Brevet FR2949741A1 — publié le 20110311

PROCEDE ET SYSTEME DE STOCKAGE ET DE DESTOCKAGE DE COLIS PAR PILES DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne le stockage et le déstockage de colis dans des locaux prévus à cet effet. L'invention s'applique en particulier au stockage à très long terme de colis de déchets nucléaires dans des locaux, entre autres souterrains, appelés alvéoles, aux dimensions déterminées et de formes longitudinales. L'invention concerne en particulier un mode opératoire pour effectuer ce stockage et ce déstockage par piles de colis, permettant d'assurer la radioprotection des opérateurs, dans le cas d'une application au stockage de colis de déchets radioactifs. ART ANTERIEUR ET PROBLEME POSE Dans le cadre du stockage de colis en béton contenant des déchets nucléaires ou des éléments contaminés, il est envisagé de constituer des colis de dimensions normalisées, dotés de moyens d'étanchéité répondant à des normes en vigueur. Un des stockages envisagé est celui réalisé dans des locaux souterrains en grande profondeur appelés alvéoles de stockage en forme de tunnels. Dans le cadre de ce stockage de colis de déchets nucléaires dans des alvéoles souterrains, les éléments qui régissent la conception du système sont 2 essentiellement des exigences de sûreté opérationnelle, les colis de stockage étant irradiants, la sécurité de fonctionnement, par exemple la circulation dans les ouvrages souterrains et la réversibilité du système de stockage, sans oublier la grande diversité des colis de stockage. Il est donc nécessaire d'assurer la protection du personnel par rapport aux rayonnements des colis et de préserver l'environnement des risques de dissémination radioactive. De plus, il est indispensable de pouvoir gérer les gaz susceptibles d'être produits par certains colis. On impose donc une sécurité de fonctionnement, une minimisation des vides résiduels dans l'alvéole de stockage, la prise en compte de la diversité des colis de stockage et la réversibilité du système. La manipulation des colis à l'intérieur d'éventuels alvéoles n'était envisagée jusqu'alors qu'au moyen, entre autres, de ponts roulants installés à l'intérieur de l'alvéole, latéralement, longitudinalement et en hauteur. Ce type de pont-roulant destiné à manipuler des lourdes charges dans des ateliers, locaux industriels ou hangars de stockage, est connu. Néanmoins, ce type d'appareil de manutention occupe la partie supérieure du local en question et dans laquelle il est sensé évoluer en permanence. L'espace dans lequel évolue le tout constitue un volume important, perdu pour le stockage des colis, ce qui est incompatible avec la minimisation des vides résiduels en alvéole, après stockage. 3 Le but de l'invention est de proposer un autre concept de stockage et de déstockage de colis par piles dans un local longitudinal. D'autre part, et en référence à la figure 1, par le document EP 0 145 871, on connaît un chariot porte-conteneur équipé d'une table de levage. Le chariot 1 roule sur des rails 2 placés dans une tranchée 3 formée par deux bords latéraux 4 pouvant s'apparenter à des quais. La surface supérieure 5 du chariot 1 se trouve, en situation haute, c'est-à-dire lorsqu'elle porte un colis 6, au-dessus de la surface supérieure 4S des bords latéraux 4. Le colis 6 peut donc être, dans cette position représenté en traits forts sur la figure 1, translaté le long de la voie constituée par les deux rails 2. Par contre, comme le suggère la position en traits interrompus du colis 6, celui-ci peut être reposé sur la surface supérieure 4S des bords latéraux 4 si la surface supérieure 5 du chariot est rabaissée. Le colis est alors placé dans une position déterminée et le chariot 1 libéré de sa charge peut être déplacé le long de la voie constituée par les deux rails 2. RESUME DE L'INVENTION A cet effet, un premier objet principal de l'invention est un procédé de stockage et de déstockage dans un local allongé de colis par rangées. Selon l'invention, on se propose de : - constituer les unes après les autres des 30 piles du nombre déterminé N de colis à un poste de travail placé à l'entrée du local, 4 - translater horizontalement les piles