FR3107958A1 - Procédé et dispositif de prélèvement de polluant atmosphérique - Google Patents
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Abstract
TITRE DE L’INVENTION : PROCÉDÉ ET DISPOSITIF DE PRÉLÈVEMENT DE POLLUANT ATMOSPHÉRIQUE Le dispositif comporte :- une pompe (13),- un premier ensemble (25, 30, 130) comportant au moins un filtre d’analyse placé dans une première cassette (38) sur un chemin de l’air pompé en amont de la pompe,- un deuxième ensemble (40, 55, 140) comportant au moins un filtre témoin placé dans une deuxième cassette (48) sur le chemin de l’air pompé en amont de la pompe,- une première électrovanne (31) commandant le passage d’air à travers la première cassette, - un premier débitmètre (35) mesurant le débit à travers la première cassette, - une deuxième électrovanne (41) commandant le passage d’air à travers la deuxième cassette,- un deuxième débitmètre (45) mesurant le débit à travers la deuxième cassette et- un moyen de commande (14) du fonctionnement de la pompe configuré pour commander chaque électrovanne en fonction des débits mesurés par le premier débitmètre et le deuxième débitmètre. Figure pour l'abrégé : Figure 2
Description
DOMAINE TECHNIQUE DE L’INVENTION
La présente invention vise un procédé et un dispositif de prélèvement de polluant atmosphérique. Elle s’applique, notamment, au domaine de la métrologie d’aérosols constitués de particules de polluants chimiques industriels et plus spécifiquement d’amiante combiné à des radionucléides.
ÉTAT DE LA TECHNIQUE
Une problématique règlementaire, environnementale et technique impose des mesures d’empoussièrement sur des chantiers combinant un risque lié à un type de poussière, particules, fibres (par exemple d’amiante) ou un polluant chimique en aérosols et des particules radioactives.
On connaît des dispositifs de prélèvement de polluants aériens. Ils comportent au moins un filtre et au moins une pompe. Cependant, aucun de ces dispositifs ne permet d’effectuer des contrôles radiologiques pour déterminer les conditions de sortie, de transport et d’analyse des filtres, d’une part, et de limiter la production de déchets technologiques induits en cas de contamination par des particules ionisantes des pompes de prélèvement mises en œuvre, d’autre part.
De plus, aucun de ces dispositifs ne prend en compte le risque d’exposition interne et externe radiologique de l’opérateur de prélèvement.
Il existe différents types de pompes de prélèvements atmosphériques répondant à des exigences réglementaires. La technologie de ces pompes ne permet pas de prendre en compte les exigences de sécurité et sureté en milieu nucléaire.
En particulier, le problème du contrôle de sortie des filtres des installations nucléaires et le problème de la maîtrise de la contamination du circuit pneumatique interne à la pompe.
Aucun dispositif actuel ne permet de réaliser des mesures au porteur, dites «dynamiques» ou au poste de travail dans un contexte de chantier nucléaire. La technologie des pompes actuellement utilisées répond aux caractéristiques des chantiers amiante en milieu conventionnel mais n’est pas appropriée au contexte nucléaire notamment en termes de traçabilité des mesures et de gestion de déchets. Par exemple, la mise en déchet des batteries et piles contenant du lithium métallique est interdite.
Les procédés actuellement connus nécessitent l’utilisation de deux types de pompes de prélèvement :
- Prélèvement statique (mesure environnementale) : sur un pied et un support à une hauteur de prélèvement de 1,5 m à 2 m au moyen d’une pompe d’aspiration d’air à 7 l/min (+/- 10%) (suivant norme NF X 43-050); durée > 4 heures ou 24 heures,
- Prélèvement dynamique, c’est-à-dire mesure sur opérateur en situation de travail : directement sur l’opérateur avec les cassettes ouvertes, au moyen d’une pompe d’aspiration d’air à 3 l/min (+/- 5%) (suivant norme NFX 43-269); durée minimale 222 min pour une SA (sensibilité analytique) de 1 fibre/litre et 74 min pour une SA de 3 fibres/litre.
- Prélèvement statique (mesure environnementale) : sur un pied et un support à une hauteur de prélèvement de 1,5 m à 2 m au moyen d’une pompe d’aspiration d’air à 7 l/min (+/- 10%) (suivant norme NF X 43-050); durée > 4 heures ou 24 heures,
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Dans le cas des prélèvements statiques, les techniques actuellement employées ne permettent pas d’avoir l’assurance que les dispositifs techniques mis en œuvre ne sont pas contaminés par de la matière radioactive après leur utilisation. Cela génère des déchets technologiques qui peuvent s’avérer problématiques dans les filières nucléaires et notamment pour les batteries au lithium.
Un dispositif muni d’une pompe, d’un support et de sa tête de prélèvement dans laquelle est insérée une cassette (porte-filtre) contenant le filtre à analyser est utilisé dans le milieu conventionnel et dans certains cas particuliers de chantiers nucléaires.
Afin de satisfaire les exigences de contrôle et de traçabilité du nucléaire, les organismes accrédités COFRAC effectuant les prélèvements sont contraints de mettre en place deux pompes de prélèvements statiques côte à côte pour réaliser un prélèvement d’air sur un filtre en même temps que celui qui sera analysé en laboratoire amiante.
Ce filtre témoin sur lequel sera réalisé un contrôle radiologique est prélevé pour être contrôlé en boite de confinement. L’autre filtre est destiné à être analysé en laboratoire accrédité COFRAC.
La disposition de prélèvement avec deux pompes pose plusieurs problèmes :
- Encombrement important dans des espaces confinés d’intervention souvent étroits et exiguës,
- Quantité de déchet générée importante en cas de contamination radiologique avérée,
- Synchronisation et traçabilité de la mesure entre les 2 pompes et leur filtre respectifs et
- Impossibilité de déporter la tête de prélèvement et son support dans un milieu ou local avec des paramètres physiques différents de la pompe de prélèvement.
- Encombrement important dans des espaces confinés d’intervention souvent étroits et exiguës,
- Quantité de déchet générée importante en cas de contamination radiologique avérée,
- Synchronisation et traçabilité de la mesure entre les 2 pompes et leur filtre respectifs et
- Impossibilité de déporter la tête de prélèvement et son support dans un milieu ou local avec des paramètres physiques différents de la pompe de prélèvement.
Dans le cas des prélèvements au poste de travail dits dynamiques, un intervenant est équipé de deux pompes de prélèvement 3 l/min disposées sur un harnais, pour analyser l’empoussièrement au poste de travail.
La technologie de ces pompes ne permet pas :
- D’équiper l’intervenant du nombre de pompe suffisant pour atteindre d’une part la sensibilité analytique requise et d’autre part de réaliser un filtre « témoin radiologique» des autres filtres prélevés sur opérateur.
- De s’exonérer d’une contamination radiologique des pompes.
- D’équiper l’intervenant du nombre de pompe suffisant pour atteindre d’une part la sensibilité analytique requise et d’autre part de réaliser un filtre « témoin radiologique» des autres filtres prélevés sur opérateur.
- De s’exonérer d’une contamination radiologique des pompes.
En effet, comme pour le prélèvement statique, une pompe est associée à un prélèvement sur un seul filtre.
