Brevet FR3014238A1 — publié le 20150605

Colis industriel destiné au transport d'équipements radioactifs et procédé associé L'invention concerne en général le transport des équipements radioactifs. Certaines machines ou outillages doivent être transportés d'une centrale nucléaire à une autre. Un exemple d'une telle machine est la machine d'inspection en service, qui est utilisée pour inspecter la cuve des réacteurs nucléaires lors de visites décennales. Après utilisation dans une centrale nucléaire, la machine est démontée et transportée jusqu'à la centrale nucléaire qui doit faire l'objet de l'inspection suivante. Pour le transport, la machine est séparée en plusieurs sous-ensembles, chaque sous-ensemble étant emballé séparément. Ces sous-ensembles sont d'un poids et d'un encombrement très importants. Chaque sous-ensemble présente typiquement un poids de plusieurs tonnes, et après conditionnement, constitue un colis d'au moins 20 m3. Le transport d'équipements radioactifs est réglementé. Notamment, l'Agence Internationale de l'Energie Atomique publie des règlements qui encadrent le transport de tels équipements. Dans ce contexte, l'invention vise à proposer un colis industriel destiné au transport d'équipements radioactifs, qui soit conforme au règlement de transport des matières radioactives édicté par l'AIEA, notamment aux prescriptions TS-R-1, et qui soit d'un coût raisonnable. Selon un premier aspect, l'invention porte donc sur un colis industriel de type IP-1, destiné au transport d'équipements radioactifs, le colis comprenant : - un châssis prévu pour supporter l'équipement radioactif à transporter ; - une enveloppe enveloppant l'équipement radioactif, l'enveloppe définissant une barrière de confinement autour de l'équipement radioactif ; - une cloche rigide coiffant l'enveloppe et fixée de manière démontable au châssis. Un tel colis industriel est destiné au transport d'équipements rentrant dans la catégorie des objets contaminés superficiellement (SCO), telle que définie par le paragraphe 241 des prescriptions TS-R-1. Un objet contaminé superficiellement est défini dans ce paragraphe comme un objet solide qui n'est pas lui-même radioactif, mais sur les surfaces duquel est répartie une matière radioactive. Le document de l'AIEA définit deux catégories de SCO, en fonction du niveau de contamination de l'objet. Pour la catégorie SCO-I, les critères retenus sont les suivants. - i) la moyenne de la contamination non fixée sur 300 cm2 pour la surface accessible ne dépasse pas 4 becquerels par cm2 pour les émetteurs [3 et y et les émetteurs a de faible toxicité, ou 0,4 becquerels par cm2 pour tous les autres émetteurs CI ; - ii) pour la surface accessible, la moyenne de la contamination fixée sur 300 cm2 ne dépasse pas 4 104 becquerels par cm2 pour les émetteurs [3 et y et les émetteurs a de faible toxicité, ou 4 103 becquerels par cm2 pour tous les autres émetteurs a ; - iii) pour la surface inaccessible la moyenne de la contamination non fixée et de la contamination fixée sur 300 cm2 ne dépasse pas 4 104 becquerels par cm2 pour les émetteurs [3 et y et les émetteurs a de faible toxicité, ou 4 103 becquerels par cm2 pour tous les autres émetteurs a. D'autres limites, plus élevées, sont fixées pour la catégorie SCO-II. Au paragraphe 524, les prescriptions TS-R-1 prescrivent l'utilisation de colis industriels de type IP-1 pour les objets de la catégorie SCO-1 , et de type IP-2 pour les objets de catégorie SCO-II. Les exigences relatives à la conception et aux performances des colis de type IP-1 et IP-2 sont détaillées aux paragraphes 621 et 622 des prescriptions TS-R-1. Il existe par ailleurs d'autres types de colis, notamment des colis de type A, qui permettent d'emballer des équipements radioactifs présentant une contamination plus forte que ceux qui sont emballés dans les colis de type IP-1 ou IP-2. Les exigences concernant les colis du type A sont détaillées aux paragraphes 633 à 649 des prescriptions TS-R-1. Les colis de type A doivent, entre autres, résister à des épreuves de chute normalisées. Le paragraphe 722 des prescriptions TS-R-1 spécifie que les colis de type IP-2 doivent