Brevet FR3092431A1 — publié le 20200807

Description Titre de l'invention : Ecran radio-protecteur Domaine technique de l'invention [0001] La présente invention concerne le domaine technique de la protection contre les rayonnements ionisants. [0002] Elle concerne plus particulièrement un écran radio-protecteur destiné à être fixé sur le pourtour d'une ouverture ménagée dans une paroi séparant un espace soumis à des rayonnements ionisants (dit espace chaud), et un espace non soumis à des rayonnements ionisants (dit espace froid). [0003] Elle concerne encore une cellule blindée cloisonnant un espace soumis à des rayonnements ionisants, comprenant un revêtement intérieur métallique et au moins une fenêtre anti-radiation autorisant un accès visuel de l'extérieur vers l'intérieur de ladite cellule blindée, laquelle fenêtre anti-radiation comprend un fourreau noyé dans une paroi en béton, lequel fourreau reçoit un hublot blindé qui est associé à un écran radio-protecteur fixé sur le pourtour d'une ouverture ménagée dans ledit revêtement intérieur métallique. Etat de la technique [0004] Dans certaines usines de retraitement de déchets, ou certains laboratoires, il existe des cellules blindées au sein desquelles on réalise des opérations sur des matériaux radioactifs. [0005] Ces cellules blindées sont entourées dc parois adaptées pour assurer une protection efficace à l'encontre des rayonnements ionisants, et elles comprennent généralement au moins une fenêtre autorisant un contrôle visuel, depuis l'extérieur, des opérations réalisées en interne. [0006] De telles fenêtres (dénommées fenêtres anti-radiation) comprennent un fourreau, noyé dans une paroi en béton, lequel fourreau reçoit un hublot blindé composé d'une monture en fonte intégrant une pluralité de dalles de verre anti-radiation. [0007] De plus, côté intérieur (encore dénommé « espace chaud »), l'enceinte blindée comporte un écran radio-protecteur, positionné en regard du hublot blindé. Cet écran radio-protecteur (encore dénommé « glace alpha »), est fixé sur le pourtour d'une ouverture ménagée dans un revêtement intérieur métallique qui recouvre les parois de l'enceinte blindée. [0008] L'écran radio-protecteur en question comprend une paroi en matériau transparent dont le pourtour est pris en sandwich dans un ensemble porteur composé d'un cadre de fixation et d'un contre-cadre, permettant la fixation par soudure avec le revêtement intérieur de l'enceinte blindée. 2 100091 La paroi en matériau transparent radio-protecteur est délimitée par une première face, destinée à être orientée du côté de « l'espace froid » extérieur, et par une seconde face destinée à être orientée du côté de « l'espace chaud » intérieur. Une bordure périphérique de cette première face de paroi vient prendre appui contre une face d'appui du contre-cadre par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité en matériau organique (généralement en EPDM ou en néoprène). Et le cadre de fixation est muni de moyens d'appui, avec joint d'étanchéité, contre une bordure périphérique de la seconde face de la paroi en matériau transparent. [0010] Cependant, les joints d'étanchéité interposés entre la paroi en matériau transparent de l'écran radio-protecteur et les contre-cadre et cadre de fixation se dégradent assez rapidement dans le temps, du fait des hautes doses de radiations auxquelles ils sont soumis, et il est nécessaire de les remplacer régulièrement, ce qui, dans le contexte, n'est pas facile à réaliser et est source de coûts importants. Présentation de l'invention [0011] Afin de remédier à l'inconvénient précité de l'état de la technique, la présente invention propose un écran radio-protecteur destiné à être fixé surie pourtour d'une ouverture ménagée dans une paroi séparant un espace soumis à des rayonnements ionisants, dit espace chaud, et un espace non soumis à des rayonnements ionisants, dit espace froid, lequel écran radio-protecteur comprend une paroi en matériau transparent, ladite paroi en matériau transparent comprenant une première face destinée à être orientée du côté dudit espace froid et une seconde face destinée à être orientée