Brevet FR2711133A1 — publié le 19950421

VITRAGES ANTI-RAYONNEMENTS L'invention concerne des vitrages apportant une protection biologique, c'est-à-dire une protection contre les rayonnements tels que les radiations X, les radiations ionisantes ou les neutrons. Bien que l'invention apporte une protection dans différentes industries, nous limiterons notre exposé à l'amélioration de la protection dans l'industrie nucléaire. Plus particulièrement, sans que cela constitue une limitation de l'invention, nous ferons référence à des vitrages utilisés pour réaliser une partie de paroi de "boite à gants", c'est-à-dire d'enceinte de petites dimensions dans lesquelles des opérateurs peuvent manipuler en se tenant à l'extérieur. Ces enceintes présentent une paroi transparente permettant de voir la manipulation. Cette paroi doit participer au confinement de l'enceinte et éviter les projections vers l'opérateur. Ces vitrages sont habituellement réalisés en une matière plastique qui procure des propriétés mécaniques satisfaisantes. Par contre, en cas d'émissions de rayonnements depuis l'intérieur de l'enceinte, un tel vitrage en matière plastique n'apporte aucune protection. De ce fait, l'opérateur se trouve soumis à ces rayonnements durant tout le temps d'une manipulation car il se place devant ce vitrage. Pour obtenir cette protection, à l'extérieur de l'enceinte, est ajoutée une feuille de verre à base d'oxyde de plomb. Le plus souvent, cette feuille de verre est fixée à l'aide de pattes de fixation. La feuille de verre apportant la protection est alors placée entre l'opérateur qui effectue des manipulations et le vitrage plastique. L'intérêt d'une telle technique est de ne pas brider la feuille de verre au plomb et d'éviter ainsi qu'elle ne casse. Par ailleurs, un vitrage réalisé en matière plastique pose des problèmes de sécurité notamment en cas d'incendie. L'apport calorifique d'une telle matière est très important et rend très délicate la maîtrise d'un incendie. I1 est impossible de placer directement une feuille de verre à base d'oxyde de plomb dans le châssis. En effet, les feuilles de verre à forte teneur en plomb ont une résistance mécanique notablement inférieure à celle des feuilles de verre du type silico-sodo-calcique. Cette faible résistance mécanique ne permet pas d'utiliser une telle feuille de verre comme élément d'une paroi, à la place de la feuille de matière plastique. Une telle feuille de verre ne résisterait pas au bridage permettant de la fixer dans le châssis. De plus, les boites à gants sont généralement placées sur des socles ordinaires et subissent donc les vibrations transmises par le plancher. En cas de fortes vibrations, une telle feuille de verre placée dans un châssis pourrait ne pas résister et se briser. Il serait alors indispensable de stopper les manipulations en cours pour éviter que les opérateurs soient soumis aux radiations qui ne sont plus arrêtées. D'autre part, une feuille de verre à base d'oxyde de plomb utilisée comme élément d'une paroi, pourrait être soumise à des atmosphères corrosives régnant à l'intérieur de l'enceinte, qui entraîneraient une oxydation très rapide de ladite feuille. La faible résistance mécanique de telles feuilles de verre ne permet également pas leur usinage. Or, un vitrage de boîte à gants partipant au confinement de celle-ci doit pouvoir être percé par exemple pour le passage des mains ou bien pour la réalisation de trappes. L'invention a pour but un vitrage participant au confinement d'une enceinte close, notamment un vitrage pour boite à gants, permettant de satisfaire aux normes de sécurité et apportant une protection biologique, c'est-à-dire une protection contre les rayonnements, X, ioniques, neutroniques ou autres. Des techniques déjà proposées consistent à réaliser un assemblage de deux feuilles de verre, unies par une colle rigide. Il est par exemple intéressant d'associer une feuille de verre à forte teneur en plomb qui apporte la protection désirée contre les rayonnements, et une feuille de verre de type silico-sodo-calcique qui confère une résistance mécanique satisfaisante à l'ensemble pour réaliser un usinage. Cependant, il n'est tout de même pas possible de placer cet assemblage dans le châssis d'une boite à gants en remplacement du vitrage plastique précédemment décrit. En effet, un tel vitrage ne peut également pas supporter le bridage