Brevet FR2584854A1 — publié le 19870116

Procédé et installation de compactage et de conditionnement de déchets solides radio-actifs de faible ou de moyenne activite. La presente invention concerne un procédé de compactage et de conditionnement de déchets solides radio-actifs de faible ou moyenne activité, ainsi qu'unie installation mettant en oeuvre ce procédé. Les déchets solides de faible ou moyenne activité provenant de l'industrie nucléaire, et notamment des centrales nucléaires sont de natures variées (chiffons, métaux, profilés, filtres, etc...). Ces déchets sont actuellement stockés en surface après avoir été compactes, puis conditionnés dans des conteneurs dont le remplissage est complété par l'injection d'un matériau d'enrobage. De façon plus précise, les déchets à compacter sont généralement amenés sur le site de l'installation de compactage et de conditionnement dans des fûts cylindriques dont le volume est, par exemple, de 50 l, de 100 l ou de 200 l. L'opération de compactage a pour but de reduire au maximum le volume de ces fûts, afin d'en faciliter le stockage. L'enrobage réalisé après la mise en conteneur des déchets compactés a pour fonction de remplir au mieux les espaces vides qui peuvent subsister entre les déchets et de former une couche homogène et d'épaisseur régulière entre Les déchets compactés et la paroi du conteneur. On réalise ainsi une barrière résistant à la lixiviation lors du stockage ultérieur des conteneurs en surface. Dans l'état actuel de La technique, le compactage des fûts contenant Les déchets s'effectue dans une jupe comportant un fond en tôle emboutie fixé par sertissage, le sertissage étant obtenu par descente de la jupe jusqu'à une matrice sur laquelle le fond a été dé posé au préalable. Le compactage proprement dit s'effectue fût par fût, en enfonçant un plateau presseur à l'intérieur de la jupe. La jupe est ensuite remontée, emportant avec elle les déchets maintenus à l'extrémité inferieure de la jupe par le fond serti. La jupe contenant les déchets est ensuite descendue dans Le conteneur, puis remontée, les déchets étant maintenus en place dans le conteneur au moyen du plateau presseur. Après que ce dernier ait eté à son tour remonté, Le conteneur est fermé par un couvercle et on injecte par un orifice prévu dans celui-ci te matériau d'enrobage, constitué par exempte par un coulis de ciment bitumeux. Ce procédé de compactage et de conditionnement des déchets solides radio-actifs donne en général des résultats satisfaisants. Toutefois, il présente certains inconvenients parmi Lesquels Les plus importants sont la Limitation de la puissance de compactage et le caractere relativement imparfait de l'enrobage. En effet, dans ce procédé, la puissance de compactage est limitée par l'épaisseur de la jupe à L'intérieur de laquelle celui-ci est réalisé. Or, étant donné que la jupe doit etre introduite dans Le conteneur pour y transférer les déchets, le diamètre extérieur de La jupe doit être i mpérativement inférieur au diamètre intérieur du conteneur. Une augmentation de L'épaisseur de la jupe dans le but d'accroStre La puissance de compactage se traduit donc par une diminution du diamètre intérieur de la jupe, c'est-à-dire par une diminution du volume disponibLe pour les déchets. Une telLe augmentation d'épaisseur a donc en fait pour' conséquence de réduire Le volume des déchets contenus dans le conteneur.En pratique, pour une jupe dont le diamètre intérieur est de 830 mm et dont L'épaisseur est de 50 mm, la puissance de compactage est limitée à 400 tonnes. Par ailleurs, lorsque les déchets sont intro duits dans le conteneur, le fond serti qui reste à la partie basse de celui-ci constitue un obstacle à une repartition homogène du matériau d'enrobage, de sorte que la protection des déchets assurée par cet enrobage n'est pas entièrement satisfaisante. La présente invention a précisément pour objet un procédé et un dispositif permettant d'effectuer le compactage et le conditionnement de déchets solides radio-actifs de faible ou moyenne activité permettant un