Mesures surfaciques du signal émergent

Dispositif de mesure employé

Le COMO 170 (Saphymo) est un scintillateur plastique traité au sulfure de zinc (ZnS).

N’étant pas constitué d’une chambre d’ionisation ou de compteur proportionnel à gaz, ce type de contaminamètre est beaucoup plus autonome, relativement robuste et pratique. Il permet de mesu-rer des contaminations surfaciques exprimées en coups par secondes (cps) ou en activité surfa-cique (Bq/cm²) pour des rayonnements de type alpha et bêta-gamma. La surface de mesure est de 170 cm² (17 cm par 10 cm).

Le détecteur est composé d’un milieu scintillant (sous la forme d’une fine feuille) associé à un photomultiplicateur qui permet de compter les photons de désexcitation qui sont produits après le passage d’une particule à travers la photocathode.

Figure 15 : Photographies du détecteur COMO 170.

Dans l’atelier D, la contamination présente dans les structures de génie civil n’est pas labile ; elle est fixée et ne contamine pas par simple contact. Les mesures ont donc pu être réalisées en posant l’appareil directement au contact avec la surface à mesurer (surface sans aspérités). Le temps d’acquisition est de l’ordre de la dizaine de seconde, le temps que le signal se stabilise.

Maillage régulier par mesures surfaciques

Un maillage systématique régulier de 66 cm par 66 cm a conduit à la réalisation d’environ 1600 mesures pour les sols de l’atelier D (Figure 16). Ce maillage correspond à 9 points de me-sure surfacique pour chacune des meme-sures par spectrométrie gamma. De la même manière qu’avec les mesures par spectrométrie gamma, le maillage s’adapte localement aux dimensions et

à la configuration des pièces, la maille de 66 cm est globalement respectée dans l’ensemble de l’atelier.

Certaines zones n’ont pas pu être investiguées puisqu’inaccessibles (local encombré, bloc et gaines de ventilation encore présents). Les appentis ne faisaient pas partie du périmètre de la campagne d’investigation.

Figure 16 : Localisation des mesures surfaciques au sol selon une grille régulière (maille de 66 cm).

Les différents maillages employés ont été dimensionnés en tenant compte du retour d’expérience des opérations de cartographies radiologiques sur des sols extérieurs contaminés et également sur les premiers traitements de données réalisés pour des caractérisations radiologiques de sols d’installations. De plus amples informations sont disponibles au Chapitre 6 qui traite de la dégradation de l’échantillonnage dans l’atelier D ainsi qu’au Chapitre 7 qui dresse un inventaire des structures spatiales des contaminations présentes dans les structures de génie civil, ce qui permet de rationaliser les stratégies d’échantillonnage.

Le Chapitre 7 présente également les autres investigations utilisant des mesures surfaciques réalisées dans l’atelier D lors de la campagne de mesures : 3 zones de 4 m² qui ont été mesurées de manière exhaustive (3 x 240 mesures), les investigations sur les singularités des sols de l’installation (environ 500 mesures sur fissures, pieds de poteaux, contours des bacs de réten-tion…) et environ 1000 mesures réalisées sur le premier niveau des murs (< 2 m) avec le même maillage régulier de 66 cm.

Chapitre 3

Analyse exploratoire et variographique

L’analyse exploratoire des données est une étape incontournable pour la compréhension d’un jeu de données. Elle permet dans un premier temps de nettoyer la base d’informations (positionnement, erreurs de recopie…) et dresse ensuite les caractéristiques, principalement statistiques, de chaque grandeur étudiée ainsi que les relations qui les lient.

Les mesures surfaciques alpha, influencées par la présence d’un vernis, ne sont pas représentatives ; elles ne sont pas retenues pour la suite de l’étude. Les mesures par spectrométrie gamma in situ mettent en évidence une isotopie relativement homogène dans l’ensemble de l’atelier. Les mesures bêta-gamma consti-tuent alors la principale variable d’étude et présentent une distribution statistique très dissymétrique.

Le cadre théorique de l’analyse variographique est rappelé. Les outils présentés sont ensuite appliqués dans le cadre non linéaire après utilisation d’une transformation par anamorphose gaussienne. Le vario-gramme expérimental met alors en évidence une structuration de la continuité spatiale du phénomène étu-dié.

I. Analyse exploratoire de la campagne de mesures

I.1. Mesures surfaciques

Les 1617 mesures surfaciques, réalisées sur les sols de l’atelier D en suivant un plan d’échantillonnage régulier avec une maille de 66 cm, fournissent des comptages bruts pour le rayonnement alpha (α) d’une part et pour le rayonnement bêta-gamma ( ) d’autre part. Ces me-sures sont exprimées en coups par seconde (cps).

Le rayonnement naturel en l’absence de contamination radiologique est appelé bruit de fond.

Il est possible de l’estimer expérimentalement, pour chaque point de mesure en mettant un cache sur l’appareil de mesure. Il n’a cependant pas été mesuré lors de cette campagne, il n’est donc pas soustrait du comptage brut (voir Chapitre 7 pour l’identification de la structure spatiale avec et sans bruit de fond). Pour chacun des rayonnements α et , les valeurs présentées correspondent donc à une mesure équivalente à un débit de dose, intégrant le rayonnement radiologique naturel et le rayonnement dû à la contamination.

Plan de position et distribution statistique des mesures alpha

Les mesures α forment un ensemble de données très contrastées. Les mesures sont, dans une large proportion, de l’ordre du bruit de fond qui est inférieur à 1 cps. Quelques valeurs sont relati-vement élevées (11 mesures seulement dépassent 10 cps). Les grandeurs caractéristiques de la distribution statistique sont présentées au Tableau 2. Elles illustrent la forte dissymétrie des don-nées : les valeurs des différents quantiles restent relativement faibles même pour des quantiles élevés vis-à-vis de la valeur maximale. De plus, le coefficient de variation σ/m est relativement important. Enfin, la médiane Q50 est largement inférieure à la valeur moyenne m, ce qui conforte le caractère fortement dissymétrique des valeurs.

Min 0,0 cps Q10 0,1 cps

Max 160,0 cps Q25 0,3 cps

m 1,6 cps Q50 0,6 cps

σ 5,2 cps Q75 1,3 cps

σ/m 3,3 Q90 3,1 cps

Tableau 2 : Statistiques classiques des mesures α (valeurs minimale, maximale, moyenne, écart-type et coefficient de variation) ainsi que les 3 quartiles et les quantiles 10 et 90.

Les données étant très dissymétriques, une transformation est usuellement employée afin de mieux appréhender leur distribution. Une transformation par logarithme décimal est ici employée en rajoutant une constante de 1 pour régler le problème des valeurs nulles.

Le plan de position des mesures couplé aux différents histogrammes (Figure 17) met en évi-dence un certain nombre de zones relativement homogènes où les niveaux de rayonnement α sont faibles, et d’autres où ces niveaux sont plus élevés. La taille des symboles est en lien avec la va-leur mesurée.