Brevet FR2606815A1 — publié le 19880520

CLOISON DEMONTABLE DE PROTECTION CONTRE LES RAYONNEMENTS ET ECRAN REALISE A PARTIR D'UNE TELLE CLOISON DESCRIPTION La présente invention a pour objet une cloison démontable de protection contre les rayonnements utilisable pour la réalisation d'écrans, notamment dans l'industrie nucléaire. L'invention vise à la réalisation d'une cloison peu coûteuse, facile à monter et à démonter, assurant une bonne protection vis-å-vis des neutrons et des rayons gamma, et présentant une bonne tenue au feu. La cloison objet de l'invention se compose, de manière connue, d'un empilement de rangées de briques, chaque brique ayant une face supérieure, une face inférieure, deux faces d'extrémité et deux faces latérales. Selon l'invention, les faces supérieures et inférieures de briques de rangées adjacentes ainsi que les faces d'extrémité de briques adjacentes d'une même rangée définissent entre elles des jonctions en forme de chicanes interdisant la traversée de la cloison par les rayonnements. Selon un mode de réalisation préféré, la face supérieure et la face inférieure d'une brique donnée sont de forme générale plane et sont parallèles, la face supérieure présentant une saillie et la face inférieure présentant un évidement dont la forme est complémentaire de celle de la saillie. L'expression "forme complémentaire" utilisée dans la présente description signifie que les dimensions de l'évidement sont telles que la saillie prévue sur la face supérieure d'une brique peut pénétrer exactement dans l'évidement prévu sur la face inférieure d'une autre brique, La face supérieure de la première brique étant ainsi exactement en contact avec la face inférieure de l'autre brique. Selon un autre aspect de l'invention, chaque face d'extrémité d'une brique donnée comprend une partie en saillie adjacente à l'une des faces latérales et une partie en retrait adjacente à l'autre face latérale. Selon encore un autre aspect de l'invention, sur l'une au moins des briques, la partie en saillie de l'une des faces d'extrémité est adjacente à l'une des faces latérales tandis que la partie en saillie de l'autre face d'extrémité est adjacente à l'autre face latérale. Comme on le verra plus loin, il peut également être avantageux de prévoir que, sur certaines briques, les parties en saillie des deux faces d'extrémité soient adjacentes à la même face Latérale. Selon un autre aspect de l'invention, une rangée de briques comprend une brique d'un type donné à une extrémité et au moins une brique d'un autre type ailleurs dans la rangée. Enfin, on peut également prévoir des moyens de maintien afin de maintenir les briques assemblées entre elles. Quant au matériau constitutif des briques, dans le mode de réalisation préféré, celui-ci comprend - un matériau lourd apte à absorber le rayonnement gamma, - une résine époxy, - de l'acide borique, et - de l'alumine hydratée. Enfin, l'invention a encore pour objet un écran de protection contre les rayonnements constitué à partir d'une ou de plusieurs cloisons telles que celle qui vient d'être mentionnée ci-dessus. L'invention apparattra mieux à la lecture de la description qui va suivre, donnée à titre purement illustratif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels - la figure 1 est une vue schématique en perspective illustrant une première forme de brique utilisée dans l'invention, - la figure 2 est une vue semblable à la figure 1 illustrant une deuxième forme de brique utilisée dans l'invention, - la figure 3 est une vue schématique semblable aux figures 1 et 2 illustrant une troisième forme de brique utilisée dans l'invention, - la figure 4 est une vue schématique en perspective d'un écran de protection réalisé à partir de plusieurs cloisons selon l'invention, - la figure 5, a et b, est une vue de dessus illustrant La constitution de deux rangées de briques superposées dans l'une des cloisons de l'écran illustré à la figure 4, - la figure 6 est une vue de dessus illustrant la zone de contact de deux briques appartenant à des rangées correspondantes de deux cloisons adjacentes, - la figure 7 est une vue schématique en coupe transversale suivant le plan P de la figure 1, - la figure 8 est une vue schématique en perspective illustrant certains moyens de maintien de l'écran de