les unes après les autres pour les mettre chacune à leur emplacement de stockage, afin de constituer le stockage de colis avec le nombre déterminé N de de colis par pile, le déstockage se faisant par les opérations inverses. Pour la constitution préalable des piles, on se propose d'utiliser une table suiveuse accompagnant par en dessous, pendant leurs mouvements ascendants et descendants, les colis à empiler par des moyens gerbeurs. Dans la mise en oeuvre préférentielle du procédé selon l'invention, on utilise un chariot de transfert susceptible d'être placé en dessous de la pile formée et se plaçant dans une tranchée longitudinale selon l'axe du local de stockage, de largeur déterminée T inférieure à la largeur C des colis et doté d'une surface portante, le chariot de transfert possédant des moyens d'élévation de la surface portante pour permettre les étapes suivantes : - soulever la pile ; - déplacer le chariot de transfert pour placer la pile à son endroit de stockage ; et - redescendre la surface portante du 25 chariot de transfert pour que la pile repose sur les quais de la tranchée. Le procédé prévoit, de manière préférentielle, que le chariot de transfert roule sur des rails. 30 Le deuxième objet principal de l'invention est un système de stockage et de déstockage dans un local allongé de colis de dimensions déterminées C, un nombre déterminé N de couches des colis par rangées, une tranchée étant prévue sous chaque rangée et d'une largeur déterminée T inférieure à la dimension 5 transversale déterminée C des colis placés sur le chariot de transfert. Selon l'invention, pour translater horizontalement les unes après les autres les piles à leur emplacement de stockage, le système comprend un chariot de transfert placé dans la tranchée et doté d'une surface portante mûe par des moyens d'élévation pour . - soulever la pile, - déplacer le chariot de transfert et placer la pile à son endroit de stockage, et - redescendre la surface portante du chariot de transfert pour que la pile repose sur les quais de la tranchée. Dans sa réalisation préférentielle, le chariot du système roule sur des rails placés sur le fond de la tranchée. Le système de stockage selon l'invention utilise de préférence une table élévatrice accompagnant par en dessous les colis, pendant leurs mouvements ascendants et descendants, lors de la constitution et de la démolition de la pile par des moyens gerbeurs. De préférence, le chariot de transfert est mû par des motoréducteurs alimentés par des batteries rechargeables en bout de piste. En ce qui concerne le poste de formation des piles, il est prévu d'utiliser un plancher mobile 6 transversalement au poste de travail, comportant des rails de même caractéristique que les rails du chariot de transfert pour placer ce dernier en face du poste de formation des piles, puis en face de chaque tranchée. BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES L'invention et ses différentes caractéristiques techniques seront mieux comprises à la lecture de la description détaillée suivante, 10 accompagnée de plusieurs figures représentant respectivement : - figure 1, déjà décrite, en coupe, un chariot utilisé dans un dispositif de manutention de colis selon l'art antérieur ; 15 - figure 2, en vue cavalière, une phase de la mise en pile des colis dans le procédé et le système selon l'invention ; - figures 3A et 3B, en vue cavalière, la phase de démarrage du chariot de transfert utilisé dans 20 le procédé et le système selon l'invention ; - figure 4, en coupe, le chariot de transfert et le chariot transversal dans le poste de travail ; - figure 5, en coupe, le chariot de 25 transfert dans la tranchée de stockage ; - figures 6A et 6B, en vue cavalière, une réalisation du chariot de transfert selon l'invention ; et - figures 7A et 7B, en vue cavalière, deux 30 manières de transporter une pile de colis dans le procédé et le système selon l'invention.5 7 DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UNE REALISATION DE L'INVENTION La première opération du procédé selon l'invention consiste à former des piles d'un nombre déterminé N de colis empilés les uns sur les autres. En référence à la figure 2, la