La disposition de prélèvement avec deux ou plusieurs pompes pose plusieurs problèmes :
- Poids et encombrement limité par le nombre de pompe mise en œuvre sur l’intervenant,
- Problématique de déchet (Lithium métallique) en cas de contamination radiologique avérée,
- Synchronisation et traçabilité de la mesure entre les 2 pompes et leur filtre respectifs,
- Impossibilité de déporter la pompe de prélèvement en dehors du milieu ou local d’intervention,
- Durée minimale de prélèvement en fonction de l’objectif de la SA visé, est contrainte par le nombre de pompe mise en œuvre simultanément (en parallèle), soit une pompe principale et une pompe témoin radiologique dans l’état actuel des techniques disponibles (L’analyse META amiante étant rendue impossible sur le filtre témoin radiologique).
- Poids et encombrement limité par le nombre de pompe mise en œuvre sur l’intervenant,
- Problématique de déchet (Lithium métallique) en cas de contamination radiologique avérée,
- Synchronisation et traçabilité de la mesure entre les 2 pompes et leur filtre respectifs,
- Impossibilité de déporter la pompe de prélèvement en dehors du milieu ou local d’intervention,
- Durée minimale de prélèvement en fonction de l’objectif de la SA visé, est contrainte par le nombre de pompe mise en œuvre simultanément (en parallèle), soit une pompe principale et une pompe témoin radiologique dans l’état actuel des techniques disponibles (L’analyse META amiante étant rendue impossible sur le filtre témoin radiologique).
Pour satisfaire aux exigences de sureté, un double prélèvement s’impose, car les procédures COFRAC interdisent l’ouverture de la cassette contenant le filtre avant sa prise en charge par le laboratoire pour analyse amiante. Il s’agit donc de pouvoir réaliser un contrôle radiologique in situ sur un filtre suffisamment représentatif du filtre devant être effectivement analysé par un laboratoire accrédité COFRAC. Cette représentativité doit pouvoir être tracée et démontrée afin de garantir la fiabilité du contrôle radiologique effectué sur le filtre dit « témoin radiologique » et répondre aux exigences de de radioprotection et sureté nucléaire. A noter que le contrôle radiologique est réalisé « au contact » sur le filtre pour estimer la quantité de radionucléides émetteurs α. L’alternative à ce contrôle pour les spectres chantier ou déchet ne contenant pas ou peu d’émetteur α est la spectrométrie γ qui n’est pas toujours disponible sur les installations nucléaires.
Il s’agit essentiellement de résoudre une problématique technique de traçabilité pour les mesures du niveau d’empoussièrement réglementaire dans les chantiers combinant amiante et rayonnements-ionisants.
Pour permettre de prélever le témoin radiologique, on doit mettre en œuvre avec les systèmes actuels plusieurs pompes, qui ne disposent d’aucun dispositif de traçabilité et de partage d’information entre elles.
Les techniques actuellement employées ne permettent pas d’avoir l’assurance que les dispositifs techniques et notamment les cassettes de filtres (contenant respectivement le « témoin radiologique » et le filtre à analyser) aient été mises en œuvre simultanément sur un même chantier avec des paramètres physiques donnés.
Les techniques actuelles différencient strictement les pompes dynamiques des pompes statiques. Aucune complémentarité n’est possible, il existe des dispositifs permettant des prélèvements dynamiques (au poste de travail) et statiques, mais pas les deux.
Les problèmes exposés ci-dessus ne sont actuellement pas résolus car rien ne permet d’assurer que le filtre témoin prélevé ait bien été prélevé sur le même lieu et dans le même temps que le filtre à analyser.
Concernant les prélèvements statiques, deux pompes pour un même point de mesure sont mises en place l’une à côté de l’autre sans liaisons entres elles et sans échanges d’informations. Cette disposition pose une problématique de fiabilité de pratique et fortement soumise au facteur humain et organisationnel (disponibilité des pompes, traçabilité de la mise en œuvre effective et simultanée de deux pompes…)
Pour les pompes de prélèvement dynamique (au porteur), il n’existe pas d’autre alternative que d’installer deux pompes de prélèvement sur l’intervenant sans liaisons entre elles et sans échanges d’informations (l’une servant pour le filtre témoin pour le contrôle radiologique et l’autre pour l’analyse du filtre à proprement parlé).
Les deux pompes utilisées (statique et dynamique) sont:
- soit dédiées à des zones de chantiers puis mises au rebut si le suivi d’étalonnage, calibrage et maintenance ne peut pas être assuré ou à la fin du chantier ;
- soit sorties de zone nucléaire si les conditions radiologiques le permettent après contrôles.
- soit dédiées à des zones de chantiers puis mises au rebut si le suivi d’étalonnage, calibrage et maintenance ne peut pas être assuré ou à la fin du chantier ;
- soit sorties de zone nucléaire si les conditions radiologiques le permettent après contrôles.
Les solutions actuelles ne permettent donc pas :
- D’effectuer un prélèvement témoin identique à celui qui va être effectivement analysé,
- D’assurer la traçabilité des filtres prélevés,
- D’assurer la non-contamination interne des pompes de prélèvement,
- De prévenir et limiter le risque radiologique des travailleurs de toute la chaine de mesure y compris le personnel effectuant la maintenance et les vérifications périodiques des pompes,
- De garantir la non-dissémination de matière radioactive et par qui, par conséquence accroit le volume de déchets.
- D’effectuer un prélèvement témoin identique à celui qui va être effectivement analysé,
- D’assurer la traçabilité des filtres prélevés,
- D’assurer la non-contamination interne des pompes de prélèvement,
- De prévenir et limiter le risque radiologique des travailleurs de toute la chaine de mesure y compris le personnel effectuant la maintenance et les vérifications périodiques des pompes,
- De garantir la non-dissémination de matière radioactive et par qui, par conséquence accroit le volume de déchets.
PRÉSENTATION DE L’INVENTION
La présente invention vise à remédier à tout ou partie de ces inconvénients.
À cet effet, selon un premier aspect, la présente invention vise un dispositif de prélèvement de polluant atmosphérique, qui comporte :
- une pompe unique,
- un premier ensemble comportant au moins un filtre d’analyse placé dans une première cassette sur un chemin de l’air pompé en amont da la pompe,
- un deuxième ensemble comportant au moins un filtre témoin placé dans une deuxième cassette sur le chemin de l’air pompé en amont de la pompe,
- une première électrovanne commandant le passage d’air à travers la première cassette,
- un premier débitmètre mesurant le débit à travers la première cassette,
- une deuxième électrovanne commandant le passage d’air à travers la deuxième cassette,
- un deuxième débitmètre mesurant le débit à travers la deuxième cassette et
- un moyen de commande du fonctionnement de la pompe configuré pour commander chaque électrovanne en fonction des débits mesurés par le premier débitmètre et le deuxième débitmètre.
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- un moyen de commande du fonctionnement de la pompe configuré pour commander chaque électrovanne en fonction des débits mesurés par le premier débitmètre et le deuxième débitmètre.
