Brevet FR3056820A1 — publié le 20180330

EMBALLAGE DE TRANSPORT ET/OU D'ENTREPOSAGE DE MATIERES RADIOACTIVES A ETANCHEITE RENFORCEE DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention se rapporte à un emballage pour le transport et/ou l'entreposage de matière radioactives. Elle concerne plus précisément la fonction d'étanchéité entre le corps latéral et le système de fermeture, qui délimitent conjointement une enceinte de confinement des matières radioactives. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les emballages de transport et/ou d'entreposage de matières radioactives ont pour fonction principale d'isoler leur contenu de l'environnement extérieur. A cet égard, ils font l'objet d'exigences particulièrement élevées quant à leur capacité d'assurer le confinement de matières qu'ils contiennent, dans leur enceinte de confinement délimitée par un corps latéral, un fond, et un système de fermeture. Pour les emballages munis d'un système de fermeture assemblé par des vis sur le corps latéral, le confinement est habituellement réalisé au moyen d'un joint torique en élastomère ou en matériau métallique. Ce joint doit garantir un flux de fuite maximal admissible dans toutes les conditions de transport et d'entreposage. A ce titre, une protection optimale de toute barrière d'étanchéité est nécessaire pour garantir qu'un décollement momentané au niveau du joint n'excèderait pas une valeur limite suite à un chargement mécanique. Le décollement du joint, relativement à la portée de joint, signifie une possible perte d'étanchéité locale et momentanée. D'après les règlementations en vigueur, les emballages doivent pouvoir résister à des conditions accidentelles telles que les chutes sur poinçon. L'impact d'un poinçon au niveau de toute barrière d'étanchéité, selon la direction radiale, peut 3056820 2 engendrer des dommages qui aboutiraient à un décollement momentané du joint au-delà de la valeur limite. Il est donc nécessaire de protéger efficacement le/les joints d'étanchéité entre le corps latéral de l'emballage et le système de fermeture, en cas de chute sur 5 poinçon, en particulier lorsque ce dernier est orienté radialement par rapport à l'axe longitudinal de l'emballage. Pour ce faire, il est généralement prévu un capot amortisseur présentant une zone creuse dans laquelle est logée la zone de liaison entre le corps latéral de l'emballage, et le système de fermeture. Cependant, en cas de chute, le poinçon est susceptible de traverser le 10 capot amortisseur et de transmettre des efforts à l'extrémité de tête du corps latéral puis au système de fermeture, avec pour conséquence possible un décollement du joint. Pour limiter ce risque, le capot amortisseur ainsi que d'autres composants environnants de l'emballage peuvent être renforcés, mais cela impacte défavorablement la masse globale de l'emballage. 15 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 emballage pour le transport et/ou l'entreposage de matières radioactives présentant une enceinte de confinement 20 délimitée par un fond, un corps latéral et un système de fermeture espacé du fond selon un axe longitudinal de l'emballage, le système de fermeture étant fixé de manière démontable sur le corps latéral avec au moins un joint d'étanchéité interposé entre eux, ledit joint d'étanchéité se situant dans un plan fictif de joint orthogonal à l'axe longitudinal, l'emballage comprenant en outre un capot amortisseur de tête pourvu 25 d'une zone creuse dans laquelle sont logés au moins une partie du système de fermeture ainsi qu'une extrémité de tête du corps latéral. Selon l'invention, ladite zone creuse du capot est en partie délimitée par une pièce périphérique de déviation de poinçon, ladite pièce périphérique présentant une surface de délimitation de la zone creuse et, à l'opposé, une surface de déviation de 3056820 3 poinçon centrée sur l'axe longitudinal et traversée par ledit plan fictif de joint, ladite surface de déviation de poinçon présentant en chaque point de toute demi-coupe axiale de cette surface, une tangente inclinée d'un angle aigu par rapport à l'axe longitudinal, ledit angle aigu défini de la tangente vers l'axe longitudinal étant toujours positif ou 5 toujours négatif dans la demi-section considérée. Ainsi, en cas de chute sur poinçon orienté radialement par rapport à l'axe longitudinal de l'emballage, ce dernier glisse sur la surface de déviation et l'effort transmis à la pièce périphérique se