eux aussi résister à des épreuves de chute normalisée. Ce n'est pas le cas en revanche pour les colis de type IP-1. Pour des colis contenant des équipements radioactifs lourds, de grandes tailles, il est difficile voire impossible de justifier de manière sûre la résistance des colis aux épreuves de chute normalisées. Il est particulièrement avantageux de pouvoir conditionner les équipements radioactifs lourds et de grandes tailles dans des colis industriels de type IP-1, qui sont soumis à des contraintes réglementaires de conception ou de performance moins exigeantes. Dans le colis industriel de l'invention, l'enveloppe définit une barrière de confinement autour de l'équipement radioactif. L'enveloppe définit donc avec précision la limite d'accessibilité de la contamination au sens de la réglementation des transports de matières radioactives et notamment des prescriptions TS-R-1. En d'autres termes, la surface accessible sur laquelle va être mesurée la contamination non fixée et la contamination fixée correspond à la surface externe de l'enveloppe. Il devient ainsi possible de démontrer rapidement, de manière simple et fiable, que l'équipement radioactif transporté, placé à l'intérieur de l'enveloppe, respecte les critères ci-dessus relatifs aux objets contaminés superficiellement. En retour, ces équipements radioactifs peuvent être emballés dans des colis industriels de type IP-1, et n'ont pas à être emballés dans des colis de type IP2 ou de type A , beaucoup plus complexes et coûteux. Le colis de l'invention peut également présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci-dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - l'enveloppe est une housse en un tissu souple ; - l'enveloppe et le châssis définissent ensemble une barrière de confinement entourant entièrement l'équipement radioactif ; - le colis comprend une armature fixée au châssis, l'enveloppe coiffant l'armature et étant supportée par l'armature ; et - l'armature comporte une pluralité de tubes liés les uns aux autres et formant une structure autoportante. Selon un second aspect, l'invention porte sur un procédé de transport d'équipements radioactifs, le procédé comprenant les étapes suivantes : - placer l'équipement radioactif à transporter sur un châssis ; - mettre en place une enveloppe autour de l'équipement radioactif, l'enveloppe définissant une barrière de confinement autour de l'équipement radioactif ; - mettre en place une cloche rigide autour de l'équipement radioactif. Le colis industriel tel que défini plus haut permet de mettre en oeuvre le procédé de transport faisant l'objet du second aspect de l'invention. Le procédé peut en outre présenter une ou plusieurs des caractéristiques ci- dessous, considérées individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles : - l'enveloppe est une housse en tissu souple ; - l'enveloppe et le châssis définissent ensemble une barrière de confinement entourant entièrement l'équipement radioactif ; - le procédé comprend une étape de fixation d'une armature au châssis, l'armature guidant l'enveloppe à l'étape de mise en place et supportant l'enveloppe ; - le procédé comprend une étape de contrôle de la contamination non fixée sur une surface accessible de l'enveloppe ; - le procédé comprend une étape de contrôle de la contamination surfacique totale sur les surfaces inaccessibles de l'objet constitué par le châssis, l'équipement radioactif placé sur le châssis, et l'enveloppe disposée autour de l'équipement radioactif, l'étape de contrôle comprenant les sous-étapes suivantes : . évaluer une surface totale de l'objet susceptible d'être en contact avec la contamination ; . mesurer un débit de dose à une distance déterminée de l'objet ; . calculer la contamination surfacique totale sur les surfaces inaccessibles en utilisant ladite surface totale estimée et ledit débit de dose mesuré. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui en est donnée ci-dessous, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence à la figure annexée représentant un colis industriel conforme à l'invention. Comme indiqué plus haut, le colis industriel représenté sur la figure est destiné au transport d'équipements radioactifs, et plus spécialement d'équipements radioactifs lourds avec des surfaces complexes, présentant un encombrement important. Il est toutefois applicable au transport d'équipements radioactifs de petite(s) ou moyenne(s) taille(s). Ces équipements radioactifs sont par exemple des machines ou des outillages utilisés lors d'opérations de maintenance dans des centrales nucléaires, ou dans toutes sortes d'installations nucléaires. Ces machines ou outillages ont des formes complexes, de telle sorte qu'il est fréquemment difficile pour de tels outillages de déterminer quelles sont les surfaces accessibles au niveau desquelles doivent être déterminées la contamination fixée et la contamination non fixée, au sens des prescriptions TS-R-1 de l'AIEA. Comme visible sur la figure, le colis industriel 1 de l'invention comprend : - un châssis 3 prévu pour supporter l'équipement radioactif 5 à transporter ; - une enveloppe 7 entourant l'équipement radioactif 5, l'enveloppe 7 définissant une barrière de confinement autour de l'équipement radioactif. Dans l'exemple représenté, le châssis est un plateau sur lequel est arrimé par des moyens prévus à cet effet l'équipement radioactif 5 à transporter. L'équipement radioactif 5 repose sur une grande face plane 8 du plateau. En variante, le châssis 3 peut avoir toute autre forme, la forme étant choisie en fonction de l'équipement radioactif à transporter. Le châssis 3 doit pouvoir reprendre le poids de l'équipement 5 à transporter et celui de tous les autres éléments du colis industriel. Il doit pouvoir être déplacé, avec l'équipement radioactif. Il doit par exemple présenter une rigidité et une résistance mécanique suffisante pour pouvoir être soulevé, quand le colis est transféré sur un moyen de transport, par exemple un camion ou un bateau. Dans l'exemple représenté, l'équipement radioactif disposé sur le châssis 3 est un élément d'une machine d'inspection en service. L'enveloppe 7 est une housse en un tissu souple. La housse 7 présente la forme d'une cloche souple. Elle est ouverte vers le bas mais fermée dans toutes les autres directions. Elle entoure l'élément radioactif 5 dans toutes les directions, sauf vers le bas. Vers le bas, elle est délimitée par un bord périphérique 9, lié au châssis 3 par un système de fermeture étanche 11. On entend par étanche le fait que la liaison entre la housse et le châssis ne permet pas à la contamination de sortir du volume délimité par la housse. Ainsi, la housse et le châssis définissent ensemble une barrière de confinement entourant entièrement l'équipement radioactif 5. Plus précisément, l'ouverture délimitée par la housse 7 est entièrement fermée par une zone pleine du châssis, dépourvue d'ouvertures pouvant laisser s'échapper la contamination radioactive. La housse 7 est réalisée dans un tissu résistant, décontaminable. Ce tissu est par exemple du type utilisé pour réaliser des bâches de camions. Par exemple, le tissu est réalisé en fils de polyester, et est laqué par du PVC sur ses deux faces. Il présente par exemple un poids de l'ordre de 650 g/m2. Il présente une résistance à la rupture de 250 daN pour 5 cm d'allongement, à la fois pour le fil de chaîne et pour le fil de trame. Il présente une résistance à la déchirure comprise entre 5 et 50 daN, de préférence entre 10 et 40 daN, à la fois pour le fil de chaîne et pour le fil de trame. En d'autres termes, le tissu utilisé pour la housse 7 est très différent des feuilles de vinyle typiquement utilisées pour emballer des outils contaminés. Ces feuilles de vinyle sont légères, et ne présentent qu'une faible résistance à la déchirure ou à la rupture. Dans l'invention, la housse est réalisée dans un matériau beaucoup plus résistant, de manière à pouvoir être réutilisée pour un grand nombre de transports. De manière à faciliter la mise en place et à assurer le supportage de la housse 7, le colis comporte une armature 13, fixée au châssis 3. L'armature 13 est une structure tubulaire, autoportante. Elle comporte dans l'exemple représenté quatre montants tubulaires verticaux 15 raccordés entre eux par des tubes