Brevet FR2626182A1 — publié le 19890728

L'invention concerne une tenue isolante pour intervention humaine en milieu hostile. en particulier dans une enceinte renfermant au moins une substance agressive chimiquement et fortement oxydable. Les réacteurs nucléaires a neutrons rapides sont généralement refroidis par du sodium liquide contenu dans la cuve du réacteur et dans lequel est plongé le coeur constitué par des assemblages combustibles. Le coeur doit etre rechargé périodiquement en assemblages combustibles. par exemple à partir d'une capacité de stockage située au voisinage de la cuve et communiquant avec le dispositif de manutention des assemblages de la cuve. Un tel dispositif de stockage externe des assemblages peut étre constitué par exemple par une cuve renfermant un barillet de stockage susceptible de recevoir les assemblages combustibles correspondant à une recharge du coeur. Lors du rechargement. les assemblages usages extraits du coeur sont disposés dans des logements du barillet de stockage, cependant que des assemblages neufs garnissant le barillet sont prélevés et introduits dans le coeur a la place des assemblages usagés. Le stockage des assemblages doit être réalisé dans du sodium liquide à une température inférieure à celle du sodium liquide de refroidissement remplissant la cuve du réacteur. Malgré une fabrication soignée et des controles exigeants, il est apparu que l'enveloppe dune telle capacité de stockage pouvait présenter des défauts d'étanchéité qui se traduisent par une fuite de sodium vers 1 extérieur de l'enveloppe, dans une capacité d'argon ménagée entre 1 enveloppe de la capacité et une seconde enveloppe de sécurité. Bien que ce type d'accident ne présente aucun danger pour l'environnement et qu'il soit possible de réaliser dans de bonnes conditions la vidange de la capacité, la détermination de l'origine de la fuite et sa réparation sont des opérations extremement délicates qui demandent une intervention à l'intérieur de la capacité, en raison de la présence de la seconde enveloppe. La complexité des taches à accomplir et le fait qu'il ne soit pas possible de déterminer à l'avance, de façon précise, la nature de ces tàches, nécessitent d'envisager des interventions humaines à l'intérieur de la capacité de stockage, après sa vidange et son refroidssement. Si la vidange du sodium contenu dans la ca pacité pouvait etre réalisée de manière parfaite. il serait possible théoriquement de remplir la capacité avec de l'air parfaitement sec ou avec un autre gaz oxydant respirable par les opérateurs devant intervenir dans la capacité. En réalité, il est très difficile d'effectuer une vidange complète de la capacité de stockage pour éviter tout risque d'oxydation et d'inflammation spontanée de traces de sodium dont 1 oxydabilité est extrêmement forte. On a donc proposé de faire effectuer les opérations d'inspection et de réparation dans une atmosphère de gaz neutre tel que l'argon par des opé ra tueurs ayant revetu une tenue spéciale du type scaphandre. Une telle tenue doit être parfaitement isolante, pour éviter tout contact d'une substance oxydante ou d'humidité avec le sodium restant dans la cuve. Une telle tenue doit également résister å l'at taque chimique par des corps tels que la soude qui peut se former dans la cuve ou au contact du scaphandre. Cependant. 1 opérateur revetu du scaphandre doit emprunter des passages extremement exigus et suivre des itinéraires complexes, pour atteindre les différentes zones à inspecter ou à réparer et par exemple le fond de 1 enveloppe de la capacité. Le scaphandre doit donc etre réalisé en un matériau extreme- ment souple qui gêne le moins possible les mouvements de l'opérateur. D'autre part, il est nécessaire d'éviter toute déchirure de l'enveloppe du scaphandre en service et/ou de détecter très rapidement une telle dechirure, avant qu'elle n'ait des conséquences dommageables pour l'opérateur et/ou pour le