Brevet FR2925702A1 — publié le 20090626

VEHICULE D'INSPECTION TELEGUIDE POUR LA LOCALISATION ET LA MESURE D'ACTIVITE DE SOURCES RADIOACTIVES DESCRIPTION L'invention ressortit à un véhicule d'inspection téléguidé destiné à la localisation et à la mesure d'activité de sources radioactives. Quand l'inspection directe d'une installation radioactive est impossible, un robot tel qu'un petit véhicule porteur d'un instrument de mesure doit être utilisé. Un modèle connu comprend un châssis chenillé portant notamment deux moteurs de déplacements des chenilles, une caméra vidéo de guidage du véhicule et un dosimètre accomplissant la mesure de débit de dose. Des câbles relient le véhicule, et en particulier les moteurs et les instruments, à une installation extérieure de réception des mesures, puisqu'il n'est pas envisagé que le véhicule soit alimenté par des batteries embarquées. Ces câbles peuvent rendre la mission délicate si une grande longueur est nécessaire. De plus, les résultats des mesures ne permettent pas de localiser les positions réelles des sources radioactives, ni leur intensité, ni la distance qui les sépare de la sonde de mesure de débit de dose. Le sujet de cette invention est un véhicule perfectionné de ce genre. Il comprend encore un châssis, des organes d'entraînement, et un dispositif de mesure de débit de dose, mais il est original en ce que le dispositif de localisation des sources radioactives est une caméra gamma montée de façon tournante, à un angle de site variable, par rapport au châssis. La caméra gamma procède à une localisation ou cartographie des sources radioactives présentes, qui est facilement superposable à une image d'ensemble de la scène prise par la même caméra ou par une caméra vidéo auxiliaire. Les sources radioactives peuvent alors être localisées facilement. Comme il est toutefois nécessaire de diriger la caméra dans la direction des sources radioactives pour faire une bonne mesure, l'ajustement de l'angle de site de la caméra gamma est rendu possible. La caméra gamma comprend un sténopé, un scintillateur et un obturateur transparent aux rayonnements, disposé entre le sténopé et le scintillateur, afin de disposer de l'image superposée de l'environnement et des sources pour indiquer la position de ces dernières. La caméra gamma peut encore porter un dosimètre permettant de vérifier ou recaler les résultats de la caméra gamma mais également de prérégler un temps de pose pour sa mesure ; l'ensemble tournant peut encore porter un spectromètre, ou, selon un perfectionnement important, un télémètre solidaire de la caméra gamma et dirigé parallèlement à elle, dans le but d'obtenir la distance séparant la caméra gamma de la source radioactive localisée. Un aspect important du véhicule est que le fil de liaison avec l'installation extérieure peut être unique et de type coaxial, un multiplexage permettant de faire transiter à la fois les courants forts nécessaires pour actionner les moteurs ou assurer un éclairage, et les courants faibles dont la transmission des images prises et des autres mesures. Un enrouleur est avantageusement ajouté pour permettre une meilleure gestion du fil lors du déplacement du véhicule. Un dispositif d'éclairage, dirigé parallèlement à la caméra vidéo, peut encore équiper favorablement le véhicule. Une réalisation de l'invention sera maintenant décrite en liaison aux figures, dont : - les figures 1, 2 et 3 représentent des vues de côté, de dessus et de face du véhicule, - la figure 4 illustre la caméra gamma, - la figure 5 illustre la liaison du véhicule avec l'extérieur, - et la figure 6 illustre le schéma 15 électrique. Le véhicule comprend un châssis 1 qu'on peut décomposer en un châssis inférieur 2 de support d'une paire de chenilles 3 et un châssis supérieur 4, s'étendant au-dessus du précédent, auxquels sont fixés 20 les divers équipements du véhicule. Les chenilles 3 sont tendues entre des roues inférieures 5 montées directement en tourillonnant sur le châssis inférieur 2, et une paire de roues supérieures 6 montées en tourillonnant sur des pattes 7 boulonnées au châssis 25 inférieur 2. Des moteurs au nombre de deux portent la référence 8 et sont situés à l'avant et à l'arrière du châssis 1. Chacun des moteurs 8 entraîne une des roues supérieures 6 située à son niveau et donc une des chenilles 3, l'autre roue supérieure 6 de chacune des 30 chenilles 3 n'étant pas motrice. Des rotations semblables des moteurs 8 produisent une translation du véhicule 1 vers l'avant, des mouvements différents, une combinaison de translation et de rotation. Un réglage est possible et permet d'ajuster la tension sur les chenilles 3 en faisant varier la position des roues inférieures, ou de démonter les chenilles 3 en vue de leur remplacement en cas de contamination. Le châssis supérieur 4 porte un caisson gauche 9 et un caisson droit 10. Le premier comprend une caméra vidéo 11 de guidage dirigée vers l'avant ainsi qu'une autre caméra vidéo 12 de guidage dirigée vers l'arrière et un autre moteur 13. Le caisson droit 10 est essentiellement affecté au logement des circuits électroniques du véhicule et des moyens de connexion électrique avec l'extérieur. Un élément important du véhicule est un ensemble tournant 15 pouvant tourner autour d'un axe 16 tourillonnant sur le châssis supérieur 4 et entraîné en rotation par le moteur 13. L'ensemble tournant 15 comprend une bride 17 solidaire de l'axe 16, une caméra gamma 18 retenue dans la bride 17 et des blindages 19 amovibles de la caméra gamma 18. Le moteur 13 peut faire tourner l'axe 