Brevet FR2797519A1 — publié le 20010216

La présente invention est relative au conditionnement de déchets radioactifs. Elle concerne plus précisément un procédé de conditionnement de déchets radioactifs de faible ou moyenne activité, mis en oeuvre en zone active. Selon ledit procédé, lesdits déchets sont conditionnés, en vue de leur stockage, dans des conteneurs en béton. Les opérations de conditionnement sont mises en oeuvre, en zone active, par du personnel protégé des expositions radiologiques. Elles peuvent également être télémanipulées ou effectuées par des robots... Selon l'art antérieur, on a déjà conditionné ce type de déchets - déchets liquides et/ou solides - dans des conteneurs en béton et notamment, pendant de nombreuses années, dans des conteneurs en béton armé (béton associé à des armatures métalliques, composées généralement de fer à béton d'au moins 6 mm de diamètre). On a proposé, dans la demande de brevet EP-A-0 373 997, un perfectionnement à ce type de conteneurs en béton renforcé. Selon ledit perfectionnement, on substitue avantageusement aux armatures métalliques des fibres métalliques. En fait, on préconise de réaliser lesdits conteneurs en un béton qui inclut des fibres métalliques. Ce type de béton renforcé a été décrit dans la demande de brevet EP-A-0 248 693. Lesdits conteneurs de stockage de déchets radioactifs, selon l'art antérieur, en béton renforcé, comprennent habituellement un fût pourvu d'une ouverture d'introduction des déchets et un couvercle d'obturation étanche de ladite ouverture. De façon classique, le conditionnement de déchets solides en leur sein comporte les étapes successives ci-après - l'introduction desdits déchets dans ledit fût en béton, voire l'introduction d'un fût métallique renfermant lesdits déchets dans ledit fût en béton ; - la mise en place et le scellement dudit couvercle sur ledit fût ; - l'injection dans ledit fût, qui renferme donc lesdits déchets et qui est obturé par ledit couvercle, d'un matériau de remplissage (ou mortier de blocage), par un tube ou passage d'injection prévu à cet effet. Une telle injection est généralement mise en oeuvre sur une table vibrante. Un tel matériau de remplissage est destiné à noyer et bloquer lesdits déchets solides. Lorsque l'on conditionne des déchets liquides, on coule dans un premier temps l'enrobé dans le fût. Il peut intervenir ensuite du matériau de remplissage (non contaminé) pour finaliser plus ou moins complètement le remplissage dudit fût. Le couvercle est alors mis en place et scellé. Du matériau de remplissage peut intervenir alors, si nécessaire. Le couvercle est ainsi scellé sur le fût dans lequel on a préalablement introduit les déchets solides ou liquides. L'opération de scellement dudit couvercle audit fût est ainsi mise en oeuvre en zone active. On a certes mentionné, dans ladite demande EP-A-0 373 997, la possibilité d'introduire les déchets dans le conteneur constitué ; i.e. après le scellement du couvercle sur le fût ; ledit couvercle comportant évidemment une ouverture adéquate, qu'il convient ensuite d'obturer. Il apparait toutefois que toutes les étapes du procédé de conditionnement décrit (notamment les étapes de remplissage du fût et de scellement du couvercle), quel que soit l'ordre dans lequel elles sont mises en oeuvre, le sont en zone active. On insiste par ailleurs sur le fait que la première variante de mise en oeuvre du procédé de conditionnement décrite - variante selon laquelle les déchets sont introduits dans le fût avant le scellement du couvercle est de loin la variante la plus largement préconisée dans ledit document EP-A-0 373 997; ceci dans la mesure notamment où le conteneur revendiqué est décrit comme comprenant un fût pourvu d'une ouverture d'introduction des déchets et un couvercle d'obturation ladite ouverture, ladite ouverture d'introduction étant associée audit fût et non audit couvercle. Selon l'invention, on propose un perfectionnement à ces procédés de conditionnement de déchets, solides et/ou liquides, de l'art antérieur, tels que résumés ci-dessus. On propose, selon l'invention, pour le conditionnement de déchets radioactifs de faible ou moyenne activité, un procédé original, à mettre en oeuvre dans une zone active, qui comprend - l'introduction, dans ladite zone active, d'un conteneur de conditionnement et de stockage desdits déchets, conteneur en béton, vide, comportant un fût et un couvercle scellé audit fût ; ledit couvercle