milieu. On ne connaissait pas jusqu'ici de tenue spéciale du type scaphandre permettant d'intervenir dans un milieu renfermant une matière agressive chimiquement et en particulier fortement oxydable. Le but de l'invention est donc de proposer une tenue isolante pour intervention humaine dans un milieu hostile, en particulier dans une enceinte renfermant au moins une substance agressive chimiquement et fortement oxydable, comportant au moins une partie constituant une enveloppe vestimentaire en un matériau souple stratifié, cette tenue présentant l'avantage d'éliminer pratiquement tout risque consécutif à une déchirure de 1 enveloppe tout en laissant à l'opéra- teur revétu de cette tenue une grande liberté de mouvements. Dans ce but. le matériau souple stratifié comporte une peau externe étanche et résistant à la corrosion chimique, une peau interne également étanche et une couche intercalaire maintenant un espacement entre les peaux interne et externe. pour constituer un volume isolé à la fois du milieu extérieur et du milieu intérieur de l'enveloppe. mis en dépression et relié à un manomètre de précision. Afin de bien faire comprendre l'invention on va maintenant décrire. à titre d'exemple non limitatif, en se référant aux figures jointes en annexe, un mode de réalisation d'une tenue suivant l inven- tion. La figure 1 est une vue en coupe schématique d une capacité de stockage d'assemblages combustibles d'un réacteur nucléaire à neutrons rapides, pendant une intervention pour inspection et réparation. La figure 2 est une vue générale de la tenue isolante revêtue par un opérateur, pour assurer des opérations d'inspection et de réparation dans la capacité représentée sur la figure 1. La figure 3 est une vue en perspective d'une partie de la paroi-de 1 enveloppe souple constituant la tenue représentée sur la figure 2. La figure 4 est une vue en coupe à plus grande échelle de l'une des peaux de la paroi de l'enveloppe représentée sur la figure 3, Les figures Sa, 5b, 5c. 5d sont des vues montrant différentes parties de la tenue isolante représentée'sur la figure 2. Sur la figure 1, on voit une capacité de stockage d assemblages combustibles d'un réacteur nucléaire à neutrons rapides comportant une enveloppe 1 de grandes dimensions à l'intérieur de laquelle est placé un barillet de stockage 2 monté rotatif sur un axe 3 et comportant des logements permettant de recevoir des assemblages combustibles 5 destinés au rechargement du coeur du réacteur. La capacité de stockage est fixée sous la dalle 4 du réacteur dans une position adjacente par rapport à la cuve du réacteur renfermant le coeur qui est également fixée sous la dalle 4. Un puits 6 de passage des assemblages 5 fixé sur un bouchon tournant 7 permet de faire passer les assemblages 5 à travers la dalle 4 pour les disposer dans les divers logements du barillet 2. Un conduit incliné 8 dirigé vers la cuve du réacteur permet de joindre la capacité de stockage à un dispositif de manutention des assemblages de la cuve. En service, l'enveloppe 1 de la capacité est remplie de sodium liquide. Sur la figure 1, on a représenté la capacité de stockage vide de sodium, pendant une opération d inspection et de réparation nécessitée par une anomalie de fonctionnement due à un défaut de réalisation de la capacité de stockage, par exemple une fuite à travers l'enveloppe 1. On voit que des opérateurs 9 ont pénétré à l'intérieur de la cuve à l'aide d'une nacelle 10 qui est manoeuvrée par des opérateurs 11, depuis une chambre étanche 12 située au-dessus de la dalle 4. Cette chambre est utilisée comme sas pour le transfert de l'atmosphère normale à l'atmosphère inerte et vice-versa. Les opérateurs 9 pénétrant dans la capacité sont équipés d'une tenue telle que représentée sur la figure 2 constituant un scaphandre. La tenue 14 représentée sur la figure 2 comporte une enveloppe vestimentaire souple 15 recouvant l'ensemble du corps de l'opérateur 