16 transversal et horizontal de façon à régler l'inclinaison de la caméra gamma 18 dirigée vers l'avant du véhicule, c'est-à-dire l'angle de site de sa direction de visée. Enfin, l'instrumentation du véhicule 1 comprend un dorimètre 14, un moyen d'éclairage 20, une caméra vidéo couleur 21, un spectromètre 22, ainsi qu'un télémètre 23, tous appartenant à l'ensemble tournant 15 et dirigés vers l'avant, en restant parallèles à la direction de visée de la caméra gamma 18. La caméra gamma 18 comprend, ainsi que le représente la figure 4, un embout 24 en tungstène à l'avant arrêtant le rayonnement gamma, mais comportant une ouverture biconique à sténopé 25 qui laisse passer une partie du rayonnement un obturateur 26 transparent au rayonnement radioactif mais arrêtant la lumière, situé derrière le sténopé 25; un scintillateur 27 situé derrière l'obturateur 26, qui recueille le rayonnement ayant traversé le sténopé 25 et l'obturateur 26 et fournit une image des sources du rayonnement en convertissant le rayonnement en photons ; et un détecteur 28 des photons émis par le scintillateur 27 et situé derrière lui. On se reporte aussi aux figures 5 et 6. tous les équipements mentionnés jusqu'à présent, c'est-à-dire les instruments de mesure, les moteurs, et le moyen d'éclairage 20, sont reliés à un coupleur électrique 32 qui assure le multiplexage de leurs signaux et les fait passer par un câble de transmission 29 unique qui est un câble coaxial qui aboutit à un autre coupleur 33 électrique. Alors que le coupleur 32 est placé dans le caisson droit 10, l'autre coupleur 33 et les équipements qui lui sont reliés font partie d'une installation extérieure fixe 30. Ces équipements comprennent un ordinateur portatif 34 traitant les signaux provenant de la caméra gamma, une régie vidéo-commande 35, un ordinateur portatif 36 sur lequel l'opérateur visualise le débit de dose, l'image vidéo couleur et la télémétrie et un second ordinateur portatif (analogue au précédent et donc non représenté) traitant les signaux issus du spectromètre. Le coupleur 33 assure le multiplexage des données montantes et descendantes entre l'installation extérieure 30 et le véhicule 1. Un enrouleur de câble 31 délivre la longueur libre du câble 29 nécessitée par la distance entre le véhicule 1 et l'installation 30. On va maintenant brièvement décrire la façon dont les mesures du véhicule sont exploitées. Les mesures de la caméra gamma 18 donnent une image des sources radioactives juxtaposée à un fond en noir et blanc de la scène. L'opérateur peut souvent en déduire la position des sources dans l'espace en trois dimensions en reconnaissant les détails de la scène. La caméra vidéo 21 d'inspection peut toutefois avantageusement être employée pour donner une deuxième image de la scène, en couleur et donc plus nette. La caméra vidéo 21 et la caméra gamma 18 étant presque coaxiales, l'erreur de parallaxe est faible et la superposition des deux images est ordinairement possible sans difficulté. Le dosimètre 14 reste utilisé pour détecter le niveau général du débit de dose, mais il aide aussi à déterminer un temps de mesure convenable pour la caméra gamma 18 ce qui garantit le temps de pose de l'image. Le spectromètre 22 détermine la répartition de l'énergie de la radioactivité et permet donc de déterminer le ou les radioéléments responsables de la dose. Enfin, le télémètre 23 donne la distance séparant les sources de la caméra gamma et indique donc l'atténuation du rayonnement par le milieu intermédiaire. La combinaison de ces différents moyens donne donc une évaluation beaucoup plus précise de l'activité des sources radioactives. Il est par ailleurs manifeste que le véhicule peut être déplacé de façon à observer les sources sous le meilleur angle, en évitant notamment les interceptions par des obstacles ou les superpositions de sources. La variation de l'angle de site permet aussi de mieux saisir les sources individuellement. REVENDICATIONS 1) véhicule d'inspection téléguidé, comprenant un châssis (1), des organes d'entraînement (3, 8) et un dispositif de mesure, caractérisé en ce que le dispositif de mesure permettant la localisation de source radioactives est une caméra gamma (18) montée sur un ensemble tournant (15) de façon tournante, à angle de site variable, par rapport au châssis, la caméra gamma (18) ayant ainsi une direction de visée à angle de site variable. 2) Véhicule d'inspection selon la revendication 1, caractérisé en ce que la caméra gamma (18) comprend un sténopé (25), un scintillateur (27) et un obturateur (26) transparent aux rayonnements entre le sténopé et le scintillateur. 3) Véhicule d'inspection selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'ensemble tournant (15) porte un dosimètre (14). 4) Véhicule d'inspection selon la revendication 1, 2 ou 3, caractérisé en ce que l'ensemble tournant (15) porte un spectromètre (22). 5) Véhicule d'inspection selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce l'ensemble tournant (15) porte un télémètre (23).30 6) Véhicule d'inspection selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que l'ensemble tournant (15) porte une caméra vidéo (21) dirigée parallèlement à la caméra gamma (18). 7) Véhicule d'inspection selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif d'éclairage (20) dirigé parallèlement à la caméra vidéo. 10 8) Véhicule d'inspection selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend un fil (29) de liaison unique à une installation (30) extérieure de commande et de mesure, 15 et un enrouleur (31) du fil.5