Réflexions sur l’optimisation de l’échantillonnage

A partir des différentes observations et remarques réalisées lors de l’analyse et de la synthèse des structures spatiales des contaminations radiologiques dans les installations nucléaires, il est ainsi possible d’établir certaines recommandations vis-à-vis de la stratégie d’échantillonnage à employer dans le cadre de cartographies surfaciques du signal émergent. Ces résultats sont bien évidemment issus des jeux de données disponibles et devront être validés et améliorés par l’analyse exploratoire et variographique d’autres jeux de données.

Analyse historique et fonctionnelle

La première phase de l’échantillonnage consiste à connaître, le plus précisément possible, le contexte historique relatif à la zone à caractériser : type de procédé, isotopie, voie de transfert, support de la contamination, etc. Ces informations, qui font défaut pour certains jeux de données, sont indispensables à la mise en place d’un plan d’échantillonnage cohérent et adapté. Une atten- tion particulière doit être portée à des zones d’intérêt identifiées par l’historique, à la cohérence des dispositifs de mesure avec la contamination à caractériser, etc.

Reconnaissance séquentielle du signal émergent

Ensuite, la synthèse effectuée sur les structures spatiales des contaminations radiologiques a mis en évidence certaines caractéristiques générales des variogrammes expérimentaux, à savoir, la présence d’une structure principale relativement bien définie avec une portée comprise entre 2 et 5 m. Ici interviennent les remarques établies en rapport avec la voie de transfert de la contamina- tion (liquide ou solide) puisque cette caractéristique semble influer sur la portée du phénomène.

Cet ordre de grandeur de la portée du phénomène vue à travers le variogramme expérimental est très important car la démarche méthodologique va reposer sur la formulation d’une hypothèse a priori sur la structure spatiale de la contamination à caractériser pour dimensionner la maille d’échantillonnage. En effet, afin de réaliser une cartographie surfacique d’une nouvelle installa- tion nucléaire, il est raisonnable de supposer (c’est en tout cas l’hypothèse qui est faite) que la contamination de cette nouvelle installation va avoir sensiblement le même comportement spatial (variogramme) que des contaminations radiologiques semblables déjà étudiées. Par exemple, une structure principale avec une portée de l’ordre de 5 m est attendue pour une contamination li- quide. Ainsi, une mesure surfacique selon une grille régulière d’échantillonnage avec une maille de 5 m ne conduira pas à un traitement géostatistique des données pertinent : le premier point du variogramme expérimental sera déjà à la variabilité globale du phénomène. Par conséquent, une maille de 1 m (ou moins) permettra d’identifier de manière convenable la structure spatiale du phénomène en disposant de suffisamment de points expérimentaux pour le variogramme aux pe- tites distances. Toutefois, la précision de l’estimation, pour une résolution spatiale donnée, ne dépend pas de la détermination exacte du variogramme mais plutôt de la structure observée.

Puis, pour le traitement géostatistique des données ainsi collectées, il est possible d’inférer la structure spatiale des données à partir du variogramme expérimental observé ainsi que sur la con- naissance que l’on dispose par ailleurs sur les structures spatiales (hypothèse a priori pour dimen- sionner le plan d’échantillonnage). Par exemple, l’information non disponible pour les petites distances (en-dessous de la maille d’échantillonnage) peut alors être établie en faisant l’hypothèse d’une absence d’effet de pépite conformément à ce qui a pu être observé sur les jeux de données existants pour des contaminations similaires. Cet ajustement peut également être validé par la

Chapitre 7 : Inventaire des structures spatiales

réalisation de quelques mesures très rapprochées dans des zones représentatives de l’installation à caractériser, mesures très vivement recommandées.

Le traitement géostatistique des données permet de plus, à partir d’une première phase d’échantillonnage, de mettre facilement en évidence des zones particulières : sous- échantillonnage, zones où la variabilité du phénomène est plus importante, etc. Couplée aux in- formations historiques, cette identification de zones singulières encourage alors à réaliser une nouvelle campagne de mesures ciblée précisément sur ces zones. Ainsi, la stratégie d’échantillonnage peut être développée par une approche séquentielle : un premier passage avec une maille relativement lâche est effectué, les incertitudes des zones ainsi identifiées par le pre- mier traitement des données sont réduites par la réalisation de nouvelles mesures qui viennent préciser les niveaux de contamination dans ces zones, etc. Cette approche « zoom » permet de réaliser un minimum de mesures tout en conservant une bonne confiance dans l’estimation réali- sée (maîtrise des incertitudes de calcul). Le principal inconvénient est qu’elle nécessite plusieurs phases d’échantillonnage, séparées dans le temps, ce qui peut être parfois incompatible avec les contraintes d’un chantier d’évaluation radiologique. Cependant, dans le cas de mesures rapides et directes (contaminamètre) ne nécessitant pas de traitement de spectre par exemple, le traitement de données peut être réalisé quasiment en temps réel, permettant ainsi de compléter et reposition- ner des mesures complémentaires immédiatement.

Enfin, les différents plans d’échantillonnage pour la cartographie du signal émergent, aussi optimisés soient-ils vis-à-vis des structures spatiales des phénomènes à caractériser, doivent abso- lument être complétés par un échantillonnage de jugement qui a pour objectif de mesurer les dif- férentes singularités présentes dans l’installation (fissures, pieds de poteaux, reprise de génie civil, taches suspectes, coulures sur les murs, etc.). Ces investigations ciblées sont indispensables pour venir compléter la caractérisation surfacique du signal émergent (hors singularités) obtenue à partir d’un maillage régulier optimisé.

Investigations en profondeur

La troisième et dernière phase d’investigation vise à caractériser les profils de migration des radionucléides dans les structures de génie civil par l’intermédiaire de prélèvements destructifs. Ces échantillons permettent également d’accéder aux activités massiques. Couplées à la cartogra- phie du signal émergent, ces informations massiques complètent les données nécessaires à l’évaluation de la contamination par géostatistique. Il est alors avantageux de dimensionner leur nombre et d’optimiser leur répartition à partir des informations historiques et fonctionnelles ainsi que sur la base des cartographies du signal émergent pour faciliter la mise en place du traitement multivariable conduisant à la catégorisation des déchets (Chapitre 5).

Troisième partie :