la figure 4, et - la figure 9 est une vue schematique semblable à la figure 4 illustrant d'autres moyens de maintien de cet écran. La brique illustrée à la figure 1, portant la référence générale 10, a généralement la forme d'un parallélépipède rectangle et présente une face supérieure 12, une face inférieure 14, deux faces d'extrémité 16 et 18, et deux faces latérales 20 et 22. La face supérieure 12 présente une partie plane 24 et une saillie longitudinale 26 disposée au milieu de la face 12. Quant à la face inférieure 14, elle se compose d'une partie plane 28 parallèle à la partie 24 de la face supérieure et d'un évidement ou rainure longitudinale 30 placé également au milieu de la face inférieure 14. Cette disposition apparat mieux sur la figure 7 qui est une section transversale dans Le plan P de la figure 1. Cette figure représente deux briques superposées 10 et 11. On voit que la rainure 31 de la brique 11 a une forme complémentaire de celle de la saillie 26 de la brique 10 afin que la saillie 26 pénètre dans la rainure 31. Comme les parties planes des faces supérieure et inférieure d'une brique donnée sont parallèles, on voit qu'on peut empiler les briques de sorte que deux briques superposées soient en contact étroit l'une avec l'autre ; la présence des saillies 26 et des rainures 30 ou 31 permet de constituer une chicane dans un plan transversal afin d'arrêter les neutrons ou autres rayonnements qui se propageraient dans une direction sensiblement perpendiculaire aux faces latérales des briques. On voit également sur la figure 7 que, comme les briques 10 et 11 ont la même largeur, les faces latérales telles que 20 (brique 10) et 21 (brique 11), qui sont perpendiculaires aux parties planes des faces supérieure et inférieure des briques, sont dans un même plan et constituent une face plane verticale de la cloison. Si l'on se reporte à nouveau à la figure 1, on voit que l'on a pratiqué deux évidements 32 et 34 à chacune des extrémités de la brique 10 respectivement. L'évidement 32 a été pratiqué à partir de la première face latérale 20 de la brique et se trouve à l'extrémité droite de celle-ci lorsqu'on regarde la figure 1, tandis que l'évidement 34 a été pratiqué à l'autre extrémité, c'est-à-dire du côté gauche en regardant la figure 1, et à partir de la deuxième face latérale 22. Les évidements 32 et 34 ont été pratiqués sur une profondeur égale à la moitié de la largeur de la brique et, dans le mode de réalisation préféré décrit ici, leur longueur, calculée à partir de l'extrémité de la brique, est égale à leur profondeur. Ainsi, du fait de la présence de l'évidement 32, la première face d'extrémité 16 de la brique 10 présente une partie en saillie 16a et une partie en retrait 16b. Les faces 16a et 16b sont planes et perpendiculaires aux faces latérales 20 et 22 ainsi qu'aux parties planes des faces supérieure 12 et inférieure 14. Comme La saillie 26 et la rainure 30 se trouvent au milieu de la face supérieure 12 et de la face inférieure 14 respectivement, la brique 10 est symétrique par rapport à un plan de symétrie longitudinale P1 (voir figures 1 et 7). On comprend donc que les parties 16a et 16b de la face d'extrémité 16 sont symétriques l'une de l'autre par rapport à ce plan P1, mais décalées l'une de l'autre d'une distance égale à la moitié de la largeur de la brique. D'autre part, la présence de l'évidement 32 fait apparaître une face en retrait 33. Cette dernière est plane et cojncide avec le plan de symétrie longitudinale P1 de la brique.Son plan est donc perpendiculaire à celui des faces 16a et 16b et sa longueur est égale à la distance entre les faces 16a et 16b, c'est-à-dire à la moitié de la largeur de la brique. La brique 10a représentée sur la figure 2 a la forme génerale d'un parallélépipède rectangle comme celle de la figure 1 avec une face supérieure 12, une face inférieure 14, deux faces d'extrémité 16 et 18 et deux faces latérales 20 et 22. On retrouve également la saillie 26 sur la face supérieure et la rainure 30 sur la face inférieure. La section transversale de la brique 10a est identique à la section transversale de la brique 10, en particulier en ce qui concerne les dimensions de la saillie 26 et de la rainure 30. Cependant, dans le cas de la brique 10a, les évidements pratiqués