Fourniture d’un système d’induction pour four de fusion d’oxydes

Le marché porte sur les études d’exécution, la fabrication et la fourniture d’un ensemble électrotechnique pour un four de fusion d’oxydes : source de puissance basse fréquence et transformateur d’isolement amont, coffret(s) d’adaptation, amenées de courant, inducteurs, circuits de refroidissement et raccords. Les études doivent dimensionner les équipements, vérifier leur intégration et leurs performances, préciser les interfaces et produire les plans, notes de calcul et documents nécessaires à la fabrication, au montage et à la maintenance.

Équipements et performances

L’ensemble comprend quatre inducteurs refroidis à l’eau : trois zones de chauffe pilotables indépendamment et un inducteur dédié à la coulée. Les fréquences prévues sont de 2 à 5 kHz pour les inducteurs de chauffe et proches de 10 kHz pour celui de coulée. Pour une charge utile de verre inférieure à 50 kg, les besoins nominaux annoncés aux inducteurs, hors amenées de courant, sont de 12,5 kW pour la fusion et de 18,5 kW pour le maintien en fusion et la coulée (12,5 kW + 6 kW). La température cible du verre est de 1 100 °C ± 20 °C.

La fourniture comprend quatre traversées rigides de 1 150 à 1 200 mm, montées sur un châssis porteur, et huit liaisons souples de type Tombac d’environ 1,5 m (± 0,5 m), longueur exacte à arrêter pendant les études. S’y ajoutent huit flexibles hydrauliques entre inducteurs et Tombacs, d’environ 350 mm hors connecteurs, et huit liaisons isolantes entre Tombacs et arrivées d’eau, de 500 mm hors connecteurs ; leurs longueurs exactes sont à arrêter en études. Les inducteurs doivent permettre l’évacuation de la puissance maximale avec un écart de température d’eau entrée-sortie inférieur à 20 °C. Les spires sont isolées par deux couches de ruban tissé adhésif de type Nomex (ou équivalent), avec recouvrement de moitié ; bornes brasées et faces de contact dorées, vis imperdables et raccords auto-obturants sont également prévus.

Le titulaire dimensionne, fabrique et met en service la source, les coffrets, traversées, châssis et liaisons relevant de sa fourniture, ainsi que les mesures électriques, protections et blindages électromagnétiques requis. Les équipements doivent permettre la remontée des mesures et états vers le contrôle-commande CEA, notamment par signaux analogiques 4–20 mA. Les performances à documenter comprennent notamment les courbes U-I et iso-puissance, les plages de fréquence, les mesures électriques et les besoins de refroidissement. Le dispositif doit respecter les exigences de distorsion harmonique : THD-U ≤ 5 % et distorsion harmonique individuelle maximale de 3 % pour les harmoniques d’ordre 5.

Réalisation, essais et interfaces

Le titulaire assure l’approvisionnement, la fabrication, le montage et le repérage, le câblage interne, les essais fil à fil, la programmation et les essais sur banc. Les essais usine comprennent trois points de fonctionnement : 2 h à puissance minimale, 2 h à pleine puissance et un point intermédiaire maintenu 6 h avec les quatre inducteurs en marche simultanément. Pour ce palier, quatre thermocouples de type K répartis sur la charge fictive sont utilisés, avec régulation des inducteurs en fonction des températures mesurées. Le titulaire fournit les moyens d’essai, notamment la charge fictive, les thermocouples, régulateurs et enregistreur ; les mesures électriques et thermiques sont consignées et les résultats remis au CEA.

Sur site, le titulaire participe aux essais de phase 1 et réalise les essais de phase 2 et la mise au point, dont les essais de communication avec le contrôle-commande. Les premières chauffes sur la charge définitive sont menées par paliers à basse température, jusqu’à 600 °C. L’essai d’ensemble de phase 3 consiste à chauffer uniformément le pot vide de charge à 1 000 °C pendant 8 h sur les quatre inducteurs, avec une rampe de 300 °C/h ; la présence du titulaire est requise. Les essais sur site sont conduits par le CEA, en présence du titulaire.

Le CEA prend notamment en charge l’intégration des inducteurs au four, les skids de refroidissement et l’amenée des utilités, les chemins de câbles nécessaires et la mise en place des équipements lourds. Le titulaire doit fournir les dossiers constructeur, électrique, automate et analyse fonctionnelle, les documents et procédures de maintenance, les rapports d’essais et la liste des pièces de rechange. Une formation à l’utilisation et à la maintenance courante est prévue pour 12 personnes sur une journée. Le titulaire s’engage à fournir les pièces de rechange nécessaires et à assurer la maintenance pendant 15 ans au-delà de la période de garantie.