La présente invention concerne la protection contre des rayonnements externes, en particulier une enceinte destinée à protéger des objets tels que des appareils électroniques de mesure.

ÉTAT DE LA TECHNIQUE

Actuellement, on utilise des appareils électroniques pour effectuer des mesures dans des milieux soumis à des rayonnements nucléaires, comme par exemple des centrales nucléaires. Généralement, ces milieux ont une forte contrainte d’encombrement. Par exemple, le voisinage d’un réacteur de fusion thermonucléaire comporte des poutres de soutien pour des bobines électromagnétiques de grande taille, c’est-à-dire plus haute que la taille d’une personne, ou de nombreux circuits destinés au refroidissement du réacteur. On peut citer le certificat d’utilité japonais JP3177566U qui divulgue une enceinte de blindage contre les radiations externes destinée à loger un appareil de mesure de radioactivité. L’enceinte comporte cinq parois et une porte. Chaque paroi comporte, de l’extérieur vers l’intérieur, une plaque en métal, une couche de ciment, une plaque de plomb, une plaque en fer et une plaque en acier. Mais cette enceinte est de petite taille et ne peut recevoir que quelques appareils de mesure, tels que des dosimètres, qui sont eux aussi de petite taille. Cette enceinte ne permet pas de loger plusieurs appareils plus volumineux, tels que des caméras.

On peut citer également le brevet européen EP2650883 qui divulgue un appareil de contrôle d’un réacteur nucléaire comprenant un boîtier muni d’une enveloppe en acier inoxydable, en aluminium, en plomb, ou en uranium et d’une couche de protection contre des rayonnements externes comprenant de l’uranium, du tungstène, ou du plomb et des nanoparticules frittées. Le boîtier a une forme générale d’un parallélépipède rectangle et s’il peut contenir quelques appareils de mesure, il n’est pas adapté à s’intégrer dans un milieu à forte contrainte d’encombrement.

RÉSUMÉ

Un objet de l’invention consiste à pallier ces inconvénients, et plus particulièrement à fournir des moyens de protection d’objets, tels des appareils électroniques de mesure, destinés à être intégrés dans des milieux soumis à des rayonnements externes et à fortes contraintes d’encombrement.

Les autres objets, caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à l'examen de la description suivante et des dessins d'accompagnement.

Selon un aspect de l’invention, il est proposé une enceinte de protection contre des rayonnements externes comprenant une structure multicouches définissant une chambre ouverte destinée à loger au moins un objet, la structure multicouches comprenant, de l’intérieur vers l’extérieur de la chambre, une première couche de blindage magnétique, une deuxième couche apte à supporter la structure multicouches et une troisième couche comportant un matériau apte à absorber des neutrons.

La troisième couche comporte plusieurs modules en contact les uns contre les autres.

Ainsi, on fournit une enceinte dont les dimensions de la couche externe peuvent être adaptées en fonction des besoins. En particulier, la longueur et l’épaisseur de la couche externe de l’enceinte peuvent varier en fonction de l’emplacement des éléments extérieurs et du niveau de protection contre des rayonnements externes souhaité. Une telle enceinte est particulièrement adaptée pour s’intégrer dans un milieu à forte contrainte d’encombrement.

La troisième couche peut comporter au moins trois faces et chaque module a une longueur inférieure à la longueur de chacune desdites au moins trois faces.

De tels modules permettent d’adapter la surface externe de l’enceinte aux contraintes d’encombrement.

La troisième couche peut comporter au moins deux modules empilés l’un contre l’autre selon une direction s’étendant le long d’une épaisseur de la structure multicouches.

On peut ainsi adapter l’épaisseur de la troisième couche aux contraintes d’encombrement et au niveau d’absorption des neutrons recherché.

La troisième couche peut comporter au moins deux modules juxtaposés l’un à côté de l’autre selon une direction perpendiculaire à l’épaisseur de la structure multicouches.