nécessaire à son installation. D'autre part, un tel vitrage en remplacement de la simple feuille de verre à base de plomb peut subir un choc physique, qui peut entraîner sa casse. En effet, la rigidité de la colle liant les deux feuilles de verre entraîne une casse de l'ensemble du vitrage lorsqu'une des feuilles de verre est brisée. Il est alors de nouveau indispensable d'arrêter les manipulations car l'opérateur n'a plus de protection contre les radiations. De plus, les natures différentes des feuilles de verre, qui ont des coefficients de dilatation différents, entraînent une dégradation du vitrage en cas de variation de températures. Les dilatations différentes liées à une colle très dure entraînent généralement une casse du vitrage, par cisaillement. Un autre inconvénient de ces vitrages composés de deux feuilles de verre collées par l'intermédiaire d'une colle rigide, concerne leur réalisation. En effet, les feuilles de verre à forte teneur en plomb présente une souplesse relativement importante qui ne facilite pas l'élimination des bulles d'air contenues dans la colle lors de l'assemblage. Cette réalisation est d'autant plus délicate lorsque l'on doit coller au moins deux feuilles de verre à forte teneur en plomb l'une avec l'autre. Pour éviter de tels problèmes liés à la fabrication, ou à la nature de la structure, et plus particulièrement pour éviter de devoir stopper toutes les opérations en cas de casse, tout en conservant des propriétés anti-rayonnements et en satisfaisant aux normes de sécurité, les inventeurs proposent un vitrage, pouvant participer au confinement d'une enceinte close, constitué d'au moins une feuille de verre confèrant une protection contre les rayonnements, qui est assemblée à au moins une autre feuille de verre à l'aide d'au moins une feuille intercalaire en matière plastique. La feuille intercalaire en matière plastique peut être en polyvinylbutyral, en polyuréthane, en silicone ou bien une association d'une ou plusieurs couches de l'une ou plusieurs de ces matières. L'invention peut donc s'énoncer comme étant une structure feuilletée composée d'au moins deux feuilles de verre séparées par un intercalaire plastique, l'une des feuilles de verre conférant une protection contre les rayonnements. Selon une première variante, la feuille de verre conférant une protection contre les rayonnements est une feuille de verre à forte teneur en oxyde de plomb, qui assure notamment une protection contre les rayons X. Par forte teneur en oxyde de plomb, on entend des teneurs supérieures à au moins 20 % et de préférence supérieures à au moins 40 %. Selon une seconde variante, la feuille de verre conférant une protection contre les rayonnements est une feuille de verre du type borosilicate, et permet alors d'apporter une protection contre des rayonnements du type neutronique, ou en verre au gadolinium ou en verre dopé avec des éléments neutrophages. De façon préférée, la seconde feuille de verre est de type silico-sodo-calcique trempé ou non. Une telle feuille de verre apporte une résistance mécanique à l'ensemble du vitrage qui lui permet de pouvoir être usiné et également de pouvoir supporter un bridage autorisant son installation dans un châssis. I1 est également possible de réaliser un vitrage feuilleté comportant au moins, une feuille de verre à forte teneur en oxyde de plomb et une feuille de verre en verre du type borosilicate ou autre vitrage neutrophage. Il est également possible de combiner différentes propriétés par association d'au moins trois feuilles de verre. De façon à bien protéger la feuille de verre à forte teneur en plomb qui est plus fragile, celle-ci est avantageusement placée en position intercalaire dans une structure feuilletée comportant alors au moins trois feuilles de verre. Une telle structure a d'une part l'avantage de bien protéger la feuille de verre à forte teneur en plomb et d'autre part, elle peut permettre de fixer une structure en périphérie, du type bridage mécanique en vue de la fixation du vitrage. Une telle technique est en effet plus délicate en prenant appui directement sur une feuille de verre à forte teneur en plomb. Le vitrage ainsi décrit selon l'invention permet dans tous les cas d'assurer une protection contre les radiations X ou ionisantes ou neutroniques. De plus, de tels vitrages satisfont aux normes de sécurité, notamment en cas d'incendie. D'autre