Le dispositif réalise ainsi au moins un double prélèvement ayant des caractéristiques physiques identiques. En particulier, l’ouverture de la cassette (aussi appelée «porte-filtre») contenant le filtre à analyser est interdite après le prélèvement, avant sa prise en charge par le laboratoire pour analyse. Le filtre identifié comme le témoin d’au minimum un prélèvement associé, permet de réaliser un contrôle radiologique in situ. Grâce aux caractéristiques de la présente invention, le filtre témoin est suffisamment représentatif du filtre à analyser. De plus cette représentativité peut faire l’objet d’une traçabilité et peut être démontrée afin de garantir la fiabilité du contrôle radiologique effectué sur le filtre témoin. On note que le contrôle radiologique est préférentiellement réalisé «au contact» sur le filtre témoin pour estimer la quantité de radionucléides, en particulier les radionucléides émetteurs alpha.
La présente invention permet d’assurer que le filtre témoin prélevé a bien été prélevé sur le même lieu, a bien été mis en œuvre dans les mêmes conditions, et a bien été prélevé au même instant que le filtre à analyser.
En pouvant effectuer un contrôle radiologique sur le filtre témoin, on s’assure également de la non-contamination interne de l’ensemble du dispositif. Ce qui a pour effet de limiter les déchets technologiques, en levant la suspicion de contamination des divers ensembles du dispositif.
On note que le moyen de commande peut assurer l’égalité des quantités d’air ayant traversé les deux têtes de prélèvement pendant le prélèvement.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de l’invention comporte un support commun aux cassettes, aux débitmètres mesurant les débits à travers les cassettes, et à au moins un capteur de température et à au moins un capteur de pression, et au moins une électrovanne proportionnelle régulée électroniquement, les cassettes étant supportées par le support à une distance au plus égale à 30 centimètres.
Grâce à ces dispositions, les zones de prélèvement sont assez proches pour que l’air traversant le filtre témoin soit représentatif de l’air traversant le filtre à analyser. Ainsi, les polluants captés par les filtres sont représentatifs l’un de l’autre ainsi que des polluants présents dans le local où a lieu le prélèvement.
Dans des modes de réalisation, chaque cassette comportant un filtre comporte une mémoire d’un identifiant, mémoire lisible à distance, le dispositif comportant une base de données reliant, entre eux, les identifiants des filtres d’analyse et témoin.
Par exemple, cette mémoire est intégrée à une étiquette électronique, mettant en œuvre, par exemple le protocole RFID (pour radiofrequency identification ou identification radiofréquence) et NFC (pour Near Field Communication ou communication en champ proche). On assure ainsi la traçabilité des prélèvements atmosphériques et on appaire le filtre d’analyse, principal, et le filtre témoin associés pendant le prélèvement atmosphérique.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de l’invention comporte au moins un capteur parmi un débitmètre, un capteur de pression, un capteur de température et une électrovanne proportionnelle ainsi qu’un moyen de traitement électronique et de transmission à distance des mesures effectuées par chaque capteur et de régulation de chaque électrovanne.
Ces capteurs, positionnés dans le flux d’air en aval des têtes de prélèvement, permettent ainsi de faire des mesures à distance de la pompe. La pompe peut ainsi être éloignée des rayonnements ionisants et/ou des polluants, par exemple en étant positionnée dans un autre local.
Ainsi, les capteurs de température, de débit et de pression, et l’électrovanne proportionnelle ne sont pas physiquement dans la pompe de prélèvement mais dans le flux d’air en aval et à proximité des têtes de prélèvement elles-mêmes. Cette disposition permet aussi de limiter l’encombrement dû à la pompe dans les chantiers en milieu hostile et en particulier les chantiers avec risque combiné amiante-rayonnement ionisants. Le présent dispositif permet de facto de s’affranchir d’une pompe statique ou de deux pompes dynamiques munies de batteries, dispositifs règlementaires habituellement nécessaires pour effectuer un prélèvement. L’invention permet avec une seule pompe d’effectuer plusieurs prélèvements identiques ou avec des paramètres préalablement définis.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de l’invention comporte une gaine définissant le chemin de l’air entre les cassettes comportant les filtres et la pompe, cette gaine présentant une longueur supérieure à dix mètres.
La production des déchets technologiques est fortement diminuée du fait du déport sur plusieurs dizaines de mètres des cassettes de prélèvement par rapport au corps de pompe. Ainsi la pompe peut être placée à distance d’une source de contamination qui de ce fait n’est pas directement soumise à ce risque, seuls le support, les têtes de prélèvement et les connexions pneumatiques et d’informations sont exposés au risque de contamination.
Dans des modes de réalisation, la connexion avale de la pompe est équipée d’un filtre très haute efficacité solidaire mécaniquement du corps de pompe.
Ce filtre très haute efficacité est «H13», a minima, et permet d’éviter la contamination interne de la pompe par transfert de l’air aspiré et prélevé en zone contaminée. On rappelle ici que la dénomination des filtres «HEPA» (acronyme de High Efficiency Particulate Air signifiant filtre à particules aériennes à haute efficacité), ou « filtre THE » (signifiant « Très Haute Efficacité ») s'applique à tout dispositif capable de filtrer, en un passage, au moins 99,95 % des particules de diamètre supérieur ou égal à 0,3 µm.
Dans le cas des filtres «H13», ce taux est de 99,95 %.
Dans des modes de réalisation, le dispositif objet de l’invention comporte, de plus, deux barrières de sécurité supplémentaires:
- en amont, dans chaque cassette, une barrière de filtration de 0,8 µm située dans le flux d’air en série juste après le filtre témoin ou à analyser et
- en aval, le boîtier de la pompe comporte deux compartiments distincts:
- un compartiment électropneumatique comprenant la pompe et au moins une électrovanne et
- un compartiment électronique comprenant au moins une carte électronique de contrôle et le moyen de commande.
- en amont, dans chaque cassette, une barrière de filtration de 0,8 µm située dans le flux d’air en série juste après le filtre témoin ou à analyser et
- en aval, le boîtier de la pompe comporte deux compartiments distincts:
- un compartiment électropneumatique comprenant la pompe et au moins une électrovanne et
- un compartiment électronique comprenant au moins une carte électronique de contrôle et le moyen de commande.
Ces sécurités supplémentaires permettent de s’assurer de la non-contamination interne de la pompe.
Dans des modes de réalisation, le compartiment pneumatique est débrochable du compartiment électronique.
Ainsi, le compartiment électropneumatique, qui est susceptible d’être contaminé peut-être séparé du compartiment électronique pour être mis en déchet en cas de suspicion de contamination. De plus, ce compartiment électropneumatique associé aux têtes de prélèvement est ainsi interchangeable d’une pompe à l’autre ce qui facilite la métrologie et diminue les déchets puisque le compartiment électronique peut être réutilisé car non contaminé.
Dans des modes de réalisation, chacun des ensembles comporte un moyen de détection d’anomalie de fonctionnement et le moyen de commande est configuré pour arrêter la pompe en cas de détection d’anomalie.
Par exemple, les anomalies détectées comportent une déconnexion accidentelle, un défaut de filtre, le pincement d’un tuyau d’aspiration, une coupure d’alimentation.
