Brevet FR3135815A1 — publié le 20231124

Porteur mobile (1), destiné à supporter un détecteur de rayonnement (30), le porteur comportant : un châssis (5), mobile sur des roues (6), les roues définissant un plan de roulement (P XY ) du porteur; une platine (10), s’étendant perpendiculairement au plan de roulement, la platine étant fixe par rapport au châssis (5), la platine étant reliée à un chariot (20), agencé pour recevoir le détecteur, la platine étant agencée de façon que le chariot soit mobile en translation par rapport à la platine, selon un axe de translation (Z) perpendiculaire au plan de roulement, la hauteur du chariot par rapport au plan de roulement étant ajustable en continu; le chariot étant mobile en rotation par rapport à la platine, selon un axe de rotation (Δ) parallèle au plan de roulement. Porteur mobile destiné à un dispositif de mesure Le domaine technique de l’invention est la caractérisation radiologique de structures ou d’équipements d’une installation nucléaire. ART ANTERIEUR Au cours de l’exploitation d’une installation nucléaire, les structures, le génie civil ou les équipements de l’installation peuvent être contaminées par des radionucléides. Lors des opérations de démantèlement, il est utile d’estimer les niveaux d’activité résiduels dans l’installation. Cela permet d’établir des scénarios des travaux à effectuer, ainsi que de prévoir la quantité des déchets nucléaires qui seront générés. A cette fin, il est utile d’effectuer des campagnes de mesure in-situ, durant lesquelles un détecteur de rayonnement ionisant est déployé sur le terrain. Lorsqu’il s’agit de détecter un rayonnement gamma, un détecteur de rayonnement peut être relativement lourd, dépassant usuellement quelques Kg. Ce poids élevé est dû au recours à un blindage, disposé autour du détecteur et destiné à délimiter le champ d’observation du détecteur. Or, la position du détecteur, par rapport à un objet à contrôler, doit être maîtrisée. Il est donc utile de disposer d’un porteur, permettant un déplacement aisé du détecteur dans des installations susceptibles d’être encombrées ou exigües. Par ailleurs, le porteur doit permettre de maintenir le détecteur selon différentes positions ou orientations par rapport à l’objet à contrôler, tout en étant simple à manipuler. Une application visée concerne le contrôle de parois en béton, formant le génie civil d’installations nucléaires. Lors d’opérations de démantèlement, l’état radiologique du génie civil doit être contrôlé avant lesdites opérations, de façon à effectuer l’inventaire radiologique, mais également après les opérations, de façon à contrôler l’activité résiduelle. Pour ce type d’opération, le recours à des détecteurs de spectrométrie gamma est courant. Cependant, cela requiert un porteur pouvant être déplacé dans des environnements de chantiers. La société Mirion, spécialisée dans le domaine des mesures nucléaires, commercialise un porteur mobile permettant de déplacer et de maintenir un dispositif de mesure par spectrométrie. Ce porteur est bien adapté aux mesures de terrain. Il permet de disposer un spectromètre gamma, protégé par un blindage, dans différentes positions. Cependant, les inventeurs ont constaté que le nombre de positions définies en utilisant le porteur est trop limité. De plus, deux positions adjacentes sont trop espacées les unes des autres. Ils proposent un porteur amélioré, permettant une plus grande variabilité des positions du détecteur. De plus, le porteur permet de modifier simplement la position ou l’orientation d’un détecteur. L’objectif recherché est d’ajuster plus précisément et plus facilement la position du détecteur par rapport à un objet à contrôler. Un premier objet de l’invention est un porteur mobile, destiné à supporter un détecteur de rayonnement, le porteur comportant : un châssis, mobile sur des roues, les roues définissant un plan de roulement du porteur; une platine, s’étendant perpendiculairement au plan de roulement, la platine étant fixe par rapport au châssis, la platine étant reliée à un chariot, agencé pour recevoir le détecteur, la platine étant agencée de façon que le chariot soit mobile en translation par rapport à la platine, le long d’un axe de translation perpendiculaire au plan de roulement, la hauteur du chariot par rapport au plan de roulement étant ajustable en continu; le chariot étant mobile en rotation par rapport à la platine, autour d’un axe de rotation parallèle au plan de roulement ; de façon que la position du chariot puisse varier, par rapport au plan de roulement, en rotation, selon l’axe de rotation, et en translation, selon l’axe de translation. Le porteur ainsi défini permet de maintenir le détecteur, sur le chariot, selon une multitude de hauteurs par rapport au plan de roulement, le long de l’axe de translation, et selon une multitude de positions angulaires autour de l’axe de rotation. Par ajustable en continu, on entend que deux positions successives