Repères - N°50 / Septembre 2021 - Le magazine de l'Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire - 14

DOSSIER
Ces recherches vont prendre quatre ans. Les experts
sauront alors s'ils peuvent se fier à la valeur mesurée
par l'exploitant », décrit Victor Mocho, expert en
physique des aérosols et filtration.
Des spécialistes forment les utilisateurs à mesurer
l'efficacité d'un filtre conformément à ISO 16 170. La
formation a lieu sur la boucle d'essai Simoun, à Saclay
(Essonne) (lire p. 16).
Depuis 2015, l'Institut et Orano portent un projet
commun pour étudier la performance des filtres
dans des conditions dégradées - vieillissement,
présence de vapeurs nitreuses - ou accidentelles,
comme en cas d'incendie. « Nous définissons
ensemble des conditions expérimentales. L'IRSN
teste dans un premier temps des filtres vierges.
L'industriel les expose ensuite aux contraintes étudiées,
puis nous les testons à nouveau. Ces travaux
sont menés sur des équipements situés à Saclay :
Starmania, Catfish, Simoun, Megapan, etc., décrit
François-Xavier Ouf, expert des aérosols (lire p. 16).
Le colmatage est étudié
« Les filtres sont sensibles aux concentrations des
vapeurs nitreuses et à l'humidité. Cependant, même
au-dessus d'une humidité relative de 50 %, comme
en cas d'accident, le risque de rupture et de chute
drastique du coefficient d'épuration reste faible »,
précise François-Xavier Ouf.
Autre sujet étudié : le colmatage - encrassement dû
aux aérosols - en cas d'incendie par exemple. « Nous
combinons des expérimentations et des simulations,
commente Soleiman Bourrous, spécialiste en
filtration des aérosols. En comparant les données
obtenues au laboratoire avec nos codes de calcul, nous
vérifions si le phénomène a été correctement compris.
Ces
études fondamentales ont des applications
immédiates, par exemple l'interprétation des
tests
des masques barrières [lire p. 14]. Savoir comment
s'organise le duo filtre-particule, de quelle manière et
pourquoi s'enchaînent différentes phases de filtration,
comment se modifient les propriétés des matériaux...
Tout cela est capital pour anticiper les phénomènes
et les effets délétères associés à une situation critique,
comme un incendie. » n
1. Ensemble des équipements permettant de manipuler
les matières radioactives pour des fonctions industrielles
ou de recherche propres à chaque installation.
2. Autorité de sûreté nucléaire défense
3 . Étude de l'écoulement de l'air.
4. Centre technique d'homologation des équipements
nucléaires.
5. EDF, Orano, CEA, Andra, Cis bio, Framatome...
6. Méthodes d'essai in situ pour les systèmes filtrants à haute
efficacité dans les installations industrielles.
Pour en savoir plus :
Youssef Alilou Étude du colmatage des filtres
plissés à très haute efficacité, concours 3 minutes
pour une thèse
www.irsn.fr/3-minutes-Alilou
Page 14 - Repères N° 50 - septembre 2021
PODCAST
Marie Lecoq
Quelle est l'efficacité
des filtres en métal ?
FOCUS
Usine de retraitement
Limiter les rejets dans l'environnement
D'
ici 2023, deux unités d'évaporation
de produits de fission seront mises en
service au sein des usines de retraitement
du combustible de La Hague (Manche).
Elles remplaceront leurs homologues actuels,
dont la sûreté ne pourra plus être assurée
au-delà de quelques années. L'IRSN expertise
cette opération, qui nécessite de repenser
la filtration.
Les évaporateurs contiennent une quantité
très importante de radioactivité. En cas
de rupture accidentelle, c'est la filtration
qui limite les rejets dans l'environnement.
Le problème est que cette rupture
s'accompagne d'une production très
importante de vapeur d'eau chaude, qui
impacte fortement l'efficacité de filtration.
RECHERCHE
Capacité d'épuration
Qualité de la filtration à l'étude
U
n filtre à aérosols de très haute efficacité
(THE) d'une installation nucléaire doit
être remplacé lorsque son coefficient
d'épuration (CE) est proche de 1 0001.
Quel est son niveau d'usure à ce moment-là ?
Comment cela affecte-t-il ses performances ?
Ces questions scientifiques émergent
de l'expertise. Pour y répondre, Victor Mocho,
expert en physique des aérosols et filtration,
propose en 2020 une étude expérimentale2,3.
Il y a une cinquantaine d'années, un filtre
neuf avait un CE de 6 000 à 8 000. Il était
remplacé lorsque ce dernier chutait à 1 000
ou 2 000. Avec une capacité d'épuration
divisée d'un facteur 3 à 8, le filtre conservait
sa fonction - discrimination en taille -
vérifiée conformément à la norme4.
« Aujourd'hui, un filtre neuf a un CE
de 25 000 à 30 000, mais le critère d'usure
n'a pas changé. Que filtre-t-il lorsque son
coefficient d'épuration est au mieux
WEBMAGAZINE
Ma thèse en connaît un rayon
www.irsn.fr/R50
de 2 000, ce qui entraîne probablement
des microfissures ou des joints non étanches ?
Quelle fraction de particules de 1 à 10 µm,
nuisibles pour l'environnement, le traverse ?
Aujourd'hui, l'industriel n'est pas tenu
de vérifier cela », précise l'expert.
L'étude expérimentale commence avec
des tests réalisés sur un filtre THE à l'état
neuf. Il sera ensuite dégradé pour que
sa capacité d'épuration chute à 2 000,
puis les tests seront refaits.
« Nous analyserons les rejets à la recherche
des grosses particules. » Faudra-t-il rehausser
l'exigence du CE ? Réponse mi-2022.
1. NF EN 1 822.
2. Représentativité des mesures aux émissaires
de rejet - Efficacité d'un filtre THE dégradé.
3. ISO 2 889.
4. NF EN ISO 16 170.
« Des échanges techniques ont eu lieu avec
l'exploitant. Dans les nouvelles installations,
la ventilation des locaux - qui accueillent
des évaporateurs générant une forte humidité -
intègre des filtres métalliques résistant à ces
conditions », rapporte Éloi Bauduin, expert
en confinement. Cette modification préserve
la capacité d'épuration du dernier niveau
de filtration (DNF) - composé de filtres à très
haute efficacité (THE) (lire p. 11). Chaque
année, le Bureau d'analyse du confinement
(Bac) mène une vingtaine d'expertises
de ce type. « Nos contre-évaluations interrogent
la conception de l'installation. Nous examinons
chacune des situations accidentelles pour savoir
si l'exploitant doit modifier la ventilation
ou les dispositions de confinement. »
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