Conclusion
Caractérisation d'un gaz confiné à l'aide d'un capteur acoustique - Application aux crayons combustibles nucléaires

Dans le cadre d'une politique d'optimisation du taux de combustion de déchargement des combustibles nucléaires, la mesure non destructive de la pression et de la composition des gaz de fission dans un assemblage combustible, permettrait :

• de constituer une base de données statistiques sur l'évolution de la pression interne des crayons combustibles et ainsi de mieux évaluer les marges vis-à-vis du critère de sûreté correspondant (à l'aide du logiciel de simulation d'EDF CYRANO3) ;

• d'aider à la prise de décision du rechargement d'un assemblage ;

• de détecter le crayon défectueux dans un assemblage identifié non étanche mais réparable ;

• de caractériser l'état des assemblages avant entreposage, et de suivre leur évolution dans le temps.

Le dispositif acoustique innovant présenté ici permet de répondre à l'ensemble de ces besoins.

Mais avant d'implanter ce capteur sur site pour une utilisation industrielle, il restait à vérifier la compatibilité de ces capteurs avec l'environnement radioactif des piscines d'entreposage du combustible. Cette étape a été franchie début mars 2008, dans une « cellule chaude » du LECA au CEA-Cadarache. Pour la première fois, un capteur acoustique a été introduit en cellule afin de caractériser le mélange gazeux interne d'un crayon combustible, avant perçage. Dans ces laboratoires spécialisés pour la manipulation de matériaux hautement radioactifs, la mise en œuvre de notre méthode de mesure a été bien évidemment plus complexe que dans nos laboratoires universitaires. Les mesures doivent être effectuées à distance avec des bras télé-manipulateurs derrière trois mètres de béton. Cela impose de réaliser des capteurs de taille suffisante pour être télé-manipulés, de prévoir un dispositif pour assurer le couplage en eau (figure 20), et d'automatiser le processus de traitement (figure 21).

Nos résultats ont pu être confrontés à ceux obtenus par perçage du crayon. La composition a été obtenue à ± 1 % et la pression à ± 10 bar. Le succès de ces mesures a montré la potentialité de notre méthode acoustique pour le suivi des gaz de relâchement. L'étape suivante, qui consiste en la réalisation d'un prototype dédié...