Brevet FR3131064A1 — publié le 20230623

Procédé de conditionnement de déchets nucléaires. L’invention concerne un procédé de conditionnement de déchets nucléaires (1) dans un conteneur (9) comprenant des étapes de : d2) détermination d’une disposition spatiale des déchets nucléaires (1) dans le conteneur (9), d3) identification d’un déchet nucléaire (1) à conditionner parmi les déchets nucléaires (1) en fonction de la disposition spatiale, d4) introduction du déchet nucléaire (1) dans le conteneur en fonction de la disposition spatiale, R) réitération des étapes (d3) et (d4), jusqu’à ce qu’aucun déchet nucléaire ne puisse être identifié pour être introduit dans le conteneur (9). Figure 1. Procédé de conditionnement de déchets nucléaires 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 conditionnement de déchets nucléaires dans un conteneur comprenant des étapes de : d2) détermination d’une disposition spatiale des déchets nucléaires dans le conteneur, d3) identification d’un déchet nucléaire à conditionner parmi les déchets nucléaires (1) en fonction de la disposition spatiale, d4) introduction du déchet nucléaire dans le conteneur en fonction de la disposition spatiale, R) réitération des étapes (d3) et (d4), jusqu’à ce qu’aucun déchet nucléaire ne puisse être identifié pour être introduit dans le conteneur. Selon des caractéristiques avantageuses et non limitatives : L’étape (d2) comprend une étape de modélisation des déchets nucléaires sous formes simplifiées et la disposition spatiale est déterminée en fonction des formes simplifiées. L’étape (d2) comprend la détermination d’un point d’ancrage dans une modélisation du conteneur et une première tentative de disposition d’une forme simplifiée dans la modélisation du conteneur au point d’ancrage de telle sorte qu’un angle de la forme simplifiée est situé sur le point d’ancrage. Si la première tentative de disposition échoue, une deuxième tentative de disposition est mise en œuvre et, lors de la deuxième tentative, la forme simplifiée est tournée jusqu’à une deuxième orientation, un angle de la forme simplifiée étant situé sur le point d’ancrage. Si une pluralité limitée de tentatives de disposition ont été mises en œuvre de telle sorte que la forme simplifiée a été disposée selon une pluralité limitée d’orientations différentes et que la pluralité limitée de tentatives a échoué, la forme simplifiée n’est pas disposée dans la modélisation du conteneur et une autre forme simplifiée est sélectionnée pour tenter d’être disposée dans la modélisation du conteneur. Le procédé comprend la détermination d’un taux de remplissage du conteneur correspondant au volume des déchets nucléaires, de terre et de copeaux de déchets disposés dans le conteneur divisé par le volume du conteneur et comprenant une étape d’introduction de terre ou de copeaux de déchets nucléaires entre les déchets nucléaires préalablement introduits dans le conteneur jusqu’à ce que le taux de remplissage atteigne un taux de remplissage ciblé. Le procédé comprend une étape préalable de détermination de caractéristiques de chaque déchet nucléaire, les caractéristiques comprenant pour chaque déchet nucléaire un identifiant, des paramètres géométriques, un poids, une caractéristique relative à la composition et/ou une caractéristique relative à la radioactivité de chaque déchet nucléaire. Le procédé comprend une étape préalable (a8) de découpage d’un déchet nucléaire en fonction des dimensions du conteneur pour l’obtention d’une pluralité de nouveaux déchets nucléaires, chaque nouveau déchet nucléaire étant associé à un identifiant unique. Le procédé comprend une étape (d5) de mise à jour de la disposition spatiale après l’introduction d’un déchet nucléaire dans le conteneur en fonction des positions des déchets nucléaires introduits dans le conteneur à partir d’au moins une image 3D de l’intérieur du conteneur. Si le conteneur est rempli, le conteneur est fermé et le procédé est réitéré pour conditionner des déchets nucléaires dans un nouveau conteneur. Selon un deuxième aspect, l’invention concerne un système de conditionnement de déchets nucléaires dans un conteneur comprenant des moyens de traitement de données configurés pour déterminer une disposition spatiale des déchets dans le conteneur, identifier un déchet nucléaire à conditionner parmi les déchets nucléaires en fonction de la disposition spatiale, introduire le déchet nucléaire dans le conteneur en fonction de la disposition spatiale et réitérer les étapes d’identification et d’introduction, jusqu’à ce qu’aucun déchet nucléaire ne puisse être identifié pour être conditionné dans le conteneur. Selon des caractéristiques avantageuses et non limitatives : Le système comprend un bras robot configuré pour introduire des déchets nucléaires dans un conteneur et une caméra configurée pour acquérir des images des déchets nucléaires avant et après leur introduction dans un conteneur. 