On augmente ainsi le nombre de modules pour former la troisième couche tout en diminuant la taille de chaque module.

Les modules peuvent avoir une même épaisseur.

Ainsi, on facilite la fabrication de l’enceinte en permettant d’utiliser un même moule pour fabriquer les modules de la troisième couche.

L’enceinte peut comprendre des tiges pour maintenir les modules en position, et dans laquelle des orifices destinés à recevoir les tiges sont formés dans la deuxième couche et au moins un orifice traversant configuré pour être traversé par une des tiges est formé dans chaque module. L’enceinte peut également comprendre un vantail coulissant configuré pour fermer la chambre. Un tel vantail coulissant permet d’éviter un obstacle placé devant l’enceinte, c’est-à-dire un obstacle qui pourrait être situé à un endroit où le vantail ne pénètre pas lors de son déplacement.

Le vantail coulissant peut comporter, de l’intérieur vers l’extérieur de la chambre, les première, deuxième et troisième couches de la structure multicouches.

Chaque module peut comporter un matériau identique apte à absorber des neutrons.

La première couche peut comporter un matériau ferromagnétique.

La deuxième couche peut comporter un matériau apte à absorber un rayonnement ionisant du type gamma.

Le matériau de la deuxième couche peut comporter un acier inoxydable.

Le matériau de la troisième couche peut comporter du carbure de bore.

Selon un autre aspect, il est proposé un procédé de protection contre des rayonnements externes, comprenant une fourniture d’une structure multicouches définissant une chambre ouverte destinée à loger au moins un objet, la fourniture de la structure multicouches comprenant un montage d’une couche intermédiaire apte à supporter la structure multicouches, un montage d’une couche interne de blindage magnétique, et un montage d’une couche externe apte à absorber des neutrons.

Le montage de la couche externe comporte une mise en contact de plusieurs modules les uns contre les autres.

BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES

D'autres avantages et caractéristiques ressortiront plus clairement de la description qui va suivre de modes de réalisation et de mise en oeuvre de l'invention donnés à titre d'exemples non limitatifs et représentés aux dessins annexés, dans lesquels :

La figure 1 illustre schématiquement une vue avant en perspective d’un mode de réalisation d’une enceinte de protection selon l’invention.

La figure 2 illustre schématiquement une vue de dessus en coupe de l’enceinte illustrée à la figure 1 .

La figure 3 illustre de façon schématique une vue de côté en coupe de l’enceinte illustrée à la figure 1 .

La figure 4 illustre de façon schématique en perspective d’un mode de réalisation d’un connecteur de chemin optique.

La figure 5 illustre de façon schématique en perspective d’un mode de réalisation d’un connecteur d’alimentation.

La figure 6 illustre schématiquement une vue avant en perspective d’un autre mode de réalisation d’une enceinte.

Les figures 7 à 17 illustrent de façon schématique les principales étapes d’un procédé de protection selon l’invention. DESCRIPTION DÉTAILLÉE