présentant au moins une ouverture de remplissage dudit conteneur; - le remplissage dudit conteneur, par ladite ouverture ; - l'obturation de ladite ouverture. De façon caractéristique, dans le cadre du procédé de l'invention, le conteneur introduit dans la zone active - zone active dans laquelle les déchets radioactifs , liquides et/ou solides, sont manipulés - est un conteneur pré-constitué. Ledit conteneur a été préfabriqué, hors zone active. Le couvercle a été scellé sur le fût, pour constituer ledit conteneur, préalablement à la mise en oeuvre du conditionnement, à l'intervention des déchets à conditionner, en espace non contaminé. Il n'y a plus, selon l'invention, à manipuler, ledit couvercle en zone active. L'homme du métier aura, dès à présent, saisi tout l'intérêt du mode de conditionnement de l'invention. En limitant le nombre des opérations à mettre en ceuvre en zone active, il permet de réduire notablement le volume de ladite zone active. On peut ainsi prévoir des bâtiments plus petits. Selon l'invention, On limite également considérablement l'exposition radiologique du personnel... Pour la mise en oeuvre du procédé de conditionnement selon l'invention, on a donc, préalablement, hors zone active, fabriqué un conteneur en béton. Ledit conteneur en béton est du type de ceux de l'art antérieur dans la mesure où il comporte un fût et un couvercle scellé audit fût. Bien évidemment, pour la mise en oeuvre du remplissage ultérieur, en zone active, on prévoit, dans ledit couvercle scellé audit fût, au moins une ouverture. On prévoit avantageusement une unique ouverture dans l'axe dudit conteneur. Ladite ouverture de remplissage est associée au couvercle et non pas au fût..... Le conteneur peut présenter différentes formes et notamment celle d'un parallélépipède, par exemple de section carrée ou celle d'un cylindre, avantageusement de révolution. Ledit conteneur est en béton. Au vu des normes existantes, un béton très dense peut convenir. Cependant, ce type de béton est très coûteux et son utilisation est plutôt limitée à d'autres contextes. Le matériau constitutif des fût et couvercle dudit conteneur est plus généralement en béton renforcé du type béton armé ou béton incluant des fibres, par exemple métalliques. On préconise tout particulièrement l'utilisation, dans le cadre du procédé de l'invention, de conteneurs en béton renforcé de telles fibres métalliques. Des bétons de ce type, comme indiqué dans l'introduction du présent texte, ont notamment été décrits dans la demande EP-A-0 248 693. On n'exclut nullement l'utilisation de bétons renforcés par d'autres types de fibres, telles des fibres de verre, de carbone... Ce type de béton - béton incluant des fibres - permet notamment la réalisation de conteneur de structure homogène. Avec ce type de béton, on évite la discontinuité de structure, au niveau de la zone de liaison entre le fût et le couvercle, inévitablement présente dans la structure de conteneur en béton armé. En référence à cette question (de l'homogénéité de structure), on peut d'ores et déjà indiquer que les conteneurs introduits en zone active, dans le cadre du procédé de l'invention, présentent avantageusement une structure parfaitement homogène. Un même béton renfermant des fibres, par exemple métalliques, par exemple tel que décrit dans EP-A-0 248 693,. peut ainsi intervenir pour constituer leur fût, leur couvercle et pour le scellement dudit couvercle audit fût. On n'exclut toutefois nullement qu'il puisse intervenir, au niveau de la zone de liaison entre le fût et le couvercle (pour le scellement dudit couvercle sur ledit fût) un matériau de scellement différent (liant approprié, par exemple du type liant organique ou liant hydraulique) aux performances équivalentes. Des précisions sont données à ce sujet plus avant dans le présent texte. Ledit conteneur préfabriqué - couvercle scellé sur son fût - est introduit, vide, dans la zone active, pour son remplissage. Le qualificatif vide signifie ici que ledit conteneur est introduit, exempt de tout déchet contaminé en son sein. Ledit conteneur est généralement introduit totalement vide, les déchets intervenant ensuite directement au contact de ses parois internes. Il peut toutefois aussi être introduit avec un sous-conteneur disposé dans son volume interne. Un tel sous-conteneur a généralement été disposé dans le fùt, hors zone active, avant le scellement du couvercle sur ledit fût. Il peut notamment