Brevet FR3009763A1 — publié le 20150220

ENSEMBLE COMPRENANT UN EMBALLAGE DE TRANSPORT DE MATIERES RADIOACTIVES ET UN CHASSIS DE SUPPORT DE L'EMBALLAGE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte au domaine du transport de matières radioactives. Elle concerne plus particulièrement un ensemble comprenant un emballage de transport de matières radioactives et un châssis de support de l'emballage, le châssis étant généralement destiné à être fixé sur un véhicule de transport. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Un emballage de transport de matières radioactives présente habituellement un corps latéral, un fond et un couvercle. Ces parties de l'emballage définissent une cavité de logement des matières radioactives, par exemple des assemblages de combustible nucléaire ou des étuis de déchets. De plus, un panier peut être agencé au sein de la cavité de logement pour définir des compartiments dans lesquels sont placés les différents étuis/assemblages. Pour le transport de l'emballage entre différents sites, ce dernier est placé sur un véhicule de transport, par exemple un véhicule automobile de transport routier. Pour ce faire, le véhicule présente habituellement une plateforme recevant un châssis supportant l'emballage. L'ensemble formé par le châssis et l'emballage peut être mis en place et monté sur la plateforme du véhicule, ce dernier assurant ensuite le transport. A l'arrivée sur site, l'ensemble peut être retiré de la plateforme du véhicule, mais plus généralement, seul l'emballage est retiré car le châssis reste sur le véhicule. La démonstration de sûreté de l'emballage se fonde en particulier sur des épreuves réglementaires de chute comme la chute libre ou la chute sur poinçon, avec l'emballage chargé ou non des matières radioactives, le cas le plus défavorable devant être retenu. Aussi, les emballages sont conçus pour répondre à ces exigences nécessaires à leur certification. Mais certains emballages doivent également être conçus de manière à répondre aux différents règlements de transport de matières radioactives, en s'assurant notamment qu'en cas de chute d'un ensemble comprenant le châssis et son emballage, la sûreté de ce dernier ne soit pas réduite. Or en cas de chute de cet ensemble selon une direction de superposition de l'emballage sur son châssis, avec le châssis orienté vers l'avant, les risques d'endommagement de l'emballage par le châssis sont élevés. Pour répondre à cette contrainte, il peut être prévu un dimensionnement très important de l'emballage pour résister aux efforts transmis par le châssis en cas de chute, et limiter les risques d'endommagement qui pourraient nuire à la sûreté de l'emballage. Néanmoins, un tel surdimensionnement pourrait s'avérer incompatible avec les contraintes d'exploitation. EXPOSÉ DE L'INVENTION L'invention a donc pour but de remédier au moins partiellement aux inconvénients mentionnés ci-dessus, relatifs aux réalisations de l'art antérieur. Pour ce faire, l'invention a pour objet un ensemble comprenant un emballage de transport de matières radioactives ainsi qu'un châssis de support de l'emballage, le châssis comportant : - une première partie ; - une seconde partie solidaire de l'emballage, l'emballage et cette seconde partie formant une entité. De plus, la première partie et la seconde partie du châssis sont raccordées entre elles par un ou plusieurs éléments fusibles mécaniques de manière à assurer le maintien de l'une par rapport à l'autre selon une première direction de superposition de l'emballage sur son châssis, et l'ensemble est conçu de manière à ce qu'une chute de l'ensemble selon ladite première direction avec la première partie du châssis orientée vers l'avant, entraîne une rupture desdits éléments fusibles mécaniques permettant un déplacement de ladite entité relativement à ladite première partie, selon ladite première direction. En outre, ladite première partie de châssis comporte deux longerons délimitant entre eux un espace vide à travers lequel ladite entité peut se déplacer selon la première direction, après rupture de chaque élément fusible mécanique, et ladite seconde partie de châssis présente une forme générale de plaque, éventuellement partiellement évidée. Aussi, en prévoyant cette possibilité pour ladite entité de se déplacer relativement à la première partie du châssis selon la première direction, après rupture des éléments fusibles mécaniques, les risques d'endommagement de l'emballage par le châssis sont considérablement