Sur les figures 1 à 4, on a représenté une enceinte de protection 1 contre des rayonnements externes. L’enceinte 1 comprend une structure multicouche 2 définissant une chambre ouverte 3 destinée à loger au moins un objet 4, 5. Les objets 4, 5 sont, notamment, des appareils électroniques. Ces appareils électroniques peuvent être des appareils de mesure optique, tels que des caméras, des appareils de traitement de courants électriques, des amplificateurs de courant, des comparateurs de courant, etc. Ces appareils électroniques sont destinés à être protégés, notamment contre des champs magnétiques. En particulier, afin d’obtenir des mesures robustes, ces objets 4, 5 sont protégés contre des rayonnements nucléaires, notamment grâce à la structure multicouche 2. Les rayonnements nucléaires peuvent comprendre des rayonnements neutroniques, des rayonnements ionisants du type gamma. L’enceinte 1 est particulièrement destinée à loger et à protéger ces objets 4, 5 pour effectuer des mesures de contrôle d’un réacteur nucléaire pour une centrale nucléaire. Plus particulièrement, le voisinage d’un réacteur nucléaire réservé pour placer l’enceinte 1 comporte généralement divers équipements pour le fonctionnement du réacteur nucléaire, par exemple des circuits de refroidissement et des bobines magnétiques qui peuvent avoir une taille nettement supérieure à celle d’une personne. Ces divers équipements sont généralement supportés par des structures telles des poutres métalliques 6, comme illustré sur la figure 6, qui réduisent significativement le voisinage réservé pour placer l’enceinte 1 . Avantageusement, les objets 4, 5 sont placés sur des plateaux coulissants 90. Les plateaux coulissants 90 permettent d’accéder facilement aux objets 4, 5 en permettant de déplacer les objets 4, 5 à l’extérieur de l’enceinte 1 lors des opérations de maintenance. On diminue ainsi la durée des opérations de maintenance et on limite le temps d’exposition des opérateurs de maintenance aux rayonnements externes. De façon générale, la structure multicouche 2 comporte au moins trois couches 7 à 9 distinctes. Plus particulièrement, la structure multicouche 2 comporte, de l’intérieur vers l’extérieur de la chambre 3, une première couche 7 de blindage magnétique, une deuxième couche 8 apte à supporter la structure multicouches 2 et une troisième couche 9 comportant un matériau apte à absorber des neutrons.

La première couche 7 de blindage magnétique permet de réduire un champ magnétique à l’intérieur de la chambre 3. La première couche 7 est située entre les objets 4, 5 à protéger et une source d’un champ magnétique qui serait placée à l’extérieur de la chambre 3. En particulier, la première couche 7 comprend un matériau conducteur électrique. La première couche 7 peut comporter un matériau ferromagnétique, par exemple du fer ou du nickel. De préférence, la première couche 7 comporte du fer pur, communément appelé fer doux.

La deuxième couche 8 sert de support à l’ensemble de la structure multicouches 2. En particulier, on monte la première couche 7 sur une surface interne de la deuxième couche 8, et on monte la troisième couche 9 sur la surface externe de la deuxième couche 8. Avantageusement, la deuxième couche 8 comporte un matériau apte à absorber un rayonnement ionisant du type gamma. En d’autres termes, la deuxième couche 8 permet de diminuer la quantité de rayonnements du type gamma à l’intérieur de l’enceinte 1. La deuxième couche 8 peut comporter un acier inoxydable. L’acier inoxydable est préféré au tungstène, car il est plus facile à travailler. En effet le tungstène, en fonction de son degré de pureté, peut être cassant lorsqu’on le découpe. En outre, l’acier inoxydable est préféré au plomb car il est plus résistant et plus rigide. Par ailleurs, on peut noter que pour obtenir une absorption de rayonnements du type gamma, avec de l’acier inoxydable, qui soit proche d’une absorption avec du tungstène, l’épaisseur d’acier inoxydable doit être supérieure à une épaisseur de tungstène donnée. Avantageusement, en augmentant l’épaisseur de la deuxième couche 8 réalisée en acier inoxydable, on améliore le support de la structure multicouches 2.

Plus particulièrement, la troisième couche 9 comporte plusieurs modules 10 en contact les uns contre les autres. Les modules 10 peuvent avoir une forme de plaque, par exemple une forme de parallélépipède et plus particulièrement une forme de parallélépipède rectangle. En particulier la forme des modules 10 est adaptée de façon à pouvoir faire varier au moins une épaisseur E1 à E4 d’une couche externe de l’enceinte 1 , c’est-à-dire une épaisseur E1 à E4 de la troisième couche 9. Ainsi, en faisant varier une épaisseur E1 à E4 de la troisième couche 9 on peut intégrer l’enceinte 1 dans tout type d’espace à forte contrainte d’encombrement. De façon générale, l’enceinte 1 a une forme de parallélépipède, de préférence une forme de parallélépipède rectangle. L’enceinte 1 comporte quatre parois 11 à 14, une paroi avant 11 , une paroi arrière 12 et deux parois latérales 13, 14, un couvercle supérieur 15 et un fond 16. Plus particulièrement, une ouverture 17 est prévue dans la paroi avant 11 pour former la chambre ouverte 3. Par ailleurs, la structure multicouches 2 comporte au moins trois faces 18 à 20, dites faces principales, une face arrière 18 et deux faces latérales 19 et 20, et une face avant 21 dite face secondaire.