du côté dudit espace chaud, [0012] une bordure périphérique de l'une desdites première face ou seconde face de ladite paroi en matériau transparent venant prendre appui contre une face d'appui d'un contre-cadre par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité, [0013] ledit écran radio-protecteur comprenant un cadre de fixation muni de moyens d'appui contre une bordure périphérique de l'autre desdites première face ou seconde face de ladite paroi en matériau transparent, [0014] lesquels moyens d'appui comprennent une structure longitudinale d'appui comprenant une surface de contact avec la bordure périphérique de la première face ou de la seconde face en regard de ladite paroi en matériau transparent, [0015] lequel écran radio-protecteur comprend encore des moyens de solidarisation pour so- lidariser ensemble ledit contre-cadre et ledit cadre de fixation, [0016] cet écran radio-protecteur étant caractérisé par le fait que lesdits moyens d'appui comprennent des moyens de rappel élastiques adaptés pour appliquer une pression contre ladite structure longitudinale d'appui en direction de ladite paroi en matériau transparent. 3 100171 Une telle particularité permet l'utilisation de joints d'étanchéité résistant bien aux rayonnements ionisants, en particulier des joints en matériau inorganique (avantageusement des joints en métal doux, c'est-à-dire malléable ou ductile, choisi parmi le plomb, le cuivre, l'étain ou le cadmium, à l'état pur ou sous forme d'alliage), ou encore des joints en graphite. [0018] D'autres caractéristiques non limitatives et avantageuses de l'écran radio-protecteur conforme à l'invention, prises individuellement ou selon toutes les combinaisons techniquement possibles, sont les suivantes : [0019] - les moyens de rappel élastiques consistent en une pluralité d'organes ressorts régu- lièrement ou au moins approximativement régulièrement répartis sur le pourtour dudit cadre de fixation ; [0020] - lesdits organes ressort consistent en des rondelles Belleville ; [0021] - la structure longitudinale d'appui comprend un profilé métallique de pression associé à un profil d'appui rapporté constituant ladite surface de contact avec la bordure périphérique de la face en regard de la paroi en matériau transparent et formant joint d'étanchéité ; [0022] - ledit profil d'appui rapporté est réalisé en un matériau choisi parmi (i) les métaux doux, de préférence le plomb, le cuivre, l'étain et le cadmium, à l'état pur ou sous forme d'alliage, et (ii) le graphite ; [0023] - au moins certains des moyens de rappel élastiques sont associés à des vis de réglage de pression adaptées pour permettre un réglage de la pression appliquée par lesdits moyens de rappel élastiques sur ladite structure longitudinale d'appui ; [0024] - certaines au moins desdites rondelles Belleville sont chacune associées à une vis de réglage de pression. [0025] La présente invention concerne encore une cellule blindée cloisonnant un espace soumis à des rayonnements ionisants, comprenant un revêtement intérieur métallique et au moins une fenêtre anti-radiation autorisant un accès visuel de l'extérieur vers l'intérieur de ladite cellule blindée, laquelle fenêtre anti-radiation comprend un fourreau noyé dans une paroi en béton, lequel fourreau reçoit un hublot blindé qui est associé à un écran radio-protecteur tel que défini ci-dessus, fixé sur le pourtour d'une ouverture ménagée dans ledit revêtement intérieur métallique. [0026] Bien entendu, les différentes caractéristiques, variantes et formes de réalisation de l'invention peuvent être associées les unes avec les autres selon diverses combinaisons dans la mesure où elles ne sont pas incompatibles ou exclusives les unes des autres. Description détaillée de l'invention [0027] De plus, diverses autres caractéristiques de l'invention ressortent de la description annexée effectuée en référence aux dessins qui illustrent des formes, non limitatives, de réalisation de l'invention et où: [0028] [fig.1] est une vue schématique en coupe verticale qui illustre une cellule blindée intégrant une fenêtre anti-radiation équipée, côté espace chaud, d'un écran