Brevet FR2655029A3 — publié le 19910531

FR 2655029 A3 19910531 FR 9013960 A 19901109 La présente invention se rapporte à un emballage de transport pour matières dangereuses et plus particulièrement à un emballage respectant les normes de sûreté prescrites par l'Agence Internationale de l'Energie Atomique (IAEA Vienne) pour les trans- ports des matières radioactives (type B) et publiées dans la collec- tion sécurité série 6 (édition de 1985). Lorsqu'il s'agit de grandes pièces contaminées radio- activement ou des déchets de source alpha en quantité importante, les emballages actuellement disponibles (connus sous la référence emballage de type B) ne conviennent pas, étant donné qu'il ne peuvent contenir que des pièces de petite taille Un transport à effectuer avec des pièces de grande taille demande alors des arran- gements spéciaux, délivrés exceptionnellement par les Autorités Compétentes. La présente invention a pour objet de proposer un emballage répondant aux prescriptions de l'IAEA permettant de transporter notamment des pièces de grande taille, ou des déchets alpha. L'emballage proposé comprend un conteneur extérieur dans lequel est disposée une cage interne capable de recevoir des enceintes de confinement tels que des fûts et est caractérisé en ce qu'on prévoit entre le conteneur extérieur de la cage interne des moyens absorbeurs de chocs permettant de retarder en cas de chute la transmission des ondes de chocs entre le conteneur extérieur et la cage interne et d'écrêter l'accélération maximum que va subir le conteneur. Selon un mode de réalisation pratique de l'invention, l'emballage est constitué par un conteneur présentant une structure externe en tôles épaisses et d'une cage interne fixée à la structure externe au moyen de dispositifs de suspensions absorbeurs de chocs, tels que des ressorts, tuyaux en caoutchouc ou autres, la cage interne contenant des enceintes de confinement assurant l'étanchéité autour de la matière à transporter. Suivant une forme de mise en application préférentielle de l'invention, les tôles épaisses de la structure externe seront en aluminium allié et soudées par faisceau d'électrons, les tôles seront avantageusement nervurées. Afin de mieux faire comprendre l'invention on en décrira ci-après un exemple de réalisation pratique en se référant aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue perspective d'un emballage selon l'invention monté sur un camion transporteur; la figure 2 est une vue en coupe de l'emballage en cas de chute; la figure 3 est une vue en coupe partielle de l'em- ballage montrant une forme de mise en application du dispositif absorbeur de chocs; la figure 3 A est une vue de détail de la figure 3; la figure 4 est une vue en coupe partielle de l'em- ballage montrant une autre forme de mise en application du disposi- tif absorbeur de chocs. Sur la figure 1 on a montré une vue perspective d'ensemble de l'emballage 10 monté sur un véhicule 12 Il fait apparaître le conteneur extérieur 14 de dimension ISO 20 pieds construit sous forme d'un platelage 16 et d'un quadrillage de poutres 18. A l'intérieur de ce conteneur 14 est disposée une cage interne 20, conformée pour le transport de fûts de 200 litres. Cette cage 20 est constituée de profilés tubulaires en acier de 40 x x 2 mm soudés ensemble pour former des cadres renforcés par des croix de St André Celles-ci sont de même section et soudées sur les cadres. Conformément à l'invention les arêtes longitudinales de la cage interne 20 sont munies d'une série de points d'ancrage 24 pour les absorbeurs de chocs 11 qui sont fixés à leur autre extré- mité aux coins intérieurs du conteneur externe 14. Pour les opérations de manutention, c -à-d charge- ment et/ou déchargement de la cage interne 20, un dispositif de coussins gonflables (non illustrés) est mis en pression et supporte le poids de la cage interne; à ce moment le déverrouillage de l'ex- trémité des absorbeurs de chocs 11 au droit de la cage est rendu possible; cette même cage est alors extraite hors du conteneur ISO 14 sur une table à rouleaux 30 réglable en hauteur. La cage interne 20 est conçue pour recevoir des en- ceintes de confinement 22 Dans le cas de fûts de 200 litres, l'enceinte de confinement 22 