Brevet FR3042902A1 — publié le 20170428

La présente invention concerne le stockage de matériaux dangereux. Ces matériaux dangereux sont par exemple des déchets radioactifs. ETAT DE LA TECHNIQUE Dans les centrales de production d'électricité avec combustibles nucléaires, une partie du matériel d'exploitation usagé est habituellement stockée dans des emballages dédiés qui sont eux-mêmes en final stockés dans des casemates lorsque le matériel d'exploitation usagé est radioactif. Ces casemates de stockage sont localisées sur le site de la centrale nucléaire, à l'extérieur du bâtiment abritant le réacteur nucléaire proprement dit. Le matériel d'exploitation usagé comprend notamment les tubes guide de grappes de contrôle du réacteur nucléaire. Il est donc nécessaire d'extraire le matériel d'exploitation usagé du bâtiment abritant le réacteur nucléaire pour l'amener dans les casemates de stockage. Pour ce faire, il est connu d'utiliser des dispositifs de stockage comprenant un châssis supportant l'enceinte de confinement des matériaux dangereux. L'enceinte de confinement comprend une enveloppe tubulaire blindée ayant une première portion d'extrémité entourée par un blindage additionnel et, à l'opposé, une deuxième extrémité fermée par un couvercle amovible pour permettre l'introduction, dans l'enceinte, des tubes guides de telle manière que la partie la plus radioactive des tubes guides s'étendent dans la deuxième portion d'extrémité de l'enveloppe blindée. Le châssis comprend une semelle surmontée par trois organes de support : deux organes de support arrière s'étendent en vis-à-vis pour supporter la première portion d'extrémité de l'enveloppe blindée par des pivots solidaires du blindage et un organe de support avant sur lequel repose la deuxième portion d'extrémité de l'enveloppe blindée de telle manière que l'enceinte 3042902 2 s'étende horizontalement. Le châssis comprend également des moyens d'accrochage permettant d'y atteler un engin de levage pour soulever l'ensemble du dispositif et le charger sur un véhicule déplaçant le dispositif du 5 bâtiment du réacteur à la casemate de stockage et inversement, ou en tout autre lieu du site. Le dispositif subit donc des manipulations, notamment des levages, qui lui font courir le risque d'une chute. Si une telle chute ne saurait percer 10 l'enveloppe blindée compte-tenu de la hauteur maximale à laquelle peut se trouver le dispositif en cours d'utilisation, une chute pourrait aboutir à une déformation du couvercle ou de l'enveloppe blindée au voisinage du couvercle et, donc, à une rupture de 15 l'étanchéité du confinement. Il pourrait être envisagé d'augmenter la résistance propre de l'emballage par exemple en augmentant l'épaisseur de l'acier constituant l'enveloppe blindée. Il en résulterait cependant une augmentation 20 significative du poids du dispositif au point, éventuellement, de devoir redimensionner les engins de levage, voire ne plus répondre au poids maximum admissible pour la manipulation en centrale. En outre, l'encombrement du dispositif est 25 conditionné par les dimensions des passages en bâtiment réacteur et aussi par les dimensions intérieures des casemates de stockage, et également par les gabarits de transports habituels, ce qui est contraignant aussi pour la conception générale du dispositif. 30 OBJET DE L'INVENTION Un but de l'invention est de fournir un moyen pour assurer la sauvegarde du confinement en cas de choc, en limitant dans les limites acceptables (tolérées) l'augmentation de poids et d'encombrement du dispositif. 