide 220, et notamment un fluide sous pression et/ou à haute température. La paroi 201 peut être destinée à être au contact du fluide au niveau d’une face externe ou d’une face interne du composant. L’ensemble 2 peut être configuré de sorte que le fluide est à une température supérieure à 100 °C, voire supérieure à 250 °C, voire supérieure à 300 °C, au moins au niveau de la zone 2010. L’ensemble peut être configuré de sorte que le fluide soit à une pression supérieure à 100 bar, voire supérieure à 150 bar, au moins au niveau de la zone 2010. Selon un exemple, le fluide est soumis à des conditions de pression et de températures de sorte que le fluide est au moins partiellement, voire totalement, à l’état liquide.
Par exemple, l’ensemble 2 est un canal pour des applications de pétrochimie tel qu’un canal de circulation de fluides pétrochimiques. La paroi 201 dont on cherche à mesurer la déformation peut être l’enveloppe 221 du canal de circulation. Selon un autre exemple, l’ensemble 2 est un canal d’un réacteur nucléaire. Le canal peut constituer une partie d’un assemblage de combustible nucléaire. Le canal peut être un canal d’essai d’un combustible nucléaire, configuré pour tester des crayons combustibles 20. L’ensemble 2 peut alors être configuré de sorte la zone 2010 est soumise à un flux nucléaire irradiant contribuant aux sollicitations thermomécaniques susceptibles d’induire une déformation de la zone 2010. Typiquement la zone 2010 peut être soumise à un flux de neutrons d’environ 1014n.cm- 2.s- 1. De façon alternative ou complémentaire, la zone 2010 peut être soumise à un échauffement gamma compris entre 1 et 5 W/g, de préférence entre 1 et 3 W/g. Selon un exemple, le canal d’essai est une virole de séparation de débit, configurée pour canaliser le fluide de refroidissement autour du crayon 20.
Plus particulièrement, l’ensemble 2 peut être un canal d’essai d’un réacteur nucléaire à eau légère (abrégé REL ou LWR de l’anglaislight water reactor). Un REL est un réacteur nucléaire dont le fluide 220 caloporteur et modérateur du combustible est de l'eau, aussi appelée eau légère en distinction avec de l’eau lourde. Les REL les plus courants sont les réacteurs à eau pressurisée (abrégé REP, ou PWR de l’anglaispressurized water reactor) et les réacteurs à eau bouillante (abrégé REB, ou BWR de l’anglaisboiling water reactor). Dans un REP, l’eau est typiquement à une pression sensiblement de 155 bar et à une température sensiblement de 320 °C. Dans un REB, l’eau est typiquement à une pression sensiblement de 80 bar et à une température sensiblement de 280 °C.
Dans la suite, on considère à titre non-limitatif que l’ensemble 2 est un canal d’essai d’un REL. L’ensemble 2 est maintenant décrit en référence aux figures 1 à 5. Comme illustré en figure 1, l’ensemble 2 comprend un canal 22 comprenant un crayon combustible 20 monté sur un porte échantillon 21. Le crayon combustible 20 comprend une pastille de combustible 200 entouré par une gaine 201. Le canal 22 est en outre configuré pour contenir de l’eau permettant la modération et le refroidissement du crayon combustible 20. Lors du fonctionnement de l’ensemble 2, les composants de l’ensemble 2 peuvent être soumis à des sollicitations thermomécaniques sévères. Ces sollicitations sont par exemple la pression, la température, la vitesse de circulation de l’eau 220, et un rayonnement irradiant tel que des neutrons thermiques. La mesurein situde la déformation d’un composant d’un réacteur permet de détecter des gonflements ou des déformations dus à l’irradiation.
Dans un canal d’essai, des essais de puissance peuvent être conduits sur le crayon combustible 20. Par exemple, le crayon combustible 20 peut être soumis à un transitoire de puissance. Un transitoire de puissance peut conduire à une modification de la thermique dans le crayon combustible 20. Par exemple, la pastille combustible 200 peut venir au contact de la gaine 201 et induire des phénomènes d’interaction pastille-gaine (abrégé IPG). Un transitoire de puissance peut en outre conduire à des déformations du crayon, par exemple un gonflement ou un fluage. Dans un réacteur d’essai, on peut notamment chercher à caractériser une déformation 202 d’un crayon combustible 20, et par exemple de sa gaine 201. Ainsi, il est possible de s’assurer de la tenue de la gaine, garante de l’étanchéité du crayon combustible 20, voire d’améliorer la compréhension des phénomènes d’IPG. La déformation 202 d’un crayon combustible 20 peut typiquement être de 0% à 30 % du diamètre du crayon 20, ou de façon équivalente du diamètre de la gaine 201. Ainsi, la déformation 202 peut être de quelques dixièmes de millimètres, par rapport à un diamètre de gaine compris entre 8 mm et 10 mm.