aux deux extrémités de la brique ne sont pas disposés comme dans le cas de la figure 1.En effet, l'évidement 32a se trouvant à l'extrémité droite de la brique 10a en regardant la figure 2 est pratiqué à partir de la deuxième face latérale 22 alors que c'est l'évidement 34a, situé à l'autre extrémité de la brique 10a, qui est pratiqué à partir de la première face latérale 20. Comme précédemment, la largeur de ces évidements est égale à la moitié de la largeur de la brique et leur longueur est egale à leur largeur. Quant à la brique représentée à la figure 3, elle a encore la forme générale d'un parallélépipède rectangle avec une face supérieure 12, une face inférieure 14, deux faces d'extrémité 16 et 18 et deux faces latérales 20 et 22. On retrouve aussi la saillie 26 sur la face supérieure 12 et la rainure 30 sur la face inférieure 14. La section transversale de la brique lOb est identique à la section transversale des briques 10 et 10a, de sorte que toutes ces briques peuvent etre empilées de manière à ce qu'une saillie 26 d'une brique pénètre dans la rainure 30 de la brique immédiatement supérieure, comme cela est illustré à la figure 7. En effet, deux briques superposées peuvent être soit des briques identiques, soit des briques de types différents. Dans le cas de la figure 3, on retrouve encore deux évidements 32b et 34b pratiqués à chaque extrémité de la brique. Cependant, dans cette forme de brique, les deux évidements sont pratiqués à partir de la même face latérale, c'est-à-dire la face 20 dans le cas de la figure 3. Là aussi, la profondeur des évidements est égale à la moitié de la largeur de la brique et leur longueur est égale à leur profondeur. La vue en perspective de la figure 4 illustre un écran de protection 36 réalisé à partir de trois cloisons démontables conformes à l'invention. Dans le cas particulier illustré à la figure 4, l'écran se compose d'une première cloison verticale 38 et de deux cloisons également verticales 40 et 42 placées perpendiculairement à la cloison 38 à chaque extrémité de cette dernière. On définit ainsi un espace 44 intérieur à l'écran dans lequel se trouvent les objets risquant d'émettre un rayonnement contre lequel on veut se protéger. Comme indiqué précédemment, chaque cloison, par exemple la cloison 38, se compose d'un empilement de rangées de briques telles que 46 et 48.Dans le cas particulier décrit ici, la rangée 46 comprend quatre briques, c'est-à-dire une première brique 10b semblable à celle de la figure 3 à l'extrémité gauche de la cloison 38 lorsqu'on regarde la figure 4 suivie de trois briques 10a telles que celle qui est illustrée à la figure 2. Quant à La deuxième rangée 48, elle comporte une brique 10b conforme à La figure 3 à son extrémité droite en regardant la figure 4 et de trois briques 10 telles que celle de la figure 1 ailleurs.Dans le cas particulier de la figure 4, si l'on désigne par 46 la première rangée de briques en partant du bas de la cloison et par 48 la deuxième rangée, toutes les rangées de rang impair (troisième, cinquième, etc.) sont identiques à la rangée 46 tandis que toutes les rangées de rang pair (quatrième, sixième, etc.) sont identiques à la rangée 48. La constitution de ces différentes rangees apparat mieux sur la vue de dessus de la figure 5. On voit sur cette figure que la brique 10b de la rangée 46 (figure 5a) et la brique 10 situee à l'extrémité gauche de la rangée 48 (figure 5b) sont placées exactement l'une au-dessus de l'autre de sorte que l'évidement 32 de la brique 10 est exactement au-dessus de l'évidement 32b de la brique 10b. La longueur des briques 10 est égale à la longueur des briques 10a alors que la longueur des briques 10b est supérieure. La longueur des briques utilisées dans l'invention est définie comme étant la distance entre les plans des parties en saillies des faces d'extrémité.Les dimensions de ces briques peuvent être par exemple - longueur : 650 mm, - largeur (distance entre les plans des deux faces latérales 20 et 22) : 150 mm, - hauteur (distance entre les plans des parties planes des faces inférieure 14 et supérieure 12) : 100 mm. Les rainures 30 peuvent avoir par exemple pour largeur 50 mm et pour hauteur 25 mm, les saillies 26 ayant des dimensions légèrement inférieures, par exemple 46 mm de large