Dans un mode de réalisation, les modules 10 ont chacun une longueur L inférieure à la longueur L1 à L4 de chacune des quatre faces principales 18 à 21. Ainsi, on fournit des modules 10 ayant des dimensions inférieures à celles des faces principales 18 à 21 de l’enceinte 1. De tels modules 10 permettent de recouvrir partiellement ou entièrement chacune des faces principales 18 à 20 de l’enceinte 1 , et de modifier les épaisseurs E2 à E4 de la troisième couche 9 selon les besoins.

Par exemple, la troisième couche 9 comporte au moins deux modules 10 empilés l’un contre l’autre selon une direction A s’étendant le long d’une épaisseur E4 de la structure multicouches 2.

Avantageusement, la troisième couche 9 comporte au moins deux modules 10 juxtaposés l’un à côté de l’autre selon une direction perpendiculaire B à l’épaisseur E4 de la structure multicouche 2.

Grâce à une juxtaposition des modules 10 on peut recouvrir entièrement la surface externe d’une face principale 18 à 20 de l’enceinte 1. Avantageusement, les modules 10 peuvent recouvrir partiellement la surface externe de la face secondaire 21 et forment alors une avancée 40 autour de l’ouverture 17 de la chambre 3. En fonction du nombre de modules 10 utilisés pour élaborer la troisième couche 9, et leur positionnement relatif, on peut faire varier les épaisseurs E1 à E4 de la troisième couche 9. De façon générale on peut faire varier les épaisseurs E1 à E4 en empilant plus ou moins de modules 10 perpendiculairement aux faces principales 18 à 21. En particulier, on peut modifier une épaisseur E1 à E4 de la troisième couche 9, par rapport à une longueur L1 à L4 d’une face principale 18 à 20. A titre d’exemple, on a représenté sur les figures 1 et 2, une variation de l’épaisseur E2 sur la longueur L1. Plus particulièrement, un évidement 91 est prévu au niveau de la troisième couche 9. L’évidement 91 est obtenu en plaçant plusieurs modules 10 de manière à ménager un logement au sein de la troisième couche 9. Un tel évidement 91 permet de loger un obstacle encombrant, par exemple une poutre 6, comme illustré sur les figures 13, 14 et 17. De préférence, les modules 10 ont chacun une même épaisseur T. Dans ce cas, on peut utiliser un même moule pour fabriquer chacun des modules 10. On maîtrise alors la fabrication des modules 10. Avantageusement, chaque module 10 comporte un matériau identique apte à absorber des neutrons. En particulier, lorsqu’on utilise un même matériau pour fabriquer les modules 10 on peut obtenir une même homogénéité des modules 10. Par exemple, le matériau de chaque module 10 comporte du carbure de bore. Le carbure de bore, permet d’absorber les neutrons issus d’un rayonnement neutronique.

