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La padronanza dell’energia ha permesso l’avvento di tutti i grandi progressi tecnologici: dall’industrializzazione alla rivoluzione dei trasporti, al miglioramento delle condizioni di vita… La nostra capacità di produrla e utilizzarla è stata un fattore determinante per la nostra umanità. È il momento di cercare efficienza, energia decarbonizzata, sobrietà ed equilibrio nel mix energetico. I nostri fondatori hanno lavorato nella ricerca nucleare prima di unire le forze per creare DAES. Hanno partecipato a grandi progetti internazionali presso importanti istituti con i quali continuiamo a collaborare attraverso studi di ingegneria o programmi come il CERN K

Ogni giorno, i team DAES contribuiscono alla definizione di soluzioni ingegneristiche avanzate attraverso la simulazione di apparecchiature e componenti: target, ciclotroni, pompe, supporti, attrezzature di sollevamento, guarnizioni, ecc. Lavorando a stretto contatto con i team di progetto del cliente e con il cliente finale, ci occupiamo della definizione di modelli, studi, iterazioni per l’ottimizzazione, analisi di scenari e sviluppo di strumenti o metodi specifici che possono essere utilizzati per futuri aggiornamenti. I nostri team sono impegnati nello studio di tutti i fenomeni fisici/multi-fisici: meccanica, fluidica, calore, ottica, elettromagnetismo, dinamica, sismica, ecc.

L’industria nucleare civile rimane una delle principali fonti di produzione di elettricità nell’Unione Europea (circa il 22,1% della produzione totale nel 2022 secondo la Commissione Europea). Rappresentanza permanente della Francia presso l’Unione europea con una capacità installata di quasi 1024 GW, rispetto al 38,5% delle energie rinnovabili e al 39,4% delle energie fossili).

In Svizzera, secondo l’Ufficio federale dell’ energia, nel 2021 l’energia nucleare rappresenterà circa il 19% della produzione di elettricità, con una capacità installata di quasi 3 GW, rispetto al 68% delle dighe idroelettriche, all’11% dell’energia solare e al 2% dell’energia fossile. In Francia, secondo RTE, rappresenterà circa il 67% della produzione totale nel 2020, con una capacità installata di quasi 61 GW, rispetto al 13% delle dighe idroelettriche, all’8% dell’energia eolica, al 7,5% dell’energia fossile, al 2,5% dell’energia solare e al 2% della biomassa). Il suo basso impatto in termini di emissioni di gas serra (come la CO2) è attualmente uno dei suoi principali vantaggi rispetto ai combustibili fossili.

La questione dell’energia nucleare civile, in particolare la sicurezza delle centrali nucleari e la gestione e lo stoccaggio delle scorie nucleari derivanti dalla fissione dell’uranio, è ancora al centro del dibattito. L’industria, attraverso l’AFCEN tra gli altri, pubblica codici di costruzione e di calcolo molto severi come :

RCC-M – Regole per la progettazione e la costruzione di apparecchiature meccaniche per reattori nucleari PWR (Pressurised Water Reactor),
RCC-MRx – Regole per la progettazione e la costruzione di apparecchiature meccaniche per impianti nucleari ad alta temperatura, sperimentali e di fusione.
Altre normative equivalenti, come l’ASME III, pubblicate e adottate negli Stati Uniti e in molti altri Paesi.

L’uso di questi codici (noti come “codici di progettazione”) facilita la catena che va dalla progettazione alla messa in servizio e al funzionamento dei sistemi meccanici (ma anche di ingegneria civile o di controllo e di energia), che collega i progettisti, gli architetti, i produttori e gli operatori di tali sistemi, nonché l’accettazione dei dossier di giustificazione da parte delle autorità di sicurezza che autorizzano tali impianti (autorità di sicurezza nucleare, ecc.). ASN (in Francia) o l’Ispettorato federale della sicurezza nucleare IFSN (in Svizzera).

Pascal SABBAGH, cofondatore di DAES, è uno degli esperti invitati a far parte del gruppo di lavoro RCC-MRx, il cui obiettivo è quello di potenziare e migliorare le regole esistenti.

Le tecnologie di simulazione in cui DAES è esperta hanno il duplice vantaggio di soddisfare le esigenze di sicurezza e gli standard dell’industria nucleare e di ottimizzare i vostri progetti di progettazione. DAES vi aiuta a razionalizzare le risorse umane e materiali in linea con gli standard attuali, utilizzando in particolare le applicazioni ANSYS, M-fem e MRx-fem.

