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Après avoir intégré l’impression 3D à son portefeuille de services numériques, Siemens réalise une percé majeure dans l’industrie avec la toute première installation commerciale et la mise en service sécurisée et continue d’une pièce imprimée en 3D dans une centrale nucléaire. Compte tenu des normes strictes de sécurité et de sûreté propres au secteur nucléaire, cette réalisation constitue une véritable réussite et une avancée majeure.

La pièce de rechange fabriquée pour la centrale nucléaire de Krško en Slovénie est une turbine métallique de 108 mm de diamètre destinée à une pompe de protection contre les incendies, fonctionnant en rotation de manière constante. La pompe à eau fournit la pression nécessaire au système de protection contre les incendies au sein de la centrale. La turbine d’origine était en service depuis l’assemblage de la centrale, en 1981, et son fabricant initial a depuis cessé son activité. Les pièces obsolètes non d’origine sont particulièrement adaptées à cette nouvelle technologie puisque leurs modèles de conception sont pratiquement impossibles à obtenir. Cette technologie permet ainsi aux centrales en service d’un certain âge de continuer à fonctionner et même, dans le cas de Krško, de prolonger leur espérance de vie.

L’équipe d’experts Siemens basée en Slovénie a reconstruit et créé un jumeau numérique de la pièce. Le site Siemens de Finspång, en Suède, a ensuite appliqué son processus avancé de fabrication additive à l’aide d’une imprimante 3D pour fabriquer la pièce.

« Nous poursuivons sans relâche nos investissements et innovations de pointe dans le domaine de la fabrication additive et de l’impression 3D », confie Tim Holt, PDG de la division Power Generation Services de Siemens, « ce projet dans la centrale de Krško est un autre exemple de l’impact significatif de la transformation numérique et de nos compétences fondées sur le secteur de l’énergie. La réduction des délais d’exécution et l’accélération de la production rendues possibles par la fabrication additive optimisent le remplacement des pièces et apportent de la valeur à nos clients ».

Les exigences de la centrale de Krško en matière de qualité et de sécurité sont strictes. Il a donc fallu réaliser des tests complets conjointement avec l’équipe des opérations de Krško pendant plusieurs mois, de façon à s’assurer que la nouvelle pièce imprimée en 3D serait fiable et fonctionnerait en toute sécurité. Des essais de matériaux supplémentaires effectués dans un institut indépendant, ainsi qu’un scanner, ont montré que les propriétés matérielles de la pièce imprimée en 3D étaient supérieures à celle de la pièce d’origine.

« La performance, meilleure que prévu, de cette pièce 3D nous a confortés dans l’idée que nous pouvons prolonger l’espérance de vie de nos ressources », explique Vinko Planinc, responsable de la maintenance dans la centrale de Krško, « Siemens affiche un long passé d’innovation dans ce domaine et leur volonté de fournir à leurs clients des innovations éprouvées fait d’eux un excellent partenaire pour ce projet ».

La centrale de Krško a été classée parmi les meilleures centrales nucléaires européennes en termes de sécurité par le Groupement européen des autorités de sûreté nucléaire (ENSREG), selon les évaluations réalisées suite à Fukushima. Elle fournit plus d’un quart de l’énergie en Slovénie et 15 % de l’énergie en Croatie, d’où son importance cruciale pour la région. Depuis plus de dix ans, Siemens apporte des modifications sur le site et fournit des services pour les aspects non nucléaires de la centrale (turbines, générateurs et équipements auxiliaires, entre autres).

Siemens et la centrale de Krško prévoient de poursuivre les recherches dans ce domaine et cherchent à promouvoir la conception de pièces difficiles à produire à l’aide de techniques de fabrication classiques, telles que les structures légères avec modèle de refroidissement amélioré.

Siemens gère une installation de fabrication additive ultramoderne à Finspång, où elle encourage cette technologie depuis 2009. Siemens utilise largement la fabrication additive pour le prototypage rapide. La société a également introduit des solutions de production en série pour la fabrication rapide de petits mélangeurs de combustible et pour la réparation rapide de becs de brûleur pour les turbines à gaz de taille moyenne. Le premier composant de brûleur imprimé en 3D pour une turbine à gaz de grande puissance Siemens a été mis en service avec succès dans une centrale nucléaire à Brno, en République tchèque, en juin 2016. Il a atteint 1 600 heures de service, sans causer aucun arrêt forcé. Concernant la production de pièces dans les turbines à gaz industrielles, les avantages de la fabrication additive de Siemens sont notamment une réduction d’environ 50 % des délais d’exécution et une baisse de 75 % du temps de développement. Siemens a récemment annoncé avoir terminé les premiers tests de moteurs à charge pleine pour les aubes de turbine à gaz entièrement produites à l’aide de technologies de fabrication additive.

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