1. LES OUTILS DU DÉMANTÈLEMENT
DES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES
SFEN 2013| Philippe GIRONES
14 mars 2013
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2. SOMMAIRE
Les outils du démantèlement
1. Le démantèlement des installations nucléaires ?
2. Les outils d’études et d’analyses
3. Les outils d’assainissement et de dépose
4. Une usine à déchets
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3. LES OUTILS DU DÉMANTÈLEMENT
DES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES
Le démantèlement des installations nucléaires ?
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4. UN CONTEXTE INDUSTRIEL
Des installations, des procédés, des contextes…
Un cycle de vie industriel
des outils spécifiques
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6. DES OBJECTIFS
Le fil conducteur
Gy
1. Réduire le temps qui sépare les opérations
téléopérées des opérations manuelles
Bq
2. Réduire les risques de dissémination
(tenue de travail)
(n, f)
3. Retirer les points de concentration du procédé
qui nécessitent la maîtrise de la sous criticité
=> f(temps) = min (Gy, Bq, (n, f))
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7. RÉSUMONS-NOUS !
Le démantèlement des installations nucléaires
1. Un cycle de vie : différentes étapes
Exploitation - Assainissement - Démantèlement - Déclassement
2. Un contexte industriel différent
De nouvelles opérations (terme source)
3. Une fonction de minimisation
f(temps) = min(Gy, Bq, (n,f))
=> des outils spécifiques
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8. LES OUTILS DU DÉMANTÈLEMENT
DES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES
Les outils d’études et d’analyses
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9. UNE DIVERSITÉ D’ÉQUIPEMENTS
Un état initial
Connaissances
Historique : En avril 1990 un télémanipulateur muni d’un débitmètre est introduit dans la cellule, Au cours
de cette intervention deux incidents se sont produits .
Le haut du télémanipulateur a heurté des tuyauteries et de la poussière est tombée sur ce dernier.
Lors de la sortie de l’appareil, les câbles de commande et d’alimentation électrique ont accroché un fût
vide qui s’est renversé, …»
Activité
250 à 300 Ci
9,25.1012 à 1,11.1013 Bq
Cs-137
250 à 300 Ci
9,25.1012 à 1,11.1013 Bq
Sr-90
1,5 à 2 mCi
5,5.107 à 7,4.107 Bq
Contamination a
2,22.1013 Bq
A totale
3,45.1013 Bq
A totale
1980
1990
(suivant que la pastille
endommagée en juillet 1966
a été évacuée ou non)
(d'après le spectre de
contamination labile de la
cellule)
70 000 plans
6 000 documents (sûreté)
10 000 documents techniques
plus de 5 000 photographies
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10. UNE DIVERSITÉ DE RADIOÉLÉMENTS
Les outils de calcul : modélisation & simulation
A n,t
n
i .t
e
1. 2 ... n .N1.0 . n
i1
(
j i )
j1, ji
(
E )
1
4 ri
2
exp
r ( E ) V
i i
V
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11. UNE VALIDATION DE L’ÉTAT INITIAL
Les outils de mesure : la gamma caméra
Tube intensificateur
photon
Sténopé
CCD
Scintillateur
Système vidéo
{1} Protection en dénal
{2} Sténopé
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12. UNE VALIDATION DE L’ÉTAT INITIAL
Les outils d’investigation : les robots
L’investigation radiologique
=
acquisitions + prélèvements
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13. UNE VALIDATION DE L’ÉTAT INITIAL
Un résultat de mesures in situ
Documents
Photographies
Plans
Evaluation d’activité + Débit de dose
Modélisation de Débit de Dose
Activité : 8,5 TBq
Localisation point chaud
Masse : 2 t, qualité : inox
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15. RÉSUMONS-NOUS !
Études et analyses
1. Une analyse de l’état initial
2. Des évaluations du terme source
(modélisation & simulation)
3. Des moyens de vérification des données
(investigations)
4. L’inventaire des équipements (cartographie)
=> Informations utiles à l’opération
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16. LES OUTILS DU DÉMANTÈLEMENT
DES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES
Les outils d’assainissement et de démantèlement
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18. LES OUTILS D’ASSAINNISSEMENT
Un exemple d’assainissement
Un suivi de l’assainissement
Floor Pe 68
0
0,25
Concrete slab
0,5
0,75
Ambiance case 68-01
1
Pe 68
AL sampling solution pot
or other pipe ?
1,25
1,5
0
1,75
Carrotage
dalle béton
-50
5,00 mGy/h-6,00 mGy/h
2
4,00 mGy/h-5,00 mGy/h
2,25
2,5
08/10/2004
22/10/2004
13/01/2006
23/01/2006 Pb
-150
-200
Pro
fon
deu -250
r
(cm
)
-300
2,75
Pot de passage
3
solutions AL PE
Point chaud
Tuyauterie
3,00 mGy/h-4,00 mGy/h
Depth (m)
-100
2,00 mGy/h-3,00 mGy/h
1,00 mGy/h-2,00 mGy/h
0,00 mGy/h-1,00 mGy/h
3,25
à identifier
3,5
3,75
Aspiration Ejecteurs
4
202-203-204-205
vers Egout PF MAR
Point chaud
Tuyauterie
4,5
4,75
Lyre PF
-350
Tank 68-01
-365
Sonde
SHI
5
5,25
-400
Atténuation liée
Cuve 68-01
0,9 m
à la lèche fritte
-450
4,25
Lyre PF
Bottom of cell 68-01
-90
-45
0
45
Angular position of
boom (°)
90
fond de case
-490
-500
-515
-535
-550
0,00
1,00
2,00
3,00
4,00
5,00
6,00
DdD (mGy/h)
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19. LES OUTILS DE DÉMANTÈLEMENT
Un exemple de moyens de dépose : Maestro
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20. LES OUTILS DE CONTRÔLE
Un exemple de contrôle de colis de déchets
Données de production
Composition et homogénéité de
la matrice, masse, origine.