s'agir d'un fût métallique (obligatoirement disposé avant la mise en place et le scellement du couvercle) ou d'une structure type sac souple, en polyéthylène par exemple, (avantageusement disposée avant la mise en place et le scellement du couvercle). On fait intervenir un tel sous-conteneur, notamment dans des contextes où l'on souhaite éviter tout contact direct entre les parois internes du conteneur et les déchets introduits dans celui-ci. On prévoit généralement ensuite, dans l'interstice généré entre lesdites parois internes du conteneur et ledit sous-conteneur, l'intervention d'un matériau de remplissage. On se propose maintenant de fournir quelques précisions sur la pré- constitution du conteneur utile au conditionnement des déchets selon l'invention. De façon caractéristique, ladite pré-constitution est réalisée en amont dudit conditionnement, hors zone active, hors de la zone où ledit conditionnement est mis en oeuvre. Cette pré-constitution n'est pas, comme dans l'art antérieur, réalisée en amont seulement du remplissage, dans la zone active (encore moins réalisée après que les déchets aient été introduits dans le fût). Ladite pré-constitution n'est pas per se originale. Elle est originale de par la "chronologie" et la localisation de sa mise en couvre. Hors zone active, on constitue, donc, de façon classique le conteneur en béton, susceptible de convenir à titre de conteneur de conditionnement et de stockage dans le cadre de la mise en oeuvre du procédé de l'invention, en scellant par un liant approprié le couvercle au fût. Le liant intervenant doit être approprié au sens qu'il doit être compatible avec le béton constitutif dudit couvercle et dudit fût et performant i.e. susceptible d'assurer une liaison résistante aux chocs et à la corrosion, étanche à l'air et à l'eau... On utilise avantageusement, de façon connue en soi, à titre de tel liant approprié, un liant hydraulique. On peut ainsi construire des conteneurs de structure en béton quasi homogène, voire parfaitement homogène... On ne saurait toutefois exclure l'intervention d'autres types de liant et notamment celle de liants organiques, type résines thermodurcissables, par exemple, notamment celle de résines époxy... Le scellement mis en oeuvre avec ledit liant approprié peut se limiter à un simple collage ou être mis en oeuvre de façon plus complexe. Ainsi, pour parfaire le scellement du couvercle sur le fût, quelle que soit la nature du liant intervenant, on fait avantageusement intervenir ledit liant, dans la zone de jonction fût/couvercle, au niveau d'au moins une rainure de clavage. Lesdits fût et couvercle, ainsi rendus solidaires, sont de plus bloqués mécaniquement. Il y a coopération de parties mâle(s) et femelle(s), au niveau d'au moins une rainure de clavage, pour assurer ledit blocage mécanique. Avantageusement, il intervient une unique rainure de clavage, dans la zone de jonction entre le fût et le couvercle. Ce type de scellement, avec rainure(s) de clavage a été parfaitement décrit dans la demande EP-A-0 373 997. Dans le cadre du procédé de l'invention, on préconise, tout particulièrement, l'utilisation d'un conteneur du type de celui schématisé sur la figure 6 de ladite demande. De façon caractéristique, ledit conteneur est élaboré hors zone active ; il est ensuite introduit en zone active pour son remplissage. Le remplissage des conteneurs introduits, selon l'invention, en zone active - préfabriqués - est mis en oeuvre au travers du couvercle scellé sur le fût, au niveau d'au moins une ouverture ménagée dans ledit couvercle. On a vu précédemment qu'il intervient avantageusement une unique ouverture. Le remplissage du conteneur préfabriqué peut être mis en oeuvre selon diverses variantes. En tout état de cause, on note ici que la mise en place préalable du couvercle peut faciliter ledit remplissage. En effet, ledit couvercle constitue un bouclier de protection du personnel, vis-à-vis des déchets radioactifs présents dans le conteneur. Pour conditionner des déchets solides, on procède généralement en deux étapes principales. Dans un premier temps, dans le conteneur scellé (vide, avec ou sans sous-conteneur dans son volume interne), on introduit lesdits déchets solides. Dans un second temps, on coule un matériau de remplissage, type mortier de blocage (matériau non contaminé). Ledit matériau de remplissage - béton à fibres ou autre - peut être avantageusement coulé jusqu'à la partie basse du