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Des innovations technologiques pour le démantèlement nucléaire

Le robot CLEANDEM, lors de la mesure in situ, à l’usine Eurex de Saluggia avec Nanopix3, d’une source radioactive d’241Am contenue dans un fût métallique et image reconstruite par spectroimagerie. ©CEA
Financement de trois thèses du programme FOCUSDEM, démonstration in situ de l’efficacité de ses technologies de mesures radiologiques dans le cadre du projet européen CLEANDEM : le CEA-List contribue aux progrès de l’instrumentation numérique pour les opérations d’assainissement/démantèlement, capitales pour la sûreté et l’acceptabilité de l’industrie nucléaire.

Les résultats du programme FOCUSDEM et du projet CLEANDEM représentent un tournant important dans l’optimisation des opérations d’assainissement et de démantèlement (A&D), essentiels au cycle de vie des installations nucléaires, qu’elles soient anciennes ou en projet. Les thèses du programme FOCUSDEM, soutenues par le CEA-List, ont ainsi abordé trois défis majeurs dans la caractérisation radiologique des sites en démantèlement, cruciale pour garantir la sûreté des opérations.

La thèse d’Andréa Macario Barros a porté sur un système modulaire de cartographie radiologique. Grâce à l’intégration de la technologie SLAM (Simultaneous Localization and Mapping), ce dispositif offre une localisation automatique des capteurs, permettant ainsi une acquisition de données plus précise et une réduction significative des erreurs humaines. Cette avancée est essentielle pour cartographier les zones contaminées avec fiabilité, un enjeu majeur pour les équipes d’intervention.

La thèse de Dilan Tüzün, adossée aux travaux précurseurs du Laboratoire national Henri Becquerel (LNHB), a consisté à développer des sources moulables ou déformables, pour mieux correspondre à la diversité des surfaces et matériaux rencontrés sur le terrain, améliorant ainsi l’étalonnage des instruments.
Enfin, la thèse d’Aya Kanj a porté sur un spectro-imageur neutronique transportable, conçu pour identifier les sources de rayonnement neutronique. Ce système complète les imageurs gamma et s’avère particulièrement utile en présence de blindages empêchant la détection gamma.

Parallèlement à ces recherches, le projet européen CLEANDEM, dédié aux technologies de mesure pour l’A&D embarquées sur un robot autonome, s’est achevé sur une démonstration en conditions réelles des performances exceptionnelles de trois technologies issues du CEA-List :

  • Nanopix3, spectro-imageur gamma, testé avec succès sur le site Eurex de SOGIN à Saluggia (Italie), a permis de localiser une source radioactive d’Am 241 en moins de 10 secondes, à une distance de deux mètres (débit de dose à la caméra d’environ 0.2 μSv/h), montrant ainsi son efficacité dans la détection rapide de points chauds.
  • Conçu pour mesurer la contamination surfacique sur des formes complexes, le contaminamètre pixélisé s’adapte aux géométries irrégulières des structures en démantèlement pour une évaluation plus précise et plus rapide de la contamination.
  • Enfin, le couplage des technologies de shape sensing et OSL/FO combine la luminescence stimulée optiquement en fibre optique avec la reconstruction 3D de la forme de la fibre, pour effectuer des mesures de dose précises, même dans les zones les plus inaccessibles.
Système modulaire de cartographie monté sur NuCoMo-100. © CEA
Le robot CLEANDEM, lors de la mesure in situ, à l’usine Eurex de Saluggia avec Nanopix3, d’une source radioactive d’241Am contenue dans un fût métallique et image reconstruite par spectroimagerie. ©CEA

Ces avancées témoignent de l’engagement du CEA-List à faire face aux défis du démantèlement nucléaire, un domaine où la sûreté, la précision et l’innovation technologique sont plus que jamais indispensables. Elles permettent de réduire l’exposition des travailleurs, d’améliorer la précision des mesures et de simplifier la gestion des chantiers. Elles favorisent également une automatisation accrue, rendant les processus plus efficaces et moins risqués pour les intervenants.

Cas d’usage

En apportant une information radiologique fiable, ces technologies ouvrent également la voie à la gestion de crise, en accélérant la collecte d’informations, voire, dans le cas de drones et robots autonomes, de libérer les primo intervenants pour qu’ils puissent se consacrer à leur mission première, pendant qu’une flotte autonome collecte ces informations, leur permettant ainsi d’éviter l’exposition aux dangers radiologiques.

 

Projet majeur

Ces travaux s’inscrivent dans une dynamique de R&D continue, avec notamment la participation du CEA au projet européen XS-ABILITY, qui vise à améliorer et à miniaturiser Nanopix3 et un système de mesure neutron/gamma pour une meilleure caractérisation des sites nucléaires en démantèlement, notamment en les embarquant sur des drones et sur des robots autonomes.

Publications

Des innovations de rupture pour améliorer la détection, la cartographie et l’identification des sources radioactives dans les opérations d’A&D.

Rebecca Cabean

Maugan Michel

Expert — CEA-List

Le système est également en mesure de fournir un modèle numérique de la zone étudiée, enrichi des informations radiologiques fournies par les capteurs, ce qui permet de créer un jumeau numérique.

SOGIN

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