Pour caractériser ce type de déformation, l’ensemble 2 comprend un système 1 de mesure sans contact d’une déformation 202 d’au moins une zone 2010 de la gaine 201. De façon équivalente on désigne par « zone » ou « zone d’intérêt », la zone dont on cherche à mesurer la déformation. Une mesure sans contact permet de limiter, voire d’éviter, une perturbation locale de la thermique de la gaine 201. Ainsi, l’évaluation de la déformation 202 minimise, voire évite, une éventuelle perturbation par le système 1. Par rapport aux solutions existantes, la mesure de la déformation est donc rendue plus fiable.
Afin de mesurer cette déformation 202, le système 1 comprend au moins un dispositif 10 de mesure d’une distance entre le dispositif 10 et la zone 2010. Comme illustré en figure 1, le dispositif comprend un module 100 d’émission-réception. Le module 100 comprend un émetteur d’ultrasons à destination de la zone 2010 et un récepteur des ultrasons après réflexion des ultrasons sur la zone 2010.
Le dispositif comprend au moins un guide d’onde 101 s’étendant entre le module d’émission-réception et la zone 2010, par exemple selon la direction z. Le guide d’onde 101 présente un corps 1012 et une paroi 1013. Le guide d’onde 101 est configuré de façon à guider les ultrasons du module 100 d’émission-réception à la zone 2010. Le guide d’onde est en outre configuré pour guider, après réflexion, les ultrasons de la zone 2010 au module 100.
Ainsi, le module 100 d’émission-réception peut émettre des ultrasons. Ces ultrasons sont guidés par le corps 1012 du guide d’onde 101 jusqu’à la zone 2010. Les ultrasons se propagent dans le fluide tel que l’eau 220 entre le guide d’onde 101 et la zone 2010 et se réfléchissent sur la gaine 201. Les ultrasons réfléchis peuvent ensuite être captés par le guide d’onde 101 pour être transmis au module 100. Le module 100 d’émission-réception et le guide d’onde peuvent être montés sur le canal 22. Le porte échantillon 21 du crayon combustible 20 peut être monté sur le canal 22. Ainsi, le crayon combustible 20 est le guide d’onde peuvent être fixe dans l’ensemble 2. Selon la distance d parcourue par les ultrasons entre le guide d’onde 101 et la zone 2010, la déformation de la gaine 201 peut être mesurée. Cette distance d peut notamment être déterminée selon le temps séparant l’émission et la réception des ultrasons par le module 100.
Le guide d’onde 101 peut s’étendre depuis une extrémité proximale 1011 reliée au module 100 d’émission-réception et une extrémité distale 1010 au niveau de la zone 2010. Le guide d’onde peut en outre présenter une longueur L supérieure à 1 mètre, selon la direction z. Ainsi, le module 100 peut être déporté de la zone 2010 dont on cherche à mesurer la déformation. Le guide d’onde 101 permet ainsi de sonder la déformation 202 de la zone 2010 de la gaine à distance du module 100. L’environnement de la zone 2010 pouvant présenter des conditions sévères en termes de température, de pression de l’eau et de flux nucléaire irradiant, le risque de perturbation du module 100 par ces conditions est minimisé, voire évité. En outre, le guide d’onde peut être configuré pour s’insérer le long du crayon 20, voire le long du porte-échantillon 21 et du crayon 20, entre la gaine 201 et les parois du canal 22 d’essai. Le système 1 de mesure peut ainsi être adapté à la mesure d’une déformation 202 de la gaine dans la géométrie contrainte du canal 22, dans laquelle l’espace libre pour disposer le système 1 de mesure est limité. Selon un exemple, la longueur L du guide d’onde 101 peut être supérieure à 5 mètres, voire supérieure à 10 mètres. Plus la longueur L du guide d’onde 101 est grande, plus le module 100 d’émission-réception peut être éloigné de la zone 2010. Selon un exemple, le réacteur nucléaire est un REP dans lequel l’eau est à une pression sensiblement de 155 bar et à une température sensiblement de 320 °C et circule à une vitesse de quelques m.s-1 au niveau de la zone 2010. Selon cet exemple, lorsque le guide d’onde présente une longueur de plusieurs mètres , , le module d’émission-réception 100 peut alors être à une température inférieure à 150 °C et soumis à une pression sensiblement de 2 bar.