35 BREF EXPOSE DE L'INVENTION 3042902 3 A cet effet, on prévoit, selon l'invention, un dispositif de stockage de matériaux dangereux, comportant un châssis supportant une enceinte de confinement des matériaux dangereux, le châssis comprenant une semelle 5 surmontée par des organes de support de l'enceinte. Chaque organe de support comporte un premier élément solidaire du châssis et un deuxième élément qui supporte l'enceinte et qui est monté pour être mobile par rapport au premier élément selon une direction de coulissement 10 sensiblement verticale. Au moins un absorbeur de choc est interposé entre les deux éléments pour bloquer leur déplacement relatif tant que l'effort appliqué sur l'absorbeur de choc par les éléments est au plus égal à un seuil prédéterminé et pour se déformer plastiquement 15 en autorisant le déplacement relatif des éléments sous un effort appliqué sur l'absorbeur de choc par les éléments et supérieur au seuil prédéterminé. L'absorbeur de choc comporte un volume cloisonné délimité par des parois sensiblement verticales pour former une structure 20 alvéolaire. Le seuil prédéterminé est celui correspondant à un effort que le dispositif peut supporter en garantissant l'intégrité du confinement. L'invention est basée sur l'hypothèse que le dispositif, s'il devait 25 chuter, heurterait le sol par le châssis : les deux éléments de chaque absorbeur tendent alors à se rapprocher l'un de l'autre et, si l'effort de rapprochement est supérieur au seuil, les deux éléments vont compresser entre eux l'absorbeur de choc. La 30 déformation plastique de l'absorbeur de choc permettra la dissipation d'une partie de l'énergie du choc, limitant le risque que l'énergie résiduelle soit suffisante pour provoquer une déformation de l'enveloppe. Les absorbeurs de choc à structure alvéolaire présente de bonnes 35 capacités d'absorption d'énergie relativement à leur 3042902 4 poids et à leur encombrement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront à la lecture de la description qui suit de modes de réalisation particuliers non 5 limitatifs de l'invention. BREVE DESCRIPTION DES FIGURES Il sera fait référence aux dessins annexés, parmi lesquels : la figure 1 est une vue en élévation d'un 10 dispositif conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en bout de ce dispositif, - la figure 3 est une vue agrandie et en perspective de la zone III de la figure 1, 15 - la figure 4 est une vue agrandie et en perspective de la zone IV de la figure 1. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION L'invention est ici décrite en application au stockage de déchets radioactifs constitués par des tubes 20 guides de barres de contrôle de réacteur nucléaire. Toutefois, d'autres applications sont bien entendu possibles comme, par exemple, le stockage de produits chimiques toxiques. En référence aux figures, le dispositif de 25 stockage selon l'invention comprend un châssis 1 supportant une enceinte 2 de confinement des déchets radioactifs. L'enceinte 2 comprend une enveloppe blindée 20, de forme tubulaire, ayant une première portion 30 d'extrémité 21 entourée par un blindage additionnel 23 et, à l'opposé, une deuxième portion d'extrémité 22 fermée par un couvercle amovible 24 maintenu en place par des boulons 25. Deux pivots 26, diamétralement opposés l'un à l'autre, s'étendent en saillie du blindage 35 additionnel 23 et deux tourillons de levage 27, 3042902 5 diamétralement opposés l'un à l'autre, s'étendent en saillie de la deuxième portion d'extrémité 22 de l'enveloppe blindée 20. Les pivots 26 et les tourillons de levage 27 sont disposés dans un même plan longitudinal 5 médian de l'enveloppe blindée 20. La structure interne de l'enveloppe blindée 20, qui comprend des moyens de rangement des tubes guides, n'est pas en rapport avec l'invention et ne sera donc pas plus décrite ici. Le châssis 1 comprend une semelle 3 formée d'un 10 assemblage de poutrelles et surmontée par trois organes de support de l'enceinte 2 qui sont disposés aux sommets d'un triangle isocèle dont la hauteur est parallèle à l'axe centrale de l'enveloppe blindée 20, à savoir deux organes de support arrière 4 pour supporter chacun un des 15 pivots 26 et un organe de support