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Journées EDF – CERN
4 décembre 2014
Surveillance des ouvrages du
d’EDF par capteurs à fibre
optique :
de la R&D à l’opérationnel
Y.L. BECK, F. MARTINOT, A. COURTOIS – DTG
G. MOREAU, J.-M. HENAULT – R&D
Contact : [email protected]
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Journées GC DPI 2014 – 1 & 2 octobre – Grenoble Rencontre
EDF / CERN du 04 / 12 / 2014
Différents types de capteurs à FO ?
Ponctuels : - réseaux de BRAGG
Leurs atouts
Insensibilité aux champs électromagnétiques
Mesures déportées sur plusieurs kilomètres
Résistance à la corrosion, aux chocs et aux vibrations
Possibilité d’utiliser plusieurs capteurs en série et en
parallèle
Faible coût par capteur
Environ 10 capteurs en série
5-10 voies
Leurs caractéristiques
Gamme de mesure : ≈ 5000 µm/m
Erreur annoncée : ≈ 50 µm/m
Sensibilité à la température
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Journées GC DPI 2014 – 1 & 2 octobre – Grenoble Rencontre
EDF / CERN du 04 / 12 / 2014
Différents types de capteurs à FO ?
Ponctuels : - réseaux de Bragg
À base longue (qq cm (dm) à m) : - interféromètres (SOFO, OSMOS,
..) ou à réseaux de
Bragg
De mesures réparties : - Rayleigh
- Brillouin
- Raman
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Journées GC DPI 2014 – 1 & 2 octobre – Grenoble Rencontre
EDF / CERN du 04 / 12 / 2014
Principe de la mesure répartie (T, ɛ) par FO
Techno Raman : Mesure de température tout les mètres le long de
la FO, sur 20 km, avec
0,1°C d’exactitude (répétabilité)
Techno Brillouin : Mesure de température tout les 0,5 mètres le
long de la FO, sur 20 km,
avec 1°C d’exactitude et de déformation tout les 0,5 mètres le
long de la FO, sur 20 km, avec 20μm/m d’exactitude
Principe de la mesure : analyse fréquentielle du signal
rétrodiffusé Utilisation de l’effet Raman et de l’effet
Brillouin
,
e
,
e
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Journées GC DPI 2014 – 1 & 2 octobre – Grenoble Rencontre
EDF / CERN du 04 / 12 / 2014
Principales applications sur ouvrages GC
Ouvrages hydrauliques en terre : Tassements et fuites le long
des canaux
1 mesure tout les mètres
Ouvrages nucléaires en béton : Déformations et fissures des
bétons
1 mesure tout les centimètres
Capteurs noyés (ouvrage neuf) ou en surface (ouvrage
existant)
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Journées GC DPI 2014 – 1 & 2 octobre – Grenoble Rencontre
EDF / CERN du 04 / 12 / 2014 6
Stratégie de qualification des CFO Performances des systèmes de
mesures pour une application, avec estimation des incertitudes
associées, en fonction des paramètres influents (environnement,
mise en œuvre, mesures et traitements)
Instruction multi-échelle, dans le domaine de la modélisation et
des essais de validation)
Hors milieu
Inter-comparaison d’appareils
en laboratoire
Milieu d’emploi en environnement
contrôlé
Structure réelle
Vieillissement
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Journées GC DPI 2014 – 1 & 2 octobre – Grenoble
Rencontre EDF / CERN du 04 / 12 / 2014
Exemple d’expérimentation industrielle de
surveillance des déformations de l’enceinte
interne en béton de l’EPR de Flamanvilles 3
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Journées GC DPI 2014 – 1 & 2 octobre – Grenoble Rencontre
EDF / CERN du 04 / 12 / 2014
Compression
Traction
Câble à fibre optique
Armature
Test sur une poutre en Béton armé
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Journées GC DPI 2014 – 1 & 2 octobre – Grenoble Rencontre
EDF / CERN du 04 / 12 / 2014
Compression
Défo
rmation (
µm
/m)
Distance (m)
20 kN
Mesures CFO CV
Test sur une poutre en Béton armé
Pics de déformation au droit des fissures
Détection / localisation précoce
Pics liés au transfert d’effort du béton à la fibre
Traction
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Journées GC DPI 2014 – 1 & 2 octobre – Grenoble
Rencontre EDF / CERN du 04 / 12 / 2014
Système de mesures continument
réparties de déformation et température:
-- 1 km de capteurs à fibre optiques noyés,
-- 4 km de fibres optiques,
-- 2 types de câbles de déformation
-- 1 câble spécifique de température
-- 12 TS / PT 100 pour comparaison
Instrumentation de l’EPR de Fla3
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Journées GC DPI 2014 – 1 & 2 octobre – Grenoble Rencontre
EDF / CERN du 04 / 12 / 2014
Exemple de REX chantier EPR Pose avant ferraillage de la nappe
externe et des nervures
Moyens de protections adaptés aux interactions du chantier
Organisation multi-postes et interfaces pour impact minimisé
équipe A équipe D
équipe B équipe C
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Journées GC DPI 2014 – 1 & 2 octobre – Grenoble Rencontre
EDF / CERN du 04 / 12 / 2014
Résultats fibres optiques après 6 mois
Survie des capteurs après coulage dans le béton
Premières mesures conformes aux attentes
A VENIR : - Suivi des déformations lors de la mise en tension
des câbles de précontrainte
- Essai d’enceinte pré-opérationnel
Température en oC
(Raman) Fréquence
en GHz
(Brillouin)
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Journées GC DPI 2014 – 1 & 2 octobre – Grenoble Rencontre
EDF / CERN du 04 / 12 / 2014
La technologie Fibre Optique à EDF
VNF (EDF), 38km
EDF, 13km
EDF, 1 km EDF, 13km
EDF, 1km
EDF, 13km
EDF, 2km
EDF, >1km
EDF, 0,3km
EDF, 2km
EDF, 2km
80km de canaux
1 barrage
2 enceintes
AU SEIN D’EDF
