A methodological approach for the geostatistical characterization of radiological contaminations in nuclear facilities
Approche méthodologique pour la caractérisation géostatistique des contaminations radiologiques dans les installations nucléaires
Résumé
The decommissioning of nuclear sites represents huge industrial and financial challenges. At the end of process equipment dismantling, the complete decontamination of nuc-lear facilities requires the radiological assessment of residual activity levels of the building struc-tures (waste zoning). From this point of view, the set up of an appropriate evaluation methodology is of prime importance. The developed radiological characterization is divided into three steps: historical and functional analysis, radiation mapping and in-depth investigations. Combined with relevant data analysis and processing tools, this methodology aims at optimizing the investigation costs and the radiological waste volumes. In a former CEA nuclear facility, a substantial radiation survey was performed at the beginning of the thesis in order to try and test the methodology. The relevance of geostatistics was also illu-strated: exploratory data analysis, spatial structure analysis through the variogram, mapping, risk analysis results, isofactorial modeling to take the structuring of extreme values into account. Destructive concrete samples are then integrated to complete the characterization in addition to radiation data through the geostatistical multivariate approach. Finally, waste segregation results from the risk of exceeding given radiological thresholds. An inventory of the spatial structures of radiological contaminations in nuclear facilities is provided within the geostatistical framework. It leads to sampling recommendations in order to improve the overall characterization strategy and optimize the investigation costs.
Les enjeux industriels et financiers associés au démantèlement des installations nucléaires sont considérables. Après l'enlèvement des procédés et des matières nucléaires, les bâtiments font l'objet d'un assainissement complet des structures de génie civil. Pour cela, un état radiologique initial doit être réalisé pour définir le zonage déchet opérationnel. La méthodologie développée repose sur un séquençage des étapes d'investigation : analyse historique et fonctionnelle, cartographie surfacique puis investigations en profondeur. Cette méthodologie, associée à des outils d'analyse et de traitement des données, permet d'optimiser les coûts d'investigation et les volumes de déchets produits. Une campagne de mesures surfaciques, menée dans une installation nucléaire du CEA au début de la thèse, a permis d'éprouver la méthodologie proposée et d'exploiter la pertinence du traite-ment des données par géostatistique : analyse exploratoire et variographique, cartographies d'estimation, analyses de risque, comparaison de modèles isofactoriels pour modéliser les distri-butions statistiques très contrastées et la structuration des valeurs extrêmes. Des prélèvements destructifs viennent compléter les différentes cartographies surfaciques et sont intégrés grâce au traitement multivariable. La catégorisation des déchets découle finalement du risque de dépassement de seuils radiologiques. L'approche géostatistique permet également de dresser un inventaire des structures spatiales des contaminations radiologiques dans les installations nucléaires. Des recommandations d'échantillonnage sont ainsi produites afin de rationnaliser la stratégie d'investigation et d'en optimiser les coûts.
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