et 23 mm de haut afin de pouvoir pénétrer facilement dans les rainures 30. Quant aux briques lOb, leur longueur est supérieure à la longueur des briques 10 et 10a d'une valeur égale à la moitié de la largeur de la brique, par exemple égale à 700 mm dans le cas particulier décrit ici, leurs autres dimensions étant identiques aux dimensions correspondantes des briques 10 et 10a. Le fait que les évidements 32 et 34 aux extrémités des briques aient une longueur égale à leur profondeur, c'est-à-dire égale à la moitié de la largeur de la brique, fait que deux briques consécutives d'une même rangée peuvent être mises bout à bout de sorte que la partie en saillie d'une face d'extrémité de l'une soit en contact avec la partie en retrait de la face d'extrémité contigue de l'autre. Les faces en retrait des extrémités contiguës des deux briques sont alors en contact l'une avec l'autre.On réalise ainsi une chicane dans un plan horizontal comme cela est illustré à la figure 5. On voit encore sur cette figure que l'évidement 32 prévu à l'extrémité gauche de la brique 10 de la rangée 48 se trouve exactement à l'aplomb de l'évidement 32b prévu à l'extrémité gauche de la brique 10b de la rangée 46. Cependant, comme la brique 10 est plus courte que la brique lOb d'une valeur égale à la moitié de la largeur de la brique, la partie en saillie 16a de I'extrémité 16 de la brique 10 se trouve à l'aplomb de la partie en retrait 18b de la face d'extrémité droite de la brique 10b. On réalise ainsi un certain recouvrement des briques d'une rangée à l'autre comme cela apparat sur la figure 4. Etant donné que la rangée 46 comporte une brique 1ûb et trois briques 10a et que la rangée 48 comporte trois briques 10 et une brique 10b, on comprend que toutes les rangées ont des longueurs identiques. On voit sur la figure 4 que l'écran est complété par des cloisons 40 et 42 placées perpendiculairement à la cloison 38 à chaque extrémité de celle-ci. Dans le cas particulier décrit ici, les rangées de briques des cloisons 40 et 42 ne comportent que deux briques. La rangée inférieure 50 de la cloison 40 comporte une brique 10a à son extrémité la plus proche de la brique 10b de la rangée 46 de la cloison 38 et une brique 10b à son autre extrémité. Les briques 10a de la rangée 50 et 10b de la rangée 46 sont en contact l'une avec l'autre de la manière suivante (figure 6) : la partie en saillie 16a de la face d'extrémité de la brique 10a est en contact avec la face en retrait 33b de la brique 10b ; la face en retrait 33a de la brique 10a est en contact avec la partie en retrait 16c de la face d'extrémité de la brique 10b ; et la partie en retrait 16b de la face d'extrémité de la brique 10a est en contact avec la face latérale 20b de la brique 10b. Quant à la partie en saillie 16d de la face d'extrémité de la brique 10b, elle est dans le même plan que la face latérale 20a de la brique 10a. Pour la clarté du dessin, on a représenté un certain espace entre les briques 10a et 10b sur la figure 6, mais en réalité les briques sont en contact l'une avec L'autre comme indiqué ci-dessus. Quant à la rangée 52, elle comporte à son extrémité la plus proche de la cloison 38 une brique 10b placée en butée contre la brique 10 de la rangée 48 et une brique 10 à son autre extrémité. Les briques lOb de la rangée 52 et 10 de la rangée 48 sont en contact l'une avec l'autre de la même maniere que les briques 10a et 10b des rangées 50 et 46. On réalise donc aux angles de l'écran, c'est-à-dire à la jonction entre deux cloisons consécutives, des chicanes dans un plan horizontal, tandis que la présence des saillies et rainures sur toute la longueur des briques assure sur toute la longueur de chaque cloison une chicane dans le sens transversal. Quant à la cloison 42, elle peut être constituée de manière semblable à la cloison 40 et ne sera pas décrite en détail ici. La rangée inférieure peut comporter, par exemple, une brique 10b en contact avec la brique 10a située à l'extrémité de la rangée 46 de la cloison 38, suivie d'une brique 10a ; et sa rangée immédiatement supérieure une brique 10 en contact avec la brique 10b située à l'extrémité de la rangée 48 de la cloison 38, suivie d'une brique lOb. Dans le cas particulier de la figure 4, l'écran est réalisé à partir de trois cloisons, mais