décompose en une composante axiale, et une composante radiale. Ces composantes sont ensuite transmises à l'extrémité de tête du 10 corps latéral, qui peut aisément reprendre la composante axiale. La composante radiale est quant à elle d'intensité réduite par rapport à celle rencontrée avec les réalisations de l'art antérieur présentant une pièce périphérique annulaire, ce qui conduit à une plus faible sollicitation du système de fermeture par l'extrémité de tête du corps latéral. Les risques de fuites d'étanchéité s'en trouvent avantageusement réduits. En effet, les 15 déformations du/des couvercles du système de fermeture se trouvent réduites, en conséquence de quoi les risques de décollement du/des joints par rapport à la portée de joint le sont également. L'invention présente de préférence au moins l'une quelconque des caractéristiques optionnelles suivantes, prises isolément ou en combinaison. 20 La surface de déviation de poinçon présente une forme tronconique, de sphère tronquée, ou encore d'ellipsoïde tronquée. La surface de déviation de poinçon s'évase dans une première direction axiale allant du système de fermeture vers le fond de l'emballage. Une configuration inversée est néanmoins envisageable, sans sortir du cadre de l'invention. 25 Ledit angle aigu est supérieur à 20°, et de préférence compris entre 30 et 60°. L'extrémité de tête du corps latéral comporte une zone terminale formant un renfoncement pour le logement du système de fermeture, et ladite surface de déviation de poinçon s'étend axialement au-delà de la zone terminale, dans une seconde direction axiale allant du fond vers le système de fermeture. 3056820 4 De préférence, le système de fermeture comprend deux couvercles, et un joint d'étanchéité est interposé entre le corps latéral et chacun de ces deux couvercles. La zone creuse est également en partie délimitée par une plaque de 5 base du capot amortisseur de tête solidaire de la pièce périphérique de déviation de poinçon, ladite plaque de base formant tout ou partie du fond de ladite zone creuse. Ladite surface de délimitation de la zone creuse prévue sur la pièce périphérique comporte une portion de forme cylindrique, centrée sur l'axe longitudinal et entourant une surface extérieure complémentaire du corps latéral. 10 La surface de déviation de poinçon est recouverte par un matériau d'amortissement de choc logé dans une cavité du capot amortisseur de tête délimitée en partie par la pièce périphérique de déviation de poinçon. La pièce périphérique de déviation de poinçon est métallique, de préférence en acier inoxydable. 15 Par ailleurs, l'invention peut alternativement être implantée sur l'extrémité de tête du corps latéral, et non plus sur le capot amortisseur qui recouvre cette extrémité. Ainsi, l'invention a également pour objet un emballage pour le transport et/ou l'entreposage de matières radioactives présentant une enceinte de confinement délimitée par un fond, un corps latéral et un système de fermeture espacé du fond selon 20 un axe longitudinal de l'emballage, le système de fermeture étant fixé de manière démontable sur le corps latéral avec au moins un joint d'étanchéité interposé entre eux, ledit joint d'étanchéité se situant dans un plan fictif de joint orthogonal à l'axe longitudinal, l'emballage comprenant en outre un capot amortisseur de tête pourvu d'une zone creuse dans laquelle sont logés au moins une partie du système de fermeture 25 ainsi qu'une extrémité de tête du corps latéral. Selon l'invention, l'extrémité de tête du corps latéral présente extérieurement une surface de déviation de poinçon centrée sur l'axe longitudinal et traversée par ledit plan fictif de joint, ladite surface de déviation de poinçon présentant en chaque point de toute demi-coupe axiale de cette surface, une tangente inclinée d'un 3056820 5 angle aigu par rapport à l'axe longitudinal, ledit angle aigu défini de la tangente vers l'axe longitudinal étant toujours positif ou toujours négatif dans la demi-section considérée. Les avantages conférés par cette réalisation sont identiques à ceux mentionnés ci-dessus. De plus, il est noté que les caractéristiques optionnelles présentées 5 précédemment sont également applicables à cette réalisation dans laquelle l'invention est mise en oeuvre au niveau de l'extrémité de tête du corps latéral de l'emballage. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description détaillée non limitative ci-dessous. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS 10 Cette description sera faite au regard des dessins annexés parmi lesquels ; - la figure 1 représente une vue schématique de face d'un emballage pour l'entreposage et/ou le transport de matières radioactives, selon l'invention ; - la figure 2 est une vue partielle en demi-coupe axiale de l'emballage se 15 présentant sous la forme d'un premier mode de réalisation préféré de l'invention ; - la figure 3 représente une chute de l'emballage de la figure 2 sur un poinçon ; et - les figures 4 à 6 sont des vues analogues à celle montrée sur la figure 2, avec l'emballage se présentant sous la forme d'autres modes de réalisation préférés. 20 EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PRÉFÉRÉS En référence tout d'abord à la figure 1, il est représenté une vue schématique de face d'un emballage pour le transport et/ou l'entreposage de matières radioactives, comme des assemblages de combustible irradiés ou des déchets radioactifs. L'emballage 1 est représenté dans une position verticale d'entreposage, dans laquelle son 25 axe longitudinal 2 est orienté verticalement. L'emballage 1 comprend une enceinte de confinement 4 délimitée par un fond 6, un corps latéral 8 ainsi qu'un système de fermeture 10 comprenant un ou plusieurs couvercles. Le fond 6 et le système de fermeture 10 sont espacés l'un de l'autre 3056820 6 selon l'axe longitudinal 2, sur lequel est centré le corps latéral 8 de section transversale circulaire ou de forme polygonale. L'emballage 1 comporte également un capot amortisseur de tête 12 ainsi qu'un capot amortisseur de fond 14. Le capot amortisseur de tête 12 est pourvu 5 d'une zone creuse 16 centrée sur l'axe 2, cette zone creuse logeant le système de fermeture 10 ainsi qu'une extrémité de tête 8a du corps latéral 8. De façon analogue, le capot amortisseur de fond 14 est pourvu d'une zone creuse 18 centrée sur l'axe 2 et logeant le fond 6 ainsi qu'une extrémité de fond 8b de ce même corps latéral. Le système de fermeture 10 est fixé de manière démontable sur le corps 10 latéral 8, de préférence à l'aide de vis 22 dont l'une est représentée sur la demi-coupe partielle de la figure 2. Sur cette figure, il est montré le système de fermeture 10 qui prend ici la forme d'un couvercle unique 10a orthogonal à l'axe 2. Le couvercle 10a est logé dans un renfoncement 24 pratiqué intérieurement au niveau d'une zone terminale 26 de l'extrémité de tête 8a. A la base de ce renfoncement, il est prévu une portée de 15 joint d'étanchéité 28 sur laquelle repose un joint torique 30, agencé entre cette portée 28 et le couvercle 10a. A cet égard, il est noté que le couple de serrage exercé sur les vis 22 du couvercle 10a permet de comprimer le joint 30 dans sa gorge 32 du couvercle, et garantit ainsi l'étanchéité. Il est également indiqué que plusieurs joints pourraient être agencés entre le couvercle 10a et la portée de joint 28, sans sortir du cadre de l'invention 20 Le joint 30, de préférence en matériau élastomère ou métallique, se situe ainsi dans un plan fictif de joint P1 correspondant au plan de la portée 28, et orthogonal à l'axe 2. La zone creuse 16 est délimitée radialement par une pièce périphérique de déviation de poinçon 40, ainsi que par une plaque de base 42 solidarisée à l'extrémité 25 supérieure de la pièce périphérique 40, intérieurement par rapport à celle-ci. La plaque de base 42 peut être réalisée d'un seul tenant avec la pièce périphérique 42, ou bien rapportée sur celle-ci, par exemple par soudage. La plaque de base 42 forme tout ou partie du fond de la zone creuse 16, comme cela est visible sur la figure 2. La pièce périphérique 40 présente intérieurement une surface 50 de 30 délimitation radiale de la zone creuse 16. Cette surface 50 comprend une portion 50a de 3056820 7 forme cylindrique, centrée sur l'axe A. Cette portion cylindrique 50a entoure l'extrémité de tête 8a du corps latéral 8, cette extrémité 8a présentant une surface extérieure cylindrique 52 de forme complémentaire. La pièce périphérique est réalisée dans un acier inoxydable présentant 5 de très hautes performances mécaniques, par exemple en acier Uranus®. A l'opposé de la surface de délimitation 50, elle présente extérieurement une surface de déviation de poinçon 56 centrée sur l'axe 2 et traversée par le plan fictif de joint Pl. Dans ce premier mode de réalisation de la figure 2, la surface de déviation de poinçon 56 est tronconique, et s'évase dans une