DAES è coinvolta in progetti nucleari civili legati alle seguenti attività

costruzione e gestione di centrali nucleari
- Analisi dei sistemi di trasporto di fluidi e gas
- Analisi del creep e dello scoppio dei tubi
- Simulazione degli incidenti, pompe e valvole, serbatoi di stoccaggio
la gestione dei rifiuti radioattivi e l’interramento delle scorie nucleari;
- Progettazione di contenitori per il combustibile esaurito
- saldatura e analisi delle sollecitazioni termiche residue, serbatoi di scorie nucleari, ecc.

DAES collabora inoltre con rinomati partner internazionali per sviluppare ambiziosi progetti di R&S in un ampio spettro di tecnologie nucleari, compresa la fusione.

DAES contribuisce al progetto ITER da oltre 5 anni. Ha esperienza nello sviluppo di sistemi meccanici specifici per un Tokamak come quello in costruzione presso il sito ITER. L’obiettivo di ITER è dimostrare che è possibile convertire l’energia delle stelle (l’energia di fusione termonucleare che si verifica all’interno delle stelle, compreso il nostro Sole) a beneficio dell’umanità, per produrre una fonte di energia rinnovabile, sostenibile e inesauribile per sostituire i combustibili fossili e limitare così il riscaldamento globale. L’obiettivo di ITER è quello di estrarre l’energia da questa fusione (isotopi di idrogeno che producono elio) che, una volta industrializzato il processo, sarà utilizzata per produrre calore ed elettricità.

Il DAES fornisce supporto per la progettazione e il dimensionamento di tali sistemi.

I moduli “first wall blankets” che costituiscono la “pelle” interna del tokamak. Devono sopportare sollecitazioni significative di vario tipo (sollecitazioni termiche dovute a radiazioni di plasma e neutroni, sollecitazioni elettromagnetiche e sismiche): Alla DAES ci occupiamo in particolare di analisi CFD, termiche, strutturali ed elettromagnetiche (in conformità alle norme RCC-MR, RCC-MRx, ASME III e ASME VIII).

La sostituzione dei Test Blanket Modules (o TBM) è una parte cruciale del programma scientifico e la sua complessità richiede l’uso di tecnologie avanzate nel processo di progettazione. Le tecniche di realtà estesa sono utilizzate per la progettazione dei componenti e dei loro strumenti/mezzi di sostituzione nell’edificio del Tokamak. La realtà virtuale viene utilizzata nella progettazione delle TBM per il progetto ITER in collaborazione con il CEA. Questa collaborazione si concentra sulla fattibilità della sostituzione delle TBM nelle celle calde. Alcune di queste operazioni richiedono l’intervento umano in un’area controllata. La realtà virtuale è oggi un potente strumento per ottimizzare l’ergonomia dell’ambiente di lavoro e ridurre i tempi di esposizione dell’operatore nelle aree contaminate. Un operatore immerso in tempo reale nel modello virtuale in scala e che interagisce direttamente con gli oggetti dell’ambiente di lavoro può identificare rapidamente i problemi di accessibilità che potrebbero compromettere il completamento di alcuni compiti. Una volta identificati questi problemi, il progetto può essere adattato e migliorato.

Il sistema di raffreddamento dell’acqua del tokamak evacua il carico termico dovuto al plasma dai sistemi installati sul tokamak; DAES è coinvolto nelle analisi HELB (high energy line break) delle tubazioni (in conformità alle norme ANSI/ANS-58.2, ASME BPVC, ANSI/AISC, Eurocode 2 ed Eurocode 3).

Il DAES è impegnato nello sviluppo di un nuovo pacchetto software (scritto in FORTRAN 90) basato su un modello di comportamento dell’elio supercritico (“Supercritical helium CFD”): esso simula il comportamento termo-idraulico dei magneti superconduttori raffreddati da elio liquido a 4K, in particolare in caso di quench.

Il sistema di riscaldamento del ciclotrone ionico riscalda (e quindi accelera) gli ioni contenuti nel plasma utilizzando onde elettromagnetiche a 10 MHz: DAES si occupa in particolare di analisi CFD, termiche, strutturali, sismiche ed elettromagnetiche (in conformità alle norme RCC-MR, RCC-MRx, ASME III e ASME VIII).