horizontaux 17. L'armature comporte encore un cadre horizontal 19 définissant le sommet de l'armature, le cadre 19 étant raccordé aux montants tubulaires 15 par l'intermédiaire de tubes arqués 21. Les montants 15 sont rigidement fixés au châssis 3. L'armature 13 délimite un volume dans lequel est placé l'équipement radioactif 5. La housse 7 est enfilée sur l'armature 13, et supportée par l'armature 13. En d'autres termes, la housse 7 est située à l'extérieur dudit volume délimité par l'armature. La forme en cloche de la housse 7 est conférée à ladite housse par l'armature. Le colis industriel comporte encore une cloche rigide 23, qui coiffe l'enveloppe 7 et qui est rigidement fixée, de manière démontable, au châssis 3. Comme visible sur la figure, la cloche est ouverte vers le bas. Elle délimite intérieurement un volume de taille légèrement supérieure à celui de la housse 7, de telle sorte que la housse 7 peut être entièrement logée à l'intérieur de la cloche rigide 23. La cloche 23 est réalisée dans un matériau rigide, par exemple en plaques métalliques. Elle est fixée au châssis 3 par tous moyens adaptés. Quand la cloche est fixée au châssis 3, l'équipement radioactif 5 et la housse 7 sont entièrement logés entre le châssis et la cloche. La cloche rigide 23 est conçue pour permettre au colis de respecter les prescriptions TS-R-1 concernant les colis IP-1, notamment celles définies aux paragraphes 606 à 619, 722 et 723. En l'absence de cloche rigide, ces prescriptions ne seraient pas respectées. Le procédé de transport d'équipements radioactifs à l'aide d'un colis du type décrit ci-dessus va maintenant être détaillé. Par exemple, l'équipement radioactif 5 est situé initialement dans une zone contaminée d'une centrale nucléaire. Il a éventuellement subi une opération de décontamination. L'équipement radioactif 5 à transporter est d'abord placé sur le châssis 3 et fixé rigidement à celui-ci. Pour cela, on utilise typiquement les moyens de levage équipant la centrale nucléaire. Puis, la housse 7 est placée autour de l'équipement radioactif, de manière à définir une barrière de confinement autour de cet équipement radioactif. Pour ce faire, on monte d'abord l'armature 13 sur le châssis, autour de l'équipement radioactif 5. On met ensuite en place la housse 7 autour de l'équipement radioactif 5, en se servant de l'armature 13 pour le guidage de la housse 7. Le bord périphérique 9 de la housse 7 est ensuite rigidement fixé au châssis 3, de manière étanche, par l'intermédiaire du dispositif 11 prévu à cet effet. L'objet ainsi obtenu est ensuite soumis aux contrôles réglementaires ayant pour but de démontrer que cet objet peut être classé comme un objet contaminé superficiellement (SCO) au sens des prescriptions TS-R-1 de l'AIEA. Notamment, la contamination non fixée sur la surface accessible de la housse est contrôlée. La surface accessible correspond à la surface de la housse tournée vers l'extérieur, c'est-à-dire à l'opposé de l'équipement contaminé. Ce contrôle est effectué par tous moyens adaptés, par exemple par un frottis. De même, la contamination fixée sur la surface accessible de la housse est également contrôlée, de manière à prouver qu'elle est dans les limites prescrites. On effectue également une étape de contrôle de la contamination surfacique totale sur les surfaces inaccessibles de l'objet. Les surfaces inaccessibles sont celles qui sont situées à l'intérieur de la housse. Par contamination surfacique totale on entend ici la somme de la contamination non fixée et de la contamination fixée. Pour ce faire, les sous-étapes suivantes sont mises en oeuvre : - évaluer une surface totale de l'objet susceptible d'être en contact avec la contamination ; - mesurer un débit de dose à une distance déterminée de l'objet ; - calculer la contamination surfacique totale sur les surfaces inaccessibles en utilisant ladite surface totale estimée et le débit de dose mesuré. La surface totale susceptible d'être en contact avec la contamination est évaluée par calcul, en fonction de la géométrie de l'équipement radioactif et de la taille de la housse. Le débit de dose est mesuré par exemple à un