première direction axiale 10 58a parallèle à l'axe 2 et allant du couvercle 10a vers le fond 6. L'angle aigu A entre cette surface tronconique 56 considérée en demi-coupe axiale, et l'axe longitudinal 2, est préférentiellement compris entre 30 et 60°. Cette surface de déviation de poinçon 56 s'étend axialement au-delà de la zone terminale 26 de l'extrémité de tête du corps latéral 8. En d'autres termes, elle s'étend au-delà de cette zone terminale 26, dans une seconde 15 direction axiale 58b opposée à la première direction 58a, et allant donc du fond 6 vers le couvercle 10a. Dans la première direction 58a, la surface de déviation 56 s'étend au-delà de la portée de joint 28. La surface de déviation 56 délimite par ailleurs une cavité de capot 60 dans laquelle se trouve un matériau d'amortissement de choc 62, comme du bois ou de la 20 mousse de carbone. Cette cavité classique 60 est également délimitée par la plaque de base 42, ainsi que pas des parois extérieures de capot 64. Comme cela a été schématisé sur la figure 3, en cas de chute (schématisée par la flèche 72) sur un poinçon 70 orienté radialement par rapport à l'axe longitudinal de l'emballage tombant en position horizontale, ce poinçon 70 glisse sur la 25 surface de déviation 56, comme indiqué schématiquement par la flèche 74. L'effort transmis à la pièce périphérique 40 se décompose alors en une composante axiale et une composante radiale, ces composantes étant ensuite transmises à l'extrémité de tête 8a du corps latéral qui peut aisément reprendre la composante axiale. La composante radiale est quant à elle d'intensité réduite, ce qui conduit à une plus faible sollicitation du 3056820 8 couvercle 10a par l'extrémité de tête 8a. Les risques de fuites d'étanchéité par décollement du joint s'en trouvent avantageusement réduits. En référence à présent à la figure 4, il est montré un second mode de réalisation préféré de l'invention, dans lequel le système de fermeture comprend 5 plusieurs couvercles 10a, 10b disposés les uns au-dessus des autres selon l'axe 2. Un joint d'étanchéité 30 est associé à chacun des couvercles, ici au nombre de deux, en étant interposé entre la zone terminale 26 et le couvercle concerné. De plus, les deux plans fictifs de joint Pl, P2, correspondant aux deux joints 30, traversent chacun la surface de déviation de poinçon 56. 10 La figure 5 représente un troisième mode de réalisation préféré de l'invention, dans lequel la surface de déviation de poinçon 56 présente une forme, en demi-coupe axiale, de sphère tronquée ou d'ellipsoïde tronquée. Plus généralement, la surface 56 présente en chaque point 76 de toute demi-coupe axiale de cette surface, une tangente 78 est inclinée d'un angle aigu A par rapport à l'axe 2. L'angle aigu A, qui est 15 défini dans le sens allant de la tangente 78 vers l'axe longitudinal, est toujours positif ou toujours négatif. Sur la demi-coupe de gauche de la figure 5, cet angle A est toujours positif, ce qui traduit le fait que la surface de déviation de poinçon 56 s'évase en allant vers le fond de l'emballage. Enfin, la figure 6 représente un quatrième mode de réalisation préféré 20 dans lequel la particularité de l'invention est implantée non plus au niveau du capot amortisseur de tête 12, mais au niveau de l'extrémité de tête 8a de l'emballage. En effet, dans ce quatrième mode, la surface extérieure de la zone terminale 26 est constituée par la surface tronconique 56 de déviation de poinçon. De ce fait, le capot amortisseur de tête 12 présente autour de la surface 56 une paroi 80 de forme complémentaire 25 tronconique, cette paroi délimitant la cavité 60. 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. En particulier, les différents modes de réalisation qui ont été détaillés ci-dessus sont combinables entre eux. 30 REVENDICATIONS1. Emballage (1) pour le transport et/ou l'entreposage de matières radioactives présentant une enceinte de confinement (4) délimitée par un fond (6), un corps latéral (8) et un système de fermeture (10) espacé du fond selon un axe longitudinal (2) de l'emballage, le système de fermeture étant fixé de manière démontable sur le corps latéral avec au moins un joint d'étanchéité (30) interposé entre eux, ledit joint d'étanchéité se situant dans un plan fictif de joint (P1) orthogonal à l'axe longitudinal (2), l'emballage comprenant en outre un capot amortisseur de tête (12) pourvu d'une zone creuse (16) dans laquelle sont logés au moins une partie