réduits. En d'autres termes, l'invention est avantageuse en ce qu'elle permet de présenter un emballage répondant aux exigences de sûreté sans pour autant être surdimensionné, ce qui facilite son exploitation. De plus, en prévoyant une telle désolidarisation partielle ou totale entre la première partie du châssis et l'entité, suite à la rupture des éléments fusibles, il devient possible d'utiliser la démonstration de sûreté de l'emballage en chute sans le châssis, pour démontrer la sûreté de l'emballage en chute avec ce même châssis. Il est indiqué que le déplacement relatif désiré entre la première partie du châssis et l'entité peut être une translation selon ladite première direction, ou tout autre mouvement, simple ou composé, conduisant à une modification de la position relative entre la première partie du châssis et l'entité, dans ladite première direction. De préférence, ladite première partie de châssis comporte également des moyens de liaison mécanique reliant les longerons, lesdits moyens de liaison mécanique étant préférentiellement des traverses et l'espace vide étant délimité par lesdits longerons et lesdites traverses. De préférence, les deux dimensions de la plaque sont respectivement inférieure à un écartement entre les longerons de la première partie, et inférieure à un écartement entre les traverses reliant ces longerons. A cet égard, l'écartement entre les deux longerons est supérieur à la dimension transversale du corps de l'emballage, pour que ce dernier puisse éventuellement se déplacer entre ces deux longerons, sans les percuter. De préférence, ledit emballage comporte des moyens amortisseurs, préférentiellement des capots amortisseurs agencés aux extrémités de l'emballage. De plus, l'ensemble est conçu de sorte que lors de ladite chute sur une surface d'impact plane orthogonale à ladite première direction, ladite rupture de chaque élément fusible mécanique se produise avant le contact des moyens amortisseurs avec la surface d'impact. Alternativement, il est possible de prévoir une configuration conduisant à la rupture des éléments fusibles en même temps que le début de l'écrasement des capots. De préférence, chaque élément fusible mécanique prend la forme d'un organe de cisaillement, de préférence équipé d'une portion affaiblie mécaniquement. Par exemple, cette portion affaiblie mécaniquement peut être une section réduite d'un pion de cisaillement, comme une gorge, qui permet de former une zone d'amorce de rupture. Il est noté que les éléments fusibles mécaniques pourraient être rapportés sur les première et seconde parties du châssis, ou bien faire partie intégrante de l'une de ces deux parties. Il pourrait encore s'agir d'une partie affaiblie mécaniquement agencée entre deux portions réalisées d'une seule pièce avec cette partie affaiblie mécaniquement, lesdites deux portions appartenant respectivement aux première et seconde parties du châssis. De préférence, l'ensemble est conçu de sorte qu'après rupture de chaque élément fusible mécanique, ladite entité est libre relativement à la première partie du châssis. Cela permet de limiter au maximum les risques d'endommagement de l'emballage par le châssis. A cet égard, il est préférentiellement prévu que durant toute la chute, après rupture des éléments fusibles, ladite entité reste libre relativement à la première partie du châssis. En d'autres termes, il est préférentiellement fait en sorte que l'entité puisse se déplacer relativement à la première partie sans que ce déplacement ne soit gêné par une quelconque pièce du châssis. Comme cela a déjà été évoqué, cette liberté de mouvement peut par exemple être restreinte à une libre translation de l'entité relativement à la première partie du châssis, selon ladite première direction. De préférence, ladite entité comporte des moyens de fixation de l'emballage sur ladite seconde partie du châssis. Ces moyens de fixation comprennent par exemple des sangles et/ou des bielles et/ou des chaînes, de préférence conçues pour rompre en cas de chute selon d'autres directions que ladite première direction. De préférence, pour certains au moins, ces moyens de fixation sont raccordés à des tourillons de manutention de l'emballage, faisant saillie à partir d'un corps de cet emballage. Enfin, l'invention a pour objet un véhicule de transport de matières radioactives équipé d'un ensemble tel que décrit ci-dessus, le véhicule comprenant une plateforme de fixation de l'ensemble superposé sur ladite plateforme selon ladite première direction, avec la première partie du châssis fixée sur ladite plateforme. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1 représente une vue en perspective d'un ensemble selon un mode de réalisation préféré de l'invention, intégrant un emballage de transport de matières radioactives et son châssis de support ; - la figure 2 est une vue en perspective d'un véhicule de transport de matières radioactives équipé de l'ensemble montré sur la figure précédente ; - la figure 3 est une vue éclatée en perspective du châssis de support appartenant à l'ensemble montré sur les figures précédentes ; - la figure 4 est une vue en perspective du châssis de support montré sur la figure précédente ; - la figure 5 est une vue en coupe transversale de l'ensemble montré sur les figures 1 et 2 ; - la figure 6 est une vue en coupe longitudinale de l'ensemble montré sur la figure précédente ; - la figure 7 est une vue en coupe longitudinale d'une partie de l'ensemble montré sur la figure précédente, le plan de coupe passant par les éléments fusibles mécaniques ; - la figure 8 est une vue similaire à celle de la figure 5, avec l'ensemble représenté dans un état tel qu'observé durant une chute sur une surface d'impact, avant l'écrasement des capots ; - la figure 9 est une vue similaire à celle de la figure 5, avec l'ensemble représenté dans un état tel qu'observé durant une chute sur une surface d'impact, après l'écrasement des capots ; et - la figure 9' est une vue similaire à celle de la figure 6, dans l'état de la figure 9. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS En référence tout d'abord à la figure 1, il est représenté un ensemble 100 selon un mode de réalisation préféré de l'invention, cet ensemble 100 comprenant un emballage 1 pour le transport de matières radioactives, ainsi qu'un châssis de support 3 supportant l'emballage. L'emballage 1 est pourvu d'un corps latéral 2, d'un fond et d'un couvercle obturant une ouverture de l'emballage opposée au fond. Sur la figure 1, le fond et le couvercle ne sont pas visibles car ils sont recouverts respectivement par deux capots amortisseurs de chocs 6 montés aux extrémités du corps d'emballage. L'emballage présente un axe longitudinal 8 centré par rapport au corps latéral 2, et traversant le couvercle ainsi que le fond de ce même emballage. L'axe 8 est agencé sensiblement parallèlement au châssis 3, et encore plus précisément agencé parallèlement à une plateforme 10 d'un véhicule de transport routier de matières radioactives 20 montré sur la figure 2, le châssis 3 étant fixé à la plateforme 10. A cet égard, il est noté que l'ensemble 100 est superposé à la plateforme 10 selon une première direction 12 correspondant à la direction verticale. C'est également selon cette première direction 12 que l'emballage 1 est superposé sur le châssis 3. De manière conventionnelle, l'emballage forme une enveloppe extérieure d'un colis et définit une cavité servant au logement des matières radioactives, et éventuellement d'un panier de rangement. Les matières radioactives peuvent par exemple être des étuis de déchets, ou encore des assemblages de combustible nucléaire. En référence conjointement aux figures 1 à 7, le châssis 3 présente la particularité d'être scindé en deux parties distinctes, à savoir une première partie 14 et une seconde partie 16 solidaire de l'emballage, l'emballage et cette seconde partie formant une entité 18. La première partie 14 comporte deux longerons 22 parallèles entre eux et à la plateforme 10 du véhicule, sur laquelle ils sont fixés, par exemple par boulons ou moyens similaires. Ces longerons sont reliés par des moyens de liaison mécanique du type traverses 24 ou similaires. Entre les deux longerons 22 et les deux traverses 24, il est défini un espace vide 26 en forme globale de quadrilatère, à travers lequel l'entité 18 est destinée à se déplacer en cas de chute, comme cela sera détaillé ci-après. Au droit de cet espace vide 26, il est prévu la seconde partie 16 du châssis, en forme globale de plaque évidée, également parallèle à la plateforme 10. La première partie 14 et la seconde partie 16 du châssis sont raccordées entre elles par plusieurs éléments fusibles mécaniques 30, ici en forme de pions de cisaillement frangibles. Ces pions 30 sont agencés de manière à assurer le maintien des deux parties 14, 16 l'une par rapport à l'autre, selon la première direction 12 de superposition de l'emballage sur le châssis. Pour ce faire, comme cela est le mieux visible