compactage plus important des déchets ainsi qu'un enrobage parfaitement homogène des déchets compactés à l'in- térieur du conteneur. A cet effet, il est proposé conformément à l'invention un procédé de compactage et de conditionnement de déchets solides radio-actifs de faible ou moyen- ne activité, comportant les étapes suivantes : - compactage des déchets dans une jupe équipee d'un fond amovible ; - introduction des déchets ainsi compactés et du fond dans un conteneur de diamètre intérieur supérieur au diamètre intérieur de la jupe et mise en place d6un couvercle sur le conteneur ; et - injection d'un matériau d'enrobage des déchets dans le conteneur, caractérisé en ce que, avant leur introduction dans le conteneur, les déchets compactés et le fond sont trans férés de la jupe dans une chemise de diamètre intérieur Légèrement supérieur à celui de la jupe, l'ensemble formé par la chemise, les déchets compactés et le fond étant ensuite introduit dans le conteneur. Dans ce procédé conforme à l'inventionR le transfert des déchets compactés dans une chemise qui est ensuite introduite dans le conteneur, permet de donner à la jupe dans laquelle s'effectue le compactagee une épaisseur plus grande. La puissance de compactage t li- quée sur Les déchets peut ainsi être accrue à volonté lorsqu'on désire effectuer un compactage pLus important des déchets. D'autre part, les déchets compactés sont disposés à l'intérieur du conteneur dans une chemise munie d'un fond qui peut être accrochée au couvercle. Ainsi, l'enrobage des déchets peut être réalisé de ma niera parfaiteient uniforme aussi bien autour des parois latérales de la chemise qu'en dessous du fond disposé sous les déchets. Selon un mode de réalisation préféré de l'invention, on transfère Les déchets compactés et Le fond depuis la jupe dans la chemise en plaçant la jupe audessus de la chemise, le bas de la jupe etant en contact avec le haut de la chemise, et en déplaçant simultané Ment vers le bas un plateau presseur et un plateau support, respectivement en contact avec la face supérieure des déchets et avec le fond. On évite ainsi tout risque de dislocation du bloc constitué par les déchets compactés et par le fond lors de son transfert entre la jupe et la chemise. De préférence, on introduit l'ensemble formé par la chemise, les déchets compactes et Le fond dans Le conteneur apres avoir fixé par emboîtement le couvercle sur la chemise, L'introduction de cet ensemble dans le conteneur étant réalisée au moyen d'un dispositif de transfert auquel on suspend Le couvercle. Lorsque Les déchets compactés ne sont pas trop actifs, on utilise de préférence une chemise perforée autorisant la pénétration du matériau d'enrobage entre les déchets. Au contraire, lorsque ces déchets sont très actifs, on utilise plutôt une chemise non perforée pour éviter tout risque de dissémination de ces déchets Lors de leur introduction dans Le conteneur. L'invention a également pour objet une installation de compactage et de conditionnement de déchets solides radio-actifs de faible ou moyenne activité com prenant : - un poste de compactage comportant une jupe d'axe ver tical et des moyens pour déplacer ladite jupe entre une position haute et une position basse ; - un plateau presseur apte à se déplacer à l'intérieur de ladite jupe, selon L'axe vertical de cette dernier re, et une matrice disposée en dessous de ladite jupe ; - un poste d'injection comportant des moyens d'injection d'un matériau d'enrobage des déchets ; et - des moyens de transfert entre le poste de compactage et le poste d'injection, caracterisé en ce que ladite matrice est portée par un support comprenant un réceptacle pour une chemise de diamètre intérieur Légèrement supérieur à celui de la jupe, des moyens étant prévus pour déplacer le support horizontalement entre une première position dans LaqueLle la matrice est placée sous la jupe et une deuxieme position dans laquelle le réceptacle est placé sous La jupe. De préférence, dans une teLle installation, un plateau support est placé sous Le support, de façon à pouvoir