Brevet FR2568227A1 — publié le 19860131

Dispositifs de scellement et de surveillance d'un conteneur renfermant notamment de la matière calogène La présente invention a pour objet des dis- positifs de scellement et de surveillance d'un conte- neur renfermant notamment de la matière calogène per- mettant de déceler à tout coup une tentative d'effrac- tion du conteneur et/ou de la matière contenue dans celui-ci, ou un vol, même au cas o le voleur réussi- rait à remettre en place le dispositif de scellement. Elle s'applique notamment à la surveillance de tous conteneurs, fixes ou mobiles, renfermant de la matière calogène radioactive, et ce, quel que soit l'environnement thermique dudit conteneur. Dans ce cas, le conteneur renfermant de la matière calogène comporte des parties qui, par suite d'échanges thermiques, présentent des températures différentes de la température ambiante. Il existe à l'heure actuelle un certain nom- bre de dispositifs de scellement et de surveillance permettant de détecter une tentative d'ouverture d'un conteneur. Un de ces dispositifs consiste à fixer les extrémités d'un câble passant à travers la genouillère ou les ouTes de fermeture d'un conteneur à un boîtier dans lequel on a coulé une masse de résine qui s'est fissurée au refroidissement. Ces fissures forment un dessin bien déterminé que l'on photographie au départ. Lorsque quelqu'un réussit à ouvrir puis à refermer le boîtier, la masse de résine contenue dans celui-ci risque de se déplacer et/ou de nouvelles fissures ris- quent d'apparaitre. Une nouvelle photographie de la résine permet d'observer ces changements. Cependant, on ne pourra rien détecter dans le cas o le voleur ne touchera pas au boîtier et prendra la précaution de ne couper que le câble puis de le reconstituer par épissurage. De plus, comme la surveillance d'un tel dispositif nécessite une présen- ce physique, il ne permet pas une surveillance conti- nue des conteneurs. En outre, dans le cas de matières radioactives, ce dispositif implique une exposition indésirable du personnel de surveillance aux rayonne- ments émis par lesdites matières. On connaît aussi des dispositifs de scelle- ment et de surveillance permettant une surveillance en continu ou en temps réel. Ces dispositifs utilisant des sceaux optiques ne permettent pas de faire la distinction entre des matières calogènes ou non. De plus, ils ne permettent pas de déceler une intrusion dans le conteneur qui laisserait intacts les disposi- tifs de scellement. La présente invention a justement pour but des dispositifs de scellement et de surveillance in- violables d'un conteneur, renfermant notamment de la matière calogène, permettant de remédier à ces incon- vénients et permettant de détecter n'importe quelle tentative d'effraction et/ou de vol, et ce, quel que soit l'endroit o celle-ci a été faite. Elle est basée sur le fait que toute modification sur le conteneur ou de son contenu perturbe l'état thermique de la surface dudit conteneur sur laquelle est fixé le dispositif de scellement. Par conteneur, il faut comprendre toute en- ceinte fermée et notamment une pièce. L'utilisation de capteurs thermiques asso- ciés à un système d'acquisition de données est connue et notamment décrite dans l'article de H. DUANE ARLOWE, Nuclear Materials Management 1982, pages 82 à 88, intitulé "A low cost SNM shelf monitor system", pour la détection de présence d'un conteneur sur un socle et la vérification de son contenu calogène. Mais ce dernier dispositif permet plus des mesures qualita- tives que quantitatives d'une part, et d'autre part ne constitue pas un dispositif de scellement. La présente invention a précisément pour objet un dispositif de sceLlement d'un conteneur ren- fermant notamment de la matière calogène, se caracté- risant en ce qu'il comprend au moins un sceau, apposé sur un élément de surface du conteneur, comportant au moins un composant résistif enfermé dans une structure servant de protection physique et d'isolation thermi- que, ce sceau étant apte à fournir un signal électri- que représentatif du flux thermique échangé entre l'élément de surface et ledit sceau et/ou du flux thermique échangé entre l'environnement du sceau et lui-même. L'emploi d'un sceau, fournissant un signal électrique représentatif du flux thermique échangé avec l'1élément de surface sur lequel il est disposé et/ou du flux thermique échangé avec son environne- ment, permet de détecter toute variation de ce flux thermique à partir d'une modification du signal élec- trique émis par le sceau. Les variations du flux ther- mique peuvent être dues à une modification de l'envi- ronnement du conteneur scellé (déplacement de ce der- nier ou des conteneurs voisins), à une modification de la géométrie du sceau (changement, déplacement de celui-ci), à une modification du contenu