sont décalées d’un pas faible, typiquement inférieur à 1 cm ou 2 cm. Selon une possibilité, le chariot est relié à la platine par une vis sans fin, s’étendant parallèlement à l’axe de translation, de façon qu’une rotation de la vis sans fin entraîne la translation du chariot. La vis sans fin peut être actionnable manuellement. Selon une possibilité, le chariot est orientable, en continu, selon une pluralité d’angles de rotation autour de l’axe de rotation. Par orientable en continu, on entend que deux positions successives sont décalées d’un pas angulaire faible, typiquement inférieur à 5° ou à 3°. Selon une possibilité, le porteur comporte une unité de commande, destinée à être reliée au détecteur, l’unité de commande étant configurée pour générer un signal de consigne de la position du détecteur en fonction d’un signal de détection résultant du détecteur. Le porteur peut comporter au moins une unité de localisation, configurée pour établir une distance entre le porteur et un objet de référence, la distance étant déterminée parallèlement au plan de roulement. L’unité de localisation peut comporter au moins un télémètre. Le porteur peut comporter une caméra tridimensionnelle, solidaire du porteur, et configurée pour acquérir des données géométriques tridimensionnelles dans un champ d’observation du détecteur de rayonnement. Un autre objet de l’invention est un procédé de disposition d’un détecteur à l’aide d’un porteur selon le premier objet de l’invention, le procédé comportant : disposition du détecteur sur le chariot ; prise en compte d’une hauteur, selon l’axe de translation, et d’une orientation du détecteur, autour de l’axe de rotation, par rapport à un objet à contrôler ; commande de la translation et de la rotation du chariot pour atteindre la hauteur et l’orientation prédéterminées. L'invention sera mieux comprise à la lecture de l'exposé des exemples de réalisation présentés, dans la suite de la description, en lien avec les figures listées ci-dessous. FIGURES La montre une vue tridimensionnelle d’un porteur selon l’invention. Dans chacune des figures, l’axe Z est considéré comme étant vertical. La représente une vue de devant du porteur, dans un plan vertical. La montre une vue de devant de la platine du porteur. La montre une vue de côté du porteur, dans un plan vertical. La est une vue détaillant le chariot du porteur. La schématise une vue de dessus du porteur. La montre une configuration selon laquelle le chariot est dans une position basse. La montre une configuration selon laquelle le chariot est en position haute. EXPOSE DE MODES DE REALISATION PARTICULIERS Les figures 1, 2A, 2B et 3 représentent une vue en trois dimensions d’un exemple de porteur 1 selon l’invention. Le porteur 1 comporte un châssis 5 monté sur des roues 6. Le châssis est configuré pour être aisément déplaçable le long d’un plan de roulement P XY défini par les roues 6. Le plan de roulement P XY s’étend parallèlement à un axe latéral X et un axe longitudinal Y. Le porteur est destiné à supporter un détecteur de rayonnement 30. Dans cet exemple, le détecteur de rayonnement 30 est un détecteur de spectrométrie gamma de type Germanium. Le détecteur comporte un cristal de détection 31 relié à un cryostat 32. La liaison entre le détecteur de rayonnement 30 et le porteur 1 est assurée par un chariot 20. Le chariot comporte un moyen de fixation du détecteur. Le détecteur comporte une armature 23, cette dernière étant fixée sur le chariot, par exemple à l’aide de pattes de serrage ou de vis. Le chariot 20 est mobile en translation, par rapport au châssis 5, le long d’un axe de translation Z perpendiculaire au plan de roulement P XY . Le chariot 20 est maintenu par une platine 10, cette dernière étant solidaire du châssis. La platine 10 comporte un mécanisme de translation, commandable manuellement, permettant une translation du chariot 20 selon l’axe de translation Z. Dans cet exemple, le mécanisme de translation comporte une vis sans fin 12 commandée par une manivelle 11. De façon classique, sous l’action d’une rotation de la vis sans fin 12, le chariot 20 se déplace en translation le long de la platine 10. Des rails de guidage 13 sont ménagés sur la platine, permettant la translation du chariot 20. L’actionnement du mécanisme de translation permet un contrôle précis de la translation le long d’une distance de translation. La distance de translation peut être comprise entre 50 cm et 2m. Le long de la distance de translation, le chariot peut occuper un grand nombre de position différentes. La résolution du mécanisme de translation permet d’espacer deux positions successives de moins de 2 cm, voire de moins de 1 cm, voire de moins de quelques millimètres. Ainsi, la position du chariot, le long de l’axe de translation, peut être précisément ajustée. Cela permet une translation « en continu » du chariot, au sens où l’écart entre deux positions successives, le long de l’axe de translation, est