Selon un deuxième aspect, la présente invention vise un procédé de prélèvement de polluant atmosphérique, caractérisé en ce qu’il comporte:
- une étape d’insertion des porte filtre identifiés dans des têtes de prélèvement,
- une étape d’installation des têtes associées à des débitmètres dans un local et de gaines reliant chacune de ces têtes à une pompe,
- une étape de lecture d’étiquettes électroniques d’un porte filtre à analyser et d’un porte filtre témoin et de mémorisation de leurs identités,
- une étape de démarrage de la pompe,
- une étape, en fin de prélèvement, d’arrêt de la pompe,
- une étape de mémorisation, en association avec l’identité de chaque porte filtre, d’au moins la date de prélèvement et du débit d’air mesuré pendant le prélèvement.
- une étape d’insertion des porte filtre identifiés dans des têtes de prélèvement,
- une étape d’installation des têtes associées à des débitmètres dans un local et de gaines reliant chacune de ces têtes à une pompe,
- une étape de lecture d’étiquettes électroniques d’un porte filtre à analyser et d’un porte filtre témoin et de mémorisation de leurs identités,
- une étape de démarrage de la pompe,
- une étape, en fin de prélèvement, d’arrêt de la pompe,
- une étape de mémorisation, en association avec l’identité de chaque porte filtre, d’au moins la date de prélèvement et du débit d’air mesuré pendant le prélèvement.
Les avantages, buts et caractéristiques de ce procédé étant similaires à ceux du dispositif objet de l’invention, ils ne sont pas rappelés ici.
BRÈVE DESCRIPTION DES FIGURES
D’autres avantages, buts et caractéristiques particulières de l’invention ressortiront de la description non limitative qui suit de modes de réalisation particuliers du dispositif et du procédé objets de la présente invention, en regard des dessins annexés, dans lesquels :
La présente description est donnée à titre non limitatif, chaque caractéristique d’un mode de réalisation pouvant être combinée à toute autre caractéristique de tout autre mode de réalisation de manière avantageuse.
On note, dès à présent, que les figures ne sont pas à l’échelle.
L’invention concerne la métrologie d’aérosols constitués de particules de polluants chimiques industriels et plus spécifiquement d’amiante combiné à des radionucléides.
L’invention permet d’effectuer les contrôles radiologiques pour déterminer les conditions de sortie, de transport et d’analyse des filtres d’une part, et d’autre part de limiter la production de déchets technologiques induits en cas de contamination par des particules ionisantes d’une pompe de prélèvement mise en œuvre ainsi que l’exposition du personnel intervenant.
On observe, en figure 1, un dispositif 80 comportant trois parties. La partie 81 est en milieu plus contaminé et sous pression supérieure. La partie 81 comporte au moins un filtre témoin radiologique 84 dans un étui porte-filtre équipé d’une étiquette, préférentiellement électronique et au moins un filtre à analyser 89 dans un étui porte-filtre équipé d’une étiquette, préférentiellement électronique. Un capteur de température, de débit et de pression est associé à chaque filtre.
La partie 82 et la partie 83 sont en milieu moins contaminé que la partie 81 et sous pression supérieure à la pression de la zone où se trouve la partie 81. Les parties 82 et 83 se trouvent déportées, à une distance 88, typiquement inférieure à 25 mètres, de la partie 81, à laquelle la partie 82 est reliée par une gaine 91. La partie 82 comporte au moins un filtre d’entrée 85 et une pompe 86 préréglé au débit souhaité. La partie 83 comporte une carte électronique munie d’un lecteur d’étiquette 87. La partie 83 traite les données issues des capteurs associés aux filtres de la partie 81.
Le dispositif 80 permet aussi bien un prélèvement dynamique qu’un prélèvement statique: une seule pompe permet le prélèvement de particules sur au moins deux filtres aux caractéristiques identiques (en figure 1, trois filtres identiques sont représentés, sans que ce chiffre de trois soit une limitation).
La partie 81 comporte trois extrémités de prélèvement équipées chacune:
- d’un filtre 0,45 µm (pour analyse et contrôle radiologique) ;
- d’un filtre 0,8 µm de protection de la pompe ;
- d’un capteur de pression ;
- d’un capteur de température ;
- d’un débitmètre ;
- d’une électrovanne préférentiellement proportionnelle et
- d’une gaine de transmission d’information et de prélèvement d’air reliée à la partie 82.
- d’un filtre 0,45 µm (pour analyse et contrôle radiologique) ;
- d’un filtre 0,8 µm de protection de la pompe ;
- d’un capteur de pression ;
- d’un capteur de température ;
- d’un débitmètre ;
- d’une électrovanne préférentiellement proportionnelle et
- d’une gaine de transmission d’information et de prélèvement d’air reliée à la partie 82.
La partie 82 comporte au moins:
- un filtre 85, THE, à minima H13,
- un compartiment électropneumatique contenant la pompe 86 et deux électrovannes (non représentées) au niveau de l’admission et de l’échappement permettant d’isoler le compartiment électropneumatique en cas d’arrêt de la pompe ou d’une détection d’anomalie, par exemple un sectionnement de la gaine 91.
- un filtre 85, THE, à minima H13,
- un compartiment électropneumatique contenant la pompe 86 et deux électrovannes (non représentées) au niveau de l’admission et de l’échappement permettant d’isoler le compartiment électropneumatique en cas d’arrêt de la pompe ou d’une détection d’anomalie, par exemple un sectionnement de la gaine 91.
La partie 83 comporte au moins :
- une carte électronique de contrôle régulation et communication,
- un dispositif de commande programmable,
- un plot 87 de lecture/écriture d’étiquettes, préférentiellement électroniques, par exemple mettant en œuvre le protocole RFID (pour RadioFrequence Identification ou identification radiofréquence).
- une carte électronique de contrôle régulation et communication,
- un dispositif de commande programmable,
- un plot 87 de lecture/écriture d’étiquettes, préférentiellement électroniques, par exemple mettant en œuvre le protocole RFID (pour RadioFrequence Identification ou identification radiofréquence).
Les parties 81 et 82 sont débrochables, compactables, pour mise en déchets nucléaire en cas de suspicion de contamination. La partie 83 est garantie sans contamination.
La figure 2 est une représentation détaillée d’un dispositif 21 de prélèvements dynamiques (au porteur) avec deux opérateurs travaillant sur le même processus polluant. On retrouve, en figure 2, les parties 81, 82 et 83 décrites en figure 1.
Le dispositif 21 comporte un premier ensemble portable 30 relié, par une gaine 37 à un boîtier 12 de pompe 13. Le premier ensemble portable 30 comporte une cassette ouverte 38, ou étui, comportant un filtre retenant les particules véhiculées par le flux d’air, au-delà d’une dimension prédéterminée, par exemple 0,45 microns. La cassette 38 est portée au bout d’un tuyau d’air flexible 39 permettant de positionner la cassette 38 sur la poitrine de l’opérateur.
En suivant le flux d’air, en aval de la cassette 38 se trouve un boîtier 36 étanche (par exemple IP 67) comportant un capteur de température 33, un capteur de pression atmosphérique 34, un débitmètre 35, et une électrovanne 31 préférentiellement proportionnelle.
