Dans les installations nucléaires, la mesure des neutrons joue un rôle essentiel pour caractériser des équipements, analyser des colis de déchets radioactifs ou suivre certains procédés industriels. Pourtant, les solutions permettant d’exploiter certains détecteurs neutroniques — en particulier les détecteurs à gaz ou les chambres à fission — se raréfient progressivement sur le marché.
Cette évolution génère un défi de taille : comment renouveler et moderniser des chaînes de mesure devenues critiques pour l’exploitation des installations, tout en améliorant leurs performances ? Dans le cadre de sa collaboration technologique avec Orano, le CEA propose une réponse très concrète. Elle vise à développer une chaîne de mesure neutronique capable de couvrir l’ensemble des configurations de mesure, passives comme actives — ces dernières reposant sur l’utilisation d’un générateur de neutrons pour sonder les matériaux.
Dans ce cadre, les équipes du CEA-List ont adapté une chaîne de mesure neutronique issue de leurs travaux de R&D pour répondre aux contraintes spécifiques du site de La Hague.
L’un des éléments clés du dispositif est un préamplificateur de courant conçu pour fonctionner avec des détecteurs neutroniques tout en garantissant une mesure lors des tirs d’un générateur de neutrons.
Pour évaluer son comportement en situation réelle, une campagne d’essais a été menée en décembre 2025 directement dans l’usine de La Hague. L’objectif : vérifier que l’ensemble de la chaîne de mesure fonctionne dans les conditions opérationnelles d’un environnement industriel, avec des détecteurs He³ et un générateur de neutrons.
Les résultats se sont révélés particulièrement encourageants. Lors des tirs du générateur, le préamplificateur ne sature pas, ce qui permet de maintenir la chaîne de mesure opérationnelle et d’envisager une acquisition quasi continue des données.
Les comparaisons réalisées avec l’instrumentation actuellement utilisée sur le site montrent également que le système développé par le CEA-List récupère un signal exploitable environ deux fois plus rapidement après un tir du générateur.
Ces essais constituent avant tout la validation d’un prototype à un niveau de maturité technologique intermédiaire. Ils démontrent que l’architecture développée par le CEA-List peut fonctionner dans un environnement industriel exigeant et couvrir différents types de mesures neutroniques avec un même système.
La prochaine étape consistera à poursuivre les évaluations en conditions d’exploitation, notamment en laissant une chaîne de mesure à disposition sur le site afin de recueillir un retour d’expérience sur la durée. En parallèle, des discussions sont engagées avec CAEN Nuclear Solutions autour d’un éventuel transfert industriel.
À plus long terme, ces travaux peuvent contribuer à la modernisation des systèmes de mesure neutronique du site de La Hague — qui compte aujourd’hui plusieurs centaines de voies — et alimenter les réflexions autour des futures installations du cycle du combustible, notamment le projet Aval du Futur (ADF), destiné à préparer la prochaine génération d’usines de retraitement.
C’est le délai après un tir de générateur de neutrons à partir duquel le prototype fournit une mesure exploitable, contre environ 500 microsecondes pour les systèmes actuellement utilisés sur le site.
Le moment où nous avons vu que le préamplificateur restait stable pendant les tirs du générateur a été décisif. C’était exactement le comportement que nous cherchions à obtenir pour les applications industrielles.