Selon un exemple, le guide d’onde 101 peut être configuré pour que la propagation des ultrasons ne soit pas impactée par les conditions sévères de l’environnement de la zone 2010. Pour cela, le guide d’onde peut comprendre une tige métallique s’étendant depuis l’extrémité proximale 1011 et jusqu’à l’extrémité distale 1010 du guide d’onde 101. Par exemple la tige est en acier inoxydable ou en zircaloy.
La mesure de la déformation 202 est réalisée par des ultrasons émis par le module 100 d’émission-réception. Le module 100 peut être configuré pour émettre des ultrasons présentant une fréquence supérieure ou égale à 2 MHz (106Hz), et de préférence une fréquence comprise entre 2 MHz et 50 MHz . Les ultrasons de haute fréquence sont particulièrement adaptés pour la mesure de déformations de quelques dixièmes de millimètres dans de l’eau. La résolution de la déformation pouvant être mesurée est de l’ordre de la moitié de la longueur d’onde des ultrasons. Le module 100 d’émission-réception peut être configuré pour émettre des ultrasons présentant une longueur d’onde inférieure à 3,5 mm, voire inférieure à 1 mm, et de préférence inférieure ou égale à 0,5 mm, la longueur d’onde étant la longueur d’onde des ultrasons dans le fluide, et plus particulièrement dans l’eau. Le système permet ainsi une mesure précise de la déformation 202. Le module 100 peut comprendre un transducteur de type piézoélectrique configuré pour émettre et recevoir les ultrasons. De préférence, le module 100 d’émission-réception est configuré pour présenter une longueur d'onde comprise entre 0,5 mm et 3,5 mm, conduisant à un champ proche de 6 mm. La mesure peut avantageusement être faite à une distance de la paroi supérieure à celle du champ proche, par exemple à sensiblement 10 mm. Pour cela, le module 100 peut comprendre un transducteur piézo-électrique de diamètre 3,5 mm configuré pour émettre et recevoir des ultrasons de longueur d’onde de 0,5 mm. Le transducteur piézoélectrique peut par ailleurs être focalisé, afin d’augmenter la précision et la fiabilité de la mesure.
Un exemple de configuration de l’ensemble 2 est maintenant détaillé en référence aux figures 1 à 3. L’ensemble 2 peut comprendre un canal 22 dont l’enveloppe 221 est destinée à contenir de l’eau 220 en circulation, notamment selon la direction z. Comme illustré en figure 1 et 4, le canal 22 peut comprendre une enveloppe 221 cylindrique s’étendant selon la direction z, et une enveloppe 221 inférieure fermant le volume défini par l’enveloppe 221 cylindrique. Le canal 22 peut être fermé par un module de fermeture 23 configuré pour assurer une étanchéité au moins à l’eau 220 entre l’intérieur du canal 22 et son extérieur. Le module de fermeture 23 peut par exemple fermer une face supérieure du canal 22. Le module de fermeture 23 peut comprendre une portion de raccord 24 configuré pour permettre un raccord, par exemple électrique, de l’extérieur du canal 22 aux composants à l’intérieur. Pour cela, la portion de raccord peut comprendre des ouvertures étanches 240. Le système 1 de mesure peut être monté de façon amovible, manuellement ou par l’intermédiaire d’outils, sur le canal 22, et notamment sur le module de fermeture 23. Ainsi, le système 1 peut être introduit et retiré au besoin du canal 22. Lorsque la zone 2010 dont on cherche à mesurer la déformation est soumise à un rayonnement irradiant, le système de mesure peut être au moins en partie irradié. Dès lors, le système 1 peut être enlevé du canal 22 pour être placé en cellule chaude par exemple.
Le porte-échantillon 21 peut s’étendre selon la direction z depuis l’extrémité proximale du canal 22, et notamment depuis le module de fermeture 23, dans l’eau 220. Le crayon combustible peut être monté dans le prolongement du porte échantillon 21 et s’étendre selon la direction z vers l’extrémité distale du canal 22.
