Brevet FR3130955A1 — publié le 20230623

Procédé de caractérisation d’un déchet nucléaire L’invention concerne un procédé de caractérisation d’un déchet nucléaire (1) comprenant la mise en œuvre par des moyens de traitement de données (114) des étapes de : a70) obtention d’une image d’un déchet nucléaire (1), a7) classification du déchet nucléaire (1) représenté par l’image parmi une pluralité de classes de type de déchet nucléaire (1) et/ou parmi une pluralité de classes de caractéristiques relatives à la composition de déchet nucléaire (1) par application à l’image d’un modèle de classification appris de manière supervisée sur une base d’apprentissage. Figure 1. Procédé de caractérisation d’un déchet nucléaire DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention concerne le domaine du nucléaire. Plus précisément, la présente invention concerne la gestion de déchets nucléaires. ETAT DE L’ART En France, la loi de transition énergétique pour la croissance verte adoptée en 2015 impose une baisse de l’électricité d’origine nucléaire avec pour conséquence le démantèlement de centrales nucléaires. En effet, un objectif de la loi consiste à porter la part du nucléaire dans la production d’électricité à 50 % à l’horizon 2025. 51 installations nucléaires civiles sont actuellement à l’arrêt en France (36 du CEA, 9 d’EDF et 6 d’Orano). Le premier réacteur à eau sous pression (REP) « de série » a été mis à l’arrêt, à Fessenheim, en février 2020. Le gouvernement français prévoit la fermeture de 14 réacteurs d’ici 2035. Dans le reste du monde, de nombreuses centrales nucléaires sont en cours de démantèlement ou vont être démantelées en particulier aux Etats-Unis, en Allemagne, au Japon, en Belgique et au Royaume-Unis. Le marché mondial du démantèlement peut être estimé à 300 à 600 Md€ sur un siècle, pour 450 réacteurs devant être arrêtés au cours des 50 prochaines années. En outre, actuellement en France, 18 centrales nucléaires et 56 réacteurs nucléaires sont en activité. Dans le monde, 443 réacteurs nucléaires sont en activité. Toutes ces centrales nécessitent régulièrement des travaux de maintenance et de modernisation. Lorsqu’une centrale nucléaire est exploitée, entretenue, modernisée ou démantelée, une grande quantité de déchets nucléaires est générée. Ces déchets nucléaires sont différents les uns des autres. Ils sont composés de matériaux différents, présentent une radioactivité de différents types et intensités et peuvent contenir différentes substances polluantes. Ces déchets nucléaires doivent ainsi être séparés et triés d’une façon appropriée à leurs spécificités pour ensuite les stocker sur le long terme, les jeter ou les recycler. Pour cela, les déchets nucléaires doivent donc être inspectés, analysés, classifiés, déplacés, etc… Actuellement, le tri des déchets nucléaires est mis en œuvre par des humains et/ou à l’aide de machines qui nécessitent l’intervention d’un opérateur humain. De nombreux opérateurs sont nécessaires car ces derniers ne doivent pas travailler pendant plus d’une certaine durée pour limiter leur exposition à la radioactivité. Le processus de tri est donc coûteux et peut impliquer des dangers pour les opérateurs. En outre, des erreurs humaines peuvent avoir lieu et des déchets recyclables sont régulièrement jetés. Cela peut également avoir de graves conséquences lorsque des déchets qui ne sont pas censés être conditionnés ensemble le sont et réagissent ensemble de sorte à générer des substances dangereuses. De plus, les déchets nucléaires ne sont pas disposés de façon optimale dans les conteneurs de stockage et le nombre de conteneurs de stockage est alors très important. Aussi, des déchets nucléaires supplémentaires sont générés car le matériel utilisé par l’opérateur pour le tri devient un déchet nucléaire. De surcroît, pour trier les déchets nucléaires, il est nécessaire d’acquérir des informations les concernant. Actuellement, un déchet nucléaire est sélectionné manuellement dans une pile de déchets nucléaires. Puis, le déchet nucléaire est photographié sans qu’aucune analyse de la photographie ne soit mise en œuvre. Aussi, des informations concernant le matériau du déchet sont acquises via des capteurs spécifiques ou sont déterminées à l’œil nu par un opérateur ou par analyse poussée en laboratoire. Ces modes de réalisation sont chronophages et les informations enregistrées par les opérateurs peuvent être erronées ou lacunaires. Par ailleurs, des méthodes de gestion et de tri de déchets existent dans le cadre de l’industrie traditionnelle de déchets (non nucléaires). Cependant, ces méthodes ne sont pas adaptées aux particularités des déchets nucléaires. Dans l’industrie automobile, des objets circulent sur un convoyeur, sont identifiés puis attrapés par des bras robots pour être disposé au bon endroit (i.e. en général assemblés