Il sistema Electron Cyclotron Heating riscalda (e quindi accelera) gli elettroni contenuti nel plasma utilizzando onde elettromagnetiche a 170 GHz: Il DAES è particolarmente coinvolto nell’ingegneria del sistema (definizione delle interfacce e dei casi di carico, propagazione dei requisiti), nell’integrazione e nella manutenzione nell’edificio del tokamak (nucleare), nonché nella progettazione delle guide d’onda che trasportano questa potenza (dell’ordine di 1 MW per guida) tra i klystron che la producono e le antenne di iniezione del plasma.

DAES contribuisce anche alle attività di ingegneria di progetto della sezione “Edilizia e opere civili”, in particolare per le massicce porte che forniscono contenimento e protezione dalle radiazioni nucleari nell’edificio del tokamak.

DAES è coinvolta nella progettazione di tutte le celle calde di ITER… un progetto enorme all’interno di un progetto enorme! I nostri ingegneri si occupano della progettazione di risorse di lavorazione e funzionamento a distanza (stazioni di lavoro robotizzate) per il trattamento di rifiuti radioattivi di livello intermedio: riduzione del volume mediante fresatura e taglio, detrizione, compattazione, imballaggio in contenitori nucleari, caratterizzazione radiologica e fissaggio e decontaminazione dei contenitori.

DAES sostiene anche gli sforzi privati verso la fusione commerciale ed è attivamente coinvolto con gli attori privati che sviluppano queste tecnologie, in modo che possano beneficiare dell'esperienza acquisita con ITER.

Le tecnologie di accelerazione richiedono una grande quantità di ricerca, che spesso comporta simulazioni numeriche per prevedere il comportamento degli oggetti che possono e devono interagire con i fasci di particelle. Questi sono solo alcuni esempi degli studi condotti dal DAES:

I fondatori di DAES sono stati coinvolti in diversi progetti al CERN, a partire dal famoso LHC, con contributi sugli oggetti che interagiscono con il fascio di protoni, fino al Laguna LBNO (Long Baseline Neutrino Oscillations), un osservatorio sotterraneo di neutrini per studiare le oscillazioni dei neutrini su lunghe distanze, indagare sulla Grande Unificazione delle forze elementari e rilevare i neutrini provenienti da fonti astrofisiche.

I fondatori di DAES hanno contribuito con la loro esperienza a diversi progetti:

Simulazione termomeccanica,
Simulazione termica
Simulazione e analisi dinamica
Progettazione di discariche di raggi
Progettazione di obiettivi ad alta potenza (EURISOL, ESS, ecc.).
La progettazione di obiettivi di produzione di radioisotopi.

Dopo i progetti del CERN, i fondatori di DAES sono stati coinvolti nel progetto ESS (European Spallation Source). In effetti, è stato il punto di incontro dei suoi fondatori. Le capacità uniche dell’SSE supereranno di gran lunga e completeranno quelle delle principali sorgenti di neutroni attuali, offrendo nuove opportunità ai ricercatori in tutte le aree di scoperta scientifica, tra cui i materiali e le scienze della vita, l’energia, le tecnologie ambientali, il patrimonio culturale e la fisica fondamentale. Il processo di spallazione avverrà quando il fascio di protoni, accelerato fino a 2GeV, colpirà i mattoni di tungsteno della ruota “bersaglio” da 4,9 tonnellate, producendo una luminosità di neutroni senza precedenti per esperimenti scientifici in diverse discipline. I fondatori di DAES erano responsabili di :

- Il design della ruota “bersaglio” rotante
- Definizione dell’architettura complessiva dell’edificio contenente l’obiettivo
- Progettazione della finestra del fascio di protoni
- Definizione del sistema di controllo di sicurezza

DAES è leader del progetto VULCAN (Versatile Ultra-Compact Accelerator-based Neutron source) EUREKA-EUROSTARS E! 115722 con i suoi partner DTI e Xnovo: VULCAN è una sorgente di neutroni pulsati compatta e chiavi in mano, accessibile e utilizzabile da organizzazioni di ricerca e tecnologia, dall’industria e dalle università, in particolare per la formazione di scienziati sulle tecniche neutroniche.

Le applicazioni di VULCAN comprendono la misurazione delle proprietà interne di strutture metalliche e ceramiche dopo qualsiasi processo di produzione, compresa la produzione additiva, e la misurazione dell’evoluzione degli anodi metallici (deposizione/stripping, crescita dendritica) nelle batterie agli ioni di litio (o ai polimeri di litio) e nelle celle a combustibile.

DAES è responsabile di :