Le module 100 d’émission-réception peut être disposé dans le canal 22, dans l’eau 220. Le module 100 peut être encapsulé de façon étanche pour éviter que l’eau pénètre dans le module 100. Selon l’exemple illustré en figure 1, le module 100 peut être disposé à l’extrémité proximale du canal 22, et donc à l’opposé de l’extrémité distale à laquelle se trouve le crayon combustible 20. De préférence, le module 100 est disposé dans un plan P1 à proximité, voire au contact, d’une portion de raccord 24. Le module 100 peut être disposé en regard d’une ouverture étanche 240, par laquelle peut passer le raccord électrique 1000 du module. On peut prévoir en alternative que le module 100 d’émission-réception soit disposé à l’extérieur du canal 22 et que le guide d’onde passe par une ouverture étanche pour guider les ultrasons jusqu’à la zone 2010 dans le canal 22.
Le guide d’onde 101 peut s’étendre selon la direction z, depuis une extrémité proximale 1011 reliée au module 100 d’émission-réception. Notamment, le guide d’onde 101 peut s’étendre le long du porte échantillon 21, et le long du crayon combustible 20 jusqu’à la zone 2010. Le guide d’onde 101 peut s’étendre selon une direction sensiblement parallèle à la gaine 201. Ainsi, le guide d’onde 101 est d’un encombrement réduit selon un plan perpendiculaire à la paroi, pour faciliter encore la mesure de la déformation 202 dans une géométrie contrainte. Le guide d’onde 101 peut présenter, perpendiculairement à la direction principale z, une section transverse de dimensions inférieures à l’espace entre le crayon 20 et l’enveloppe 221 du canal 22, voire à l’espace entre le crayon 20 au maximum de sa déformation, et le support 102, décrit ultérieurement. Par exemple, la section transverse est de dimensions inférieures à 5 mm, voire inférieure à 4 mm. De préférence, le guide d’onde 101 présente une section transverse de dimensions sensiblement égales à 3,5 mm. Ainsi, le guide d’onde est d’un encombrement encore réduit selon un plan perpendiculaire à la paroi.
Le guide d’onde 101 peut comprendre une portion de transmission 1010a des ultrasons, disposée à l’extrémité distale 1010 du guide d’onde. Cette portion de transmission 1010a peut être disposée sensiblement au niveau de la zone 2010. La portion de transmission 1010a et la zone 2010 peuvent être distantes d’une longueur supérieure à 3 mm, voire supérieure à 6 mm, voire une longueur comprise entre 3 et 15 mm, notamment selon une direction y perpendiculaire à la direction d’extension z de la paroi 201. Selon un exemple, la longueur est sensiblement égale à 10 mm. Ainsi, la mesure de la déformation s’effectue sans contact et à distance de la paroi. Une perturbation de l’environnement de proximité de la paroi est ainsi limitée, voire évitée . Plus particulièrement, une éventuelle perturbation par le guide d’onde 101 de l’écoulement de l’eau 220 en surface de la gaine 201 du crayon 20 est minimisée. Le système de mesure assure ainsi un refroidissement efficace du crayon 20.
Le système de mesure 1 peut être configuré pour maintenir en position fixe la portion de transmission 1010a par rapport à l’ensemble 2. Ainsi, la portion de transmission 1010a peut être maintenue à une position fixe, y compris en conditions sévères telles qu’une forte pression ou pour une grande vitesse d’écoulement d’eau 220 au niveau de la zone 2010, ou en cas de vibrations du guide d’onde 101. La mesure de la déformation 202 est ainsi rendue plus fiable. Pour cela, le système 1 peut comprendre un support 102 configuré pour maintenir la portion de transmission 1010a. Selon les exemples illustrés par les figures 1 à 3, le support 102 peut comprendre une tête 1020 au contact du guide d’onde 101 au niveau de la portion de transmission 1010a. La tête 1020 est plus particulièrement configurée pour assurer le placement de la portion de transmission 1010a à un point fixe dans le référentiel de l’ensemble 2. Le support 102 peut en outre comprendre au moins un et de préférence plusieurs éléments de maintien d’au moins la portion de transmission 1010a. Les éléments de maintien peuvent être des bagues, et/ou des tirants, et/ou des éléments de découplage du guide d’onde tels que des ressorts ou des lames métalliques. La tête 1020 peut comprendre les éléments de maintien. De façon alternative, les éléments de maintien peuvent coopérer avec la tête 1020 et une partie du support 102. Le support 102 peut être une pièce cylindrique disposée autour du crayon combustible 20, par exemple coaxialement au crayon 20, dans une position fixe par rapport au canal 22. De préférence la bague présente des caractéristiques, notamment en termes de coefficient de dilatation et de forme qui permettent d’accommoder la dilatation de la paroi de sorte que la distance entre la zone de transmission et la zone de la paroi ne dépende que de la dilatation de la paroi. Le support 102 peut constituer un ensemble mécanique rigide sur lesquels sont fixés les guides d’ondes. Cet ensemble permet de garantir que la mesure corresponde précisément à la déformation de la zone. Ainsi ce mode de réalisation apporte une solution face à la problématique consistant à permettre une mesure précise même sous l’effet de conditions de température sévères et variables.