faible : moins de 2 cm ou moins de 1 cm. Une graduation linéaire peut être disposée sur la platine 10, parallèlement à l’axe de translation Z, cette graduation étant couplée à un repère mécanique solidaire du chariot 20. Cela permet une quantification de la position du chariot 20 selon l’axe Z. Le chariot 20 est mobile en rotation autour d’un axe de rotation Δ parallèle au plan de roulement P XY . La rotation du chariot 20 permet d’orienter ce dernier dans une plage angulaire de 180°, voire de 360°. Ainsi, le chariot comporte un mécanisme de rotation, permettant d’ajuster la rotation du chariot autour de l’axe de rotation Δ. Dans cet exemple, le mécanisme de rotation comporte une vis sans fin 22 commandée par une manivelle 21. La vis sans fin 22 est représentée sur la . Sous l’action d’une rotation de la vis sans fin 22, le chariot se déplace en rotation autour de l’axe de rotation Δ. L’actionnement du mécanisme de rotation permet un contrôle précis de la translation le long d’une distance de translation. La distance de translation peut être comprise entre 20 cm et 2m. Autour de l’axe de rotation Δ, le chariot 20 peut occuper un grand nombre de positions angulaires différentes. La résolution du mécanisme de rotation permet d’espacer deux positions angulaires successives de moins de 5°, voire de moins de 3°, voire de l’ordre du degré. Cela permet une rotation « en continu » du chariot, au sens où l’écart angulaire entre deux positions successives est faible. Une graduation angulaire 23 peut être disposée sur le chariot 20, autour de l’axe de rotation Δ, cette graduation étant couplée à un repère mécanique solidaire de la platine 10. Cela permet une quantification de la position angulaire du chariot 20, autour de l’axe de rotation Δ. La liaison entre la platine 10 et le chariot 20 est assurée par une pièce d’interface 24, visible sur la , qui permet une fixation réversible du chariot sur la platine. Le chariot est configuré pour maintenir le détecteur 30. Sur la , on a représenté le chariot, maintenant le détecteur 30 selon une position horizontale, à deux positions différentes, selon l’axe de translation Z. De façon alternative, les mécanismes de translation et/ou de rotation sont motorisés. Selon une possibilité, la translation et/ou la rotation du chariot sont commandées par une unité de commande 40. Des capteurs de position peuvent être disposés sur le chariot, de façon qu’un signal de position soit adressé à l’unité de commande. Le signal de position comporte des informations sur la position en translation et en rotation du chariot 20. Le détecteur 30 peut être relié à une unité de traitement 35, destinée à collecter les données mesurées par le détecteur et à établir une interprétation. L’unité de traitement 35 peut notamment comporter un ordinateur, programmé pour donner un résultat d’interprétation des mesures résultant du détecteur 30. Selon une possibilité, en fonction des mesures résultant du détecteur 30, l’unité de traitement 35 établit un signal de consigne, adressé à l’unité de commande 40. Le signal de consigne est configuré pour commander une rotation et/ou une translation du chariot 20. Afin d’assigner une localisation à chaque mesure, le porteur peut comporter une unité de localisation 7. L’unité de localisation est disposée sur le porteur 1, et permet d’établir une localisation du porteur dans l’environnement. Le porteur étant essentiellement destiné à un usage en intérieur, le recours à une balise GPS n’est pas recommandé. L’unité de localisation est de préférence autonome, au sens où elle n’utilise pas un réseau de communication externe. L’unité de localisation peut être formée par deux télémètres laser, permettant d’établir une position du chariot ou du porteur parallèlement au plan de roulement. Les deux télémètres sont orientés à 90° l’un de l’autre. Ils sont destinés à établir une distance entre le porteur 1 et une paroi de référence. Sur la , on a représenté deux télémètres 7 X , 7 Y formant une unité de localisation 7 permettant d’établir une distance du chariot 20 respectivement selon l’axe X (distance d X ) et selon l’axe Y (distance d Y ). Cela permet d’obtenir une position du chariot 20 selon l’axe longitudinal X et selon l’axe latéral Y. Sur la , on a représenté une paroi de référence ref X et une paroi de référence ref Y respectivement parallèles à l’axe X et à l’axe Y. Sur la , le détecteur est orienté de façon que le cristal 31 pointe vers le plan de roulement. Une telle configuration est représentée sur la . Selon cette configuration, le cristal est situé à une distance de 96 mm du plan de roulement P XY . Cela correspond à une position basse du chariot 20. La montre une configuration opposée, selon laquelle le cristal pointe vers le haut, le chariot 20 étant en position haute. Selon ce mode de réalisation, en fonction du signal résultant du détecteur 30 et traité par l’unité de traitement 35, la hauteur du détecteur par rapport au