on ne sortirait pas du cadre de L'invention en utilisant un écran constitué d'une seule cloison ou de deux cloisons, ou encore en lui donnant une forme plus compliquée, c'est-à-dire avec un nombre de cloisons plus important. Bien que les briques soient destinées à être simplement empilées les unes sur les autres et deux briques consécutives d'une même rangée à être mises bout à bout, il est avantageux de prévoir des moyens de maintien d'une telle cloison ou d'un écran fabriqué à partir de ces cloisons. La figure 8 illustre certains de ces moyens de maintien. On peut utiliser par exemple des vis 54 placées aux extrémités des briques et servant à assembler deux briques adjacentes. Ces vis pénètrent dans un trou de passage prévu sur l'une des deux briques et dans un trou taraudé prévu sur l'autre brique. On voit par exemple sur. la figure 8 qu'une brique 10 placée à une extrémité d'une cloison est en contact de butée avec une brique 10b placee à l'extrémité d'une autre cloison.La vis 54a pénètre dans un trou de passage (non représenté) prévu à l'extrémité correspondante de La brique 10 et ménagé à partir d'une face latérale de cette brique. La vis 54a pénètre ensuite dans un trou taraude (non représenté) prévu dans la brique 10b. Un système analogue peut être utilisé pour assembler deux briques consécutives d'une même rangée. Par exemple, la vis 54b pénètre dans un trou de passage ménagé à partir de la face latérale de l'une des briques et dans un trou taraudé (non représenté sur la figure 8) prévu à partir de la face en retrait de la brique voisine. On peut également utiliser des plaques telles que 56, chaque plaque se trouvant sur une face de la cloison et étant fixée par des vis 58 à deux briques adjacentes cette fois, ce sont les trous percés dans les briques à partir des faces latérales de ces dernière qui sont taraudés. De préférence, les vis 54 ou 58 ainsi que les plaques 56 sont faites dans le même matériau que les briques elles-mêmes. En effet, dans te mode préféré de réalisation, le matériau constitutif des briques est réalisé à partir d'un mélange homogène de matériaux lourds aptes à absorber le rayonnement gamma, de résine époxy, d'alumine hydratée et d'acide borique. Ces matériaux lourds peuvent être de la fonte et du plomb se présentant sous forme de poudre de granulométrie 100 microns. Le mélange peut contenir, par exemple, 50 parties pondérales de fonte, 50 parties pondérales de plomb, 15 parties pondérales de résine époxy, 3 parties pondéra les d'alumine hydratée Al O 23 3H 0 contenant 35Z d'eau et 5 parties pondéra les d'acide borique 2 H BO . La composition pondérale de la fonte peut être la suivante: 33 - fer : > 90%, - carbone : Le plomb et la fonte donnent la protection aux rayonnements gamma, l'acide borique la protection contre les neutrons et l'alumine hydratée confère à ce matériau une bonne tenue au feu, la résine servant de liant. Grâce au fait que la fonte et le plomb se trouvent sous forme de poudre, on obtient un matériau d'une très grande homogénéité et facilement usinable. C'est pour cela qu'on peut réaliser les vis et les plaques dans ce matériau et qu'il est facile de percer des trous de passage ou des trous taraudés dans Les briques. De plus, on obtient directement au moulage des surfaces lisses sans qu'il soit nécessaire d'effectuer un traitement ultérieur, ce qui diminue le cout de fabrication et rend la décontamination des briques plus facile. Quant à l'utilisation de résine époxy, elle permet une bonne maîtrise du liant. En effet, la prise n'est réalisée qu'à partir du moment où l'on chauffe le mélange. On peut donc travailler sur le mélange pendant une durée quelconque, l'analyseur et le modifier jusqu'à ce qu'il atteigne la composition désirée, le chauffage n'étant mis en route qu'à partir de ce moment-là. La figure 9 illustre d'autres moyens de maintien d'un écran de protection selon l'invention. Pour ne pas surcharger le dessin, on a représenté en traits mixtes l'écran 36 de la figure 4 constitué des trois cloisons 38, 40 et 42. Les moyens de maintien peuvent comprendre des montants 60, par exemple en forme de cornières, placés aux angles extérieurs, à la jonction de deux cloisons consécutives, ou à l'extrémité d'une cloison donnée comme le montant 60a à l'extrémité de la