En aval du boîtier 36, la gaine 37 véhicule l’air filtré jusqu’à un filtre très haute efficacité 19 connecté de façon sécurisée avec un corps de pompe puis jusqu’au boîtier 12 comportant la pompe 13. La gaine 37 comporte en outre un câble de transfert d’information (non représenté) qui relie les capteurs et l’électrovanne de l’ensemble 30 au boitier 12. Le boîtier 12 est mécaniquement et électriquement relié, par des broches 18, à un boîtier 14 de commande constituant un moyen de traitement électronique et de transmission à distance des mesures effectuées par chaque capteur et de régulations des électrovannes.
Ce boîtier 14 comporte un plot 15 de lecture et écriture d’étiquette électronique et une interface utilisateur 16 (avec écran et clavier).
Préférentiellement, les boîtiers 12 et 14 sont intégrés dans un boîtier commun (non représenté) possédant deux compartiments distincts:
- le compartiment électropneumatique 12 comprenant la pompe 13 et au moins une électrovanne et
- le compartiment électronique 14 comprenant une carte électronique de contrôle, régulation et communication, un moyen de commande, préférentiellement programmable et un plot de lecture/écriture des étiquettes électroniques 15.
- le compartiment électropneumatique 12 comprenant la pompe 13 et au moins une électrovanne et
- le compartiment électronique 14 comprenant une carte électronique de contrôle, régulation et communication, un moyen de commande, préférentiellement programmable et un plot de lecture/écriture des étiquettes électroniques 15.
Le compartiment électropneumatique 12 est débrochable du compartiment électronique 14 pour permettre un traitement ultérieur différencié de ces compartiments.
Le même opérateur porte un deuxième ensemble portable 40 relié, par une gaine 27 à la gaine 37. Le deuxième ensemble portable 40 comporte une cassette ouverte 48 identique à la cassette 38. La cassette 48 est portée au bout d’un tuyau d’air flexible 49 permettant de positionner la cassette 48 sur la poitrine de l’opérateur.
En suivant le flux d’air, en aval de la cassette 48 se trouve un boîtier 46 étanche (par exemple IP 67) comportant un capteur de température 43, un capteur de pression atmosphérique 44, un débitmètre 45, et une électrovanne 41 préférentiellement proportionnelle.
Un deuxième opérateur porte deux ensembles 130 et 140 identiques aux ensembles 30 et 40, les références numériques des constituants de ces ensembles étant augmentées de 100, par rapport aux références numériques constituants des ensembles 30 et 40. La gaine 137 débouche sur la gaine 37.
Préférentiellement, chaque cassette 38, 48, 138 et 148 comporte une mémoire d’un identifiant, mémoire lisible à distance, notamment par le plot de lecture/écriture d’étiquette électronique 15. Une base de données 50 relie, entre eux, les identifiants des filtres avec les dates et lieux de prélèvements. Préférentiellement, cette base de données 50 est distante, par exemple sur un serveur, et son accès est sécurisé.
Les mesures réalisées par les capteurs des boîtiers 36, 46, 136 et 146 sont reçues et mémorisées par le boîtier 14.
Préférentiellement, la gaine 37 et les câbles de transfert d’information qui la longent présentent, chacun, une longueur supérieure à dix mètres et préférentiellement à vingt mètres.
Préférentiellement, le dispositif 21 comporte, de plus, dans chaque cassette, une barrière de filtration (non représenté) de 0,8 µm située dans le flux d’air en série juste après le filtre.
La carte électronique de contrôle, régulation et communication de chaque ensemble 30, 40, 130 et 140 comporte un moyen de détection d’anomalie de fonctionnement et un moyen de commande d’arrêt de la pompe 13 et de fermeture des électrovannes qui lui sont associées en entrée et en sortie de pompe 13. Par exemple, les anomalies détectées comportent une déconnexion accidentelle, un défaut de filtre, le pincement de la gaine d’aspiration, une coupure d’alimentation. La détection de ces anomalies se fait sur la base des mesures de débit. Si l’un des ensembles 30, 40, 130 et 140 détecte une anomalie, il adresse un message d’anomalie et la pompe 13 s’arrête.
On donne, ci-dessous, d’autres explications concernant le fonctionnement du dispositif 21.
La production des déchets technologiques est fortement diminuée du fait du déport sur plusieurs dizaines de mètres des cassettes de prélèvement 38, 48, 138 et 148 par rapport au corps de pompe 13. Ainsi, la pompe 13 placée dans un milieu comportant un moindre risque de contamination, notamment un local en surpression par rapport au lieu du prélèvement, est moins soumise à ce risque.
Seuls les ensembles de prélèvement, le support et les gaines comportant le tuyau pneumatique et le câble de transfert d’information sont exposés à un plus fort risque de contamination.
Les capteurs de température, de débit et de pression, et l’électrovanne ne sont pas, physiquement, dans la pompe de prélèvement mais à proximité de la cassette de prélèvement 38. Le fait de déporter les ensembles 30, 40, 130 et 140 à plus de dix mètres du boitier 11 permet de limiter le risque d’exposition interne et externe aux rayonnements-ionisants de l’opérateur qui interagit avec l’interface utilisateur, qui de facto paramètre la pompe dans une zone à moindre risque (application du principe ALARA – As Low As Reasonable Achievable). Cette disposition permet aussi de limiter l’encombrement dû à la pompe dans les chantiers en milieu hostile et en particulier les chantiers avec risque combiné amiante-rayonnement ionisants.
De plus, la connexion amont de la pompe 13 est équipée d’un filtre très haute efficacité 19, H13 a minima, solidaire mécaniquement du corps de pompe. Ce filtre très haute efficacité permet d’éviter la contamination interne de la pompe 13 par transfert de l’air aspiré et prélevé en zone contaminée.
Le compartiment électropneumatique, composé du compartiment 12 et des ensembles 30, 40, 130 et 140, est interchangeable d’un boitier 14 à un autre boitier identique.
Chaque cassette (ou étui porte-filtre) est équipée d’une étiquette électronique, par exemple à communication selon le protocole RFID (pour radiofrequency identification ou identification en radiofréquences) ou le protocole NFC (pour Near Field Communication ou communication en champ proche). L’opérateur de prélèvement dispose de cassettes porte filtres équipées d’étiquettes électroniques possédant chacune une identité propre (avec encodage du numéro de lot déterminé à la fabrication de ces étiquettes).
En ce qui concerne cette incorporation d’étiquette électronique dans chaque cassette, l’homme du métier pourra mettre en œuvre l’enseignement du document WO2017098135. Les étiquettes électroniques contiennent chacune les informations nécessaires à la traçabilité du prélèvement.
Les étiquettes électroniques sont préalablement chiffrées pour chaque cassette (empreinte et identité unique) et sont ainsi d’origine implantées dans une cassette porte filtre. Les informations sont stockées pour une durée déterminée dans la mémoire du compartiment électronique 14. Ces informations peuvent être téléchargées pour être exploitées dans une application spécifique gérant la base de données 50. On note que les valeurs mémorisées dans chacune des étiquettes électroniques y sont conservées définitivement.
En ce qui concerne l’asservissement de la pompe en débit massique, l’homme du métier pourra mettre en œuvre l’enseignement du document WO2013178958.
Le compartiment électronique 14 est équipé d’un lecteur d’étiquettes électroniques, 15. A l’aide de ce lecteur 15 intégré dans le compartiment électronique 14, l’opérateur fait la liaison entre l’identifiant de la cassette porte filtre avec la date et le lieu du prélèvement.