notamment ca- logène, à une présence ou une intervention d'un moyen divers (personne, robot) sur une partie quelconque du conteneur. Selon un mode préféré de réalisation du dis- positif de scellement de l'invention, la structure du sceau ou autrement dit son enveloppe est constituée d'un matériau unique servant à la fois de protection physique et d'isolation thermique. Selon un autre mode préféré de réaLisation du dispositif de scellement de l'invention, ladite structure est constituée de deux matériaux différents, l'un servant de protection physique et l'autre d'iso- lation thermique. Selon un autre mode préféré de réalisation du dispositif de l'invention, le sceau comporte deux séries indépendantes de composants résistifs reliés électriquement entre eux, l'une des séries servant à prendre en compte les variations du flux thermique échangé entre le sceau et la surface du conteneur sur laquelle il est apposé, l'autre série servant à pren- dre en compte les variations du flux thermique échangé entre le sceau et son environnement. De façon avantageuse, l'une des séries de composants résistifs du sceau est placée soit à proxi- mité de la face du sceau qui est appliquée sur L'élé- ment de surface du conteneur, soit directement au con- tact dudit élément de surface sur lequel le sceau est apposé. Cette disposition permet de capter au mieux la variation du flux thermique au niveau de l'élément de surface sur lequel est apposé le sceau. La variation peut être causée par une modification de l'environne- ment, de la géométrie du sceau ou du contenu éventuel- lement calogène. De façon préférentielle, le dispositif de scellement de l'invention comprend plusieurs sceaux fournissant des signaux électriques différents, ces signaux étant fonction du flux thermique échangé entre l'élément de surface et le sceau apposé correspondant ainsi que des caractéristiques électriques des compo- sants résistifs constituant chaque sceau. La présente invention a aussi pour objet un dispositif de surveillance d'un conteneur renfermant de la matière calogène comprenant un dispositif de scellement tel que décrit précédemment ainsi que des moyens permettant de détecter et d'analyser le signal électrique fourni par le ou les sceau(x). D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront mieux de la description qui va suivre, donnée à titre illustratif et non limita- tif, en référence aux figures annexées, dans lesquel- les: - la figure I représente schématiquement un dispositif de scellement selon un premier mode de réa- lisation ainsi qu'un dispositif de surveillance, con- formément à l'invention, - la figure 2 représente schématiquement un dispositif de scellement conformément à l'invention, selon un deuxième mode de réalisation dans lequel le matériau servant d'isolation thermique est situé vers l'extérieur, - la figure 3 représente schématiquement un dispositif de scellement conformément à l'invention, selon le deuxième mode de réalisation dans lequel le matériau servant de protection physique est situé vers l'extérieur, - la figure 4 représente schématiquement un dispositif de scellement conformément à l'invention, selon un troisième mode de réalisation, et - les figures 5 à 8 illustrent différents exemples de fixation du dispositif de scellement, con- formément à l'invention, sur un conteneur à surveil- ler. Sur la figure 1, on a représenté des dispo- sitifs de scellement et de surveillance conformément à l'invention. Le dispositif de scellement peut être cons- titué de un ou plusieurs sceaux 2 que l'on appose sur un élément de surface 4 d'un conteneur renfermant no- tamment de la matière calogène, constitué par exemple de matières irradiées ou non ou de déchets radioac- tifs. Chaque sceau est un fluxmètre thermique fournis- sant un signal électrique représentatif du flux ther- mique échangé entre lui-même et L'élément de surface 4 sur lequel il est apposé. Il comprend un ou plusieurs éléments ou composants résistifs, connectés entre eux en série et/ou en parallèle, enfermés dans une struc- ture 8 ou enveloppe servant de protection physique et d'isolation thermique. Les composants résistifs 6 peuvent être des résistances à coefficient de température positif ou négatif. Ils sont placés de façon avantageuse, le plus près possible de la face 10 du sceau 2 qui est appli- quée sur l'élément de surface 4 du conteneur à sur- veiller (figure 3). En particulier, ces composants peuvent être disposés de façon qu'ils viennent au con- tact direct de la surface à surveiller, comme repré- senté sur la figure 1. La structure 8 servant de protection physi- que et d'isolation thermique peut être constituée d'un matériau unique 12 remplissant à la fois les deux fonctions de protection physique et d'isolation ther- mique. Ce matériau peut par exemple être constitué d'un isolant tel qu'une