couvercle. On mettra alors ensuite en oeuvre l'opération d'obturation de (des) l'ouverture(s) indépendamment de cette étape de remplissage. Ceci n'est toutefois pas une obligation. Le matériau de remplissage peut notamment être coulé jusqu'à un niveau inférieur audit niveau de la partie basse du couvercle. On pourra alors, en une unique opération (avantageusement) ou en deux opérations successives, compléter ledit remplissage et obturer f(les) ouverture(s). Pour conditionner des déchets liquides, on déverse au travers de f(des) ouvertures(s), lesdits déchets, dans le conteneur scellé (vide, avec ou sans sous- conteneur dans son volume interne). De tels déchets sont avantageusement coulés jusqu'à un niveau de remplissage inférieur au niveau de la partie basse du couvercle. On prévoit en effet généralement de faire intervenir, en fin de remplissage, un matériau de remplissage non contaminé, de sorte qu'un bouclier de protection est ainsi constitué. De tels déchets liquides consistent généralement en des enrobés, des mortiers, contaminés par l'eau qui les constitue en partie. Quelle que soit la variante de mise en oeuvre du remplissage, on prévoit, au cours dudit remplissage, l'évacuation, du gaz, généralement de l'air, initialement présent dans le volume interne du conteneur. A cette fin, on a pu prévoir au moins un évent dans la structure du conteneur. Avantageusement, on peut se dispenser de la présence d'un tel évent, en mettant en oeuvre le remplissage au moyen d'un dispositif adéquat ; dispositif apte à exercer en même temps la fonction de dispositif de remplissage et celle d'évent. Ainsi, selon une variante avantageuse de mise en oeuvre du remplissage du conteneur scellé, on utilise un dispositif de remplissage qui comprend un conduit de remplissage et un conduit destiné à fonctionner comme un évent au cours dudit remplissage. Lesdits conduits sont avantageusement agencés, de façon concentrique, au sein dudit dispositif. Ledit dispositif comprend lesdits deux conduits. Il n'est nullement exclu qu'il comprenne plus de deux conduits. En tout état de cause, il comprend au moins un conduit de remplissage et au moins un conduit d'évacuation de gaz.... Ledit dispositif de remplissage est destiné à être positionné au niveau d'une ouverture de remplissage, avantageusement au travers d'une telle ouverture de remplissage. Il présente bien évidemment les dimensions adéquates, pour avantageusement pénétrer au travers de ladite ouverture. Quelle que soit la variante de mise en oeuvre du remplissage du conteneur - introduit préfabriqué en zone active - il convient ensuite d'obturer f(les) ouverture(s) ménagée(s) dans le couvercle dudit conteneur ; ouverture(s) au travers de laquelle (desquelles) ledit remplissage a été mis en couvre. Cette opération d'obturation qui doit se dérouler en zone active ne nécessite, selon l'invention, aucune manipulation du couvercle (qui a été pré- scellé) et reste limitée à de petites ouvertures, généralement à une unique ouverture de faible section. Toute méthode d'obturation, susceptible de répondre au cahier des charges en termes de résistance et d'étanchéité, convient. Dans le cadre du procédé de l'invention, on préconise tout particulièrement deux méthodes d'obturation. On précise ci-après lesdites deux méthodes en référence à l'obturation d'une ouverture. Selon la première, on constitue in situ un bouchon au niveau de ladite ouverture, par coulée de béton frais. Selon la seconde, on positionne et scelle un bouchon préfabriqué. Selon la première méthode d'obturation, on génère donc in situ un bouchon d'obturation adéquat. Du béton frais est coulé pour éventuellement compléter le remplissage du conteneur et, en tout état de cause, obturer l'ouverture. Au niveau de ladite ouverture, on a avantageusement prévu une rainure de clavage (au moins une) de sorte que ledit bouchon ainsi constitué est parfaitement bloqué. Selon la seconde méthode d'obturation, on positionne un bouchon préfabriqué dans l'ouverture (ledit bouchon présentant évidemment les dimensions adéquates) et on le scelle en position d'obturation au moyen d'un joint de clavage. Ledit bouchon se trouve aussi ainsi parfaitement bloqué. A l'issue de cette étape d'obturation, on obtient, en zone active, un conteneur chargé, destiné à être stocké. On se propose maintenant de revenir sur le procédé de l'invention en référence aux deux figures annexées, sur lesquelles on a montré en coupe un conteneur