Une fois chaque cassette logée par l’opérateur dans un ensemble 30, 40, 130 et 140, l’opérateur préleveur ou un autre opérateur saisit les paramètres de prélèvement (instant de début, durée et débit essentiellement) sur l’interface utilisateur 16, puis lance le prélèvement.
Au terme de la durée de prélèvement, l’opérateur extrait chaque cassette des ensembles 30, 40, 130 et 140 et approche les cassettes du lecteur 15, dont la carte électronique est équipée pour enregistrer les paramètres essentiels de prélèvement dans l’étiquette électronique des cassettes (date, durée, température, débit, pression, identification pompe, lieu du prélèvement, le cas échéant…).
Chaque filtre, éventuellement après contrôle radiologique, est remis en place hermétiquement dans sa cassette, doublement ensachée. Ce contrôle garantit la maitrise de la quantité de radionucléides. La cassette est gardée le temps nécessaire au sein de l’installation nucléaire, pour preuve de l’assurance de la traçabilité et de la sureté, notamment en cas d’évènement ayant engendré une contamination radiologique.
En cas de doute de contamination ou de contamination avérée, les ensembles 30, 40, 130, 140, 25 et 55 (hormis les cassettes) et les gaines 27, 127, 37, 137, 54 et 56 peuvent être mis en déchet.
La pompe 13 étant moins exposée, car potentiellement hors champ de toute contamination radiologique, peut également faire l’objet d’une suspicion de contamination. Malgré les moyens de confinement mis en œuvre, une barrière ultime permet de dissocier par simple débrochage le compartiment électropneumatique 12 de l’électronique rassemblée dans le compartiment électronique 14, réduisant ainsi la quantité de déchet générée.
Ainsi, l’invention présente des avantages :
- d’une part, sur l’assurance de la traçabilité de la mesure entre le filtre témoin radiologique et le filtre à analyser en laboratoire amiante, par une seule pompe de prélèvement;
- d’autre part, sur des innovations techniques permettant de limiter voire d’éliminer le risque de contamination radiologique (externe et interne) d’une pompe mise en œuvre par :
- la possibilité d’un prélèvement à distance par déport de l’ensemble de prélèvement, des capteurs de pression, température, débitmètre et électrovanne vis-à-vis du corps de pompe lui-même et du dispositif de commande et
- la filtration absolue de l’air aspiré pour les mesures en aval du filtre à analyser mis en place à l’entrée du corps de pompe et constituant une troisième barrière de filtration. Les deux premières filtrations sont constituées par le filtre de prélèvement lui-même (0,45 µm) et un second filtre (0,8 µm) situé en aval du prélèvement juste après le filtre à analyser (les deux étant logés dans les étuis porte filtre 38 et 48).
- d’une part, sur l’assurance de la traçabilité de la mesure entre le filtre témoin radiologique et le filtre à analyser en laboratoire amiante, par une seule pompe de prélèvement;
- d’autre part, sur des innovations techniques permettant de limiter voire d’éliminer le risque de contamination radiologique (externe et interne) d’une pompe mise en œuvre par :
- la possibilité d’un prélèvement à distance par déport de l’ensemble de prélèvement, des capteurs de pression, température, débitmètre et électrovanne vis-à-vis du corps de pompe lui-même et du dispositif de commande et
- la filtration absolue de l’air aspiré pour les mesures en aval du filtre à analyser mis en place à l’entrée du corps de pompe et constituant une troisième barrière de filtration. Les deux premières filtrations sont constituées par le filtre de prélèvement lui-même (0,45 µm) et un second filtre (0,8 µm) situé en aval du prélèvement juste après le filtre à analyser (les deux étant logés dans les étuis porte filtre 38 et 48).
La rationalisation des déchets obtenue par la conception du dispositif permet la dissociation du plus petit élément contaminé. Le compartiment électropneumatique 12, véhiculant de l’air potentiellement contaminé radiologiquement, est indépendant et dissociable du compartiment commande 14.
La figure 3 est une représentation détaillée d’un dispositif 10 de prélèvements statique. On retrouve, en figure 2, les parties 81, 82 et 83 décrites en figure 1.
Le dispositif 10 comporte un premier ensemble 25 et un deuxième ensemble 55 similaires aux ensembles décrits en regard de la figure 2, si ce n’est que les tuyaux 39 et 49 sont remplacés par des têtes de prélèvement 32 et 42 munies d’ouvertures d’entrée d’air 53.
Les têtes de prélèvement 32 et 42 et les boîtiers 36 et 46 sont supportés par un support, ou pied, 20 à proximité l’un de l’autre, typiquement à moins d’un mètre entre les têtes 32 et 42 et les boîtiers, voire à moins de 30 centimètres entre les entrées d’air 53.
Le pied 20 permet ainsi de supporter les deux têtes de prélèvements 32 et 42 suffisamment éloignées pour obtenir l’indépendance de flux d’air de l’une par rapport à l’autre et suffisamment proche pour que les polluants prélevés par les têtes soient représentatifs les uns des autres.
Le filtre témoin est ainsi l’exacte image du prélèvement atmosphérique du filtre à analyser qui, lui, ne subit pas de contrôle radiologique car ce dernier fausserait la mesure de la quantité du polluant prélevé sur le filtre à analyser. De plus, les organismes d’accréditation des procédés de mesure, par exemple le COFRAC (comité français d’accréditation) exige que le filtre à analyser ne soit pas manipulé entre son prélèvement et l’analyse en laboratoire accrédité.
Dans le dispositif et le procédé objets de l’invention, aucune ouverture de la cassette à analyser 38 n’est effectivement réalisée depuis sa fermeture, dès la sortie de la tête de prélèvement 32, puis après son double ensachage et son transport vers le laboratoire d’analyse accrédité.
Le résultat du contrôle radiologique conditionne les modalités de sortie de l’installation nucléaire, de transport et la typologie du laboratoire accrédité pour l’analyse.
Le filtre témoin, après contrôle radiologique, est remis en place hermétiquement dans sa cassette 48, elle-même doublement ensachée. Ce contrôle garantit la maitrise de la quantité de radionucléides qui sera transportée et effectivement manipulée par les techniciens du laboratoire accrédité. La cassette comportant le filtre témoin est gardée le temps nécessaire au sein de l’installation nucléaire, pour preuve de l’assurance de la traçabilité et de la sureté en cas d’évènement ayant engendré une contamination radiologique.
Préférentiellement, les boîtiers 36 et 46 comportent des moyens de communication à distance des mesures effectuées par chaque capteur qu’ils renferment. Cette communication à distance est réalisée, par exemple, par communication filaire. Les mesures réalisées par les capteurs des boîtiers 36 et 46 sont reçues et mémorisées par le boîtier 14.
En variante, les boîtiers 36 et 46 sont respectivement montés sur les têtes de prélèvement 32 et 42. Ainsi, chaque tête de prélèvement comporte un capteur de débit, un capteur de pression et un capteur de température ainsi qu’une électrovanne proportionnelle régulée par un système électronique.
De plus, un code couleur permet d’identifier visuellement le filtre témoin du filtre principal.
