E.L.M.O. : caractérisation intelligente des déchets pour un stockage en surface en toute sécurité
Coopération innovante entre le SCK CEN et Mirion dans le cadre du projet ANUBIS
Le SCK CEN et Mirion Technologies unissent leurs forces en vue de développer E.L.M.O., un système avancé pour la caractérisation radiologique de conteneurs de déchets à grande échelle. Cette installation joue un rôle clé dans la préparation au stockage en surface de déchets de catégorie A.
Cette collaboration stratégique s'inscrit dans le projet ANUBIS plus large, qui est axé sur l'évacuation sûre et efficace de déchets radioactifs lors du démantèlement de centrales nucléaires belges. Dans le cadre de ce projet, le SCK CEN coopère avec quatre partenaires industriels, qui apportent chacun leur propre expertise en vue de développer des solutions innovantes pour la gestion future des déchets radioactifs.
Pourquoi la caractérisation radiologique est-elle cruciale ?
Le démantèlement de centrales nucléaires belges entraîne une quantité considérable de déchets radioactifs. Afin de pouvoir traiter ces déchets en toute sécurité et au bout du compte les mettre en décharge, ils doivent répondre aux critères d'acceptation des déchets (WAC - Waste Acceptance Criteria) de l'ONDRAF. Une caractérisation radiologique correcte est essentielle pour démontrer cette conformité.
Qu'est-ce que E.L.M.O. ?
E.L.M.O. (Enhanced Large-container Measurement Operation) est un système de mesure qui a été élaboré par Mirion Technologies et optimisé par le SCK CEN. Le système se compose :
- De deux détecteurs High Purity Germanium (HPGe) refroidis électriquement et de chariots de détecteurs ;
- D'une table rotative indexée de 10 tonnes basée sur le système OSAS de Mirion.
Grâce à cette configuration, les grands conteneurs de déchets, comme les paniers de monolithe de type III, peuvent être caractérisés avec une haute précision. Le système offre de la flexibilité dans les configurations de mesure, dont la géométrie ouverte, le balayage gamma segmenté et le balayage gamma segmenté par angle.
Validation des méthodes de mesure pour Monolith Type III
Les paniers de monolithe de type III ont été spécifiquement choisis pour ce projet, car ils représentent un type de déchets pour lequel aucune méthode de caractérisation n'a encore été élaborée ou qualifiée par l'ONDRAF. Ils seront produits lors du démantèlement des installations nucléaires en Belgique. Il est donc essentiel de développer et de valider des méthodes de mesure adaptées à ce futur flux de déchets.
FAQ
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Il s'agit de déchets radioactifs de courte durée de vie de faible et moyenne activité. Le déchet ne contient qu'une quantité limitée de radioactivité et se désintègre assez rapidement. Ce type de déchets provient principalement de la maintenance des centrales nucléaires, mais aussi de l'industrie, de la médecine et de la recherche scientifique. L'objectif est de stocker ces déchets en toute sécurité afin qu'ils ne représentent aucun risque pour la santé publique, aujourd'hui et à l'avenir.
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Le stockage en surface est une méthode permettant de stocker en toute sécurité les déchets radioactifs de courte durée de vie de faible et moyenne activité au-dessus du sol. En Belgique, l'installation de stockage sera construite dans la commune de Dessel. En attendant, les déchets seront stockés dans des bâtiments spéciaux chez Belgoprocess, où ils resteront sous surveillance et en toute sécurité.
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Un monolithe est un conteneur en béton spécialement conçu pour conditionner en toute sécurité des déchets radioactifs de courte durée de vie de faible et moyenne activité qui sont destinés à être stockés en surface. Ces conteneurs ont une fonction double : ils protègent contre la radiation et confinent les substances radioactives. Le monolithe de type III est conçu pour les déchets en vrac et contient un panier en acier interne qui renferme la matière. Cette structure offre une stabilité mécanique, protège contre l'arrivée d'eau et isole les déchets de l'environnement. Elle est donc adaptée pour un stockage à long terme sur le site prévu de Dessel.