de conditionnement de déchets radioactifs de faible ou moyenne activité. Sur la figure 1, on a montré ledit conteneur, pré-scellé, préfabriqué, hors zone active. Sur la figure 2, on a montré ledit conteneur en zone active A, en cours de remplissage. En référence à la figure 1, on peut préciser ce qui suit. Dans le cadre du procédé de l'invention, on a préfabriqué, hors zone active, un conteneur de conditionnement 1. Ledit conteneur 1 comprend un fût 2 et un couvercle 3. Ledit couvercle 3 a été scellé audit fût 2 (hors zone active) au moyen d'un liant hydraulique qui est intervenu dans la rainure de clavage 6 prévue à cet effet. Ledit couvercle 3 présente une ouverture 4 qui elle-même comporte une rainure de clavage 7. Le conteneur 1 représenté - pré-scellé - présente une structure homogène. Ses fût 2, couvercle 3 et joint de liaison fût 2/couvercle 3 sont en un même matériau : du béton renforcé par des fibres métalliques 5. Ledit conteneur 1 est introduit en zone active A pour son remplissage. On a illustré, sur la figure 2, la mise en oeuvre dudit remplissage au travers de l'ouverture 4 ménagée dans son couvercle 3. On a en fait illustré la première phase dudit remplissage, à savoir l'introduction de déchets solides 10. Lesdits déchets 10 sont introduits par le conduit interne 21 d'un dispositif de remplissage 20. Ledit dispositif 20 comporte également un conduit externe 22 qui assure la fonction d'évent. Après l'introduction desdits déchets 10, on prévoit de retirer ledit dispositif 20 et de couler au travers de l'ouverture 4 un matériau de remplissage . Ledit matériau de remplissage est coulé jusqu'à obturer ladite ouverture 4. Cette obturation est mise en oeuvre avec un réel blocage mécanique du bouchon généré, dans la mesure où ladite ouverture 4 présente la rainure de clavage 7. Revendications 1. Procédé de conditionnement de déchets radioactifs (10) de faible ou moyenne activité, mis en oeuvre en zone active (A), caractérisé en ce qu'il comprend - l'introduction, dans ladite zone active (A), d'un conteneur (1) de conditionnement et de stockage desdits déchets (10), conteneur en béton, vide, comportant un fût (2) et un couvercle (3) scellé audit fût (2) ; ledit couvercle (3) présentant au moins une ouverture (4) de remplissage dudit conteneur (1) ; - le remplissage dudit conteneur (1), par ladite ouverture (4) ; - l'obturation de ladite ouverture (4). 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le béton constitutif dudit conteneur (1) est un béton très dense, un béton armé ou un béton renforcé de fibres; avantageusement un béton renforcé de fibres métalliques (5). 3. Procédé selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'un sous-conteneur, avantageusement un fût métallique ou un sac souple, destiné à recevoir lesdits déchets (10), est disposé à l'intérieur dudit conteneur en béton (1). 4. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que ledit couvercle (3) est scellé audit fût (2) par un liant approprié, avantageusement par un liant hydraulique. 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que la zone de jonction entre ledit couvercle (3) et ledit fût (2), zone dans laquelle intervient ledit liant approprié, comporte au moins une rainure de clavage (6). 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, dans ledit conteneur (1) scellé, on introduit, au travers de ladite ouverture (4), dans un premier temps, des déchets solides (10) et, dans un second temps, un matériau de remplissage. 7. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, dans ledit conteneur (1) scellé, on introduit, au travers de ladite ouverture (4), un enrobé. 8. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le remplissage dudit conteneur (1) vide est mis en oeuvre, par ladite ouverture (4), au moyen d'un dispositif de remplissage (20) qui comprend un conduit de remplissage (21) et un conduit (22) destiné à fonctionner comme un évent au cours dudit remplissage ; lesdits conduits (21, 22) étant avantageusement concentriques. 9. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite ouverture (4), dans laquelle est formée au moins une rainure de clavage (7), est obturée, après le remplissage, par une coulée de béton frais. 10. Procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que ladite ouverture (4) est obturée, après le remplissage, au moyen d'un bouchon préfabriqué ; ledit bouchon étant scellé audit couvercle (3) au moyen d'un joint de clavage.