avant 5 pour supporter la deuxième portion d'extrémité 22 de l'enceinte blindée 20 en une zone voisine d'une génératrice inférieure de la deuxième portion d'extrémité 22. Chaque organe de support arrière 4 comporte un 20 premier élément 4.1 solidaire du châssis 1 et un deuxième élément 4.2 qui supporte l'enceinte 2 et qui est monté pour être mobile par rapport au premier élément 4.1 selon une direction de coulissement sensiblement verticale. Plus précisément ici, le deuxième élément 4.2 comprend 25 une partie inférieure montée pour coulisser dans une partie supérieure du premier élément 4.1 et une partie supérieure comportant un palier ouvert 4.21 qui reçoit à pivotement le pivot 26 de l'enceinte 2 et qui est fermé par un verrou 4.22 amovible. La partie inférieure du 30 premier élément 4.1 délimite un logement 4.11 dont la dimension verticale dépend de la position relative des éléments 4.1, 4.2. Dans le logement 4.11 sont disposés un premier absorbeur de choc 6.1 et un deuxième absorbeur de choc 35 6.2 reposant sur une platine 6.3 elle-même reposant sur 3042902 6 le premier absorbeur de choc 6.1. La partie inférieure du deuxième élément 4.2 repose sur le deuxième absorbeur de choc 6.2. Les absorbeurs de choc 6.1, 6.2 sont ainsi interposés entre les deux éléments 4.1, 4.2 pour bloquer 5 leur déplacement relatif tant que l'effort appliqué sur chacun des absorbeurs de choc par les éléments 4.1, 4.2 est au plus égal à un seuil prédéterminé et pour se déformer plastiquement en autorisant le déplacement relatif des éléments 4.1, 4.2 lorsque l'effort appliqué 10 sur les absorbeurs de choc par les éléments 4.1, 4.2 est supérieur au seuil prédéterminé. Le premier absorbeur de choc 6.1 est plastiquement déformable au-delà d'un premier seuil d'effort et le deuxième absorbeur de choc est plastiquement déformable au-delà d'un deuxième seuil 15 d'effort inférieur au premier seuil d'effort. Par exemple, le deuxième absorbeur de choc 6.2 est agencé pour absorber un choc résultant d'une chute de 13 cm et le premier absorbeur de choc 6.1 est agencé pour absorber un choc résultant d'une chute de 150 cm. 20 Le logement 4.11 est délimité par une paroi extérieure 4.12 du premier élément 4.1 de l'organe de support 4. Ladite paroi extérieure 4.12 est percée d'une ouverture 4.13 positionnée et de dimensions suffisantes pour permettre l'introduction du deuxième absorbeur de 25 choc 6.2 dans le logement 4.11 et l'extraction du deuxième absorbeur de choc 6.2 hors du logement 4.11 (dans ce cas, le deuxième élément 4.2 doit être soulagé du poids de l'enceinte 2 au moyen d'un engin de levage). L'ouverture 4.13 est avantageuse car il peut arriver que 30 le dispositif subisse un choc provoquant l'écrasement du deuxième absorbeur de choc 6.2 mais pas du premier absorbeur de choc 6.1 : dans ce cas, le deuxième absorbeur de choc 6.2 peut être remplacé sans devoir démonter la paroi extérieure 4.12. L'introduction du 35 premier absorbeur de choc 6.1 et de la platine 6.3 dans 3042902 7 le logement 4.11 et leur extraction hors du logement 4.11 supposent le démontage de la paroi extérieure 4.12 (dans ce cas également, le deuxième élément 4.2 doit être soulagé du poids de l'enceinte 2 au moyen d'un engin de 5 levage). Bien évidemment, il est possible également d'introduire le deuxième absorbeur de choc 6.2 dans le logement 4.11 et de l'en extraire en démontant la paroi extérieure 4.12. Des tiges filetées 8 verticales, vissées dans le 10 châssis 1, traversent chaque organe de support arrière 4 et sont pourvues d'un écrou et de rondelles de type « belleville » s'opposant à un mouvement du deuxième élément 4.2 vers le haut au-delà de la position définie par les écrous. Un tel mouvement pourrait se produire 15 lors des déplacements normaux d'un véhicule emportant le dispositif (accélération, freinage...). Chaque organe de support avant 5 (présenté sans ses parois