à d’autres pièces). Cependant, ces objets ont des formes prédéterminées, des destinations prédéterminées, et ne sont pas radioactifs. Enfin, dans le domaine de la livraison de colis, des objets sont disposés dans des cartons. Cependant, ces objets ont des formes régulières et ne sont pas radioactifs. En outre, il n’y a pas de problématique d’optimisation de la disposition de plusieurs objets dans un carton puisqu’un carton contient généralement un seul objet et le temps de stockage est très cours, généralement uniquement dans le but du transport. En conséquence, il manque actuellement des solutions pour la gestion de déchets nucléaires qui soient moins onéreuses, moins dangereuses pour l’homme, plus rapides et plus optimales. PRESENTATION DE L’INVENTION La présente invention se rapporte ainsi selon un premier aspect à un procédé de caractérisation d’un déchet nucléaire comprenant la mise en œuvre par des moyens de traitement de données des étapes de : a70) obtention d’une image d’un déchet nucléaire, a7) classification du déchet nucléaire représenté par l’image parmi une pluralité de classes de type de déchet nucléaire et/ou parmi une pluralité de classes de caractéristiques relatives à la composition de déchet nucléaire par application à l’image d’un modèle de classification appris de manière supervisée sur une base d’apprentissage. Selon des caractéristiques avantageuses et non limitatives : Le procédé comprend la réitération des étapes (a70) et (a7) pour ledit déchet nucléaire, de sorte à obtenir plusieurs classes du déchet nucléaire et à comparer lesdites classes. L’étape (a7) comprend une pluralité d’étapes d’applications à l’image du modèle de classification pour l’obtention d’une pluralité de classes candidates, la classe du déchet nucléaire étant déterminée à partir des classes candidates. La classe du déchet nucléaire est associée à une valeur d’erreur, l’étape (a7) comprenant la répétition d’étapes d’applications à l’image du modèle de classification pour l’obtention de classes candidates jusqu’à ce que la valeur d’erreur soit inférieure à un seuil d’erreur ou jusqu’à ce que le nombre de répétitions total atteigne un seuil d’application. Si la valeur d’erreur est inférieure au seuil de valeur d’erreur, l’image et la classe sont ajoutées à la base d’apprentissage. L’étape (a7) comprend une première classification (c1) mise en œuvre pour déterminer une caractéristique relative à la composition du déchet nucléaire et une deuxième classification (c2) de l’image mise en œuvre pour déterminer un type du déchet nucléaire. Les caractéristiques relatives à la composition du déchet nucléaire sont des matériaux. Au moins un paramètre géométrique du déchet nucléaire est estimé à partir d’une image 3D du déchet nucléaire par analyse d’une carte de profondeur extraite de l’image 3D. Le au moins un paramètre géométrique est une dimension, un volume ou une surface externe du déchet nucléaire. Le procédé comprend des étapes préalables respectives (a2) et (a3) d’illumination du déchet nucléaire et d’acquisition de ladite image du déchet nucléaire. Le procédé comprend une étape préalable (a5) d’obtention d’une image 3D du déchet nucléaire qui est construite à partir d’une pluralité d’images 2D obtenues par rotation du déchet nucléaire par rapport à une caméra ou à partir d’une carte de profondeur acquise par une caméra de profondeur. Le procédé comprend une étape préalable (a1) de segmentation du déchet nucléaire dans une image d’une pluralité de déchets nucléaires. Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un système de caractérisation d’un déchet nucléaire comprenant des moyens de traitement de données configurés pour obtenir une image d’un déchet nucléaire, et classifier le déchet nucléaire représenté par l’image parmi une pluralité de classes de type de déchet nucléaire et/ou parmi une pluralité de classes de caractéristiques relatives à la composition de déchet nucléaire par application à l’image d’au moins un modèle de classification appris de manière supervisée sur une base d’apprentissage. Selon des caractéristiques avantageuses et non limitatives : Les moyens de traitement de données sont configurés pour associer un identifiant du déchet nucléaire à la classe du déchet nucléaire. Selon un troisième aspect, l’invention concerne un produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code pour l’exécution d’un procédé selon le premier aspect de caractérisation d’un déchet nucléaire. PRESENTATION DES FIGURES D’autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre d’un mode de réalisation préférentiel. Cette description sera donnée en référence aux figures annexées dont : La représente un système de gestion de déchets nucléaires comprenant un système de caractérisation d’un déchet nucléaire selon un mode de réalisation possible de l’invention, La