Le système 1 de mesure peut en outre comprendre plusieurs dispositifs 10 de mesure selon les caractéristiques précédemment décrites, chaque dispositif 10 étant configuré pour mesurer une distance d entre le guide d’onde 101 et la zone 2010 de la gaine 201. Ainsi, les déformations de plusieurs zones 2010 peuvent être mesurées simultanément, ou la déformation d’une zone 2010 peut être évaluée sur plusieurs points de mesure. Le système de mesure est dès lors particulièrement adapté pour la cartographie d’une paroi, tout en déportant les modules d’émission-réception. Par exemple, le système de mesure permet la modélisation des contraintes thermomécaniques pouvant s’exercer sur la paroi. Les dispositifs 10, et notamment au moins les portions de transmission 1010a des guides d’ondes peuvent être répartis sur la gaine 201 pour permettre une cartographie d’une déformation axiale, par exemple selon l’axe z, et/ou une déformation radiale, par exemple dans le plan défini par les directions x et y. Notamment, l’agencement relatif des dispositifs 1 par rapport à la gaine 201 et la longueur des guides d’ondes 101 entre le module 100 et leur portion de transmission 1010a peuvent être adaptés pour permettre cette cartographie. Chaque dispositif 10 peut être associé à son propre support 102, ou un même support 102 peut permettre le maintien du guide d’onde 101 de chaque dispositif 10.
Selon l’exemple illustré par les figures 2 à 4, le système de mesure comprend trois dispositifs 10 de mesure, chacun configuré pour mesure une distance d1, d2ou d3. Comme illustré en figure 4, les dispositifs de mesure 10 peuvent être disposés à intervalle régulier autour de la gaine 201, par exemple à équidistance les uns des autres. Selon cet exemple, les guides d’ondes 101 peuvent être disposés à 120° les uns des autres autour de la gaine 201 par rapport au centre du crayon 20.
Selon l’exemple illustré en figure 2, les guides d’ondes 101 peuvent présenter une même longueur L selon la direction z entre les différents dispositifs 10. Les modules 100 d’émission-réception peuvent être disposés dans un même plan P1 horizontal, par exemple chacun en regard d’une ouverture étanche 240 dans la portion de raccord 24 du module de fermeture 23. Ainsi, les portions de transmission 1010a sont disposées dans un même plan horizontal, et permettre de mesure une déformation radiale de la gaine 201, comme illustré en figure 4.
Selon un autre exemple, les guides d’ondes 101 peuvent présenter chacun une longueur L1, L2, L3différente entre les différents dispositifs 10. Ces longueurs peuvent être telles que L3> 1,1 x L2> 1,1 x L1, voire L3> 1,2 x L2> 1,2 x L1.
Selon cet exemple, les guides d’onde 101 peuvent être disposés à proximité les uns des autres, par exemple au contact les uns des autres, afin de mesurer une déformation axiale de la gaine selon la direction z. En alternative et selon l’exemple illustré par la figure 3, les guides d’onde 101 peuvent être disposés à 120° les uns des autres autour de la gaine 201 par rapport au centre du crayon 20. Ainsi, une combinaison de la déformation axiale et de la déformation radiale peut être mesurée. On comprend alors qu’une cartographie en trois dimensions des déformations 202 de la gaine 201 peut être obtenue.