extérieures sur les figures 2 et 4) comporte un premier élément 5.1 solidaire du châssis 1 et un 20 deuxième élément 5.2 qui supporte l'enceinte 2 et qui est monté pour être mobile par rapport au premier élément 5.1 selon une direction de coulissement sensiblement verticale. Plus précisément ici, le deuxième élément 5.2 comprend une partie inférieure montée pour coulisser dans 25 une partie supérieure du premier élément 5.1 et une partie supérieure sur laquelle repose directement la deuxième portion d'extrémité 22 de l'enveloppe blindée 20. La partie inférieure du premier élément 5.1 délimite un logement dont la dimension verticale dépend de la 30 position relative des éléments 5.1, 5.2. Dans ce logement sont disposés un premier absorbeur de choc 16.1 et un deuxième absorbeur de choc 16.2 reposant sur une platine 16.3 elle-même reposant sur le premier absorbeur de choc 16.1. La partie inférieure 35 du deuxième élément 5.2 repose sur le deuxième absorbeur 3042902 8 de choc 16.2. Les absorbeurs de choc 16.1, 16.2 sont ainsi interposés entre les deux éléments 5.1, 5.2 pour bloquer leur déplacement relatif tant que l'effort appliqué sur chacun des absorbeurs de choc par les 5 éléments 5.1, 5.2 est au plus égal à un seuil prédéterminé et pour se déformer plastiquement en autorisant le déplacement relatif des éléments 5.1, 5.2 lorsque l'effort appliqué sur les absorbeurs de choc par les éléments 5.1, 5.2 est supérieur au seuil 10 prédéterminé. Le premier absorbeur de choc 16.1 est plastiquement deformable au-delà d'un premier seuil d'effort et le deuxième absorbeur de choc est plastiquement deformable au-delà d'un deuxième seuil d'effort inférieur au premier seuil d'effort. Par 15 exemple, le deuxième absorbeur de choc 16.2 est agencé pour absorber un choc résultant d'une chute de 13 cm et le premier absorbeur de choc 16.1 est agencé pour absorber un choc résultant d'une chute de 150 cm. Chaque absorbeur de choc 6.1, 6.2, 16.1, 16.2 20 comporte un volume cloisonné délimité par des parois 7, 17 sensiblement verticales pour former une structure alvéolaire ayant ici une forme en nid d'abeille. Les alvéoles sont ouvertes à leurs extrémités haute et basse. Les absorbeurs de choc 6.1, 6.2, 16.1, 16.2 sont ici en 25 métal. Le métal est ici un alliage d'aluminium. Les parois 7, 17 ont une épaisseur inférieure à 100 microns. Il va de soi que le choix du matériau et le choix de l'épaisseur des parois sont dictés par les contraintes de dimensionnement (effort à supporter, encombrement 30 disponible pour l'absorbeur de choc...). On notera que, dans le mode de réalisation représenté, le deuxième absorbeur de choc 6.2, 16.2 a des dimensions transversales à la direction de coulissement qui sont inférieures à celles du premier absorbeur de 35 choc 6.1, 16.1 de sorte que les surfaces portantes sont 3042902 9 différentes. La platine 6.3, 16.3 a pour fonction d'assurer un transfert des efforts exercés par le deuxième absorbeur de choc 6.2, 16.2 sur la totalité de la surface supérieure du premier absorbeur de choc 6.1, 5 16.1. On notera que le concept présenté ici permet aussi, lors de la conception du dispositif, de s'adapter aux contraintes à respecter (hauteur de chute, masse à supporter...) simplement en dimensionnant et /ou en 10 multipliant les absorbeurs de chocs. L'organe de support avant 5 n'est pas agencé pour supporter des efforts latéraux : le deuxième élément 5.2 est donc relié au châssis 1 par des tirants 9 (câbles) qui s'étendent dans un plan diamétral de l'enceinte 2 15 pour reprendre des efforts latéraux qui seraient exercés sur le châssis 1. Les tirants 9 ne doivent pas s'opposer au déplacement vertical vers le bas du deuxième élément 5.2. Les tirants 9 sont ici formés de câbles maintenus en tension par des moyens non représentés. 