radio-protecteur conforme à l'invention ; [0029] [fig.2] montre l'écran radio-protecteur de la fenêtre anti-radiation illustrée sur la figure 1, vu de face du côté de l'espace chaud de la cellule blindée ; [0030] [fig.3] est une vue en coupe selon le plan de coupe 3-3 de la figure 2 ; [0031] La cellule blindée 1 illustrée sur la figure 1 est délimitée par des parois de béton 2 (représentées partiellement) dans l'une desquelles est ménagée une fenêtre antiradiation 3. [0032] Les parois de béton 2 ont une épaisseur importante qui peut aller jusqu'à 1,5 mètres. [0033] La fenêtre anti-radiation 3 est adaptée pour permettre à une personne P située à l'extérieur de la cellule blindée 1, côté espace froid F. de contrôler des opérations réalisées sur des produits radioactifs au sein de l'espace chaud C interne. [0034] Cette fenêtre anti-radiation 3 comprend un fourreau 31 en forme de cadre métallique, par exemple en acier ou en fonte, noyé dans la paroi en béton 2 de la cellule blindée 1, ce fourreau 31 recevant un hublot blindé 32 constitué d'un bloc optique formé ici de deux dalles de verre au plomb 321 et 322. [0035] Coté espace chaud C, l'intérieur de la cellule blindée 1 comporte un revêtement mé- tallique 4 dans lequel est ménagée une ouverture 41 en regard de la fenêtre antiradiation 3, et sur le pourtour de laquelle ouverture 41 est fixée par soudure le pourtour d'un écran radio-protecteur 5, détaillé sur les figures 2 et 3. [0036] Le revêtement métallique 4, encore appelé « cuvelage », est avantageusement réalisé en inox. [0037] L'écran radio-protecteur 5 comprend une paroi 6 en matériau transparent, délimitée par une première face 61 destinée à être orientée du côté de l'espace froid F de la cellule blindée 1 (c'est-à-dire orientée vers les dalles de verre au plomb 321 et 322), et une seconde face 62 destinée à être orientée du côté de l'espace chaud C. [0038] Ces première et seconde faces 61, 62 de la paroi 6 en matériau transparent sont raccordées par un chant 63. [0039] La paroi 6 en matériau transparent peut être réalisée en ven-e. [0040] Cet écran radio-protecteur 5 comprend encore une structure périphérique 7, formée d'un contre-cadre 8 et d'un cadre de fixation 9, laquelle structure périphérique? est adaptée pour tenir la paroi 6 en matériau transparent et pour permettre sa fixation au revêtement métallique 4 de l'enceinte blindée 1. [0041] Pour cela, le pourtour de la paroi 6 en matériau transparent est pris en sandwich entre le contre-cadre 8 et le cadre de fixation 9, et des moyens de solidarisation, ici en forme de vis 10, assurent la sol idarisation entre ces contre-cadre 8 et cadre de fixation 9. [0042] Plus précisément, le pourtour de la paroi 6 en matériau transparent vient se po- sitionner dans une feuillure 81 du contre-cadre 8, avec une bordure périphérique 611 de la première face 61 de cette paroi 6 en matériau transparent qui vient se positionner dans ladite feuillure 81, contre une face d'appui 811 du contre-cadre 8, par l'intermédiaire d'un joint d'étanchéité 11. [0043] D'autre part, le pourtour de la paroi 6 en matériau transparent vient se positionner dans une feuillure 91 du cadre de fixation 9, avec une bordure périphérique 621 de la seconde face 62 de cette paroi 6 en matériau transparent qui vient se positionner dans ladite feuillure 91, en regard de la face 911 d'une aile 912 de cette feuillure 91; et le cadre de fixation 9 est muni de moyens 12 d'appui contre ladite bordure périphérique 621 de la seconde face 62 de ladite paroi 6 en matériau transparent. [0044] Ces moyens 12 d'appui comprennent : [0045] - une structure longitudinale d'appui 121 formée d'un profilé métallique de pression 1211 associé à un profil d'appui 1212 rapporté constituant une surface de contact et un joint d'étanchéité avec la bordure périphérique 621 de la seconde face 62 de la paroi 6 en matériau transparent, et [0046] - des moyens de rappel élastiques 122 adaptés pour appliquer une pression contre la structure longitudinale d'appui 121 (en direction de la paroi 6 en matériau transparent), ces moyens de rappel élastiques 122 étant associés à des vis de réglage de