9 et un casque rigide 16. La tenue ou scaphandre 14 est reliée par un ombilical 17 au poste de controle 13, l'ombilical 17 assure le passage de conduits d'alimentation et de retour d air, de câbles d'alimentation électrique, de câbles vidéo et de communications téléphoniques ainsi qu un conduit souple 18 permettant de contrôler l'é- tanchéité du scaphandre. L'ombilical 17 est relié par son extrémité opposée au poste de contrôle à un connecteur d'ombilical 20 fixé sur la tenue isolante 14 de l'opérateur 9. A partir du connecteur 20, un flexible 21 assure l'alimentation en air de l'opérateur par l'intermédiaire d'un masque respiratoire 22, à l'in- térieur du casque 16. L'ombilical 21 assure également l'alimentation en courant électrique d'un projecteur 23 et le passage d'un cable vidéo vers une caméra 24. Au connecteur 20 est également reliée une conduite 25 d'alimentation en air permettant d'envoyer de l'air de ventilation dans des gaines 26 disposées à ) 'intérieur du scaphandre, autour du corps de l opéra- teur et permettant la ventilation et la climatisation de l'intérieur du scaphandre. Enfin, un tube de mesure 28 est relié par un raccord 29 à l'enveloppe 15 du scaphandre 14. Le conduit 28 est lui-meme relié par l'intermédiaire du connecteur 20 au conduit de détection 18 dont l'extré- mité en sortie de l'ombilical 17, au poste de contrle 13, est reliée à un manomètre de précision 30. L'enveloppe vestimentaire 15 de la tenue isolante 14 comporte une peau externe 32 en contact avec le milieu extérieur, une peau interne 33 dirigée vers le corps de l'opérateur 9 et une couche intercalaire 34 intercalée entre la peau externe 32 et la peau interne 33 et constituée sous la forme d'un filet à mailles larges, disposé suivant deux épaisseurs superposées. En se reportant aux figures 3 et 4, on va maintenant décrire, de manière plus détaillée, la structure de l'enveloppe 15 du scaphandre. La peau externe 32 et la peau interne 33 sont constituées sous forme stratifiée et présentent la structure qui est représentée sur la figure 4. Cette structure comporte une couche centrale 35 en fibres synthétiques vendues sous la dénomination commerciale KEVLAR par la Société DU PONT DE NEMOURS. Le tissu 35 est revetu. sur une de ses faces, par enduction, d'une couche de matière plastique à grande résistance chimique résistant notamment à l'attaque par la soude et le sodium solide et ignifuge. Une telle matière plastique est par exemple vendue sous la marque VITON. La couche de tissu 35 est de plus revetue sur sa face opposée à la couche 36. par enduction. par une couche 37 étanche aux gaz et ignifuge et constituée par une matière caoutchouteuse du-type BUTYL. Le matériau en feuilles obtenu par double enduction d'un tissu en KEVLAR est à la fois souple, résistante à la corrosion chimique, ignifuge. étanche aux gaz et d une excellente résistance mécanique, en particulier d'une bonne résistance à l'arrachement. Les deux peaux 32 et 33 sont disposées de part et d'autre d'une couche intercalaire 40, de façon que les couches étanches de BUTYL soient disposées vers l'intérieur, la couche 36 de la peau externe 32 à grande résistance chimique étant dirigée vers le milieu extérieur. La couche de BUTYL de la peau interne est dirigée vers le corps de l'opérateur qui est ainsi dans une atmosphère totalement isolée du milieu exté rieur. La couche intercalaire 40 est constituée par une double couche d'un tissu à mailles larges du type filet en PVC. Les deux couches de tissu PVC superposées permettent de maintenir un écartement constant entre la peau externe 32 et la peau interne 33 de l'envelop- pe 15. De plus, les mailles des deux épaisseurs du tissu sont décalées de manière que l'espace compris entre les deux paux 32 et 33 constitue un milieu continu dans lequel un gaz est susceptible de se répandre très rapidement, à partir d'un point quelconque de l'enveloppe. Cet espace entre la peau externe et la