LES OUTILS DU DÉMANTÈLEMENT
DES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES

SFEN 2013| Philippe GIRONES
14 mars 2013
23 MARS 2013

CEA | 10 ...
SOMMAIRE

Les outils du démantèlement

1. Le démantèlement des installations nucléaires ?
2. Les outils d’études et d’anal...
LES OUTILS DU DÉMANTÈLEMENT
DES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES

Le démantèlement des installations nucléaires ?
SFEN, 14 mars 20...
UN CONTEXTE INDUSTRIEL

Des installations, des procédés, des contextes…

Un cycle de vie industriel

des outils spécifique...
DES INSTALLATIONS DIVERSES

De l’infiniment petit à l’infiniment grand !

5
DES OBJECTIFS

Le fil conducteur

Gy

1. Réduire le temps qui sépare les opérations
téléopérées des opérations manuelles

...
RÉSUMONS-NOUS !

Le démantèlement des installations nucléaires

1. Un cycle de vie : différentes étapes
Exploitation - Ass...
LES OUTILS DU DÉMANTÈLEMENT
DES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES

Les outils d’études et d’analyses
SFEN, 14 mars 2013, Marcoule |...
UNE DIVERSITÉ D’ÉQUIPEMENTS

Un état initial
Connaissances
Historique : En avril 1990 un télémanipulateur muni d’un débitm...
UNE DIVERSITÉ DE RADIOÉLÉMENTS

Les outils de calcul : modélisation & simulation

A n,t



 n

  i .t
e

 1. 2 ....
UNE VALIDATION DE L’ÉTAT INITIAL

Les outils de mesure : la gamma caméra
Tube intensificateur

 photon
Sténopé

CCD
Scint...
UNE VALIDATION DE L’ÉTAT INITIAL

Les outils d’investigation : les robots

L’investigation radiologique
=
acquisitions + p...
UNE VALIDATION DE L’ÉTAT INITIAL

Un résultat de mesures in situ
Documents
Photographies
Plans

Evaluation d’activité + Dé...
UNE VALIDATION DE L’ÉTAT INITIAL

Une cartographie

23 MARS 2013

14
RÉSUMONS-NOUS !

Études et analyses

1. Une analyse de l’état initial
2. Des évaluations du terme source
(modélisation & s...
LES OUTILS DU DÉMANTÈLEMENT
DES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES

Les outils d’assainissement et de démantèlement
SFEN, 14 mars 20...
LES OUTILS

La ligne de production
Des équipements aux colis

17
LES OUTILS D’ASSAINNISSEMENT

Un exemple d’assainissement
Un suivi de l’assainissement

Floor Pe 68

0
0,25
Concrete slab
...
LES OUTILS DE DÉMANTÈLEMENT

Un exemple de moyens de dépose : Maestro

19
LES OUTILS DE CONTRÔLE

Un exemple de contrôle de colis de déchets

Données de production
Composition et homogénéité de
la...
LES OUTILS DE CONTRÔLE DE DÉCLASSEMENT

Un exemple de cartographie finale

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RÉSUMONS-NOUS !

Les outils d’assainissement et de démantèlement

1. Une ligne de production
2. Des outils d’assainissemen...
LES OUTILS DU DÉMANTÈLEMENT
DES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES

Une usine à déchets
SFEN, 14 mars 2013, Marcoule | Philippe GIRO...
CONCLUSION

Un modèle général
Les données / pièces déposées

f(temps) = min(Gy, Bq, (n,f))
23 MARS 2013

24
RÉSUMONS-NOUS !

Des outils spécifiques au démantèlement

Etudes et analyses
• La cartographie, la gestion de l’informatio...
| PAGE 26
CEA | 10 AVRIL 2012
23 MARS 2013

Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives
Centre de MARCO...
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Les outils du démantèlement des installations nucléaires, une vision globale de l'optimisation des moyens

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  • 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.
  • Sfen 2013 cmet_dpad_v1

    1. 1. LES OUTILS DU DÉMANTÈLEMENT DES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES SFEN 2013| Philippe GIRONES 14 mars 2013 23 MARS 2013 CEA | 10 AVRIL 2012 | PAGE 1
    2. 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 1 2 3 4 2
    3. 3. LES OUTILS DU DÉMANTÈLEMENT DES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES Le démantèlement des installations nucléaires ? SFEN, 14 mars 2013, Marcoule | Philippe GIRONES 1 23 MARS 2013 2 3 4 CEA | 10 AVRIL 2012 | PAGE 3 3
    4. 4. UN CONTEXTE INDUSTRIEL Des installations, des procédés, des contextes… Un cycle de vie industriel des outils spécifiques 4
    5. 5. DES INSTALLATIONS DIVERSES De l’infiniment petit à l’infiniment grand ! 5
    6. 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)) 6
    7. 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 7
    8. 8. LES OUTILS DU DÉMANTÈLEMENT DES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES Les outils d’études et d’analyses SFEN, 14 mars 2013, Marcoule | Philippe GIRONES 1 23 MARS 2013 2 3 4 CEA | 10 AVRIL 2012 | PAGE 8 8
    9. 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 9
    10. 10. UNE DIVERSITÉ DE RADIOÉLÉMENTS Les outils de calcul : modélisation & simulation A n,t    n    i .t e   1. 2 ... n .N1.0 . n  i1  (    j  i ) j1, ji     (  E )  1 4  ri  2 exp  r ( E ) V i i V 10
    11. 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 11
    12. 12. UNE VALIDATION DE L’ÉTAT INITIAL Les outils d’investigation : les robots L’investigation radiologique = acquisitions + prélèvements 12
    13. 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 13
    14. 14. UNE VALIDATION DE L’ÉTAT INITIAL Une cartographie 23 MARS 2013 14
    15. 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 23 MARS 2013 15
    16. 16. LES OUTILS DU DÉMANTÈLEMENT DES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES Les outils d’assainissement et de démantèlement SFEN, 14 mars 2013, Marcoule | Philippe GIRONES 1 23 MARS 2013 2 3 4 CEA | 10 AVRIL 2012 | PAGE 16 16
    17. 17. LES OUTILS La ligne de production Des équipements aux colis 17
    18. 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) 18
    19. 19. LES OUTILS DE DÉMANTÈLEMENT Un exemple de moyens de dépose : Maestro 19
    20. 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) 20
    21. 21. LES OUTILS DE CONTRÔLE DE DÉCLASSEMENT Un exemple de cartographie finale 21
    22. 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 23 MARS 2013 22
    23. 23. LES OUTILS DU DÉMANTÈLEMENT DES INSTALLATIONS NUCLÉAIRES Une usine à déchets SFEN, 14 mars 2013, Marcoule | Philippe GIRONES 1 23 MARS 2013 2 3 4 CEA | 10 AVRIL 2012 | PAGE 23 23
    24. 24. CONCLUSION Un modèle général Les données / pièces déposées f(temps) = min(Gy, Bq, (n,f)) 23 MARS 2013 24
    25. 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 23 MARS 2013 25
    26. 26. | PAGE 26 CEA | 10 AVRIL 2012 23 MARS 2013 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

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