se déplacer selon l'axe vertical du plateau presseur, simultanément avec ce dernier, au travers d'un passage formé dans le support au centre du réceptacle. On décrira maintenant, à titre d'exemple non limitatif, un mode de réalisation préféré de L'invention en se référant aux dessins annexés dans lesquels - la figure 1 est une vue de côté schematique et en coupe montrant une partie de l'installation de compactage et de conditionnement selon l'invention illustrant la préparation de l'opération de sertissage du fond dans la jupe servant à compacteur les déchets ; - La figure 2 est une vue comparable à la figure 1 illustrant, après le sertissage du fond dans la jupe, l'opération de compactage des déchets à l'inté- rieur de cette dernière ; - la figure 3 est une vue comparable aux figures 1 et 2 illustrant la remontée de La jupe et des déchets compactés qu'elle contient, lorsque L'opération de compactage est terminée, et La mise en place d'une chemise sur un réceptacle approprié ;; - la figure 4 est une vue comparable aux figures précédentes illustrant L'accostage de la jupe sur la chemise et le transfert des déchets compactés à l'inté- rieur de cette dernière ; - la figure 5 représente l'introduction de La chemise remplie de déchets compactés dans un conteneur de stockage, apres qu'un couvercle ait été embossé sur la chemise ; et - la figure 6 est une vue en coupe ilLustrant de façon schématique L'introduction d'un matériau d'enrobage des déchets dans Le conteneur contenant ta chemise remplie de déchets compactés. Sur la figure 1, on a représenté une partie de l'installation de compactage et de conditionnement selon L'invention. Cette partie de L'installation, appelée poste de compactage, comprend une cellule de confinement inférieure 10 et une celluLe de confinement supérieure 12 séparées par une dalLe horizontale 14. Un passage circulaire 16 formé dans ta daLLLe 14 permet Le passage étanche au travers de cetle-ci d'une jupe 18 constituée d'un cyLindre creux d'axe vertical. Des moyens de com mande (non representes) permettent de déplacer La jupe 18 selon son axe vertical entre une position haute dans laquelle elle est placée en totalité dans la cellule supérieure 12 et une position basse, representée sur la figure 2, dans laquelle son extrémité peut venir en appui sur une matrice 20. La matrice 20 est formée sur un support 22 reposant sur le sol 24 de la cellule inférieure 10. Des moyens de commande tels qu'un vérin 26 permettent de déplacer le support 22 selon une direction horizontale, afin de pouvoir amener à volonté dans l'alignement de l'axe vertical de la jupe 18 soit la matrice 20, soit un réceptacle 28. Dans l'état initial de l'installation, la jupe 18 est en position haute et le support 22 est dans la position représentée sur la figure 1, pour laquelle la matrice 20 est axialement alignée avec la jupe 18. Le confinement relatif entre les cellules 10 et 12 est alors assuré par une trappe 30 obturant le passage 16. Dans ces conditions, la première opération du procédé selon l'invention consiste à mettre en place sur la matrice 20 un fond F en tôle emboutie. De préférence, cette opération est réalisée de façon automatique. Après ouverture de la trappe 30, la jupe 18 est descendue verticalement jusqu'à ce que son extrémité inférieure vienne en appui sur la matrice 20. Ce mouvement a pour effet de fixer par sertissage le fond embouti à l'intérieur de la jupe, à l'extrémité inférieure de celle-ci Comme l'illustre en particulier la figure 2, La jupe 18 est maintenue dans cette position basse pour permettre l'introduction et le compactage des fûts contenant les déchets solides radio-actifs D à compacter. A cet effet, la jupe 18 comporte au moins une fenêtre 18a de dimensions supérieures à celles des fûts contenant les déchets, cette fenêtre se trouvant juste au-dessus de la dalle 14 lorsque la jupe est en position basse. Cette configuration permet d'introduire un à un les fûts contenant les déchets D à l'intérieur de la jupe 18 par simple poussée des fûts reposant sur la dalle 14. De préférence, les