formation de la pile peut se faire avec des moyens connus tels qu'un dispositif gerbeur 13, muni de moyens de préhension 14 destinés à saisir un colis 20 à empiler sur d'autres colis 20. Il est prévu qu'une table suiveuse 15 soit placée en dessous de chaque colis 20 manipulé dans ses mouvements ascendants et descendants, ne laissant qu'un espace de l'ordre de 10 cm entre le colis 20 manipulé et la surface supérieure de la table suiveuse 15. Cette dernière a pour fonction principale de recevoir le colis 20 à la sortie du conteneur qui l'a apporté, à savoir une hotte, et de maintenir un espace de l'ordre de 10 cm entre le colis 20 et sa surface supérieure dans l'éventualité d'une chute du colis 20 qui serait elle-même liée aux opérations d'empilement dans le poste de travail où doit se dérouler ce type d'empilement. On précise que ce poste de travail est, en fait, un sas entre l'alvéole de stockage et le moyen d'accès à celle-ci. La table suiveuse 15 guidée par des supports latéraux 16 est donc dimensionnée pour reprendre la charge d'un colis 20 après une éventuelle chute correspondant à cet espace de l'ordre de 10 cm. Elle peut être équipée de tous les éléments électromagnétiques permettant cette commande 8 synchronisée avec l'unité de levage, ainsi que son dépannage à partir de l'extérieur de l'alvéole de stockage. La pile de colis est formée sur un support fixe. Celui-ci peut être réalisée en structure mécano- soudée et doit permettre le gerbage de plusieurs colis 20 pesant chacun une vingtaine de tonnes. Il est constitué de trétaux ancrés dans le sol destinés à recevoir la pile de colis 20. L'écartement des supports latéraux 16 doit être suffisant pour permettre le passage d'un chariot de transfert destiné à prendre en charge et translater la pile constituée. Enfin, ce support fixe est équipé d'un système laser permettant de contrôler le gabarit de la pile ainsi constituée, par rapport à un gabarit de référence qui autorise le transfert de la pile dans l'alvéole de stockage. La figure 3A montre, en coupe, de façon écorchée, l'intérieur de l'accès à l'alvéole de stockage 10 constitué d'un poste de travail 11 lui-même placé dans un sas délimité par une porte extérieure 12 et une porte alvéole 17. On y retrouve le dispositif gerbeur 13 placé dans la partie supérieure du poste de travail 11, la table suiveuse 15. Des colis 20 sont également représentés, dont un jusqu'au-dessus de la table suiveuse 15, saisis par le dispositif gerbeur 13. Les deux autres sont déjà empilés pour constituer le début d'une pile. On distingue également sur cette figure 3A le plancher mobile transversalement 21 placé ici dans le prolongement d'une tranchée et ayant le même profil et au milieu duquel se trouve un chariot de transfert 18. Il est destiné à translater latéralement et faire 9 changer de tranchée le chariot de transfert 18, selon la rangée de stockage dans laquelle la pile, montée sur le chariot de transfert 18, doit être placée. On distingue aussi le support fixe 29 sur lequel la pile de colis 20 est ainsi formée et est destinée à être translatée dans l'alvéole de stockage 10 au moyen du chariot de transfert 18. En référence à la figure 3B, le chariot de transfert 18 a commencé sa translation vers l'alvéole de stockage 10 en transportant la pile de colis 20 et évacuant le plancher mobile latéralement 19. Une fois la porte extérieure 12 fermée, la porte d'alvéole 17 sera ouverte pour que la pile de colis 20 soit acheminée au bout de la rangée contre la pile précédemment placée dans la même rangée. La figure 4 permet de voir, en coupe, plancher mobile latéralement 21 monté roulant sur le sol 22 de l'édifice dans la direction perpendiculaire à celle de la figure 4 et portant lui-même le chariot de transfert 18, monté roulant dans une direction perpendiculaire. Pour ce faire, le plancher mobile latéralement 21 est équipé des mêmes rails que ceux de la tranchée 19. Il a été représenté entre un butoir 22 de la tranchée 19 et l'axe A d'un poste d'empilement de colis 20. Ainsi, si plusieurs rangées de piles doivent être constituées dans l'alvéole de stockage. La figure 5 montre, en coupe, la tranchée 18 constituée dans un radier 25 de