sur la figure 7, les longerons 22 sont équipés de chapes 32 et la plaque évidée 16 est équipée de ferrures correspondantes 34 logées entre les têtes de chapes, chaque pion fusible 30 traversant l'une des chapes et sa ferrure associée. Bien que cela n'ait pas été représenté sur la figure 7, chaque pion de cisaillement 30 peut comporter une zone affaiblie mécaniquement, par exemple une section réduite comme une gorge, qui permet de former une zone d'amorce de rupture. Comme cela est visible sur les figures 5 et 7, pour permettre à l'entité 18 de se déplacer à travers l'espace vide 26 selon la première direction 12 en cas de chute, il est prévu que les deux dimensions de la plaque 16 soient respectivement inférieure à l'écartement entre les deux longerons 22 et inférieure à l'écartement entre les deux traverses 24. De plus, l'écartement entre les deux longerons 22 est supérieur à la dimension transversale du corps 2 de l'emballage, pour que ce dernier puisse se déplacer également entre ces deux longerons 22. En outre, l'entité 18 comporte des moyens de fixation de l'emballage sur la seconde partie 16 du châssis 3. Ces moyens de fixation peuvent comprendre des sangles et/ou des bielles et/ou des chaînes. Dans le mode de réalisation représenté, des sangles 35 permettent de plaquer le corps 2 de l'emballage contre la plaque 16. Ces sangles 35 assurent ainsi la solidarisation de l'emballage 1 sur la seconde partie 16 dans la première direction 12 ainsi que dans une seconde direction 36 orthogonale à la première direction et parallèle à la plateforme 10. En outre, des chaînes tendues 40 ou similaires relient des tourillons de manutention 38 en saillie à partir du corps 2 de l'emballage. Ces chaînes 40 assurent ainsi la solidarisation de l'emballage 1 sur la seconde partie 16 dans une troisième direction 41 orthogonale aux deux premières, et correspondant à la direction longitudinale de l'emballage. Les sangles et/ou les chaînes peuvent être conçues pour rompre en cas de chute de l'ensemble 100 selon la seconde ou la troisième direction, afin de désolidariser l'emballage du châssis. L'une des particularités de l'invention réside dans le fait qu'en cas de chute de l'ensemble 100 selon la première direction 12, avec la première partie 14 du châssis orientée vers l'avant, il se produise une rupture des pions frangibles 30 permettant ensuite un déplacement de l'entité 18 relativement à la première partie 14 du châssis, selon cette même première direction 12. En référence à la figure 8 schématisant ces conditions de chute sur une surface d'impact S plane et orthogonale à la direction 12, il est montré qu'immédiatement après le début de l'impact de la première partie 14 sur la surface S, les pions 30 se cisaillent et entraînent une désolidarisation de l'entité 18 par rapport à cette première partie de châssis 14, selon la première direction 12. A titre indicatif, il est noté que la plateforme 10 représente/simule la surface S. Après la rupture, l'entité 18 reste guidée en translation selon la direction 12, relativement à la première partie de châssis 14, grâce à la coopération entre les ferrures 34 et les chapes 32, ces dernières formant des rails. Les éléments 32, 34 remplissent ainsi la fonction de guide en translation selon la direction 12. En privilégiant cette direction de déplacement relatif, l'entité libre 18 peut ainsi être guidée à travers l'espace 26 défini par les longerons 22 impactant la surface S, et ne rencontrer aucune gêne lors de ce mouvement. Les risques d'agression de l'emballage par d'autres pièces du châssis sont ainsi considérablement réduits. Le guidage en translation conféré par les ferrures et les chapes est alors actif dès le début du déplacement relatif entre l'entité 18 et la première partie 14 du châssis après rupture des pions 30, et même actif au cours de la rupture de ces pions frangibles. Il est noté que le fait d'imposer cette direction de déplacement relatif en début d'impact conditionne fortement le déplacement relatif observé lors de la suite de cet impact, puisque même après extraction des ferrures en dehors des têtes de chapes, ce déplacement relatif reste sensiblement orienté selon la première direction 12. Comme cela est montré sur la figure 8, l'ensemble est conçu de sorte que lors de la chute, la rupture des pions 30 se produise avant le contact des capots amortisseurs 6 sur la surface d'impact S, même s'il pourrait en être autrement, sans sortir du cadre de l'invention. Dans tous les cas, il