part, une structure feuilletée selon l'invention permet, même en cas de dégradation d'une ou plusieurs des feuilles de verre, de pouvoir continuer les manipulations en cours sans aucun risque. En effet, une structure composée d'au moins deux feuilles de verre séparées par un intercalaire en matière plastique permet, en cas par exemple d'un choc thermique ou mécanique entraînant la casse d'au moins une feuille de verre, de maintenir les morceaux de la feuille brisée, solidaires de l'ensemble du vitrage. Ceux-ci sont maintenus par la couche de matière plastique intercalaire. D'autres détails et caractéristiques avantageux de l'invention ressortent ci-après de la description des exemples en référence aux figures 1, 2, 3, 4 et 5 qui représentent - figure 1, une vue en élévation d'un schéma représentant un dispositif connu de l'art antérieur pour réaliser des vitrages pour "boite à gants", - figure 2, une vue en coupe d'un exemple de vitrage feuilleté selon l'invention, - figure 3, une vue en coupe d'un autre exemple de vitrage selon l'invention, - figure 4, une vue de face d'un vitrage selon l'invention ayant subi un choc, - figure 5, une vue de côté en coupe de ce même vitrage ayant subi un choc. Sur la figure 1, on a représenté schématiquement un dispositif habituellement utilisé pour réaliser des vitrages anti-radiations pour boite à gants. Le vitrage 1 constituant une partie de la paroi de la boite à gants est réalisé en matière plastique de façon à pouvoir résister aux contraintes mécaniques exercées par le châssis 2 sur ce vitrage, notamment en cas de vibrations occasionnées par des éléments extérieurs. En effet, comme nous l'avons déjà vu, une feuille de verre à forte teneur en plomb habituellement utilisée pour la protection contre les radiations ne peut supporter de telles contraintes du fait de sa fragilité. D'autre part, le vitrage en matière plastique étant directement en contact avec l'intérieur de l'enceinte résiste également mieux à des chocs physiques ou thermiques dus par exemple à des explosions au cours de manipulations. Est également représentée sur la figure 1, une feuille de verre 3 à forte teneur en plomb qui permet d'apporter une protection contre les radiations. Cette feuille de verre est fixée à l'aide de pattes de fixation 4, 5 de façon à être placée entre le vitrage en matière plastique et l'opérateur qui exécutera des manipulations au sein de l'enceinte. Ce type de fixation permet de fixer la feuille de verre en limitant les contraintes qui s'exercent sur elle. Un inconvénient, déjà cité, concernant ce type de dispositif est que le vitrage plastique 1 ne satisfait pas totalement aux normes de sécurité, notamment en cas d'incendie. Une telle matière a un apport calorifique qui rend très difficilement maîtrisable un incendie. Un autre inconvénient de ce dispositif est qu'en cas de casse de la feuille de verre 3, l'opérateur se trouve alors immédiatement exposé aux radiations émises depuis l'intérieur de l'enceinte. Il est alors impératif de devoir arrêter les manipulations en cours et de procéder au remplacement de cette feuille de protection. Les vitrages selon l'invention permettent de remédier à ces différents inconvénients. Un premier exemple de vitrage 6 selon l'invention est représenté sur la figure 2. Il s'agit d'un vitrage feuilleté comportant deux feuilles de verre 7, 8 séparées l'une de l'autre par un intercalaire 9 en polyvinylbutyral. Un tel vitrage est réalisé selon des méthodes connues dans le domaine des vitrages et plus particulièrement des parebrises, pour l'industrie automobile. L'intercalaire peut également être réalisé en une autre matière plastique possédant des propriétés équivalentes, par exemple un polyuréthane, un silicone ou une association comportant au moins une de ces matières plastiques. Selon l'invention, ce vitrage feuilleté comporte une feuille de verre 7 à forte teneur en oxyde de plomb, qui apporte une protection contre les radiations et une feuille de verre 8 par exemple du type silico-sodo-calcique, qui confère une résistance mécanique satisfaisante au vitrage. La seconde feuille de verre 8 peut également posséder, en plus, d'autres propriétés, par exemple une protection neutronique avec un verre du type borosilicate. Un tel vitrage, qui présente une résistance mécanique suffisante peut être placé directement dans un châssis et former une