À titre d’exemple, une géométrie radiale de l’ensemble 22 et ses dimensions sont données en référence à la figure 5. Le crayon combustible 20 peut présenter un diamètre D1 de sensiblement 9,5 mm. La déformation 202 peut typiquement être comprise entre 0 et 30 % de D1, en déformation radiale du crayon 20, soit D1 + 2Δ, avec Δ inférieur ou égal à 1,425 mm. Le ou les guide(s) d’onde 101 sont de préférence disposés à une distance de la gaine 201 supérieure à Δ. Le support 102 peut présenter un diamètre intérieur D2 compris entre 22 et 26 mm, et une épaisseur de 2 mm environ. Selon cet exemple, l’espace laissé libre, entre le support 102 et la déformation maximale de la gaine 201, est inférieur à 5 mm, et plus particulièrement d’environ 4,8 mm. On comprend donc l’importance de la minimisation de l’encombrement du dispositif de mesure 10 pour mesurer cette déformation 202. Le canal 22 peut présenter un diamètre intérieur D3 de 44 mm à 58,2 mm environ, et une enveloppe 221 d’une épaisseur de 7,1 mm environ.
Le procédé de mesure de la déformation d’au moins une zone 2010 de la gaine 201 est maintenant détaillé, par un système 1 de mesure sans contact selon les caractéristiques précédemment décrites. Le procédé est décrit selon l’exemple où l’ensemble 2 est un canal d’essai d’un REL et où la paroi est la gaine 201 d’un crayon combustible 20. Le procédé comprend une pluralité de mesures d’une distance d entre le dispositif 10 de mesure et la zone 2010. Le procédé comprend en outre le suivi temporel d’une évolution de cette distance d de façon à déduire la déformation 202 de la zone 2010 de la gaine 201. La déformation 202 de la gaine 201 peut ainsi être caractérisée en ligne. En outre, la cinétique de déformation 202 de la gaine 201 peut être obtenue.
Comme énoncé précédemment, la mesure de la distance d entre le dispositif 10 de mesure et la zone 2010 comprend :
  • une émission d’ultrasons par un module 100 d’émission-réception comprenant un émetteur d’ultrasons et un récepteur d’ultrasons, puis
  • un guidage des ultrasons du module 100 à la zone 2010 par le guide d’onde 101, puis
  • une réflexion des ultrasons sur la zone 2010, puis
  • un guidage des ultrasons réfléchis de la zone 2010 au module 100 par le guide d’onde 101, puis
  • une réception des ultrasons réfléchis par le récepteur d’ultrasons, puis
  • une détermination du trajet parcouru par les ultrasons entre l’émission et la réception pour obtenir la distance d entre le dispositif 10 de mesure et la zone 2010 à mesurer.
Le procédé de mesure peut en outre comprendre toute étape permettant d’obtenir et/ou de mettre en œuvre une caractéristique précédemment décrite du système de mesure 1 ou de l’ensemble 2.
Par exemple, Le système 1 de mesure sans contact pouvant comprendre plusieurs dispositifs 10 de mesure, le procédé peut comprendre une pluralité de mesures d’une distance d par chaque dispositif 10 de mesure. Chaque distance d peut être suivie spatialement de façon à déduire la déformation de la zone 2010 de la gaine 201 selon deux dimensions, voire trois dimensions. Ainsi, une cartographie de la gaine 201 peut être obtenue.
Par ailleurs, le procédé peut comprendre l’émission d’une alerte lorsque la ou les distance (s) d sont inférieures ou égale à une valeur seuil. Par exemple, la valeur seuil peut correspondre à une configuration dans laquelle la déformation 202 viendrait en contact du guide d’onde 101.
Le procédé peut comprendre un stockage des mesures de la ou des distances d, par exemple par une centrale de données. Le procédé peut en outre comprendre l’établissement d’un modèle de la déformation de la gaine, notamment à partir des données stockées. Le modèle de la déformation de la gaine peut être établi en fonction d’au moins l’un parmi le flux irradiant, la température ou la pression, par exemple pour l’étude des phénomènes d’IPG.