est constituée d'un cylindre contenant deux fûts; elle est fermée en sa partie supérieure par un couvercle boulonné et muni d'un double joint permettant la mesure de l'étan- chéité; seize enceintes (deux en largeur, huit en longueur) per- mettant le chargement de trente-deux fûts. Ces cylindres peuvent également être boulonnés sur des pattes (non illustrées), elles-mêmes soudées sur la cage interne 20. Dans le cas o il est nécessaire de limiter les débits de dose subis par le personnel de manutention, une protection consti- tuée par une chemise d'acier et de plomb allant jusque 15 mm d'épaisseur, peut entourer chaque enceinte ou enveloppe de confi- nement 22. Sur la figure 2 on a montré l'emballage 10 ainsi que les coins usinés et extrudés 15 permettant l'absorption de l'énergie développée par la chute de l'emballage 10, on y voit également la disposition des dispositifs de suspension absorbeurs de chocs 11 aux quatre coins de l'emballage 10. Le conteneur extérieur 14 est réalisé de préférence en tôles épaisses de grandes dimensions en aluminium allié, fabriquées avec un très grand niveau d'assurance qualité et utilisées pour les applications aérospatiales et militaires. Dans le cas de la présente invention, afin d'optimiser le poids de la structure, ces tôles en Aluminium 2017 ou 5083, sont usinées et nervurées de telle sorte qu'elles remplissent un rôle structurel de platelage supporté par un quadrillage de poutres Le pas du maillage de ces poutres est variable (de 150 à 420 mm de distance d'axe en axe); ce pas est dimensionné en fonction de l'énergie de chute à absorber et qui est développée en chaque endroit de l'emballage Cette énergie est déterminée à partir des normes prescrites par l'IAEA. L'épaisseur des tôles est préalablement choisie afin de trouver un optimum économique entre le coût croissant de l'alumi- nium et la matière enlevée par usinage et le coût du soudage par faisceau d'électrons Ce procédé de soudage permet de limiter la zone thermiquement affectée avec une très faible altération des caractéristiques du matériau de base. Les arêtes et les coins de la structure externe du conteneur 14 sont usinés et extrudés De cette manière, lors d'une chute de 9 m de haut sur une arête, celles-ci, extrudées sur toute une longueur et sur 120 mm de hauteur, deviennent un point faible de la structure, ce qui l'oblige à se déformer plastiquement localement; lorsque l'arête de la structure est complètement écrasée, une partie de l'énergie de chute absorbée, la pression de contact du sol peut se répartir sur une surface plus portante que l'arête initiale de l'emballage; elle sera donc mieux diffusée dans l'ensemble de la structure. Les dispositifs de suspension, absorbeurs de chocs 11 sont utilisés afin de suspendre et/ou supporter la cage interne 20 à l'intérieur du conteneur 14 pendant le transport. Lors des opérations de manutention (chargement, dé- chargement) ces dispositifs sont détachés de la cage interne 20 afin de permettre l'extraction de celle-ci hors du conteneur. La figure 3 montre un mode de mise en application d'un dispositif absorbeur de chocs et en particulier l'extrémité supérieure d'un ressort 26 attaché par une barre usinée 32 mainte- nue dans un logement 34 d'une patte 36 solidaire de la cage interne 20; cette barre 32 s'étend sur toute la longueur de la cage interne et peut sortir de son logement 34 à l'aide de faux-plats 33 lorsqu'elle est tournée de 900 Cette rotation est effectuée à l'aide d'un levier relié à la barre 32 et situé à l'extrémité de la cage interne 20 L'extrémité intérieure du ressort 26 est fixée entre les lèvres du renfort 38 de la structure externe du conteneur 14; un axe 40 traverse ces lèvres et est fixé sur celles-ci. Avant de libérer cette barre usinée 32, un système de coussin gonflable est préalablement mis en compression et supporte le poids de la cage interne 20 Un dispositif de levier 42 monté sur la face intérieure du conteneur et à proximité de la barre 32 est également actionné à partir de l'extrémité de l'emballage En tournant dans le sens inverse des aiguilles d'une montre, il entraîne avec lui la barre 32 et les ressorts 26; la barre 32 et le levier 42 sont en effet reliés par une tringle 44 Cette rotation