partie de la paroi de l'enceinte close. Une telle réalisation présente un avantage du fait que la feuille de verre à forte teneur en plomb soit un élément de la paroi. En effet, de cette façon, elle participe au confinement de l'enceinte. Dans le dispositif présenté à la figure 1, la feuille de verre 3 à forte teneur en plomb qui n'est pas une partie de la paroi de l'enceinte, peut éventuellement laisser passer des radiations à sa périphérie. Selon l'invention, aucun espace n'est laissé entre le vitrage 6 et le châssis constitué par la paroi. Les radiations sont donc confinées dans l'enceinte, ou boite à gants. Un autre avantage d'un tel vitrage 6 est de mieux supporter des chocs physiques, qui peuvent être dus par exemple à des projections lors de manipulations. En effet, l'intercalaire 9 en polyvinylbutyral a la propriété de pouvoir absorber une partie des contraintes dues à un choc et peut donc éviter une casse dans certains cas, tout au moins de la feuille de verre opposée aux chocs. Un autre avantage de l'intercalaire 9 en polyvinylbutyral est d'absorber les contraintes par cisaillement exercées par les feuilles 7, 8 de verre lorsqu'elles sont soumises à des variations de températures. En effet, les feuilles de verre 7, 8 ayant des natures différentes, elles possèdent des coefficients de dilatation différents. De plus, l'une étant dirigée à l'intérieur de l'enceinte et l'autre à l'extérieur, elles sont le plus souvent soumises à des températures différentes. Les dilatations différentes des deux feuilles 7, 8 de verre, qui pourraient entraîner la casse d'au moins l'une d'entre elles, sont absorbées par l'intercalaire 9. Cependant, il est toujours possible de voir se briser la feuille de verre 7 à forte teneur en plomb, sous l'effet d'un choc violent. Mais un tel vitrage feuilleté 6 permet de préserver la structure du vitrage bien qu'une, ou même les deux feuilles de verre soient cassées. En effet, la feuille brisée se compose alors de plusieurs morceaux qui restent fixés entre eux par l'intermédiaire de l'intercalaire 9. Cet effet est fondamental car il permet alors de continuer les manipulations sans risques, car le vitrage 6 reste en place et conserve sa fonction de protection contre les radiations. Il est même alors possible d'attendre plusieurs jours avant de procéder au remplacement du vitrage. Cela peut par exemple éviter d'interrompre une série d'expériences. Par ailleurs, il est également possible d'apporter une sécurité supplémentaire en protégeant mieux la feuille de verre à forte teneur en plomb en évitant que celle-ci ne soit exposée à l'extérieur. Un vitrage 10 répondant à ce critère est illustré par le schéma de la figure 3. Il s'agit d'une structure feuilletée comportant trois feuilles de verre 11, 12, 13 et deux intercalaires 14, 15 en polyvinylbutyral. La feuille de verre à forte teneur en plomb est avantageusement placée au centre et n'est pas exposée directement à tout choc pouvant intervenir sur les surfaces du vitrage 10. Les deux feuilles de verre externe 11, 13 peuvent alors être soit de même nature, soit de natures différentes, l'une au moins ayant de bonnes propriétés de résistance mécanique. Il est préférable que chacune possède de bonnes propriétés de résistance mécanique de façon à bien protéger la feuille de verre centrale 12. En outre, un tel vitrage 10 conserve les avantages énoncés précédemment dans le cas du vitrage feuilleté 6 ne comportant que deux feuilles de verre 7, 8. D'autres variantes selon l'invention n'ont pas été illustrées mais il est tout à fait envisageable de réaliser des structures feuilletées possédant plus de trois feuilles de verre et éventuellement plus d'une feuille de verre à forte teneur en plomb. La figure 4 représente un vitrage 16, selon l'invention, vu de face, qui a subi un choc entraînant sa dégradation. Un tel vitrage 16 présente alors au moins une feuille de verre 18 brisée dont les morceaux (a, b, c, d...) restent en place grâce à ou aux intercalaires en polyvinylbutyral 17. Le vitrage conserve alors une structure globale intacte et joue toujours son rôle de protection. D'autre part, comme l'illustre la figure 5, il est quasiment impossible que les radiations émises depuis l'intérieur de l'enceinte passe par les très fines fentes (A, B, D, E...) pouvant se produire entre deux morceaux (a, b, c, d...) de la feuille brisée. Tout d'abord, il est