plan de roulement peut être définie par l’unité de contrôle 40. Le porteur 1 peut présenter, selon l’axe de translation Z, une hauteur pouvant être comprise entre 1 m et 2m. Selon l’axe X et l’axe Y, la dimension du porteur est de préférence inférieure à 1m ou à 1.5 m. Les configurations représentées sur les figures 2A, 6A et 6B sont adaptées au contrôle radiologique de parois, qu’il s’agisse de parois verticales ( ), de sols ( ) ou des plafonds ( ). La configuration de la permet également d’effectuer une mesure selon une géométrie dite « Marinelli », selon laquelle un échantillon est disposé autour du détecteur. Le couplage avec l’unité de localisation 7 permet une aide au positionnement du chariot dans l’installation contrôlée. Selon une possibilité, le chariot comporte un moyen de visualisation 3D, par exemple une caméra tridimensionnelle. Cela permet d’obtenir des données géométriques tridimensionnelles dans le champ d’observation du détecteur. On obtient ainsi des données géométriques d’un composant, présent dans le champ d’observation, que l’on souhaite caractériser, et cela simultanément à l’acquisition de données radiologiques par le détecteur de rayonnement. Le composant peut être un équipement quelconque, par exemple une paroi, mais également une cuve ou un tuyau ou tout autre équipement de procédé. Les données géométriques tridimensionnelles peuvent être par exemple : des dimensions du composant observé ; des données de positionnement relatif, et/ou d’orientation, du détecteur par rapport au composant. Les données géométriques tridimensionnelles peuvent être combinées avec les données radiologiques résultant du détecteur. La combinaison des données géométriques et des données radiologiques permet une interprétation quantitative de l’activité radiologique du composant mesuré. L’invention pourra être mise en œuvre pour le contrôle de structures ou d’équipements d’installations nucléaires, en support à des opérations de maintenance ou de démantèlement. Elle pourra également être déployée pour la réalisation de contrôle radiologique sur des terres contaminées. Porteur mobile (1), destiné à supporter un détecteur de rayonnement (30), le porteur comportant : un châssis (5), mobile sur des roues (6), les roues définissant un plan de roulement (P XY ) du porteur; une platine (10), s’étendant perpendiculairement au plan de roulement, la platine étant fixe par rapport au châssis (5), la platine étant reliée à un chariot (20), agencé pour recevoir le détecteur, la platine étant agencée de façon que le chariot soit mobile en translation par rapport à la platine, le long d’un axe de translation (Z) perpendiculaire au plan de roulement, la hauteur du chariot par rapport au plan de roulement étant ajustable en continu; le chariot étant mobile en rotation par rapport à la platine, autour d’un axe de rotation (Δ) parallèle au plan de roulement ; de façon que la position du chariot puisse varier, par rapport au plan de roulement, en rotation, selon l’axe de rotation, et en translation, selon l’axe de translation. Porteur selon la revendication 1, dans lequel le chariot est relié à la platine par une vis sans fin (12), s’étendant parallèlement à l’axe de translation (Z), de façon qu’une rotation de la vis sans fin entraîne la translation du chariot. Porteur selon la revendication 2, dans lequel la vis sans fin est actionnable manuellement. Porteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le chariot est orientable, en continu, selon une pluralité d’angles de rotation autour de l’axe de rotation. Porteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le porteur comporte une unité de commande (40), destinée à être reliée au détecteur, l’unité de commande étant configurée pour générer un signal de consigne de la position du détecteur en fonction d’un signal de détection résultant du détecteur. Porteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant au moins une unité de localisation (7), configurée pour établir une distance entre le porteur et un objet de référence, la distance étant déterminée parallèlement au plan de roulement. Porteur selon la revendication 6, dans lequel l’unité de localisation comporte au moins un télémètre (7 X , 7 Y ). Porteur selon l’une quelconque des revendications précédentes, comportant une caméra tridimensionnelle, solidaire du porteur (1), et configurée pour acquérir des données géométriques tridimensionnelles dans le champ d’observation du détecteur de rayonnement. Procédé de disposition d’un détecteur (30) à l’aide d’un porteur (1) selon l’une quelconque des revendications précédentes, le procédé comportant : disposition du détecteur (30) sur le chariot (20) ; prise en compte d’une hauteur, selon l’axe de translation, et d’une orientation du détecteur, autour de l’axe de rotation, par rapport à un objet à contrôler ; commande de la translation et de la rotation du chariot pour atteindre la hauteur et l’orientation prédéterminées.