du système de fermeture (10) ainsi qu'une extrémité de tête (8a) du corps latéral, caractérisé en ce que ladite zone creuse (16) du capot est en partie délimitée par une pièce périphérique de déviation de poinçon (40), ladite pièce périphérique présentant une surface de délimitation (50) de la zone creuse (16) et, à l'opposé, une surface de déviation de poinçon (56) centrée sur l'axe longitudinal (2) et traversée par ledit plan fictif de joint (P1), ladite surface de déviation de poinçon (56) présentant en chaque point (76) de toute demi-coupe axiale de cette surface, une tangente (78) inclinée d'un angle aigu (A) par rapport à l'axe longitudinal, ledit angle aigu défini de la tangente (78) vers l'axe longitudinal (2) étant toujours positif ou toujours négatif dans la demi- section considérée. 2. Emballage selon la revendication 1, caractérisé en ce que la surface de déviation de poinçon (56) présente une forme tronconique, de sphère tronquée, ou encore d'ellipsoïde tronquée. 3. Emballage selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que la surface de déviation de poinçon (56) s'évase dans une première direction axiale (58a) allant du système de fermeture (10) vers le fond (6) de l'emballage. 3056820 10 4. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit angle aigu (A) est supérieur à 20°, et de préférence compris entre 30 et 60°. 5. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé 5 en ce que l'extrémité de tête (8a) du corps latéral comporte une zone terminale (26) formant un renfoncement (24) pour le logement du système de fermeture (10), et en ce que ladite surface de déviation de poinçon (56) s'étend axialement au-delà de la zone terminale (26), dans une seconde direction axiale (58b) allant du fond (6) vers le système de fermeture (10). 10 6. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le système de fermeture (10) comprend deux couvercles (10a, 10b), et en ce qu'un joint d'étanchéité (30) est interposé entre le corps latéral (8) et chacun de ces deux couvercles. 7. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé 15 en ce que la zone creuse (16) est également en partie délimitée par une plaque de base (42) du capot amortisseur de tête, solidaire de la pièce périphérique de déviation de poinçon (40), ladite plaque de base (42) formant tout ou partie du fond de ladite zone creuse (16). 8. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé 20 en ce que ladite surface (50) de délimitation de la zone creuse prévue sur la pièce périphérique comporte une portion (50a) de forme cylindrique centrée sur l'axe longitudinal (2) et entourant une surface extérieure complémentaire (64) du corps latéral. 9. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la surface de déviation de poinçon (56) est recouverte par un matériau 25 d'amortissement de choc (62) logé dans une cavité (60) du capot amortisseur de tête délimitée en partie par la pièce périphérique de déviation de poinçon (40). 3056820 11 10. Emballage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que la pièce périphérique de déviation de poinçon (40) est métallique, de préférence en acier inoxydable. 11. Emballage (1) pour le transport et/ou l'entreposage de matières radioactives 5 présentant une enceinte de confinement (4) délimitée par un fond (6), un corps latéral (8) et un système de fermeture (10) espacé du fond selon un axe longitudinal (2) de l'emballage, le système de fermeture (10) étant fixé de manière démontable sur le corps latéral (8) avec au moins un joint d'étanchéité (30) interposé entre eux, ledit joint d'étanchéité se situant dans un plan fictif de joint (P1) orthogonal à l'axe longitudinal, 10 l'emballage comprenant en outre un capot amortisseur de tête (12) pourvu d'une zone creuse (16) dans laquelle sont logés au moins une partie du système de fermeture (10) ainsi qu'une extrémité de tête (8a) du corps latéral, caractérisé en ce que l'extrémité de tête (8a) du corps latéral présente extérieurement une surface de déviation de poinçon (56) centrée sur l'axe longitudinal (2) 15 et traversée par ledit plan fictif de joint (P1), ladite surface de déviation de poinçon (56) présentant en chaque point (76) de toute demi-coupe axiale de cette surface, une tangente (78) inclinée d'un angle aigu (A) par rapport à l'axe longitudinal, ledit angle aigu défini de la tangente (78) vers l'axe longitudinal étant toujours positif ou toujours négatif dans la demi-section considérée. 20