rare qu'il se produise une cassure nette donnant lieu à une fente rectiligne. De plus, pour qu'une radiation passe par une telle fente, il faudrait qu'elle arrive dans son alignement. Dans un tel cas, il est plus probable de trouver des fentes non rectilignes au travers desquelles les radiations ne pourront pas passer car toujours en contact avec le verre à forte teneur en plomb à un moment donné. Ce phénomène est illustré de différentes façons sur la figure 5 par les fentes (A, B, D, E) et les traits (19, 20, 21, 22) qui simulent des radiations. Les fentes (A, B, D, E...) sont représentées très schématiquement avec une taille fortement grossie. Un autre avantage de ces vitrages concerne leur usinage. Il est indispensable de prévoir des passages, tout au moins pour le passage des mains, qui sont ensuite fermés par des gants réalisés en une matière protégeant contre les radiations. La réalisation de tels trous dans des feuilles de verre à forte teneur en plomb, n'est pas aisée sans entraîner leur casse. Cette réalisation est déjà simplifiée lorsque l'on utilise un vitrage constitué de deux feuilles verre collées l'une à l'autre, dont l'une est du type silico-sodo-calcique. Il s'avère qu'un vitrage selon l'invention offre des avantages concernant le perçage, très intéressants. En effet, il est apparu qu'il est possible selon l'invention, de diminuer la distance entre deux trous par rapport à des vitrages composés de deux feuilles de verres collées par une colle rigide. Le vitrage selon l'invention peut donc participer au confinement d'une enceinte close, telle qu'une boite à gants, et apporter une protection de l'opérateur contre les radiations X, ioniques ou neutroniques. D'autre part, un tel vitrage satisfait aux normes de sécurité et conserve ses propriétés de protection contre les radiations même lorsqu'une ou plusieurs feuilles de verre sont endommagées. Les vitrages selon l'invention ont plus particulièrement été décrits pour une utilisation dans l'industrie nucléaire. Cependant ces vitrages peuvent également présenter un intérêt dans d'autres industries où des opérateurs risquent d'être soumis à des radiations. De tels vitrages peuvent également être intéressants dans le domaine médical et plus particulièrement dans les salles de radiologie pour la protection des opérateurs. REVENDICATIONS 1. Vitrage constitué d'au moins une feuille de verre conférant une protection contre les rayonnements, caractérisé en ce que ladite feuille de verre est assemblée à au moins une autre feuille de verre à l'aide d'au moins une feuille ntercalaire en matière plastique du type polyvinylbutyral. 2. Vitrage constitué d'au moins une feuille de verre conférant une protection contre les rayonnements, caractérisé en ce qu'il s'agit d'un vitrage feuilleté comportant au moins deux feuilles de verre assemblées à l'aide d'une feuille intercalaire en matière plastique, du type polyvinylbutyral. 3. Vitrage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la feuille de verre conférant une protection contre les rayonnements est une feuille de verre à forte teneur en oxyde de plomb. 4. Vitrage selon la revendication 3, caractérisé en ce que la feuille de verre à forte teneur en oxyde de plomb a une composition contenat au moins 20 % d'oxyde de plomb et de préférence au moins 40 8. 5. Vitrage selon l'une des revendications 3 ou 4, caractérisé en ce que la feuille de verre à forte teneur en oxyde de plomb est une feuille intercalaire assemblée à au moins deux feuilles de verre de même nature ou de natures différentes par des feuilles intercalaires en matière plastique. 6. Vitrage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que la feuille de verre conférant une protection contre les rayonnements est en verre du type borosilicate, ou en verre au gadolinium ou en verre dopé avec des éléments neutrophages. 7. Vitrage selon l'une des revendications 3, 4 ou 5, caractérisé en ce qu'au moins une autre feuille de verre est en verre du type borosilicate. 8. Vitrage selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'au moins une autre feuille de verre est en verre du type silico-sodo-calcique. 9. Utilisation du vitrage selon l'une des revendications précédentes pour réaliser un écran de protection contre les rayonnements X et/ou ionisants et/ou neutroniques. 10. Utilisation du vitrage selon la revendication 9 pour une boite à gants.