effectuée, la cage interne 20 peut être libérée et extraite du conteneur 14. Le dispositif de suspension d'un ressort 26 a pour but de protéger l'enceinte de confinement 22 en conditions accidentelles et permet également de connaître les efforts quasi statiques transmis à la partie interne quels que soient le type de contenu et l'enceinte de confinement utilisée; il permet donc de changer le contenu transporté sans devoir réétudier toute la structure et la retester pour chaque contenu transporté Ce type d'application représente également un usage inconnu jusqu'alors de tels systèmes absorbeurs de chocs. Lors d'une chute de 9 m de haut, les ressorts se mettent à vibrer à leur fréquence propre comprise entre 5 et Hertz; cette fréquence est nettement plus basse que la fréquence de choc De ce fait, le dispositif de suspension retarde la mise en charge de la structure externe ou conteneur 14 de l'emballage 10 par la partie interne ou cage 20, et écrête l'accélération maximum que va subir cette structure externe; le dispositif de suspension permet donc une meilleure absorption de l'énergie dans le temps. De plus, étant donné que le choc entre le sol indéformable et la structure externe s'effectue à très haute fréquence (> 1000 Hertz), le dispositif de suspension par ressort aura un facteur d'amortisse- ment élevé et protégera la cage interne 20 des accélérations subies par l'emballage 10 au moment du choc. Lorsqu'on utilise des ressorts, ils sont placés de préférence suivant les arêtes longitudinales du conteneur 14 De préférence les ressorts sont fabriqués de spires formées à chaud dans un alliage ferro-nickelé à très haute limite élastique ( 80 kg/mm 2) Les extrémités du ressort 26 auront une forme de crochet, réalisant l'articulation du ressort et permettant à celui-ci de travailler aussi bien en traction qu'en compression. Dans l'exemple de réalisation 13 ressorts sont placés suivant chaque arête longitudinale de façon que la cage est protégée par 52 ressorts. Suivant un autre mode de mise en application de l'invention le dispositif de suspension absorbeur de chocs est un tube de frottement en caoutchouc, par exemple, du type défense utilisée pour l'accostage de navires Le tube proposé est un gros tuyau creux en caoutchouc solide, pouvant lors d'une compression développer une force de réaction de plusieurs dizaines de tonnes. La figure 4 montre un conteneur extérieur 14 et une cage interne 20 Les arêtes intérieures du conteneur 14 ont une forme légèrement arrondie et sont pourvues d'une plaque métallique qui épouse la forme du tube de frottement 51 Ce tube 51 est fixé au conteneur à l'aide d'un écrou 52 et une vis 53 Le tube 51 comporte à l'intérieur une tige 54, qui s'étend sur toute la longueur de la cage 20 Le tube 51 s'étend également sur toute la longueur de la cage 20, mais d'une façon discontinue, par exemple par morceaux de 50 cm. Lors du transport le tube 51 est mis sous traction de façon à se déformer légèrement pour prendre une forme elliptique avec son grand axe suivant l'axe de l'écrou 52 A cet effet la cage comporte près de chaque arête longitudinale une barre 55, pourvue à des intervalles réguliers (correspondants aux interrup- tions du tube 51) de crochets 56, qui peuvent pivoter autour de la barre 55 et fixer ou libérer la tige 54 Lorsque les crochets 56 fixent la tige 54 on peut serrer les vis 53 et mettre le tube sous traction. Chaque crochet 56 peut pivoter autour de la barre 55 par un système de levier 58 et de tringle 57, qui relie le levier 58 fixé à la cage avec le crochet 56 Afin de fixer ou de libérer la tige 54 d'un crochet 56, celle-ci peut présenter des faut-plats et être opérée d'une façon similaire que la barre 32 montrée à la figure 3 A de l'exemple précédent. En vue des opérations de chargement et de décharge- ment, on libère la tige 54 en faisant pivoter les crochets 56 et on desserre les vis 53 de façon à enlever la traction du tube 51 On opère ensuite comme dans l'exemple précédent à l'aide de coussins gonflables et une table à rouleaux. Une disposition à l'aide de tubes 51 placés le long des quatre arêtes longitudinales du conteneur présente une protection maximale Lors d'une chute du conteneur le tube 51 sous traction se déformera