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Des caméras plus performantes et plus résistantes

Développer et tester en conditions réelles une caméra haute résolution résistant à de fortes doses de radiations ionisantes : c’est l’objectif du projet CAMRAD. Il s’agit de l’une des innovations retenues en 2015 dans le cadre de la première édition de l’appel à projets Andra – ANR1.

Le projet CAMRAD vise à développer des caméras capables de fournir des images de hautes définitions dans toutes les étapes de démantèlement et de stockage des déchets radioactifs. En effet, la radioactivité met les caméras à rude épreuve : les rayonnements ionisants provoquent le noircissement des optiques et affectent le fonctionnement des appareils. Lorsque la dose cumulée est trop importante, il y a perte du contrôle visuel. « Les opérations de maintenance ou de remplacement des caméras sont fréquentes, avec un impact en matière de coût et de risque pour les opérateurs, explique Stéphane Plumeri, correspondant technique de l’Andra pour le projet CAMRAD. Par ailleurs, les caméras disponibles sur le marché sont encombrantes, lourdes, fragiles et offrent une qualité d’image limitée. D’où l’intérêt du projet CAMRAD, qui vise à franchir un cap en termes de résistance, mais aussi de résolution. »

Une caméra plus compacte : sur un capteur CMOS, tous les circuits électroniques de la caméra peuvent être intégrés dans la puce. Il en résulte une miniaturisation que n’offrent pas les solutions actuelles.

 

Une approche innovante

Initié en mai 2016, le projet réunit six partenaires2 dont les expertises complémentaires couvrent l’ensemble des besoins : spécifications d’usage, développement des sous-systèmes de la caméra (optiques, capteurs, systèmes d’illumination), essais et fabrication d’un prototype. Parmi les innovations proposées figure l’intégration d’un capteur CMOS. « Cette technologie, que nous étudions depuis les années 1990 pour l’observation spatiale, fournit une image bien plus qualitative que les caméras à tube, qui sont actuellement les plus résistantes aux radiations, souligne Vincent Goiffon, enseignant-chercheur à l’ISAE et coordinateur du projet. Elle est également plus compacte et moins énergivore. »

L’approche retenue est, elle aussi, innovante : « Les contraintes de la résistance aux radiations sont prises en compte à tous les niveaux : identification des matériaux et des procédés de fabrication, conception du système et assemblage final, poursuit Vincent Goiffon. Ce n’est pas le cas des solutions classiques, qui utilisent des composants “sur étagère” non optimisés pour un usage en milieu radioactif. »

Effets de l’irradiation sur les caméras actuelles : les rayonnements ionisants noircissent progressivement les optiques (1), altérant la qualité de l’image jusqu’à la perte du contrôle visuel (2). Le projet CAMRAD retiendra les options de résistance aux radiations les plus efficaces pour chaque composant de la future caméra.

 

Dix fois plus de résistance

Le projet CAMRAD vise une résistance importante aux rayonnements ionisants en vue d’une utilisation lors des opérations de démantèlement. Elle serait supérieure à un megagray de dose cumulée. « C’est dix fois plus que les caméras actuelles », note Stéphane Plumeri. Pour l’heure, la phase d’exploration du projet, consacrée à l’étude des différentes options pour améliorer la résistance aux radiations des sous-systèmes, s’achève. Deux campagnes de tests se sont déroulées fin 2017 afin de retenir les plus prometteuses.

La prochaine étape consistera à fabriquer un prototype complet, qui sera testé en conditions réelles à la fin du projet, en 2020.

 

(1) Agence nationale de la recherche.
(2) Institut supérieur de l’aéronautique et de l’espace (ISAESUPAERO), Laboratoire Hubert Curien (CNRS/universités de Lyon et de Saint-Étienne), CEA, IRSN, Areva, Optsys.

 

 

Des projets innovants pour mieux gérer les déchets

L’appel à projets « Optimisation de la gestion des déchets radioactifs de démantèlement », organisé par l’Andra en deux éditions entre fin 2014 et 2016, en coopération avec l’ANR et avec le soutien du programme « Investissements d’avenir », a fait émerger 29 projets innovants dans quatre domaines : la caractérisation des déchets, leur tri et leur traitement, les nouveaux matériaux de conditionnement, ainsi qu’un volet de sciences sociales sur l’innovation et la société.

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