20 Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits mais englobe toute variante entrant dans le champ de l'invention telle que définie par les revendications. En particulier, le nombre d'organes de support 25 peut être différent de trois. Seule une partie des organes de support peut être équipée d'un absorbeur de choc (au voisinage de l'endroit où l'enceinte est la plus fragile par exemple). Les organes de support peuvent être équipés d'un 30 nombre différent d'absorbeurs de chocs. L'absorbeur de choc peut être en d'autres matériaux qu'un alliage d'aluminium et par exemple en acier ou en matériau composite. La structure alvéolaire peut avoir une forme différente, par exemple avec des 35 alvéoles en quadrilatère. REVENDICATIONS1. Dispositif de stockage de matériaux dangereux, comportant un châssis (1) supportant une enceinte (2) de confinement des matériaux dangereux, le châssis comprenant une semelle (3) surmontée par des organes de support (4, 5) de l'enceinte, chaque organe de support comportant un premier élément (4.1, 5.1) solidaire du châssis et un deuxième élément (4.2, 5.2) qui supporte l'enceinte et qui est monté pour être mobile par rapport au premier élément selon une direction de coulissement sensiblement verticale, au moins un absorbeur de choc (6.1, 6.2) étant interposé entre les deux éléments pour bloquer leur déplacement relatif tant que l'effort appliqué sur l'absorbeur de choc par les éléments est au plus égal à un seuil prédéterminé et pour se déformer plastiquement en autorisant le déplacement relatif des éléments lorsque l'effort appliqué sur l'absorbeur de choc par les éléments est supérieur au seuil prédéterminé, l'absorbeur de choc comportant un volume cloisonné délimité par des parois (7) sensiblement verticales pour former une structure alvéolaire. 2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel la structure alvéolaire de l'absorbeur de choc (6.1, 6.2) a une forme en nid d'abeille. 3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'absorbeur de choc (6.1, 6.2) est en matériau composite. 4. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel l'absorbeur de choc (6.1, 6.2) est en métal. 5. Dispositif selon la revendication 4, dans lequel l'absorbeur de choc (6.1, 6.2) est en un métal comportant de l'aluminium et les parois (7) ont une épaisseur inférieure à 100 microns. 6. Dispositif selon l'une quelconque des 3042902 12 revendications précédentes, dans lequel deux absorbeurs de choc (6.1, 6.2) sont interposés entre les deux éléments, à savoir un premier absorbeur de choc (6.1) plastiquement deformable au-delà d'un premier seuil 5 d'effort et un deuxième absorbeur de choc (6.2) plastiquement deformable au-delà d'un deuxième seuil d'effort inférieur au premier seuil d'effort. 7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel une platine (6.3) de répartition d'effort est 10 interposée entre les deux absorbeurs de choc (6.1, 6.2). 8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel l'absorbeur de choc (6.1, 6.2) est contenu dans un logement (4.11) délimité par une paroi extérieure (4.12) de l'organe de 15 support, ladite paroi étant percée d'une ouverture (4.13) positionnée et de dimensions suffisantes pour permettre l'introduction de l'absorbeur de choc (6.2) dans le logement et l'extraction de l'absorbeur de choc hors du logement. 20 9. Dispositif selon la revendication 1, comprenant deux organes de support arrière (4) et un organe de support avant (5). 10. Dispositif selon la revendication 9, dans lequel le deuxième élément (5.2) de l'organe de support 25 avant (5) est qui s'étendent pour reprendre sur le châssis pas s'opposer relié au châssis (1) par des tirants (8) dans un plan diamétral de l'enceinte (2) des efforts latéraux qui seraient exercés (1), les tirants (8) étant agencés pour ne au déplacement vertical vers le bas du 30 deuxième élément (5.2). 11. Dispositif selon la revendication 10, dans lequel les tirants (9) sont formés de câbles tendus.