RTE a en charge la gestion du transport d’électricité haute tension sur l’ensemble du territoire métropolitain français. Parmi les technologies utilisées pour ce transport, les lignes aériennes en représentent une part importante, puisqu’elles constituent un parc de plus de 100 000 kilomètres. Il est donc évident que le remplacement des conducteurs électriques qui les composent est un sujet majeur pour l’entreprise.

Dans son projet avec Rte, Eurobios est amené à étudier les phénomènes de vieillissement associés aux lignes aériennes sur l’ensemble du territoire français. L’objectif est de développer un outil d’aide à la décision pour définir un classement des câbles, assemblage de brins torsadés, pour leur remplacement selon leur état de dégradation. Les études associées passent par des modélisations physiques des composants des lignes à différentes échelles (voir articles dans Int. Journal of Fatigue et Matériaux & Techniques), par des modélisations statistiques du risque d’apparition d’endommagement important de ceux-ci (voir article dans IET journals), ou par la combinaison des atouts de ces deux types de modélisation dans une démarche plus globale, dite hybride (voir article dans Data Analytics Post).

S’appuyant sur ces développements scientifiques de pointe, Eurobios met également en place des indicateurs métier permettant aux ingénieurs RTE de s’approprier les résultats afin de pouvoir modifier les règles de remplacement actuelles. Cette interaction avec les décisionnaires dans la gestion du réseau passe notamment par le développement d’outils de visualisation qui représentent en quelques secondes les zones les plus sollicitées vis-à-vis d’un risque de vieillissement prononcé.

Les installations pétrolières sont des systèmes industriels complexes : elles sont constituées de nombreux composants et font intervenir des phénomènes physiques de natures variées (hydraulique, thermique, transfert énergétique), Pour étudier le comportement d'une installation sur toute sa durée de vie, il  faut également introduire d'autres aspects, liés aux aléas, tels que l'évolution des prix des matériaux ou les défaillances des équipements,

Problème

Comment construire un outil de simulation, au niveau système, d'installations pétrolières offshore, capable de simuler le comportement global de l'installation sur plusieurs années dans des délais raisonnables ?

Solution

En collaboration avec les ingénieurs métier de son client, Eurobios a proposé une architecture de simulation, qui combine une couche de simulation physique, basée sur la résolution numérique des équations de la physique, avec une couche d’évaluations des risques industriels, basée sur des modèles statistiques et des calculs de probabilité.

Voir l'article sur FASTPROOF

Le raffinage du pétrole consiste en une suite de traitements appliqués au pétrole brut pour le transformer en différents produits utilisables dans les moteurs, comme l'essence. Un équipement commun à certaines unités de raffinage est le riser, qui est une canalisation verticale d'une dizaine de mètres de haut pour un diamètre de deux à trois mètres. Le pétrole lourd est vaporisé et injecté à la base du riser et un catalyseur sous forme de poudre est également introduit à forte température (environ 700°C) dans le riser. Le procédé casse les longues chaînes des molécules d'hydrocarbure et on récupère en haut du riser un mélange d'hydrocarbures légers et de catalyseur pollué.

De nombreuses  réactions chimiques clefs ont lieu dans le riser mais celui-ci étant opaque il n'est pas possible d'observer ce qui s'y passe de façon précise.

 La simulation est un des rares outils disponibles pour "imaginer" ce qui se passe réellement dans ce dispositif.

Les outils de simulation disponibles étaient cependant trop lents (environ six mois pour simuler un process qui prend neuf secondes dans le riser) pour un usage quotidien par les experts du métier.

En six semaines de travail et après conception d'un modèle physique simplifié et adapté aux différentes contraintes, Eurobios a livré un logiciel de calcul, avec une interface utilisateur qui permet de modifier les paramètres physiques en cours de simulation. Le logiciel a été adopté par les ingénieurs et calcule les phénomènes souhaités en quelques minutes au lieu des six mois nécessaires précédemment.

Fin 2013, nous vous avions exposé les enjeux du projet FASTPROOF qui a pour but la modélisation au niveau système et la simulation du comportement d'une installation pétrolière offshore. Les résultats obtenus lors de la première phase ont été présentés lors d'une conférence scientifique qui s'est tenue à Lund en Suède en mars dernier, https://modelica.org/events/modelica2014.

La collaboration entre eni, saipem et Eurobios se poursuit et de nombreux résultats ont récemment vu le jour. Si la première phase consistait à établir une preuve de concept de la faisabilité du projet, les nouveaux développements qui sont actuellement réalisés permettent de généraliser les concepts précédemment proposés. On s'intéresse aujourd'hui à la création d'une installation quelconque obtenue par assemblage de composants élémentaires et on souhaite en étudier le comportement sur le plan de la production, des risques opérationnels et du coût de fonctionnement. Le temps de retour souhaité pour un calcul étant de l'ordre de quelques minutes, les difficultés de modélisation sont multiples. En effet il est nécessaire de réaliser un compromis entre la précision des résultats et la durée des simulations ; on souhaite de plus évaluer les risques et les coûts associés à l'exploitation de la plate-forme à partir du schéma de l'installation et de données statistiques concernant les pannes des divers composants.

Pour réaliser ces objectifs, Eurobios utilise des résultats issus de travaux de recherche récents qui ont fait leurs preuves dans le domaine industriel. L'implémentation de ces méthodes est réalisée dans une approche modulaire et utilise divers langages de programmation orientée objet.

Les résultats de cette deuxième phase feront l'objet d'une communication dans le cadre de la conférence Complex Systems Design & Management qui se tiendra à Paris en novembre 2014, http://www.csdm2014.csdm.fr/.