Bibliothèque de Rns, Spectre type.
Comptage neutronique
Imagerie X, gamma
Spectrométrie gamma
Densité, remplissage, localisation
passive
active
Isotopie
137Cs, 60Co,
240Pu
239Pu
Activité des
isotopes du Pu
241Pu, 239Pu,
...
Activités bêta
…, descendants
*Activités Pu
235U, 238U,
descendants
*Activités U
* Radionucléides seuls (Sans PF et PA)
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21. LES OUTILS DE CONTRÔLE DE DÉCLASSEMENT
Un exemple de cartographie finale
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22. RÉSUMONS-NOUS !
Les outils d’assainissement et de démantèlement
1. Une ligne de production
2. Des outils d’assainissement
3. Des outils de démantèlement
4. Des outils de contrôle des produits finis
(colis, bâtiments et terrains)
=> Une usine à déchets
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23. LES OUTILS DU DÉMANTÈLEMENT
DES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES
Une usine à déchets
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25. RÉSUMONS-NOUS !
Des outils spécifiques au démantèlement
Etudes et analyses
• La cartographie, la gestion de l’information
Mise au gabarit physique et radiologique
• Des outils d’assainissement
• Des outils de dépose
Les techniques de contrôle des produits finis
• Colis de déchets
• Bâtiments et terrains
Production dans des conditions simples et sûres
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Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives
Centre de MARCOULE | 30207 Bagnols sur Cèze
T. +33 (0)4 66 79 63 01
Etablissement public à caractère industriel et commercial | RCS Paris B 775 685 019
Direction : DEN
Département : DPAD
Service : CMET
Notes de l'éditeur
Le développement de l’industrie du démantèlement dans un contexte d’exigence [croissante] de maitrise des risques techniques impose un renforcement des moyens de contrôle radiologique. Par exemple, il est impossible de piloter un chantier de démantèlement sans connaître la qualité et le niveau du terme source contenue dans l’installation pour des raisons évidentes de sûreté. Pourtant face à ce constat, on observe que les moyens de contrôle ou de caractérisation radiologique déployés sur les installations en démantèlement ou sur les installations de traitement des déchets (ITD) sont aujourd’hui essentiellement concentrés sur le colis.
Le travail d’élaboration d’un référentiel méthodologique, conduit actuellement par les cellules métiers du DPAD, est orienté par la volonté de disposer d’une solution intégrée pour assurer la collecte et la gestion des données radiologiques. Le développement de cette solution s’appuie sur l’inventaire des phases de contrôle, la clarification du types d’objets manipulés (métiers), les rôles (organisation), les contraintes ou exigences, enfin les moyens techniques et les processus de collecte et de gestion.
Le démantèlement d’installations nucléaires est souvent décrit à partir d’un ensemble de processus [processus : "ensemble d'activités corrélées ou interactives qui transforme des éléments d'entrée en éléments de sortie" _ norme ISO 9000] qui réduit des objets industriels à des livrables conformes : colis de déchets, bâtiments ou terrains. Ce modèle est par définition simplifié, cependant, il est utile à la tentative de conception d’une solution intégrée pour la maîtrise d’ouvrage des phases d’inventaire.
Le schéma global du démantèlement, tracé à partir du cycle de vie d’une l’installation nucléaire (figure 0), est le résultat d'une combinaison des exigences des acteurs du projet de démantèlement et de celles des exploitants nucléaires dans le cadre règlementaire propre à la manipulation des radionucléides.
Une approche simplifiée de l’industrie du démantèlement se représente par une ligne de production de colis de déchets, séparant l’installation en fin d’exploitation de l’objet livré en fin de projet (figure 1). Ce schéma permet de dégager trois phases exigeant la maîtrise et le suivi radiologique : l’inventaire initial (ASN, scénario, déchets), le contrôle des chaînes de production, et la cible du projet ou état final [sol guide 14] (Figure 1).
L’inventaire radiologique amont est une étape importante qui est structuré à partir de combinaisons de l’histoire industrielle et des exigences des concepteurs de moyens de démantèlement [intégration des contraintes].
Depuis 2006, l'obligation de disposer dès la conception d'un plan de démantèlement oblige l'exploitant à définir un modèle de gestion de la donnée structuré pour, en particulier, améliorer la maîtrise du terme source dans la totalité du cycle de vie des équipements industriels. Ce document doit dans la phase préparatoire du démantèlement simplifier la phase d’inventaire amont.
L’inventaire radiologique aval est un exercice direct de mise en œuvre de technologies et de techniques d'analyses qui conduisent à un état des lieux radiologique [garantie].
Enfin les moyens techniques pour assurer le suivi radiologique de la ligne de production de colis de déchets n'est pas abordé dans ce document. Il constitue une analyse à part entière et des solutions spécifiques.
L’objet de la démarche d’intégration des moyens de maîtrise et de gestion des phases d’inventaire s’appuie donc sur le modèle général et sur les deux étapes d'inventaire amont aval. La maitrise des chaines de production de colis est un sujet à part entière. Il n’est pas traité dans ce document.
La notion de chaîne de production est par définition liée au statut de l’installation. Dans la phase d’exploitation le produit est évidement le résultat des procédés industriels alors que dans la phase de démantèlement, le produit est un colis de déchet ou un bâtiment voire un terrain.