peau interne est évacué par une pompe à vide, avant la mise en service de la tenue isolante. Cette mise sous vide peut etre réalisée par exemple par l'intermédiaire du tube 28 et du raccord 29 qui traversent la peau externe 32 pour déboucher dans l'espace maintenu entre les peaux 32 et 33. L'extrémité du conduit 28 opposée au raccord 29 est reliée à un manomètre de précision 30 par l'intermédiaire du conduit 18, comme il a été expliqué plus haut. L'ensemble des conduits 18 et 28 ainsi que l'espace intercalaire sont donc maintenus en dépression tant que l'enveloppe 15 de la tenue isolante 14 reste étanche. Dans le cas où la peau externe 32 est déchirée, par exemple pendant la progression de l'opérateur a l'intérieur de la capacité de stockage, le gaz du milieu extérieur, par exemple de l'argon. pénètre dans l'espace intercalaire 41 maintenu entre les couches 32 et 33, si bien qu'une augmentation de pression peut etre mesurée par le manomètre de précision 30. On détecte ainsi, instantanément, depuis le poste de controle 13 où se trouve le manomètre 30, un défaut d'étanchéité de la tenue isolante. L'opérateur peut étre prévenu par les moyens de communication et sa sortie peut être programmée, si bien qu'on évite tout risque de mise en contact de l'opérateur avec le milieu extérieur et toute mise en contact du sodium restant dans la capacité de stockage avec des traces d'humidité pouvant provenir de l'intérieur de la tenue 14. L'étanchéité est en effet encore assurée par la peau interne. Si, de manière tout-à-fait improbable. cette peau interne était également déchirée. la présence de très courte durée de l'opérateur dans la capacité de stockage après la déchirure de l'enveloppe n'aurait que de très faibles conséquences. On a donné dans le tableau ci-dessous les principales caractéristiques de la toile en KEVLAR enduite sur ses deux faces et constituant la peau externe et la peau interne de la tenue 14. CARACTERISTIOUES VALEURS NORMES Poids total en g/m2 605 + 30 NFG 37-102 Poids de la toile Kevlar en g/m2 105 ~ 20 NFG 37-102 Résistance à la rupture en daN/S cm - sens longitudinal 200 - 20 - sens transversal 180 - 20 Allongement a la rupture en pourcentage NFG 37-103 - sens longitudinal 9 - sens transversal 4 Perméabilité à l'eau en bars 1,5 NFG 37-106 Adhérence du Vu ton en daN/S cm > 3 NFG 37-107 Comportement aux froissements face Viton NFG 37-110 - sens longitudinal 2500 + 500 - sens transversal 2300 ~ 500 Résistance à l'éclatement en bars 21 - 2 NFG 37-116 Résistance à la déchirure au pendule NFG 37-129 - sens longitudinal 2,5 - sens transversal 3,2 Ignifugation CLASSE B NFG 07-184 Largeur en cm 150 - 5 Les deux couches d enduction sont en des matières ignifuges si bien que la résistance au feu de la tenue isolante d'intervention est très bonne. De manière générale, on voit également que les caractéristiques mécaniques et d'étanchéité de la toile enduite sont extrêmement satisfaisantes. Ces résultats sont obtenus avec une matière en feuilles dont la densité est relativement faible. si bien que la tenue pourra être réalisée sous un faible poids. Sur les figures Sa, 5b. 5c et 5d. on a représenté quelques détails de la tenue isolante suivant l'invention relatifs aux moyens d'ajustement de l'enveloppe vestimentaire sur le corps de l'opérateur. Ces moyens permettent d'obtenir à la fois un bon ajustement et une souplesse satisfaisante de l'enveloppe vestimentaire de la tenue isolante. L'ajustement de la tenue sur les jambes de l'opérateur peut être assuré par un laçage croisé 43, comme il est visible sur la figure 5a. La souplesse et l'ajustement de la tenue sur les bras peuvent etre assurés par une bande élastique 44 (figure 5b). Les gants 45 ou bottes 46 peuvent être fixés par des bandes de tension à accrochage 47 comme il est visible sur les figures 5c et 5d. Dans tous les cas, la tenue isolante est ex trêmement sùre grace à la présence de deux peaux entre lesquelles est