cloison 40 opposée à la cloison 38. Les montants 60 peuvent être reliés par des tirants tels que 62 ou par des traverses telles que 64, celles-ci pouvant se présenter sous la forme de cornières.On peut éventuellement utiliser en outre un profile 66 perce de trous permettant de maintenir les briques avec des vis analogues aux vis 58 illustrées à la figure 8, chaque extrémité du profilé 66 étant fixée à une traverse 64. Ainsi, la cloison démontable objet de l'invention présente des avantages intéressants puisqu'elle permet de réaliser toutes sortes d'écrans de protection contre les rayonnements. La géométrie des briques fait qu'on a des chicanes aussi bien dans des plans transversaux verticaux que dans des plans horizontaux, ce qui arrête les rayonnements et en particulier les neutrons. D'autre part, il n'y a que trois types de brique, ce qui diminue le coût de fabrication d'un écran. Quant au matériau utilisé, il est facile à mettre en oeuvre, présente une protection efficace vis-à-vis des neutrons et des rayonnements gamma, ainsi qu'une bonne tenue au feu. De plus, il est facilement usinable et permet d'obtenir des surfaces lisses, ce qui facilite la décontamination des briques. Enfin, il est bien entendu que l'invention ne se limite pas au seul mode de réalisation qui vient d'etre décrit, mais qu'on peut imaginer de nombreuses variantes sans sortir du cadre de l'invention, notamment en ce qui concerne le choix des briques situées aux extrémités des rangées ou à un emplacement donné dans la rangée pourvu que la jonction entre deux briques consécutives réalise une chicane dans un plan horizontal. On peut également donner aux cloisons une longueur quelconque et réaliser l'écran avec un nombre quelconque de cloisons. REVENDICATIONS 1. Cloison démontable de protection contre les rayonnements comprenant un empilement de rangees (46) de briques (10), chaque brique (10) ayant une face supérieure (12), une face inférieure (14), deux faces d'extrémité (16, 18) et deux faces latérales (20, 22), caractérisée en ce que les faces supérieures (12) et inférieures (14) de briques de rangées adjacentes ainsi que les faces d'extrémité (16, 18) de briques adjacentes d'une même rangée définissent entre elles des jonctions en forme de chicanes interdisant la traversée de la cloison par les rayonnements. 2. Cloison selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdites faces supérieure (12) et inférieure (14) sont de forme générale plane et sont parallèles, la face supérieure (12) présentant une saillie (26) et la face inférieure (14) présentant un évidement (30) dont la forme est complémentaire de celle de la saillie (26). 3. Cloison selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisée en ce que chaque face d'extrémité d'une brique donnée (10) comprend une partie en saillie (16a) adjacente à l'une (22) des faces latérales et une partie en retrait (16b) adjacente à l'autre face latérale (20). 4. Cloison selon la revendication 3, caractérisée en ce que, sur l'une au moins des briques (10), la partie eh saillie (16a) de l'une des faces d'extrémité (16) est adjacente à l'une des faces laterales (22) tandis que la partie en saillie de l'autre face d'extrémité (18) est adjacente à l'autre face latérale (20). 5. Cloison seLon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que, sur l'une au rotins des briques (10b), les parties en saillie des deux faces d'extrémité (16, 18) sont adjacentes à la même face latérale (22). 6. Cloison selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'une rangée (46) comprend une brique d'un type donné (10b) à une extrémité et une ou plusieurs briques d'un autre type (10a) ailleurs dans la rangee. 7. Cloison selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caracterisée en ce qu'elle comporte en outre des moyens de maintien (54) pour maintenir les briques assemblées entre elles. 8. Cloison selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le matériau constitutif des briques comprend - un mélange homogène de matériaux lourds aptes à absorber le rayonnement gamma, - une résine époxy, - de l'acide borique, et - de l'alumine hydratée. 9. Ecran de protection contre les rayonnements, caractérise en ce qu'il comprend au moins une cloison selon l'une quelconque des revendications 1 à 8.