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 procédé de conditionnement de déchets nucléaires dans un conteneur 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 conditionnement de déchets nucléaires dans un conteneur selon un mode de réalisation possible de l’invention, La est un organigramme simplifié du procédé de conditionnement de déchets nucléaires dans un conteneur 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 conditionnement de déchets nucléaires (1) dans un conteneur (9) comprenant des étapes de : d2) détermination d’une disposition spatiale des déchets nucléaires (1) dans le conteneur (9), d3) identification d’un déchet nucléaire (1) à conditionner parmi les déchets nucléaires (1) en fonction de la disposition spatiale, d4) introduction du déchet nucléaire (1) dans le conteneur en fonction de la disposition spatiale, R) réitération des étapes (d3) et (d4), jusqu’à ce qu’aucun déchet nucléaire ne puisse être identifié pour être introduit dans le conteneur (9). Procédé selon la revendication 1, dans lequel l’étape (d2) comprend une étape de modélisation des déchets nucléaires (1) sous formes simplifiées (1’) et la disposition spatiale est déterminée en fonction des formes simplifiées (1’). Procédé selon la revendication 2, dans lequel l’étape (d2) comprend la détermination d’un point d’ancrage dans une modélisation du conteneur (9’) et une première tentative de disposition d’une forme simplifiée (1’) dans la modélisation du conteneur (9’) au point d’ancrage de telle sorte qu’un angle de la forme simplifiée (1’) est situé sur le point d’ancrage. Procédé selon la revendication 3, dans lequel, si la première tentative de disposition échoue, une deuxième tentative de disposition est mise en œuvre et, lors de la deuxième tentative, la forme simplifiée (1’) est tournée jusqu’à une deuxième orientation, un angle de la forme simplifiée (1’) étant situé sur le point d’ancrage. Procédé selon l’une quelconque des revendications 2 à 4, dans lequel, si une pluralité limitée de tentatives de disposition ont été mises en œuvre de telle sorte que la forme simplifiée (1’) a été disposée selon une pluralité limitée d’orientations différentes et que la pluralité limitée de tentatives a échoué, la forme simplifiée (1’) n’est pas disposée dans la modélisation du conteneur (9’) et une autre forme simplifiée (1’) est sélectionnée pour tenter d’être disposée dans la modélisation du conteneur (9’). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 5, comprenant la détermination d’un taux de remplissage du conteneur (9) correspondant au volume des déchets nucléaires (1), de terre et de copeaux de déchets disposés dans le conteneur (9) divisé par le volume du conteneur (9) et comprenant une étape (d6) d’introduction de terre ou de copeaux de déchets nucléaires (1) entre les déchets nucléaires (1) préalablement introduits dans le conteneur (9) jusqu’à ce que le taux de remplissage atteigne un taux de remplissage ciblé. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 6, comprenant une étape préalable de détermination de caractéristiques de chaque déchet nucléaire (1), les caractéristiques comprenant pour chaque déchet nucléaire (1) un identifiant, des paramètres géométriques, un poids, une caractéristique relative à la composition et/ou une caractéristique relative à la radioactivité de chaque déchet nucléaire (1). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 7, comprenant une étape préalable (a8) de découpage d’un déchet nucléaire (1) en fonction des dimensions du conteneur (9) pour l’obtention d’une pluralité de nouveaux déchets nucléaires (1), chaque nouveau déchet nucléaire (1) étant associé à un identifiant unique. Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant une étape (d5) de mise à jour de la disposition spatiale après l’introduction d’un déchet nucléaire (1) dans le conteneur (9) en fonction des positions des déchets nucléaires (1) introduits dans le conteneur (9) à partir d’au moins une image 3D de l’intérieur du conteneur (9). Procédé selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel, si le conteneur (9) est rempli, le conteneur (9) est fermé et le procédé est réitéré pour conditionner des déchets nucléaires (1) dans un nouveau conteneur (9). Système de conditionnement de déchets nucléaires (120) dans un conteneur (9) comprenant des moyens de traitement de données (126) configurés pour déterminer une disposition spatiale des déchets dans le conteneur (9), identifier un déchet nucléaire (1) à conditionner parmi les déchets nucléaires (1) en fonction de la disposition spatiale, introduire le déchet nucléaire (1) dans le conteneur (9) en fonction de la disposition spatiale et réitérer les étapes d’identification et d’introduction, jusqu’à ce qu’aucun déchet nucléaire (1) ne puisse être identifié pour être conditionné dans le conteneur (9). Système (120) selon la revendication 11 comprenant un bras robot (122) configuré pour introduire des déchets nucléaires (1) dans un conteneur (9) et une caméra (124) configurée pour acquérir des images des déchets nucléaires (1) avant et après leur introduction dans un conteneur (9).