Exemple particulier de réalisation
Des conditions et caractéristiques particulières de l’ensemble 2 ou du procédé de mesure sont maintenant décrites à titre d’exemple. Le réacteur nucléaire peut être un réacteur de recherche, tel que le réacteur Jules Horowitz. La puissance thermique, c’est à dire la puissance produite par le réacteur, peut être sensiblement égale à 100 MWth. Le flux de neutrons rapides est de l’ordre de 2,2.1014n.cm- 2.s- 1environ. Le flux de n thermiques peut être compris entre 5.1013 n.cm- 2.s- 1et 1014n.cm- 2.s- 1, voire sensiblement égal à 8,3 1013n.cm- 2.s- 1. L’échauffement gamma peut être compris entre 1 et 5 W/g, et de préférence entre 1 et 3 W/g, voire être sensiblement égal à 3 W/g. L’ensemble 2 peut être un canal d’essai à eau pressurisée à sensiblement 155 bar et à une température de 320°C. Le débit de circulation d’eau est d’environ 2 m.s- 1. Le crayon combustible peut être configuré pour fonctionner à une puissance thermique de 30 kW. Le module 100 d’émission-réception peut être un transducteur piézo-électrique PZT focalisé émettant des ultrasons à une fréquence supérieure à 2 MHz, et présentant une longueur d’onde de 0,5 mm dans l’eau.
Au vu de la description qui précède, il apparaît clairement que l’invention propose un ensemble comprenant un système amélioré de mesure sans contact d’une déformation d’une paroi, permettant notamment une mesure fiable dans un espace restreint et dans un environnement à conditions sévères.
L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisations précédemment décrits et s’étend à tous les modes de réalisation couverts par les revendications.
On peut prévoir par exemple que le système de mesure soit configuré pour mesurer une distance d entre le dispositif de mesure et l’enveloppe 221 du canal 22 d’essai, en alternative ou en complément à une mesure de la déformation de la gaine 201. En outre, dans la description qui précède, on a considéré à titre d’exemple que la paroi 201 présente une géométrie cylindrique. On peut prévoir que la paroi 201 présente toute autre géométrique. Par exemple, la paroi 201 peut être une portion plane d’un composant de l’ensemble. Selon un autre exemple, la paroi 201 peut être incurvée, convexe ou concave.
LISTE DES REFERENCES NUMERIQUES
1 Système de mesure
10 Dispositif de mesure
100 Module d’émission-réception
1000 Raccord électrique
101 Guide d’onde
1010 Première extrémité
1010a Portion de transmission des ultrasons
1011 Deuxième extrémité
1012 Corps
1013 Tube extérieur
102 Support
1020 Tête de support
2 Ensemble
20 Crayon combustible
200 Pastille
201 Gaine
2010 Zone
202 Déformation
21 Porte-échantillon
22 Contenant
220 Fluide
221 Enveloppe
23 Fermeture
24 Portion de raccord
240 Ouvertures étanches

Claims (16)

  1. Ensemble (2) comprenant :
    • une paroi (201) d’un composant, la paroi (201) étant destinée à être soumise à des sollicitations thermomécaniques, et
    • un système (1) de mesure sans contact d’une déformation (202) d’au moins une zone (2010) de la paroi (201), comprenant au moins un dispositif (10) de mesure d’une distance entre le dispositif (10) de mesure et la zone (2010),
    Caractérisé en ce que le dispositif (10) de mesure comprend :
    • au moins un module (100) d’émission-réception comprenant un émetteur d’ultrasons à destination de la zone (2010) et un récepteur des ultrasons après réflexion des ultrasons sur la zone (2010), le dispositif (10) de mesure étant configuré pour détecter la distance entre le dispositif (10) de mesure et la zone (2010) en fonction d’un trajet parcouru par les ultrasons,
    • au moins un guide d’onde (101) s’étendant entre le module d’émission-réception et la zone (2010) et configuré de façon à guider les ultrasons du module (100) d’émission-réception à la zone (2010), et à guider, après réflexion, les ultrasons de la zone (2010) au module (100) d’émission-réception, le guide d’onde présentant une longueur (L) supérieure à 1 mètre, selon une direction principale (z) de guidage des ultrasons et entre le module (100) d’émission-réception et la zone (2010).
  2. Ensemble (2) selon la revendication précédente, dans lequel le guide d’onde (101) s’étend principalement selon la direction principale (z) de guidage des ultrasons, le long d’un profil de la paroi (201).
  3. Ensemble (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le guide d’onde (101) présente, perpendiculairement à la direction principale (z) de guidage des ultrasons, une section transverse de dimension inférieure à 5 mm.
  4. Ensemble (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le guide d’onde (101) comprend une portion de transmission (1010a) des ultrasons du guide d’onde (101) jusqu’à la zone (2010), le dispositif (10) de mesure comprend en outre un support (102) configuré pour maintenir au moins la portion de transmission (1010a) du guide d’onde (101).
  5. Ensemble (2) selon la revendication précédente, dans lequel le support (102) comprend au moins un élément de maintien d’au moins la portion de transmission (1010a) du guide d’onde (101) choisis parmi des bagues, des tirants, des ressorts et des lames métalliques.