Sur la figure 12, on a représenté un mode de réalisation dans lequel l’enceinte 1 comprend des tiges 30 pour maintenir les modules 10 en position sur la structure multicouches 2. En particulier, des orifices de réception, non représentés à des fins de simplification, destinés à recevoir les tiges 30 sont formés dans la deuxième couche 8. Par ailleurs, au moins un orifice 31 traversant configuré pour être traversé par une tige 30 est formé dans chaque module 10. De préférence, les tiges 30 sont filetées et les orifices de réception sont taraudés pour visser les tiges 30 sur la deuxième couche 8. Avantageusement, les orifices de réception sont borgnes pour éviter que les tiges 30 traversent la deuxième couche 8. En variante, les tiges 30 sont soudées sur la deuxième couche 8. Les tiges 30 peuvent être soudées au sein des orifices de réception, ou directement sur la surface externe de la deuxième couche 8. Ces modes de réalisations sont particulièrement adaptés lorsqu’on utilise une deuxième couche 8 réalisée en acier inoxydable. En particulier, plus l’épaisseur de la deuxième couche 8 augmente, et plus on peut utiliser des orifices de réception longs pour améliorer le maintien des tiges 30.

Les objets 4, 5 peuvent en outre être des appareils de mesure optique. C’est-à-dire des appareils destinés à être reliés optiquement à des équipements placés à l’extérieur de l’enceinte 1. Ces appareils de mesure optique sont reliés aux équipements par des chemins optiques 60 et peuvent être alimentés par des unités de puissances placées également à l’extérieur de l’enceinte 1. Ainsi, l’enceinte 1 peut comprendre des connecteurs d’alimentation 50 pour recevoir des câbles électriques reliés aux unités de puissance, et des connecteurs de chemin optique 51 destinés à être reliés aux chemins optiques 60. Les appareils de mesure optique sont ensuite couplés respectivement aux connecteurs d’alimentations 50 et aux connecteurs de chemin optique 51 .

Sur la figure 4 on a représenté un mode de réalisation d’un connecteur de chemin optique 51. Le connecteur de chemin optique 51 comporte une partie distale 70 réalisée dans un matériau de la première couche 7, une partie intermédiaire 71 réalisée dans un matériau de la deuxième couche 8 et une partie proximale 72 réalisée dans un matériau de la troisième couche 9. En outre, le connecteur de chemin optique 51 peut comporter une platine de fixation 73 adaptée pour monter le connecteur de chemin optique 51 sur la structure multicouches 2. Des orifices de sortie 53 sont prévus dans la structure multicouches 2 pour recevoir les connecteurs de chemin optique 51. Un canal cylindrique 80 est formé au sein des connecteurs de chemin optique 51 pour relier optiquement les appareils de mesure optique avec les chemins optiques 60.

Sur la figure 5 on a représenté un mode de réalisation d’un connecteur d’alimentation 50. Le connecteur d’alimentation 50 comporte une partie distale 74 réalisée dans un matériau de la première couche 7, une partie intermédiaire 75 réalisée dans un matériau de la deuxième couche 8 et une partie proximale 76 réalisée dans un matériau de la troisième couche 9. En outre, le connecteur d’alimentation peut comporter une platine de fixation 77 adaptée pour monter le connecteur d’alimentation 50 sur la structure multicouches 2. Des orifices d’entrée 52 sont prévus dans la structure multicouches 2 pour recevoir les connecteurs d’alimentation 50. Un canal sinueux 81 est formé au sein des connecteurs d’alimentation 50 pour relier électriquement les appareils de mesure optique avec les unités de puissance.

Ainsi, les connecteurs de chemin optique 51 et d’alimentation 50 sont configurés pour s’intégrer dans la structure multicouches 2.

Sur la figure 6, on a représenté un mode de réalisation dans lequel l’enceinte 1 comprend au moins un vantail coulissant 32,33 configuré pour fermer la chambre 3. Par exemple, l’enceinte 1 comporte un vantail coulissant 32. De manière à fournir un élément de fermeture de la chambre 3 plus léger, l’enceinte 1 comporte un premier vantail coulissant gauche 32 et un deuxième vantail coulissant droit 32 qui, lorsqu’ils sont en contact l’un contre l’autre, ferment la chambre 3. Par exemple, chaque vantail 31 , 32 comporte des roues situées dans sa partie inférieure de façon à permettre un déplacement du vantail 31 , 32 le long d’un axe X parallèle au sol. Avantageusement, au moins un vantail 31 , 32 comporte un rail situé dans sa partie supérieure et destiné à coulisser dans une rainure de l’avancée 40 de la secondaire 21 de l’enceinte 1. Préférentiellement, chaque vantail 31 , 32 coulissant comporte, de l’intérieur vers l’extérieur de la chambre 3, les première, deuxième et troisième couches 7 à 9 de la structure multicouches 2.