est un organigramme détaillé d’un procédé de gestion de déchets nucléaires comprenant un procédé de caractérisation d’un déchet nucléaire selon un mode de réalisation possible de l’invention, La est un organigramme simplifié d’un procédé de caractérisation d’un déchet nucléaire selon un mode de réalisation possible de l’invention, La est un diagramme représentant le cheminement des données dans le cadre d’une classification d’un déchet nucléaire selon un mode de réalisation possible de l’invention, La représente schématiquement des dispositions possibles de formes simplifiées déchets nucléaires dans une modélisation de conteneur. Procédé de caractérisation d’un déchet nucléaire (1) comprenant la mise en œuvre par des moyens de traitement de données (114) des étapes de : a70) obtention d’une image d’un déchet nucléaire (1), a7) classification du déchet nucléaire (1) représenté par l’image parmi une pluralité de classes de type de déchet nucléaire (1) et/ou parmi une pluralité de classes de caractéristiques relatives à la composition de déchet nucléaire (1) par application à l’image d’un modèle de classification appris de manière supervisée sur une base d’apprentissage. Procédé selon la revendication 1, comprenant la réitération des étapes (a70) et (a7) pour ledit déchet nucléaire (1), de sorte à obtenir plusieurs classes du déchet nucléaire (1) et à comparer lesdites classes. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 et 2, dans lequel l’étape (a7) comprend une pluralité d’étapes d’applications à l’image du modèle de classification pour l’obtention d’une pluralité de classes candidates, la classe du déchet nucléaire (1) étant déterminée à partir des classes candidates. Procédé selon la revendication 3, dans lequel la classe du déchet nucléaire (1) est associée à une valeur d’erreur, l’étape (a7) comprenant la répétition d’étapes d’applications à l’image du modèle de classification pour l’obtention de classes candidates jusqu’à ce que la valeur d’erreur soit inférieure à un seuil d’erreur ou jusqu’à ce que le nombre de répétitions total atteigne un seuil d’application. Procédé selon la revendication 4, dans lequel, si la valeur d’erreur est inférieure au seuil de valeur d’erreur, l’image et la classe sont ajoutées à la base d’apprentissage. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel l’étape (a7) comprend une première classification (c1) mise en œuvre pour déterminer une caractéristique relative à la composition du déchet nucléaire (1) et une deuxième classification (c2) de l’image mise en œuvre pour déterminer un type du déchet nucléaire (1). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel les caractéristiques relatives à la composition du déchet nucléaire (1) sont des matériaux. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, dans lequel au moins un paramètre géométrique du déchet nucléaire (1) est estimé à partir d’une image 3D du déchet nucléaire (1) par analyse d’une carte de profondeur extraite de l’image 3D. Procédé selon la revendication 8, dans lequel le au moins un paramètre géométrique est une dimension, un volume ou une surface externe du déchet nucléaire (1). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, comprenant des étapes préalables respectives (a2) et (a3) d’illumination du déchet nucléaire (1) et d’acquisition de ladite image du déchet nucléaire (1). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant une étape préalable (a5) d’obtention d’une image 3D du déchet nucléaire (1) qui est construite à partir d’une pluralité d’images 2D obtenues par rotation du déchet nucléaire (1) par rapport à une caméra (112) ou à partir d’une carte de profondeur acquise par une caméra de profondeur (113). Procédé selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant une étape préalable (a1) de segmentation du déchet nucléaire (1) dans une image d’une pluralité de déchets nucléaires (1). Système de caractérisation d’un déchet nucléaire (110) comprenant des moyens de traitement de données (114) configurés pour obtenir une image d’un déchet nucléaire (1), et classifier le déchet nucléaire (1) représenté par l’image parmi une pluralité de classes de type de déchet nucléaire (1) et/ou parmi une pluralité de classes de caractéristiques relatives à la composition de déchet nucléaire (1) par application à l’image d’au moins un modèle de classification appris de manière supervisée sur une base d’apprentissage. Système de caractérisation d’un déchet nucléaire (1) selon la revendication 13, dans lequel les moyens de traitement de données (114) sont configurés pour associer un identifiant du déchet nucléaire (1) à la classe du déchet nucléaire (1). Produit programme d’ordinateur comprenant des instructions de code pour l’exécution d’un procédé selon l’une des revendications 1 à 12 de caractérisation d’un déchet nucléaire (1).