l'installation pour une rangée de stockage dans l'alvéole de stockage. La tranchée 19 est munie, sur son fond 26, de deux rails 24 sur lesquels roule le chariot de transfert 18 au 10 milieu des deux quais 23 qui limitent la tranchée 19. Le chariot de transfert 18 possède une surface portante 18S sur sa partie supérieure qui est actionnée par des moyens élévateurs pour pouvoir passer du même niveau que celui de la surface supérieure 23S des quais 23 à un niveau supérieur de manière à élever la pile de colis. La largeur T de la tranchée 19 doit obligatoirement être largement inférieure à la dimension transversale C des colis sur le chariot de transfert 18. Les figures 6A et 6B montrent une réalisation possible du chariot de transfert 18 des figures précédentes. Dans cette réalisation, on prévoit un système de contrôle de commande 30 placé dans un caisson blindé, et prévu de façon redondante. Il est également prévu un système de transmission de données 31 de contrôle/commande et vidéo pour le pilotage à distance du chariot de transfert par radiofréquence. A chaque extrémité est prévu un système de détection d'obstacle par laser 32. La surface portante 18S est verrouillée par des moyens de verrouillage 33 de celle-ci en position haute. Des plaques écrans de protection 34 sont prévues sur le dessus du reste du chariot de transfert. Enfin, un système de mesure de profil interne de l'alvéole 37 est également prévu pour détecter les anomalies concernant cette dernière. Il a, plus exactement, pour but de suivre l'évolution du chariot de transfert 18 dans l'alvéole à partir du poste de supervision de l'ensemble. La structure du chariot de transfert 18 est composée d'un châssis métallique équipé de roues 40 11 motorisées et capables de franchir une interruption de rail de quelques millimètres. Les composants sensibles à l'irradiation dans le chariot de transfert 18 sont protégés des rayonnements ionisants par des plaques d'acier d'environ de 5 à 7 cm d'épaisseur. Ces protections forment également un écran de protection entre la pile de colis et les composants susceptibles de créer un départ de feu. En référence à la figure 6B, les plaques écrans de protection 34 de la figure 6A ont été enlevées pour mieux voir les éléments internes du chariot de transfert. Il s'agit en fait principalement de batteries principales et de secours 36, d'un groupe hydraulique 37, de deux convertisseurs de courant 38 dont un de secours et deux moteurs réducteurs électriques 39 de plusieurs kilowatts de puissance, dont un de secours pour assurer le déplacement du chariot de transfert sur les rails. Le groupe hydraulique 37 fonctionne préférentiellement à l'eau et est utilisé pour le soulèvement de la surface portante 18S, au moyen de quatre vérins non représentés. Les batteries principales et de secours 36 sont rechargeables à l'extrémité de la voie de déplacement du chariot de transfert 18, de préférence quand elles sont placées au poste de travail. Un tel chariot de transfert 18 peut transporter une masse d'environ 60 tonnes, de la soulever d'environ de 50 mm, puis la reposer en appui sur les surfaces supérieures des quais de l'alvéole de stockage. Cet équipement autonome est conçu pour 12 fonctionner de manière télécommandée, sans liaison filaire, à partir d'une salle de conduite déportée par rapport à l'alvéole de stockage. Dans cette optique, les besoins en énergie électrique sont fournis par les batteries embarquées rechargeables 36 de la figure 6B et le système de transmission de données 31 permet le pilotage et la supervision du fonctionnement, sans fil, utilisant la technologie des ondes transmises par radiofréquence. Les figures 7A et 7B montrent que le chariot de transfert 18 peut déplacer plusieurs types de piles des colis 20. Sur la figure 7A, les colis 20A sont placés de manière à ce que leur longueur soit placée dans la largeur du chariot de transfert 18. Au contraire, sur la figure 7B, les colis 20B sont placés de manière à ce que leur longueur soit dans le sens de la longueur du chariot de transfert 18. Dans ce dernier cas, les colis 20B sont plus imposants que les colis 20A de la figure 7A. Il est ainsi possible, en plaçant un chariot