Sur les figures 8 à 19, on a représenté un mode de mise en œuvre d’un procédé de protection contre les rayonnements externes. Un tel procédé de protection est particulièrement adapté pour fabriquer l’enceinte 1 qui vient d’être décrite ci-avant. De façon générale, le procédé comporte une fourniture de la structure multicouches 2 définissant la chambre ouverte 3 destinée à loger au moins un objet 4, 5. La fourniture de la structure multicouches 2 comprend un montage de la deuxième couche 8, appelée couche intermédiaire, puis un montage de la première couche 7, appelée couche interne, et un montage de la troisième couche 9, également appelée couche externe. En particulier, le montage de la troisième couche 9 comporte une mise en contact de plusieurs modules 10 les uns contre les autres. Selon un mode de mise en œuvre, la fourniture de la structure multicouches 2 comporte une fourniture d’un fond 16 et d’une partie basse 43 de l’avancée 40, illustré à la figure 7. Puis, on place différents panneaux pour former la deuxième couche 8, c’est-à-dire la couche intermédiaire 8. On place un panneau arrière 44 de la deuxième couche 8, illustré à la figure 8. On peut avantageusement placer une couche optionnelle 45 comportant un matériau apte à absorber des neutrons derrière le panneau arrière 44. Puis, on place un premier panneau latéral 46, muni ou non, d’une une couche optionnelle 45, illustré à la figure 9. On place ensuite un deuxième panneau latéral 47, muni ou non, d’une une couche optionnelle 45, illustré à la figure 10. On place ensuite le couvercle supérieur 15 et un panneau avant 48 au niveau de la partie supérieure de l’enceinte 1 , illustré à la figure 11. Puis on monte des plaques sur les premier, deuxième et troisième panneaux 44, 46, 47 de la deuxième couche 8, à l’intérieur de la chambre 3, pour former la première couche 7, illustré à la figure 11 . Avantageusement, on complète la première couche 7 en montant, à l’intérieur de la chambre 3, une plaque supplémentaire sur le fond 16 et une plaque additionnelle sur la face du couvercle supérieur 15 orienté vers l’intérieur de la chambre 3. Avantageusement, les angles de la première couche 7 sont arrondis. On monte les tiges 30 sur les faces externes des panneaux 44, 46, 47, formant la deuxième couche 8, illustré à la figure 12. On peut également monter des tiges 30 sur la face externe du panneau avant 48. Lorsqu’une couche optionnelle 45 est utilisée, les tiges 30 traversent la couche optionnelle 45, de préférence des orifices traversants sont prévus dans la couche optionnelle 45 pour recevoir les tiges 30. Puis on monte les modules 10 de la troisième couche 9, en introduisant les tiges 30 au sein des orifices 31 des modules 10. On fournit le vantail coulissant gauche 32, comme illustré sur la figure 13. On fournit ensuite le vantail coulissant droit 33, illustré à la figure 14. On place les connecteurs d’alimentation 50 dans les orifices d’entrée 52 prévus dans la structure multicouches 2, illustré à la figure 15. On place les connecteurs de chemin optique 51 dans les orifices de sortie 53 prévus dans la structure multicouches 2, illustré à la figure 16.

Sur la figure 17, on a représenté l’enceinte 1 avec ses vantaux 32, 33 en position d’ouverture permettant de place les objets 4, 5 dans la chambre 3.