maintenu un volume intercalaire dont la pression est surveillée en permanence. D'autre part, la résistance mécanique et en particulier la résistance à la déchirue est accrue par la présence d'une double peau. L'invention ne se limite pas au mode de réalisation qui a été décrit. C'est ainsi que les peaux externe et interne peuvent être réalisées sous une forme différente de celle qui a été décrite et en particulier en utilisant des matériaux différents. On pourra ainsi utiliser des matériaux d'enduction tels que le matériau connu sous le nom d'HYPALON et, dans certains cas, d'autres matériaux tels que ceux énumérés ci-dessous PVC, nitrile, néopréne, polyuréthane, silicone, caoutchouc naturel. Les fibres constituant le tissu support pourront être dans certains cas constituées par des fibres de NOMEX, de coton, de polyester, de verre ou de nylon. La tenue isolante suivant l'invention peut donc etre utilisée pour toute intervention humaine dans un milieu hostile pouvant entraîner une mise en contact d'un opérateur avec des substances chimiquement agressives, le matériau de 1' enduction externe étant choisi pour sa résistance aux substances en question. REVENDICATIONS 1.- Tenue isolante pour intervention humaine dans un milieu hostile, en particulier dans une enceinte renfermant au moins une substance agressive chimiquement et fortement oxydable. comportant au moins une partie constituant une enveloppe vestimentaire (15) en un matériau souple stratifié, caractérisée par le fait que le matériau souple stratifié comporte une peau externe (32) étanche aux gaz et résistant à la corrosion chimique, une peau interne (33) également étanche aux gaz et une couche intercalaire (40) maintenant un espacement entre les peaux interne et externe (32, 33) pour constituer un volume (41) isolé à la fois du milieu extérieur et du volume intérieur de l'enveloppe (15) mis en dépression et relié à un manomètre de précision (30). 2.- Tenue isolante suivant la revendication 1, caractérisée par le fait que chacune des peaux externe (32) et interne (33) est constituée par un tissu support (15) revêtu par enduction sur ses deux faces. 3.- Tenue isolante suivant la revendication 2, caractérisée par le fait que les couches d enduc- tion (36, 37) sont constituées par une matière plastique ignifuge, l'une des couches (36) ayant une grande résistance chimique et l'autre couche (37) assurant une étanchéité aux gaz, à la peau (32. 33). 4.- Tenue isolante suivant l'une quelconque des revendications 1, 2 et 3, caractérisée par le fait que la couche intercalaire (40) est constituée par au moins deux couches de tissu à mailles larges superposées du type filet, les mailles des deux couches superposées étant décalées. 5.- Tenue isolante suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4. caractérisée par le fait qu'elle comporte un connecteur (20) fixé sur 1' enve- loppe (15) et un ombilical souple (17) relié au connecteur (20) pour le passage de câbles et conduits entre un poste de controle (13) et la tenue isolante (14). 6. - Tenue isolante suivant la revendication 5, caractérisée par le fait que l'espace intercalaire (41) entre les peaux externe (32) et interne (33) est relie au détecteur de pression (30) constitué par un manomètre de précision, par l'intermédiaire d'un tube souple (18, 28) passant à l'intérieur de l'ombilical (17). 7.- Tenue isolante suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisée par le fait qu'elle comporte un casque rigide (16) destiné à protéger la tete de l'opérateur (9) et renfermant un masque respiratoire (22). 8.- Tenue isolante suivant la revendication 7, caractérisée par le fait qu'un projecteur (23) et une caméra vidéo (24 > sont fixés sur le casque rigide (16). 9.- Utilisation d'une tenue isolante suivant l'une quelconque des revendications 1 à 8 pour effectuer des inspections et réparations dans une capacité de stockage d'un réacteur nucléaire à neutrons rapides.