résine époxy. Dans une telle réalisation, la fixation du sceau 2 sur l'élément de surface 4 du conteneur peut être assurée par collage. La structure 8 du sceau 2 peut aussi être constituée, comme représentée sur les figures 2 et 3, de deux matériaux différents, l'un ayant un rôle de protection physique et l'autre d'isolation thermique. Sur la figure 2, le matériau jouant le rôle de protection physique porte la référence 14a et le matériau jouant le rôle d'isolant thermique la réfé- rence 16a. Le matériau 14a peut par exemple être formé- 256?227 d'un capot métallique notamment en acier inoxydable et le matériau 16a en mousse de polyuréthane. Dans La variante représentée sur la figure 2, le matériau 14a jouant le rôle de protection physi- que (capot métallique), est disposé de façon à enve- lopper les composants résistifs 6, le matériau 16a jouant le rôle d'isolant thermique recouvrant le maté- riau 14a. Un vide d'air 17, entre le matériau 14a et les composants résistifs 6, peut être prévu, notamment lorsque ce matériau 14a est métallique. Dans cette variante, la fixation du sceau 2 sur l'élément de sur- face 4 du conteneur peut être assurée par collage. Par ailleurs, les composants résistifs 6 peuvent être disposés directement au contact de l'élé- ment de surface 4 du conteneur à surveiller. Sur la figure 3, le matériau jouant le r8le de protection physique porte la référence 14b et le matériau jouant le rôle d'isolant thermique la réfé- rence 16b. Le matériau 14b peut par exemple être cons- titué par un capot métallique notamment en acier ino- xydable et le matériau 16b par de la mousse de polyu- réthane ou un gaz tel que de l'air. Dans la variante représentée sur la figure 3, les composants résistifs 6 sont totalement noyés dans le matériau 16b, isolant thermiquement, ce der- nier étant recouvert du matériau 14b de protection; ils n'ont aucun contact avec l'élément de surface 4 du conteneur à surveiller, mais sont disposés à proximité- dudit élément. Dans cette variante, la fixation du sceau 2 sur l'élément de surface 4 du conteneur peut être assurée, par collage, soudage, brasage,... L'apposition d'un sceau 2, tel que représen- té sur les figures 1 à 3, sur un élément de surface 4 d'un conteneur renfermant de la matière calogène, en- traîne automatiquement l'apparition d'un gradient thermique naturel de l'élément de surface sur lequel il est apposé; le sceau émet alors un signal électri- que qui est représentatif du flux thermique échangé entre l'élément de surface 4 et lui-même; ce signal électrique est fonction du flux thermique échangé et des caractéristiques électriques des composants ré- sistifs 6 constituant le sceau. Ce signal -électrique véhiculé par un câble 18, comme représenté sur la figure 1, peut être détec- té puis analysé à l'aide d'un circuit électronique 20 approprié. Sur la figure 4, on a représenté un autre mode de réalisation du dispositif de scellement con- formément à l'invention. Dans ce mode de réalisation, le sceau 2 comprend deux séries indépendantes 6a et 6b de composants résistifs, enfermées dans la structure 8. Dans chaque série, les composants électriques sont reliés électriquement entre eux. L'une des séries 6a est disposée, comme pré- cédemment, soit à proximité de La face 10 du sceau 2 qui est appliquée sur l'éLtément de surface 4 du con- teneur (figure 3) soit au contact direct de la surface à surveiller. Elle permet, comme précédemment, de fournir un signal électrique représentatif du flux thermique échangé entre le sceau 2 et l'éLément de surface 4 du conteneur sur lequel le sceau est apposé. L'autre série 6b est disposée à proximité de la face 21 du sceau 2 opposée à la face 10 de celui-ci. Elle permet de fournir un signal électrique représen- tatif du flux thermique échangé entre l'environnement du sceau et lui-même. Dans ce mode de réalisation, il est préféra- ble,-d'un point de vue pratique, que la structure 8 du sceau 2 soit constituée de deux matériaux différents, le matériau 14b jouant le rôle de protection physique étant situé vers l'extérieur du sceau et le matériau 16b jouant le rôle d'isolant thermique étant enfermé dans le matériau 14b. Dans le cas de l'utilisation de composants résistifs étalonnés, les sceaux 2 constituent des fluxmètres thermiques aptes à aider au suivi et à la gestion quantitatifs, au moyen d'un circuit 20 appro- prié, des matières calogènes enfermées dans le conte- neur à surveiller. Si la matière calogène à surveiller est bien caractérisée, la mesure du flux thermique permet de connaître la quantité de matière présente. Dans le cas contraire, le mesure du flux thermique et la quantité de matière présente sont corrélées. L'utilisation de composants résistifs dont les caractéristiques électriques sont inconnues et qui sont tirés au hasard, lors de la constitution des sceaux 