mètre à l'extérieur de la housse. L'activité totale à l'intérieur de la housse est ensuite calculée, en fonction du débit de dose mesuré, compte tenu du spectre de la contamination. Ce spectre est connu pour chaque centrale nucléaire ou pour chaque installation nucléaire. La contamination surfacique totale sur les surfaces inaccessibles est ensuite calculée, en divisant l'activité totale par la surface totale du colis susceptible d'être en contact avec la contamination. En fonction des résultats obtenus aux différents contrôles, l'équipement radioactif à transporter, emballé dans la housse, est considéré comme un objet de type SCO-I, et est emballé comme un colis de type industriel IP-1.. D'autres contrôles réglementaires sont encore effectués, notamment la mesure du débit de dose à trois mètres de l'équipement radioactif emballé dans la housse, et le débit de dose au contact de la cloche, une fois celle-ci en place autour de la housse. En variante, l'armature est intégrée à la housse, la housse étant donc une structure autoportante. Selon une autre variante, la housse est remplacée par une enveloppe en un matériau rigide. REVENDICATIONS1.- Colis industriel de type IP-1, destiné au transport d'équipements radioactifs, le colis (1) comprenant : - un châssis (3) prévu pour supporter l'équipement radioactif (5) à transporter ; - une enveloppe (7) enveloppant l'équipement radioactif (5), l'enveloppe (7) définissant une barrière de confinement autour de l'équipement radioactif (5); - une cloche (23) rigide coiffant l'enveloppe (7) et fixée de manière démontable au châssis (3). 2.- Colis selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'enveloppe (7) est une housse en un tissu souple. 3.- Colis selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que l'enveloppe (7) et le châssis (3) définissent ensemble une barrière de confinement entourant entièrement l'équipement radioactif (5). 4.- Colis selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le colis (1) comprend une armature (13) fixée au châssis (3), l'enveloppe (7) coiffant l'armature (13) et étant supportée par l'armature (13). 5.- Colis selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'armature (13) comporte une pluralité de tubes liés les uns aux autres et formant une structure autoportante. 6.- Procédé de transport d'équipements radioactifs, le procédé comprenant les étapes suivantes: - placer l'équipement radioactif (5) à transporter sur un châssis (3) ; - mettre en place une enveloppe (7) autour de l'équipement radioactif (5), l'enveloppe (7) définissant une barrière de confinement autour de l'équipement radioactif (5); - mettre en place une cloche rigide (23) autour de l'enveloppe (7) et, fixer la cloche rigide (23) au châssis (3). 7.- Procédé selon la revendication 6, caractérisé en ce que l'enveloppe (7) est une housse en tissu souple. 8.- Procédé selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que l'enveloppe (7) et le châssis (3) définissent ensemble une barrière de confinement entourant entièrement l'équipement radioactif (5). 9.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de fixation d'une armature (13) au châssis (3), l'armature (13) guidant l'enveloppe (7) à l'étape de mise en place et supportant l'enveloppe (7). 10.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 9 à 9, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de contrôle de la contamination non fixée sur une surface accessible de l'enveloppe (7). 11.- Procédé selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de contrôle de la contamination surfacique totale sur les surfaces inaccessibles de l'objet constitué par le châssis (3), l'équipement radioactif (5) placé sur le châssis (3), et l'enveloppe (7) disposée autour de l'équipement radioactif (5), l'étape de contrôle comprenant les sous-étapes suivantes : - évaluer une surface totale de l'objet susceptible d'être en contact avec la contamination ; - mesurer un débit de dose à une distance déterminée de l'objet ; - calculer la contamination surfacique totale sur les surfaces inaccessibles en utilisant ladite surface totale estimée et ledit débit de dose mesuré.15