fûts sont poussés ou introduits de ma niera automatique par exemple au moyen d'un convoyeur ou d'un vérin (non représenté). Lorsqu'un fût de déchets D est introduit dans la jupe 18, il chute par gravité jusqu'au fond F. IL est ensuite compacté grâce à un plateau presseur cylindrique 32 dont le diamètre est légèrement inférieur au diamètre interne de la jupe 18. Le plateau presseur 32 se déplace selon l'axe vertical de la jupe 18 sous l'action d'un dispositif de poussée tel qu'un vérin 34. Chaque introduction d'un fût de déchets D est suivie d'une descente du plateau presseur 34 permettant de compacter ce fût à l'intérieur de la jupe 18. IL est à noter que les premières étapes du procédé selon l'invention qui viennent d'être decrites sont identiques aux premières étapes du procédé utilisé actuellement. L'invention se distingue de ce dernier par les étapes suivantes qui vont maintenant être décrites. Lorsque la hauteur de déchets compactés à l'intérieur de la jupe 18 atteint une valeur donnée au plus égale à La longueur de La chemise dans laquelle ces déchets doivent être ensuite transferés, l'introduction des fûts de déchets D est stoppée et l'opération de compactage est terminée. Comme l'illustre la figure 3, la jupe 18 qui contient alors les déchets D compactés reposant sur le fond F est relevée en position haute, le fond F restant au-dessous de la dalle 14. Simultanément, une chemise cylindrique C est déposée sur le réceptacle 28 du support 22, l'axe de la chemise étant vertical. Le dépôt de la chemise C sur le réceptacle 28 peut toutefois être realisé plus tôt au cours du cycle de compactage et de conditionnement, par exemple lors de L'opération de compactage proprement dite décrite précédemment en se référant à la figure 2. La chemise C est une chemise cylindrique, en tôle perforée ou non, selon la nature des déchets et/ou le type d'enrobage que l'on veut réaliser. Le diamètre intérieur de la chemise C est légèrement supérieur au dia- metre intérieur de la jupe 18. Par ailleurs, comme on le verra ulterieurement, Les dimensions extérieures de la chemise C sont inferieures d'une valeur donnée aux dimensions interieures du conteneur destiné à recevoir les déchets compactés. Lorsque la jupe 18 est en position haute, son extrémité inferieure se trouve à un niveau superieur à celui du bord supérieur de La chemise C reposant sur le réceptacle 28. En actionnant le vérin 26, il est donc possible de déplacer le support 22 de façon à amener la chemise C en dessous de La jupe 18, les axes verticaux de la jupe et de la chemise étant alors confondus. En se référant à la figure 4, on voit que la jupe 18 est alors descendue, de façon à amener le bord inférieur de la jupe en appui étanche sur le bord supérieur de la chemise C. Lorsque la jupe 18 se trouve dans cette position, on realise le transfert des déchets compactes D et du fond F depuis La jupe 18 jusqu'à l'intérieur de la chemise C. Ce transfert est réalisé principalement au moyen du plateau presseur 32 que lion deplace Lentement vers le bas à l'ai de du vérin 34 (figure 2). De préférence, afin d'éviter que la pile de déchets D reposant sur le fond F ne perde sa cohésion au cours de cette opération, on prévoit de maintenir l'ex trématé inférieure de la pile de déchets à transférer au moyen d'un plateau support cylindrique 38. Comme l'illustrent Les figures 1 à 3, ce plateau support se trouve normalement encastré dans un logement 24a formé dans le sol 24 de la cellule inférieure 10. Le plateau 38 est mobile selon l'axe vertical du plateau presseur 32 et il est actionne par exemple par un vérin 40 (figure 4). Afin de permettre au plateau 38 de venir accoster le fond F avant que ne commence l'opération de transfert des déchets de la jupe 18 dans La chemise C, le support mobile 22 comporte au centre du réceptacle 28 un passage 42 dont le diamètre est légèrement superieur au diamètre extérieur du plateau support 38. Après que le plateau support 38 ait été amené en appui sur la face inférieure du fond F, comme L'illustre la figure 4, les vérins 34 et 40 