de transfert sur les rails d'une tranchée d'une rangée déterminée, d'aller charger une pile de colis au poste de chargement, de soulever la pile, de l'emmener longitudinalement dans l'alvéole de stockage et la déposer contre la pile précédemment posée. L'opération inverse est évidemment possible puisque toutes les opérations du procédé et du système sont réversibles sur le chariot de transfert selon l'invention. On peut ainsi procéder au déstockage éventuel d'un alvéole de stockage. REVENDICATIONS1. Procédé de stockage et de déstockage dans un local allongé de colis (20, 20A, 20B), caractérisé en ce qu'il présente les étapes successives suivantes . - constituer les unes après les autres des piles du nombre déterminé N colis (20, 20A, 20B) à un poste de travail (11) placé à l'entrée du local allongé ; - translater horizontalement les piles les unes après les autres pour les mettre à leur emplacement de stockage sur une rangée à la fois, le déstockage se faisant par les opérations inverses. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il consiste à utiliser une table suiveuse (15) accompagnant par en dessous les colis (20) à empiler par des moyens gerbeurs (13), lors de leurs mouvements montants et descendants, lors de la constitution de chaque pile. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que la translation horizontale des piles se détaille par les opérations suivantes : - utiliser un chariot de transfert (18) placé en dessous de la pile, dans une tranchée (19) longitudinale du local de stockage et ayant une largeur déterminée T largement inférieure à la dimension transversale C des colis placés sur le chariot de 14 transfert (18) et équipé d'une surface portante (18S) dotée de moyens d'élévation pour soulever ladite pile ; - déplacer le chariot de transfert (18) pour placer la pile à son endroit de stockage, et - redescendre la surface portante (18S) pour que la pile repose sur la surface supérieure (23S) des quais (23) constituant la tranchée (19). 4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que le chariot de transfert (18) se déplace sur des rails (24) placés sur le fond (26) de la tranchée (19). 5. Système de stockage et de déstockage dans un local allongé de dimensions déterminées des colis en un nombre déterminé N de couches de colis (20, 20A, 20B) et de dimensions déterminées, par rangées, une tranchée (19) étant prévue par chaque rangée et étant de largeur déterminée (T) inférieure à la dimension transversale (C) des colis (20, 20A, 20B) lorsqu'ils sont posés sur le chariot de transfert (18), système caractérisé en ce que pour translater horizontalement les piles les unes après les autres et les mettre à leur emplacement de stockage déterminé, il comprend un chariot de transfert (18) placé dans la tranchée (19) et doté d'une surface portante (18S) dotée elle-même de moyens d'élévation pour soulever la pile, déplacer ultérieurement le chariot de transfert (18) pour placer la pile à son endroit de stockage et redescendre la surface portante 15 (18S) pour que la pile repose sur la surface (23S) des quais (23) constituant la tranchée (19). 6. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le chariot de transfert (18) roule sur des rails (24) placés sur le fond (26) de la tranchée (19). 7. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une table suiveuse (15) accompagnant par en dessous les colis (20) manipulés par des moyens gerbeurs (13) pendant la constitution de chaque pile à un poste de formation (11) des piles. 8. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce que le chariot de transfert (18) est mû par des motoréducteurs électriques (39) alimentés par des batteries principales (36) rechargeables après chaque déplacement. 9. Système selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend un plancher mobile latéralement (21) dans le poste de travail (11) comportant des rails dans sa partie supérieure et de mêmes caractéristiques que les rails (24) de la tranchée (19) sur laquelle circule le chariot de transfert (18) pour placer ce dernier en face du poste de formation de piles choisi et, par voie de conséquence, en face de la tranchée (19) correspondante.