Le procédé 60 de prélèvement de polluant atmosphérique illustré en figure 4 comporte, d’abord, une étape 61 de lecture et mémorisation des identifiants des étiquettes électroniques des filtres et, éventuellement, d’écriture dans la mémoire de chaque étiquette électronique, de la date d’utilisation et/ou du lieu d’utilisation.
Puis, au cours d’une étape 62, l’opérateur insère les cassettes dans les ensembles 30, 40 et, le cas échéant, 130 et 140.
Au cours d’une étape 63, l’opérateur transporte ces ensembles dans le local où le prélèvement doit avoir lieu, avec la gaine et le câble de transfert d’information qui la longe. Comme exposé ci-dessus, le prélèvement peut être statique, sur pied, ou dynamique, sur opérateur(s).
Au cours d’une étape 64, l’opérateur lance le fonctionnement de la pompe 13.
Au cours d’une étape 65, le moyen de commande pilote chaque électrovanne pour réguler les débits d’air et surveille d’éventuelles anomalies dans les valeurs de ces débits d’air.
En cas de détection d’anomalie au cours d’une étape 65, au cours d’une étape 66, la pompe 13 s’arrête. Puis, une fois le problème à la base de l’anomalie résolu, la pompe 13 redémarre jusqu’à la fin du prélèvement, étape 67.
Au cours d’une étape 68, les températures, pressions et débits mesurés sont mémorisés par le compartiment électronique 14, éventuellement dans les mémoires des étiquettes électroniques des cassettes, et dans la base de données 50.
Au cours d’une étape 69, on démonte le dispositif.
Au cours d’une étape 70, le filtre est contrôlé pour estimer la pollution par au moins un polluant atmosphérique et préférentiellement les radionucléides émetteurs alpha. Selon le résultat de cette analyse, des dispositions sont prises pour la sortie de l’installation et le transport du filtre dans un emballage spécifique.
Au cours d’une étape 71, les ensembles, les gaines, le filtre 19 HEPA et, en cas de suspicion de contamination, le compartiment électropneumatique 12, sont mis au déchet.
Comme on le comprend à la lecture de la description qui précède, la présente invention vise, selon les modes de réalisation :
- La synchronisation de débits et de paramètres physiques (temps, pression, température) pour au moins deux prélèvements aux caractéristiques identiques, au moyen d’une seule pompe au débit réglable, par exemple entre 3 l/min et 7 l/min, sur chaque tête de prélèvement et permettant de mettre en œuvre respectivement des prélèvements statiques ou dynamiques (au porteur).
- La traçabilité par étiquettes électroniques sur chaque étui porte-filtre (ou cassette) et par l’intégration d’un plot de lecture/écriture en champ proche intégré à la pompe de prélèvement qui permet l’acquisition et le transfert de données (référence, lieu de prélèvement, date, pression, température, débits…) vers une base de données externe.
- La possibilité d’effectuer une mesure à distance (10 à 25 m) entre la tête de prélèvement et la pompe dans des locaux ou milieux distincts avec des paramètres de pression et température différents.
- La réduction des déchets générés par dissociation des fonctions techniques du dispositif et en créant des éléments modulaires interchangeables.
- La protection par une série de filtres dont au moins un à très haute efficacité («THE») H13 des différents éléments modulaires.
- La synchronisation de débits et de paramètres physiques (temps, pression, température) pour au moins deux prélèvements aux caractéristiques identiques, au moyen d’une seule pompe au débit réglable, par exemple entre 3 l/min et 7 l/min, sur chaque tête de prélèvement et permettant de mettre en œuvre respectivement des prélèvements statiques ou dynamiques (au porteur).
- La traçabilité par étiquettes électroniques sur chaque étui porte-filtre (ou cassette) et par l’intégration d’un plot de lecture/écriture en champ proche intégré à la pompe de prélèvement qui permet l’acquisition et le transfert de données (référence, lieu de prélèvement, date, pression, température, débits…) vers une base de données externe.
- La possibilité d’effectuer une mesure à distance (10 à 25 m) entre la tête de prélèvement et la pompe dans des locaux ou milieux distincts avec des paramètres de pression et température différents.
- La réduction des déchets générés par dissociation des fonctions techniques du dispositif et en créant des éléments modulaires interchangeables.
- La protection par une série de filtres dont au moins un à très haute efficacité («THE») H13 des différents éléments modulaires.
Les principales fonctionnalités et caractéristiques, comportent, selon les modes de réalisation :
a. Afin de limiter le risque de contamination radiologique et d’exposition de l’utilisateur (technicien préleveur de l’organisme accrédité COFRAC), un système de déport de mesure entre le corps de pompe et les têtes de prélèvement est mis en place afin de pouvoir effectuer un réglage à distance d’une zone contaminée et/ou irradiante (Principe ALARA - As Low As Reasonable Achievable) et une mesure à distance de la zone contaminée préférentiellement à 25 m.
a. Afin de limiter le risque de contamination radiologique et d’exposition de l’utilisateur (technicien préleveur de l’organisme accrédité COFRAC), un système de déport de mesure entre le corps de pompe et les têtes de prélèvement est mis en place afin de pouvoir effectuer un réglage à distance d’une zone contaminée et/ou irradiante (Principe ALARA - As Low As Reasonable Achievable) et une mesure à distance de la zone contaminée préférentiellement à 25 m.
b. Une seule technologie et conception permet de réaliser les deux modes de prélèvements statique et dynamique.
c. Le dispositif de prélèvement est décomposé en plusieurs modules permettant de limiter la quantité d’éléments techniques exposés aux rayonnements ionisants et la contamination radioactive.
d. Trois barrières de filtrations dont une à très haute efficacité (H13) permettent de protéger le module technique intermédiaire susceptible d’être contaminé par l’air aspiré à distance dans la zone de chantier contaminée.
e. Le déport de capteurs (température, pression, débit) au plus près de la zone contaminée permet de réaliser des mesures conformes bien qu’effectuées dans un local différent à une température et une pression différente du local où est installée la pompe fixe. Les mesures étant effectuées pour les cas les plus courants dans des volumes ou sas de travail ventilés de chantier avec une dépression souvent inférieure à - 20 Pa par rapport au lieu d’implantation de la pompe. Cette différence de pression induit une mesure non conforme pour les dispositifs actuels qui ne permettent par le report des paramètres physiques température, débit et pression dans la zone de prélèvement vers la pompe positionnée dans un local différent.
f. Le module ou compartiment électropneumatique et le compartiment électronique de commande sont dissociables par un système de broches permettant d’isoler une grande quantité de composants et d’éléments techniques de l’air aspiré et filtré, potentiellement contaminé.
g. Le dispositif permet d’augmenter la sensibilité analytique d’un prélèvement car plusieurs filtres peuvent être prélevés simultanément avec une seule pompe (actuellement une pompe permet de prélever un filtre – L’invention permet de prélever plusieurs filtres aux caractéristiques physiques identiques avec une seule pompe). Certaines dispositions normatives (nombre maximal de prélèvements simultanés pour un opérateur limité à deux par exemple) devraient préalablement être discutées avec les experts en métrologie des révisions de normes. Par exemple, une intervention de 25 min suffit pour atteindre une SA de trois fibres/litre avec le dispositif objet de l’invention mettant en œuvre trois filtres à analyser et un filtre témoin pour contrôle radiologique, avec une seule pompe et un seul paramétrage pour un groupe d’exposition similaire («GES») de deux opérateurs.