sont actionnés simultanément en sens inverse et à la meme vitesse. Les plateaux 32 et 38 se déplacent donc simultanément vers le bas pour entraîner dans leur mouvement La pile des déchets D et le fond F. Le transfert des déchets à l'in térieur de la chemise C est ainsi réalisé. Lorsque cette opération de transfert des dechets à l'intérieur de la chemise C est terminée, La jupe 18 alors vidée de son contenu est remontée dans La position haute illustrée sur La figure 3. Le vérin 26 est ensuite actionné en sens inverse pour ramener la matrice 20 en dessous de la jupe 18. Simultanément, la chemise C qui contient alors les déchets compactés (contrairement à ce qui est représenté sur la figure 3) se trouve décalée axialement par rapport à la jupe. il est ainsi possible de mettre en pLace sur la chemise C un couvercle ou bouchon B. A cet effet, le couvercle B est amené au dessus de La chemise C au moyen d'un dispositif de préhension 44 tel qu'un dispositif à ventouse suspendu à un dispositif de manutention 48 tel qu'un pont roulant. De préférence,~afin que La mise en place du couvercle B sur La chemise C puisse être réalise automatiquement à distance, ces deux éléments sont pourvus de moyens d'encliquetage ( figure 5 ) permettant de solidariser le couvercle de la chemise par un simple enfoncement du couvercle. Cet enfoncement peut notamment être obtenu en suspendant le dispositif de préhension 44 au dispositf de manutention 48 par l'intermédiaire d'un ou plusieurs verins 46. Après que le couvercle B ait été fixé sur la chemise 36, l'ensemble constitué par le couvercle B, la chemise C et par les déchets D et le fond F que contient la chemise est transporté à l'aide du dispositif de manutention 48 jusqu'à un poste de mise en conteneur et d'enrobage illustré par la figure 5. A cet effet, ledit ensemble est remonté suffisamment à l'aide des vérins 46, pour que le bord inférieur de la chemise C se trouve à un niveau supérieur au bord supérieur d'un conteneur A en attente à ce poste. Lorsque la chemise C est axiale ment alignée avec la conteneur A, les vérins 46 sont à nouveau actionnés pour descendre la chemise et les de- chets qu'elle contient à l'intérieur du conteneur. De préférence, le couvercle B ainsi que le conteneur A sont conçus de telle sorte qu'ils puissent être solidarisés par simple encliquetage. Lorsque cette solidarisation est réalisée grâce aux vérins 46, les dimensions relatives du conteneur A et de la chemise C sont telles qu'il existe à l'intérieur du conteneur A obturé par le couvercle B un espace E sensiblement uni- forme autour de la chemise C contenant les déchets conpactés. Après que le dispositif de préhension 44 ait été relevé, l'opération d'enrobage des déchets peut être effectuée, sans déplacer le conteneur A. A cet effet (figure 6), on raccorde une tuyauterie d'injection 54 du matériau d'enrobage sur un orifice O formé dans le couvercle B. On remplit ainsi en totalité l'espace E à l'aide du matériau M, constitué par exemple par un coulis de ciment bitumineux. Grâce à la suspension de ta chemise C au couvercle B, une isolation efficace des déchets D contenus à l'intérieur de la chemise est assurée dans toutes les directions, vis-à-vis du conteneur. Cette isolation homogène des déchets, qui i- te tout risque de contact avec le conteneur, est un avantage important du procédé de l'invention par rapport à l'art antérieur. De plus, étant donne que la jupe 18 dans laquelle est réalisé le compactage n'a plus à pénétrer dans le conteur A, aucune contrainte géométrique ne limite Le diamètre extérieur de la jupe. Pour un diamètre intérieur fixé, L'épaisseur de La jupe peut donc etre calculée en fonction de ta puissance de la presse. Ainsi, dans le cas de déchets de nature variée de l'industrie nucléaire (chiffons, métaux, profilés, filtres, etc.) les courbes de réduction de volume en fonction de la puissance de compactage montrent qu'il est possible de réduire notablement le volume des déchets en augmen- tant la puissance jusqu '-à 1000 ou même 1500 tonnes. Grâce à l'invention, cela est