est fait en sorte que l'éventuel endommagement de l'emballage par la seconde partie du châssis, avant la rupture des pions 30, reste parfaitement acceptable notamment dans le but de pouvoir utiliser la démonstration de sûreté de l'emballage en chute sans le châssis, pour démontrer la sûreté de l'emballage en chute avec ce même châssis. A cet égard, l'ensemble 100 selon l'invention est préférentiellement conçu de sorte que la rupture des pions se produise même lorsque l'emballage est à vide et qu'il n'est donc pas chargé des matières radioactives. Ensuite, comme cela a été schématisé sur les figures 9 et 9', la poursuite de la chute provoque l'entrée en contact des capots 6 avec la surface d'impact S, puis l'écrasement de ces mêmes capots destinés à protéger l'emballage. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme du métier à l'invention qui vient d'être décrite, uniquement à titre d'exemples non limitatifs. 15 REVENDICATIONS1. Ensemble (100) comprenant un emballage de transport de matières radioactives (1) ainsi qu'un châssis (3) de support de l'emballage, caractérisé en ce que le châssis comporte : - une première partie (14) ; - une seconde partie (16) solidaire de l'emballage, l'emballage et cette seconde partie formant une entité (18), la première partie et la seconde partie du châssis (14, 16) étant raccordées entre elles par un ou plusieurs éléments fusibles mécaniques (30) de manière à assurer le maintien de l'une par rapport à l'autre selon une première direction de superposition (12) de l'emballage sur son châssis, en ce qu'il est conçu de manière à ce qu'une chute de l'ensemble selon ladite première direction (12) avec la première partie (14) du châssis orientée vers l'avant, entraîne une rupture desdits éléments fusibles mécaniques (30) permettant un déplacement de ladite entité (18) relativement à ladite première partie (14), selon ladite première direction (12), en ce que ladite première partie de châssis (14) comporte deux longerons (22) délimitant entre eux un espace vide (26) à travers lequel ladite entité (18) peut se déplacer selon la première direction (12), après rupture de chaque élément fusible mécanique (30), et en ce que ladite seconde partie de châssis (16) présente une forme générale de plaque, éventuellement partiellement évidée. 2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite première partie de châssis (14) comporte également des moyens de liaison mécanique reliant les longerons (22), lesdits moyens de liaison mécanique étant préférentiellement des traverses (24) et l'espace vide (26) étant délimité par lesdits longerons (22) et lesdites traverses (24). 3. Ensemble selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux dimensions de la plaque sont respectivement inférieure à un écartement entre les longerons (22) de la première partie, et inférieure à un écartement entre les traverses (24) reliant les longerons (22). 4. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ladite entité (18) comporte des moyens (35, 40) de fixation de l'emballage sur ladite seconde partie (16) du châssis. 5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdits moyens de fixation comprennent des sangles (35) et/ou des bielles et/ou des chaînes (40). 6. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il est conçu de sorte qu'après rupture de chaque élément fusible mécanique (30), ladite entité (18) est libre relativement à la première partie (14) du châssis (3). 7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit emballage (1) comporte des moyens amortisseurs (6), de préférence des capots amortisseurs agencés aux extrémités de l'emballage, et en ce qu'il est conçu de sorte que lors de ladite chute sur une surface d'impact plane (S) orthogonale à ladite première direction (12), ladite rupture de chaque élément fusible mécanique (30) se produise avant le contact des moyens amortisseurs (6) avec la surface d'impact. 8. Ensemble selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que chaque élément fusible mécanique (30) prend la forme d'un organe de cisaillement, de préférence équipé d'une portion affaiblie mécaniquement (50).30 9. Véhicule (20) de transport de matières radioactives équipé d'un ensemble (100) selon l'une quelconque des revendications précédentes, le véhicule comprenant une plateforme (10) de fixation de l'ensemble (100) superposé sur ladite plateforme selon ladite première direction (12), avec la première partie (14) du châssis (3) fixée sur ladite plateforme (10).