Pourquoi le système E.L.M.O. est-il innovant ?
La caractérisation radiologique des grands déchets est entravée depuis longtemps par de grandes incertitudes causées principalement par des paramètres liés à la matrice, comme la répartition de la radioactivité ou l'étanchéité au sein des déchets.
Le système E.L.M.O. offre une avancée en :
- Tenant compte des paramètres liés à la matrice dans l'analyse
- Permettant un large éventail de configurations de mesure comme le balayage gamma segmenté et segmenté par angle afin de mieux identifier la répartition spatiale de l'activité
- Intégrant plusieurs sources de données afin d'obtenir une image plus complète et plus fiable du contenu radioactif.
Le rôle du SCK CEN
« En intégrant des paramètres liés à la matrice dans notre analyse, nous pouvons obtenir des résultats plus précis qu'avec les techniques traditionnelles existantes, ce qui réduit l'incertitude et augmente la fiabilité », explique Wouter Broeckx, expert en caractérisation au SCK CEN.
Le SCK CEN joue un rôle central dans l'amélioration et la qualification du système E.L.M.O. au sein du projet ANUBIS. En tant que centre de recherche doté de plusieurs décennies d'expérience en technologie nucléaire, le SCK CEN utilise des méthodes de calcul avancées afin d'optimiser la précision et de réduire les incertitudes liées à l'efficacité. Cela permet d'obtenir des estimations fiables.
Par ailleurs, des techniques issues de l'intelligence artificielle, comme l'apprentissage automatique, sont intégrées afin d'optimiser automatiquement l'équilibre entre la précision des mesures et la rentabilité. Cela rend le système non seulement plus intelligent, mais aussi plus pratique et plus efficace à utiliser.
Qualifié et prêt à être utilisé tout en laissant une marge de progression
Le système E.L.M.O. est déjà qualifié par l'ONDRAF/NIRAS pour le domaine d'application actuel au sein du SCK CEN. Il est déployé en routine pour la caractérisation de déchets opérationnels produits au centre de recherche.
Dans le même temps, la poursuite du développement bat son plein dans le cadre du projet ANUBIS. Le système est affiné afin d'accroître sa polyvalence et d'améliorer la précision des mesures, avec une attention particulière pour la caractérisation des paniers de monolithe de type III.
Un exemple d'innovation industrielle au sein d'ANUBIS
La coopération entre le SCK CEN et Mirion Technologies montre comment l'expertise scientifique et la technologie industrielle peuvent s'associer pour relever des défis sociétaux. Au sein d'ANUBIS, le système E.L.M.O. constitue l'un des quatre partenariats industriels qui contribuent à une évacuation sûre, durable et rentable des déchets radioactifs en Belgique.
ANUBIS & le plan de relance de la Belgique et de l'Europe
Un bref retour sur 2021. C’est à ce moment que l’Union européenne a accordé au SCK CEN un financement pour le projet ANUBIS, acronyme de « Advancing NUclear dismantling in Belgium through Improving Sustainability ». L’objectif principal du projet est de développer des technologies et des compétences pour maximiser la réutilisation rentable des matériaux libérés lors du démantèlement des centrales nucléaires. Il implique également la construction du bâtiment MaT sur le site du SCK CEN, une nouvelle installation de recherche, de développement et de démonstration, avec ses installations associées, afin de soutenir l’innovation dans les projets de démantèlement en Belgique.
Le projet s'inscrit non seulement dans le plan belgo-européen de relance économique après la pandémie de COVID-19, mais aussi dans le cadre du démantèlement durable des cinq centrales nucléaires de Doel et de Tihange. « Et nous ne sommes pas seuls », explique An Bielen, coordinatrice du projet ANUBIS au SCK CEN. « Nous collaborons déjà avec quatre partenaires privés. »
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