possible en utilisant une jupe ayant une épaisseur d'environ 80 à 100 Mm. Le gain en réduction de volume par rapport à La technique anterieure peut dépasser 50 X. Enfin, Les principaux mécanismes étant im- plantés à la partie supérieure de l'installation, la maintenance et la réparation de celle-ci peuvent être effectuées sans difficuLté. REVENDICATIONS 1. Procédé de compactage et deconditionnement de déchets solides radio-actifs (D) de faible ou moyenne activité, comportant les étapes suivantes : - compactage des déchets (D) dans une jupe (18) équipée d'un fond amovible (F) ; - introduction des déchets (D) ainsi compactés et du fond (F) dans un conteneur (A) de diametre interieur supérieur au diamètre intérieur de la jupe et mise en place d'un couvercle (B) sur le conteneur ; et - injection d'un matériau (M) d'enrobage des déchets dans le conteneur, caractérisé en ce que, avant leur introduction dans le conteneur (A), les déchets (D) compactés et le fond (F) sont transférés de la jupe (18) dans une chemise (C) de diamètre intérieur légèrement supérieur à celui de la jupe, l'ensemble formé par la chemise (C), les déchets compactés (D) et le fond (F) étant ensuite introduit dans le conteneur (A). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on transfère les déchets compactés (D) et le fond (F) depuis la jupe (18) dans la chemise (C) en plaçant la jupe au-dessus de la chemise, Le bas de la jupe étant en contact avec le haut de la chemise et en déplaçant simultanément vers le bas un plateau presseur (32) et un plateau support (38), respectivement en contact avec la face supérieure des déchets (D) et avec le fond (F). 3. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce qu'on introduit ledit ensemble dans le conteneur (A) après avoir fixé par emboftement ledit couvercle (B) sur la chemise (C), L'introduction dudit ensemble dans le conteneur étant réalisée au moyen d'un dispositif de transfert (46, 48) auquel on suspend ledit couvercle (B). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on transfere Les déchets compactés (D) et le fond (F) dans une chemise (C) perforée. 5. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérise en ce qu'on transfère les déchets compactés (D) et le fond (F) dans une chemise (C) non perforée. 6. Installation de compactage et de conditionnenent de déchets solides radio-actifs (D) de faible ou moyenne activité, comprenant - un poste de compactage comportant une jupe (18) d'axe vertical et des moyens pour déplacer ladite jupe entre une position haute et une position basse, un plateau presseur (32) apte à se déplacer à l'intérieur de la dite jupe, selon l'axe vertical de cette dernière, et une matrice (20) disposée en dessous de ladite jupe ; - un poste d'injection comportant des moyens d'injection (54) d'un matériau (fil) d'enrobage des déchets ; et - des moyens de transfert (46, 48) entre le poste de compactage et le poste d'injection, caractérisée en ce que ladite matrice (20) est portée par un support (22) comprenant un réceptacle (28) pour une chemise (C) de diamètre intérieur approxinativenent egal à celui de la jupe, des moyens (26) étant prévus pour déplacer le support horizontalenent entre une pre mièvre position dans Laquelle la matrice (20) est placée sous la jupe (18) et une deuxième position dans laquelle le réceptacle (28) est ptacé sous la jupe (18). 7. Installation selon La revendication 6, caractérisée en ce qu'un plateau support (38) est place sous ledit support (22), de façon à pouvoir se déplacer selon l'axe vertical du plateau presseur (32), sinulta dément avec ce dernier, au travers d'un passage (42) formé dans le support (22) au centre du réceptacle (28). 8. Installation selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisée en ce que les moyens de transfert (46, 48) permettent de fixer par emboîte- ment un couvercle (B) sur la chemise (C) au niveau dudit réceptacle, lorsque le support (22) est dans la première position, et de transférer le couvercel (B) et la chemise (C) remplie de déchets (D) compactés jusqu'au poste d'injection.