et sera comprimé, il prendra une forme elliptique avec son petit axe suivant l'axe de l'écrou 52 Après une déformation complète du tube 51, celui-ci continuera d'absorber le choc par compression du caoutchouc Il a été mesuré qu'en utilisant un tube, spécialement conçu pour l'absorption de chocs, ayant un diamètre extérieur de 25 cm et un diamètre intérieur de 12,5 cm, la force de réaction du tube atteint 66 tonnes par mètre courant de tube lorsque la dimension extérieure du tube aplati après compression atteint 14,9 cm. L'enceinte de confinement 22 n'est plus comme dans les autres emballages de transport directement liée avec le conteneur extérieur mais bien distincte, protégée et aisément modifiable Les portes en aluminium allié du conteneur ISO, boulonnées sur celui-ci, peuvent être fortement endommagées sans relâchement dommageable d'activité, même s'il se produit des ruptures locales de la boulonnerie. L'emballage de transport selon l'invention permet d'alléger la structure du conteneur extérieur grâce à l'écrêtement de l'accélération et de la sollicitation maximum en cas de choc Il permet en outre plusieurs configurations différentes de la cage interne (et des enceintes de confinement) sans devoir modifier la structure du conteneur extérieur et en utilisant un dispositif de suspension de choc. Il est entendu que l'invention n'est pas limitée aux modes de mise en application décrits et que de multiples variantes peuvent y être apportées par l'homme du métier Ainsi par exem- ple, la façon de fixer des absorbeurs de chocs et la façon de les mettre sous tension et/ou traction peut être exécutée par d'autres moyens. REVENDICATIONS 1 Emballage de transport pour matières dangereuses comprenant un conteneur extérieur ( 14) dans lequel est disposée une cage interne ( 20) capable de recevoir des enceintes de confine- ment ( 22), caractérisé en ce qu'on prévoit entre le conteneur extérieur ( 14) et la cage interne ( 20) des moyens ( 11) absorbeurs de chocs permettant de retarder, en cas de chute de l'emballage, la transmission des ondes de chocs entre le conteneur extérieur ( 14) et la cage interne ( 20) et d'écrêter l'accélération maximum que va subir le conteneur. 2 Emballage de transport selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conteneur extérieur ( 14) est réalisé à l'aide de tôles épaisses de grandes dimensions en aluminium allié, usinées et nervurées sous forme d'un platelage ( 16), supporté par un quadrillage de poutres ( 18). 3 Emballage de transport selon la revendication 2, caractérisé en ce que les tôles du conteneur extérieur ( 14) sont assemblées par soudage à faisceau d'électrons. 4 Emballage de transport selon la revendication 1, caractérisé en ce que la cage interne est constituée de profilés tubulaires en acier, soudés ensemble pour former des cadres rigides renforcés par des crois de St -André. Emballage de transport selon une ou plusieurs des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens absor- beurs de chocs sont placés le long des arêtes longitudinales internes du conteneur extérieur ( 14). 6 Emballage de transport selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens absorbeurs de chocs sont des ressorts ( 26) placés à des intervalles régulières le long des arêtes et sont fixés entre le conteneur extérieur ( 14) et la cage interne ( 20). 7 Emballage de transport selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens absorbeurs de chocs sont des tubes de frottement ( 51), réalisés de tuyaux en caoutchouc, placés le long des arêtes substantiellement sur la longueur totale de ces dernières. 8 Emballage de transport selon la revendication 5, caractérisé en ce que les moyens absorbeurs de chocs comportent des moyens de verrouillage, pouvant maintenir la cage interne ( 20) en place pendant le transport et pouvant libérer la cage ( 20) pendant les opérations de chargement et de déchargement. 9 Emballage de transport selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de verrouillage comprennent une barre ( 32) maintenue dans un logement ( 34) solidaire de la cage interne ( 20), cette barre ( 32) pouvant être libérée du logement ( 34) par rotation à l'aide d'un levier ( 42) se trouvant à l'extérieur de la cage ( 20).