  6. Ensemble (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le guide d’onde (101) comprend une portion de transmission (1010a) des ultrasons du guide d’onde (101) jusqu’à la zone (2010), la portion de transmission (1010a) et la zone (2010) étant distante d’une longueur supérieure à 3 mm.
  7. Ensemble (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant plusieurs dispositifs (10) de mesure, chaque dispositif (10) de mesure étant configuré pour mesurer une distance entre ledit dispositif (10) de mesure et la zone (2010) de la paroi (201).
  8. Ensemble (2) selon la revendication précédente, dans lequel, la longueur (L) d’un guide d’onde (101) d’un dispositif (10) de mesure, entre le module (100) d’émission-réception et la zone (2010), diffère de ladite longueur (L) d’un guide d’onde (101) d’un dispositif (10) de mesure distinct, les modules (100) d’émission-réception de chaque dispositif (10) étant disposés sensiblement dans un même plan (P1) perpendiculaire à la direction principale (z) de guidage des ultrasons.
  9. Ensemble (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l’ensemble comprend un contenant (22) destiné à recevoir un fluide (220), le composant étant destiné à être au contact du fluide au niveau d’une de ses faces.
  10. Ensemble (2) selon la revendication précédente, dans lequel le contenant (22) est destiné à recevoir un fluide sous une pression supérieure à 100 bar.
  11. Ensemble (2) selon l’une quelconque des deux revendications précédentes, dans lequel le contenant (22) est destiné à recevoir un fluide à une température supérieur à 250 °C.
  12. Ensemble (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes, configuré de sorte que la zone (2010) est soumise à un flux de neutrons d’environ à 1014n.cm-2.s-1.
  13. Canal d’essai d’un réacteur nucléaire comprenant un ensemble (2) selon l’une quelconque des revendications précédentes.
  14. Canal d’essai selon la revendication précédente, dans lequel la paroi (201) est une gaine d’un crayon combustible (20).
  15. Procédé de mesure de la déformation d’au moins une zone (2010) d’une paroi (201) d’un composant, la paroi (201) étant destinée à être soumise à des contraintes thermomécaniques, par un système de mesure sans contact comprenant au moins un dispositif (10) de mesure, le procédé comprenant :
    • une pluralité de mesures d’une distance (d) entre le dispositif (10) de mesure et la zone (2010),
    • le suivi temporel d’une évolution de la distance (d) entre le dispositif (10) de mesure et la zone (2010) à mesurer de façon à déduire la déformation de la zone (2010) de la paroi (201),
    caractérisé en ce que la pluralité de mesures d’une distance (d) entre le dispositif (10) de mesure et la zone (2010) comprend :
    • une émission d’ultrasons à destination de la zone (2010) par un module (100) d’émission-réception comprenant un émetteur d’ultrasons et un récepteur d’ultrasons, puis
    • un guidage des ultrasons du module (100) d’émission-réception à la zone (2010) par un guide d’onde (101) s’étendant entre le module (100) d’émission-réception et la zone (2010), le guide d’onde présentant une longueur (L) supérieure à 1 mètre, selon une direction principale (z) de guidage des ultrasons et entre le module (100) d’émission-réception et la zone (2010), puis
    • une réflexion des ultrasons sur la zone (2010), puis
    • un guidage des ultrasons réfléchis de la zone (2010) au module (100) d’émission-réception par le guide d’onde (101), puis
    • une réception des ultrasons réfléchis par le récepteur d’ultrasons, puis
    • une détermination du trajet parcouru par les ultrasons entre l’émission et la réception pour obtenir la distance (d) entre le dispositif (10) de mesure et la zone (2010) à mesurer.
  16. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel le système (1) de mesure sans contact comprend plusieurs dispositifs (10) de mesure, chaque dispositif (10) de mesure étant configuré pour mesurer une distance entre ledit dispositif (10) de mesure et la zone (2010), le procédé comprenant :
    • une pluralité de mesures d’une distance (d) entre le dispositif (10) de mesure et la zone (2010) à mesurer, par chaque dispositif (10) de mesure
    • le suivi temporel d’une évolution de chaque distance (d) entre le dispositif (10) de mesure et la zone (2010) à mesurer de façon à déduire la déformation de la zone (2010) de la paroi (201) selon au moins deux dimensions.
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