pression 123. [0047] Le profil d'appui rapporté 1212 est associé au profilé métallique de pression 1211 par collage ou par simple emboitement de formes complémentaires. [0048] Les moyens de rappel élastiques consistent en une pluralité d'organes ressorts en forme de rondelles Belleville 122 régulièrement ou au moins approximativement régulièrement réparties sur le pourtour du cadre de fixation 9, qui sont chacune interposées entre le profilé métallique de pression 1211 et l'extrémité active 1231 des vis de réglage de pression 123. [0049] Les vis de réglage de pression 123 traversent l'aile 912 de la feuillure 91 du cadre de fixation 9 par l'intermédiaire d'un orifice taraudé 9120. Et l'extrémité 1232 des vis de réglage de pression 123, qui est opposée à celle 1231 coopérant avec la rondelle Belleville 122 associée, est accessible depuis l'extérieur du cadre de fixation 9. Cette extrémité opposée de vis 1232 coopère avec un contre-écrou 124 de blocage et comporte une empreinte 1233 pour sa manoeuvre en rotation par un outil approprié (du type clé, tournevis...). [0050] On comprend que la manoeuvre en rotation des vis de réglage de pression 123 permet 6 un réglage de la pression appliquée par les moyens de rappel élastiques 122 sur la structure longitudinale d'appui 121, et donc de la pression appliquée par le profil d'appui 1212 sur la paroi 6 en matériau transparent, en direction du contre-cadre 8 et de son joint d'étanchéité 11. [0051] Le profilé métallique de pression 1211 est par exemple réalisé en acier, acier in- oxydable (inox), bronze ou laiton. [0052] De leur côté, les joints d'étanchéité 11 et 1212 peuvent être réalisés en matériau in- organique. Ils peuvent ainsi être réalisés en métal doux (c'est-à-dire malléable/ductile), de préférence choisi parmi le plomb, le cuivre, l'étain ou le cadmium (à l'état pur ou sous forme d'alliages). [0053] Ils peuvent aussi être réalisés en graphite. [0054] De préférence les deux structures de joints 11 et 1212 sont réalisées en un même matériau. [0055] Le cadre de fixation 9 et le contre-cadre 8 sont en contact l'un avec l'autre au niveau d'un plan de contact 13 traversé par les vis de solidarisation 10. [0056] Ces vis de solidarisation 10 sont régulièrement ou au moins approximativement régu- lièrement réparties sur le pourtour du cadre de fixation 9 et du contre-cadre 8, par exemple selon le même pas que les vis de réglage de pression 123. [0057] Sur la figure 3 on remarque la présence d'une structure de calage 14 interposée entre le chant 63 de la paroi 6 en matériau transparent et le côté de la feuillure 81 du contre-cadre 8. [0058] Toujours sur la figure 3, on remarque la présence d'une extension latérale 82 du contre-cadre 8, réalisée monobloc, qui est adaptée pour réaliser la fixation par soudage avec la bordure périphérique de l'ouverture 41 réalisée dans le revêtement (ou cuvelage) métallique 4 de la cellule blindée 1. [0059] On notera que dans certaines configurations particulières, l'écran radio-protecteur 5 peut être fixé dans l'autre sens sur la bordure périphérique de l'ouverture 41, c'est-à-dire avec le contre-cadre 8 orienté côté espace chaud C et le cadre de fixation 9 orienté côté espace froid F (en particulier pour permettre le démontage du cadre de fixation 9 à partir du côté espace froid F). [0060] Les moyens 12 d'appui selon l'invention permettent d'appliquer une pression permanente sur le joint d'étanchéité 11 pris en sandwich entre la paroi 6 en matériau transparent et la face d'appui 811 de la feuillure 81 du contre-cadre 8, et également sur le joint d'étanchéité 1212 pris en sandwich entre la paroi 6 en matériau transparent et le cadre de fixation 9. [0061] Une telle particularité autorise l'utilisation de joints d'étanchéités 11 et 1212 qui résistent bien aux rayonnements ionisants, mais qui, de par leur nature, peuvent avoir tendance à s'écraser ou fluer légèrement dans le temps. 7 [0062] Les moyens 12 d'appui constituent alors un système de compensation élastique du fluage par maintien de la pression sur les joints d'étanchéité. 8 [Revendication 1] [Revendication 2] [Revendication 3] [Revendication 4]