h. Le dispositif permet également, comparé aux conditions similaires de prélèvement actuel, de limiter le poids du dispositif sur l’intervenant, de limiter la quantité de déchets générée et le temps d’intervention du personnel de l’organisme accrédité COFRAC. En comparaison avec l’exemple précédent (temps d’intervention 25 min avec SA de trois fibres/litres) les systèmes actuels doivent mettre en œuvre quatre pompes simultanément sans avoir la garantie de traçabilité et de similitude des prélèvements. quatre paramétrages sont nécessaires (un pour chaque pompe). Le poids supporté par les opérateurs avoisine les quatre kg (deux kg par opérateur) alors que l’invention divise entre cinq et six le poids supporté par l’opérateur. Le poids et le volume de déchet économisé est considérable (dont quatre batteries contenant du lithium métallique dont il n’existe pas de filière dans le nucléaire). Dans la pratique et l’état actuel des choses, deux pompes sont mises en œuvre par opérateur et par intervention. Ce qui aurait occasionné un temps de vacation de 25 min supplémentaire pour un prélèvement dans un milieu dit conventionnel et 3 x 25 min dans un milieu nucléaire (contrainte du témoin radiologique).
i. Dans le cas de prélèvements statiques un pied permet de supporter deux têtes de prélèvements, en garantissant l’indépendance de flux d’air de l’une par rapport à l’autre et suffisamment proches pour être représentatifs l’un de l’autre.
j. La communication des paramètres mesurés par les capteurs de température, pression et débit est réalisée vers le boitier de commande suivant un mode filaire pour assurer la fiabilité de la transmission dans des enceintes nucléaires dont la structure est souvent lourde et soumise à des perturbations diverses (électromagnétiques et autres rayonnements).
k. Le dispositif objet de la présente invention répond aux normes en vigueur et notamment les normes NFX 43-269 et 43-050.
La conception des pompes est réalisée afin de diminuer au maximum la production de déchets technologiques en cas suspicion de contamination interne de la pompe par l’air pollué aspiré.
Les applications de l’invention comportent les applications destinée aux chantiers assainissement-démantèlement ou travaux du nucléaire et compatibles avec la mesure de divers polluants chimiques en aérosols combinés aux rayonnements ionisants.
L’invention peut aussi intéresser le milieu conventionnel pour les chantiers comportant notamment le risque amiante seul ou combiné à d’autres polluants chimiques notamment les fibres céramiques réfractaires.
Claims (10)
- Dispositif (10, 21) de prélèvement de polluant atmosphérique, caractérisé en ce qu’il comporte :
- une pompe unique (13),
- un premier ensemble (25, 30, 130) comportant au moins un filtre d’analyse placé dans une première cassette (38) sur un chemin de l’air pompé en amont da la pompe,
- un deuxième ensemble (40, 55, 140) comportant au moins un filtre témoin placé dans une deuxième cassette (48) sur le chemin de l’air pompé en amont de la pompe,
- une première électrovanne (31) commandant le passage d’air à travers la première cassette,
- un premier débitmètre (35) mesurant le débit à travers la première cassette,
- une deuxième électrovanne (41) commandant le passage d’air à travers la deuxième cassette,
- un deuxième débitmètre (45) mesurant le débit à travers la deuxième cassette et
- un moyen de commande (14) du fonctionnement de la pompe configuré pour commander chaque électrovanne en fonction des débits mesurés par le premier débitmètre et le deuxième débitmètre. - Dispositif (10) selon la revendication 1, qui comporte un support commun (20) aux cassettes (38, 48), aux débitmètres (35, 45) mesurant les débits à travers les têtes de prélèvement, et à au moins un capteur de température (33, 43) et à au moins un capteur de pression (34, 44), et au moins une électrovanne proportionnelle (31, 41) régulée électroniquement, les cassettes étant supportées par le support à une distance au plus égale à 30 centimètres.
- Dispositif (10, 21) selon l’une des revendications 1 ou 2, dans lequel chaque cassette (38, 48) comportant un filtre comporte une mémoire d’un identifiant, mémoire lisible à distance, le dispositif comportant une base de données (50) reliant, entre eux, les identifiants des filtres d’analyse et témoin.
- Dispositif (10, 21) selon l’une des revendications 1 à 3, qui comporte au moins un capteur parmi un débitmètre (35, 45), un capteur de pression (34, 44), un capteur de température (33, 43) et une électrovanne (31, 41) proportionnelle ainsi qu’un moyen (14) de traitement électronique et de transmission à distance des mesures effectuées par chaque capteur et de régulation de chaque électrovanne.
- Dispositif (10, 21) selon l’une des revendications 1 à 4, qui comporte une gaine (27, 127, 37, 137, 54, 56) définissant le chemin de l’air entre les cassettes (38, 48) comportant les filtres et la pompe (13), cette gaine présentant une longueur supérieure à dix mètres.
- Dispositif (10, 21) selon l’une des revendications 1 à 5, dans lequel la connexion avale de la pompe (13) est équipée d’un filtre très haute efficacité (19) solidaire mécaniquement du corps de pompe.
- Dispositif (10, 21) selon l’une des revendications 1 à 6, qui comporte, de plus, deux barrières de sécurité supplémentaires:
- en amont, dans chaque cassette (38, 48), une barrière de filtration de 0,8 µm située dans le flux d’air en série juste après le filtre témoin ou à analyser et
- en aval, le boîtier (11, 81) de la pompe (13) comporte deux compartiments distincts:
- un compartiment électropneumatique (12) comprenant la pompe et au moins une électrovanne et
- un compartiment électronique (14) comprenant au moins une carte électronique de contrôle et le moyen de commande. - Dispositif (10, 21) selon la revendication 7, dans lequel le compartiment pneumatique (12) est débrochable du compartiment électronique (14).
- Dispositif (21) selon l’une des revendications 1 à 8, dans lequel chacun des ensembles (30, 40, 25, 55) comporte un moyen de détection d’anomalie de fonctionnement et le moyen de commande (14) est configuré pour arrêter la pompe (13) en cas de détection d’anomalie.
- Procédé (60) de prélèvement de polluant atmosphérique, caractérisé en ce qu’il comporte:
- une étape (61) d’insertion de filtres identifiés dans des cassettes (38, 48),
- une étape (62) d’installation des cassettes associées à des débitmètres (35, 45) et à des électrovannes (31, 41) dans un local et de gaines (37,137, 27, 127, 54, 56) reliant chacune de ces cassettes à une pompe unique (13),
- une étape (63) de lecture d’étiquettes électroniques d’une cassette à analyser et d’une cassette témoin et de mémorisation de leurs identités,
- une étape (64) de démarrage de la pompe,
- une étape (65) de régulation des débits d’air à travers les cassettes, en fonction des débits mesurés par les débitmètres,
- une étape (67), en fin de prélèvement, d’arrêt de la pompe,
- une étape (68) de mémorisation, en association avec l’identité de chaque cassette, d’au moins la date de prélèvement et du débit d’air mesuré pendant le prélèvement.
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2020
- 2020-03-03 FR FR2002160A patent/FR3107958B1/fr active Active
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| Publication number | Publication date |
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