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LE PROJET ROBOT AIA, THÈME DU CONCOURS CENTRALE-SUPÉLEC 2014

Le porteur AIA (Articulated Inspection Arm) a été développé par le CEA dans les années 2000 pour mener des interventions télé-opérées dans les enceintes des installations de fusion sous conditions d’ultra vide et de haute température (10-6 Pa, 120°C). Le dispositif est actuellement mis à niveau par l’IRFM pour s’intégrer pleinement aux opérations des tokamaks EAST (à partir de l’automne 2014) et WEST (été 2016).

 

Long de 16 pages, le sujet propose aux étudiants de définir les performances mécaniques du porteur et de sa caméra. Il propose également une optimisation du dispositif en vue d’une intégration sur ITER.

https://www.concours-centrale-supelec.fr/CentraleSupelec/2014/MP/sujets/2013-003.pdf

 

Le projet AIA (Articulated Inspection Arm) a été mené conjointement par les laboratoires DRT-LIST et DSM-IRFM afin de démontrer les capacités d’inspection télé-opérée dans les enceintes à vide des machines de fusion. En perspective d’ITER, un porteur poly-articulé de 9,5 mètres de long équipé d’une caméra en extrémité a ainsi été développé et intégré sur Tore Supra. Le dispositif robotisé a mené en septembre 2008 le 1er déploiement dans une enceinte de tokamak sous conditions d’ultravide (1,4.10-5 Pa) et de haute température (120°C). L’inspection des composants internes a été menée sans perte du conditionnement machine, ce qui a permis une reprise rapide des expérimentations plasma.

Le dispositif est actuellement en cours de fiabilisation par les équipes IRFM afin de s’intégrer pleinement aux opérations des tokamaks EAST (planifié en 2014 en Chine) et WEST (2016).

 

En février 2012, suite à un sujet de TIPE ciblé sur l’AIA, l’équipe projet de Cadarache avait rencontré 2 professeurs de chaire supérieure en classe préparatoire au lycée Thiers de Marseille. Ils étaient alors en charge de la conception des sujets de concours pour grandes écoles et souhaitaient utiliser le robot d’inspection comme support.

 

Long de 16 pages, le sujet constitué à la suite de ces quelques échanges présente en 1ère partie le contexte énergétique mondial, l’intérêt des réacteurs de fusion et compare les caractéristiques principales de Tore Supra et d’ITER. L’introduction continue avec le besoin de dispositifs d’inspection des composants à haut flux et détaille le cahier des charges fonctionnel d’un robot télé-opéré offrant une structure modulaire.

 

Après la définition des caractéristiques géométriques et cinématiques de l’AIA, il est proposé aux étudiants de déterminer le champ opérationnel de la caméra embarquée, d’identifier les performances mécaniques du robot et de proposer une optimisation en termes de positionnements et de longueurs du porteur.

 

Un chapitre entier est également dédié à l’asservissement en position et aux comportements dynamiques du robot complet. Il est ainsi demandé aux étudiants de définir un modèle de commande prenant en compte les caractéristiques des actionneurs et de l’électronique embarqué et l’influence des différents frottements (axes ou câbles).

Le sujet se termine par une demande de « recenser les caractéristiques et les performances évaluées dans les études précédentes qui permettent de conclure positivement sur la qualification du bras AIA en tant qu’outil d’inspection» pour Tore Supra et ITER.

 

Laurent GARGIULO

 

http://asterope.intra.cea.fr/Phocea/Vie_des_labos/News/index.php?id_news=656

 

Maj : 31/08/2018 (396)

 

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