2, permet d'obtenir des sceaux présentant des caractéristiques électriques aléatoires. Un suivi au- tomatique du signal émis par chaque sceau 2 aléatoire, au moyen d'un circuit électronique 20, fait que ces caractéristiques peuvent rester absolument inconnues, même pour le personnel de surveillance, et par consé- quent non duplicables. Par ailleurs, l'emploi d'un circuit 20 ap- proprié permettant l'acquisition et la gestion des si- gnaux électriques transmis par les sceaux 2 permet de constituer un dispositif de sécurité inviolable. En particulier, un circuit 20 permettant une interroga- tion de chaque sceau 2 de façon continue, par exemple toutes les millisecondes, ne permet pas de disposer d'un temps suffisamment long pour effectuer une inter- vention malveillante. De plus, le système d'acquisition et d'ana- lyse 20 peut être tel qu'il permette de garder la trace de toute intervention notamment malveillante, sur les conteneurs à surveiller. Sur les figures 5 à 8, on a représenté dif- férents types de scellements conformément à l'inven- tion. Ces dispositifs de scellement sont formés de plusieurs sceaux 2 pouvant être reliés mécaniquement entre eux par exemple à l'aide de fils métalliques 22 (acier). Ces sceaux 2 peuvent par exemple être appo- sés, comme représenté sur les figures 5 à 7, sur la zone de contact 24 entre le couvercle 26 du conteneur et le corps 28 de celui-ci, ou bien, comme représenté sur la figure 7, être apposés à proximité de cette zone de contact 24, par exemple sur le couvercle 26 ou sur le corps 28 même du conteneur. Dans le cas d'un conteneur renfermant de la matière non calogène, il est préférable d'utiliser un grand nombre de sceaux (figure 8), afin de détecter toute intrusion (introduction d'un outil par exemple) dans le conteneur. Bien entendu, ces différents types de scel- lements ne sont donnés qu'à titre d'exemple. 1 1 REVENDICATIONS 1. Dispositif de scellement d'un conteneur renfermant de la matière, caractérisé en ce qu'il com- prend au moins un sceau (2), apposé sur un élément de surface (4) du conteneur, comportant au moins un com- posant résistif (6, 6a, 6b) enfermé dans une structure (8) servant de protection physique et d'isolation thermique, ce sceau (2) étant apte à fournir un signal électrique représentatif du flux thermique échangé entre l'élément de surface (4) et ledit sceau (2) et/ou du flux thermique échangé entre L'environnement du sceau (2) et lui-même. 2. Dispositif de scellement selon la reven- dication 1, caractérisé en ce que le sceau comporte deux séries (6a, 6b) indépendantes de composants ré- sistifs reliés électriquement entre eux, l'une des sé- ries (6a) servant à fournir un signal électrique re- présentatif du flux thermique échangé entre l'élément de surface (4) et ledit sceau (2), l'autre série (6bY servant à fournir un signal électrique représentatif du flux thermique échangé entre l'environnement du sceau et lui-même. 3. Dispositif de scellement selon la reven- dication 2, caractérisé en ce que les composants ré- sistifs de chaque série sont reliés entre eux en série et/ou en parallèle. 4. Dispositif de scellement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la structure (8) est constituée d'un matériau uni- que (12) servant à la fois de protection physique et d'isolation thermique. 5. Dispositif de scellement selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la structure (8) est constituée de deux matériaux différents, L'un servant de protection physique (14a, 14b), l'autre d'isolation thermique (16a, 16b). 6. Dispositif de scellement selon L'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'une des séries de composants résistifs (6) est placée à proximité de la face (10) du sceau (2) qui est appliquée sur l'élément de surface (4) du conte- neur. 7. Dispositif de scellement selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que l'une des séries de composants résistifs (6) est placée directement au contact de l'élément de surface (4) sur lequel le sceau est apposé. 8. Dispositif de scellement seton l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le composant résistif (6) est étalonné et apte à aider à la gestion quantitative des matières calogè- nes. 9. Dispositif de scellement selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le composant résistif (6) est tiré au hasard, de façon à ce que ses caractéristiques électriques soient inconnues. 10. Dispositif de scellement selon L'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend plusieurs sceaux (2) fournissant des signaux électriques différents. 11. Dispositif de surveillance d'un conte- neur, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif de scellement selon l'une quelconque des revendica- tions 1 à 10, et des moyens (20) pour détecter et analyser le signal électrique fourni par le sceau.