ARTUR, le robot de Graphitech pour démanteler Brennilis

En ingénierie à Lyon comme en essais au Démonstrateur Industriel d’EDF, les équipes de Graphitech relèvent un défi technologique majeur en concevant un système robotique dédié à l'extraction des tubes de force de la cuve de Brennilis lors de la 4ᵉ phase du démantèlement du réacteur EL4, prévue d’ici 2030. Le nom de ce robot est ARTUR : Advanced Robot for TUbes Removal.

Arrêtée définitivement depuis 40 ans, la centrale nucléaire de Brennilis fait désormais partie des activités de développement de Graphitech, la filiale commune d'EDF et Veolia. En effet, Brennilis constitue un projet de démantèlement unique du fait de sa technologie : son réacteur est le seul exemplaire de la filière « eau lourde » en France.

Située à l'Est de Brest, dans le Finistère, la centrale est restée en service durant près de 18 ans, produisant l’équivalent de la consommation électrique d’une ville de 385 000 habitants. Elle a finalement été mise à l’arrêt en 1985 au profit d’une technologie plus compétitive : le réacteur à eau pressurisée.

Après l’obtention du décret en septembre 2023, les opérations de démantèlement ont officiellement débuté en décembre 2025 après que dernier est entré en vigueur. La première phase du chantier aura pour objectif de libérer de l’espace afin de permettre l’intervention de robots dans le bloc réacteur, la partie la plus sensible de ce démantèlement unique.

C’est à travers ce défi complexe que Graphitech prend part aux opérations aux côtés d'EDF DP2D (Direction des Projets de Démantèlement et de Gestion de Déchets), pour concevoir un système capable d’intervenir dans une zone sensible et d'extraire les tubes de force de la cuve de Brennilis. Nommé ARTUR, tel le roi de la légende bretonne extrayant l'épée du rocher, le robot développé par Graphitech réalisera ces extractions de tubes lors de la 4ème phase du démantèlement du réacteur EL4, prévue d’ici 2030. ARTUR fait suite au projet Fetch, conjointement réalisé par EDF DP2D, l’IRT Jules Verne et Graphitech, et qui visait à initier la conception de l’architecture d’un robot semi-autonome pour le démantèlement des tubes de forces.  

Dans le cas de Brennilis, le système robotisé ARTUR aura pour mission de dégager les 216 tubes transversaux situés dans la cuve, qui servaient d’emplacement pour le combustible. Il synchronisera un outil de découpe laser et une pince afin de procéder au retrait au cas par cas, réduisant ainsi les risques d’erreurs. 

ARTUR est semi-autonome, ce qui permet une intervention semi-automatisée tout en maintenant un certain niveau de précision grâce à des caméras conçues pour une vérification de la position et valider les étapes de l’opération. Grâce à un "porteur", le robot pourra alors extraire ces tubes de force désolidarisés et les déposer pour un transport jusqu’à une zone de dépôt. 

Pilote technique sur ce projet, Laurent Cluzel explique l’importance des compétences de Graphitech dans le développement industriel de ce robot :

« Le gros apport de Graphitech, c'est d'avoir proposé une solution pour la découpe des fonds de cuve, en deux temps. D'abord les premiers côtés du bloc réacteur, grâce aux mouvements du bras robotisé, puis le tube va être maintenu par le robot avant que le dernier côté soit coupé par un autre mouvement. » 

L’une des grandes contraintes du projet, à laquelle a dû faire face Graphitech, est l’espace restreint de part et d’autre de la cuve du réacteur. En effet, l'espace entre le bloc réacteur et les murs d'enceinte mesurent 140 cm de large tandis que les tubes de force, une fois scindés en deux, mesurent chacun 160,5 cm de long par section. Toute l'ingénierie de Graphitech doit donc relever un réel défi technique pour réaliser ces opérations en lieu confiné et en toute sûreté.

« Notre travail consiste à tenir compte de l’état des lieux prévu au début de la phase de démantèlement concernée. Puis, par simulation numérique, on va vérifier que les mouvements du robot permettent de réaliser les bonnes trajectoires. La très grosse contrainte, c’est l’encombrement disponible pour sortir ces tubes, l’autre point important est la maîtrise de la découpe laser. », commente Laurent Cluzel, pilote technique chez Graphitech.

La découpe laser est précisément une compétence que Graphitech a commencé à développer en 2024 au sein du Démonstrateur Industriel d'EDF près de Chinon et qui est mise au service du projet de démantèlement de Brennilis.

La cellule laser a dû être adaptée pour un défi particulier :  la découpe de l’inox contenu dans le bloc réacteur qui exigeait une adaptation de l’outil de découpe au passage disponible spécifique à Brennilis : seulement 30 millimètres de large.

« Pour la découpe, le point focal du laser doit donc se concentrer au plus proche de la surface, et Graphitech a dû mettre au point un outil sur-mesure pour réaliser cette opération. Nous avons choisi de développer, avec un partenaire, une tête de découpe laser ultra spécifique car, à date, il n’y avait pas de système capable de le faire. », précise Laurent Cluzel.

C’est dans ce cadre qu’une tête de découpe innovante a vu le jour, permettant d’accéder au fond de cuve qui maintient les tubes. Cette dernière a pu être conçue grâce à des tests sur une maquette physique réaliste qui représente les contraintes dimensionnelles du passage. Tout cela se déroule au sein du lieu d'innovation créé par EDF : le Démonstrateur Industriel.

Les premiers essais physiques auront lieu en début d’année 2026. Ils permettront notamment de vérifier la fonctionnalité de découpe, de trajectoire et de préhension une fois la phase d’intégration terminée.

Une deuxième campagne d’essais contribuera par la suite à mettre en pratique la procédure, valider la documentation et former les équipes. Cette phase apparaît comme indispensable pour bien appréhender le déroulement des opérations, évitant dysfonctionnements et risques potentiels. 

« Si on parle de dérisquage, après les simulations numériques, des essais physiques vont être réalisés début 2026, sur des maquettes, permettant de définitivement valider la faisabilité. », souligne Laurent Cluzel, pilote technique chez Graphitech.

Le déploiement du robot ARTUR est prévu pour 2030 et devrait compter 5 mois d’opérations comprenant son installation et son repli. Ces quelques mois concluront de nombreuses années de développement chez Graphitech afin de trouver la meilleure solution, la plus efficace et la plus sécurisée. Il s’agit d’un réel défi technique, tant en raison de la complexité de la disposition de la cuve du réacteur de Brennilis que des solutions techniques nécessaires à l’aboutissement du projet.