γγ grahie de proximité- de débits de doseP ossibilité de travaux de jourR éduction de la zone contrôléeO ptimisation de la dosimétrie opérationnelleX ray compatible avec le Sélénium 75

ÉTUDES ET RECHERCHE

37I JANVIER-FÉVRIER 2011 I SOUDAGE ET TECHNIQUES CONNEXES

LE CONTRÔLE PAR GAMMAGRAPHIEDE PROXIMITÉ – γ-PROX

LE γ-PROX RÉPOND-IL

AUX RECOMMANDATIONS

DES CHARTES DE BONNES

PRATIQUES EN RADIOGRAPHIE

INDUSTRIELLE ?

ALEXIS BLETTNER1

Extrait de la charte :

« Compte tenu de la haute activité

des sources radioactives mises en

œuvre, la radiographie industrielle

présente pour les travailleurs un risque

qu’il convient de prévenir et de limiter.

Les objectifs de cette démarche sont

de faciliter l’application de la

réglementation et au-delà de faire

évoluer les pratiques et les habitudes

afin d’améliorer la prévention et les

conditions d’intervention des

travailleurs et de permettre la

diminution des dosimétries

enregistrées par les techniciens

en radiographie industrielle.

La charte présente de façon concrète

les bonnes pratiques en matière de

radiographie industrielle afin d’aider

les professionnels à mieux intégrer

les principes généraux de prévention

à chaque étape du déroulement

d’un chantier.

Cette démarche originale a permis

d’associer les différents acteurs en

matière de contrôles de radiographie

industrielle : donneurs d’ordre,

entreprises de contrôle

gammagraphique, entreprises de

maintenance industrielle, médecins

du travail, organismes de contrôle

et de prévention etc. »

1. Institut de Soudure, 90, rue des Vanesses, 93420 Villepinte.Tél. : +33 (0)1 49 90 37 34 / Mob. +33 (0)6 84 76 57 04, e-mail : a.blettner@institutdesoudure.com

À ce jour, 4 chartes ont été rédigées et ont été ratifiées par un grand nombre d’entreprises (don-neurs d’ordre, entreprises de contrôle gammagra-phique, entreprises de maintenance industrielle,médecins du travail, organismes de contrôle et deprévention etc.).

1996 : 2007 Charte de bonne pratique en radiographie industrielle – Région PACA2008 : 2007 Charte de bonne pratique en radiographie industrielle – Région Haute-Normandie2009 : 2007 Charte radiographie industrielle – Région Nord/Pas-de-Calais2010 : 2007 Charte de bonne pratique en radiographie industrielle – Région Rhône-Alpes et Auvergne

1. RÔLE DU γ-PROX ET CONCEPT

Le γ-Prox est un appareillage modulaire de gammagraphie de proximité dont le but est d’optimiser les dosesreçues par les techniciens en radiographie industrielle, les salariés de l’entreprise utilisatrice et du public.Le γ-Prox permet de réduire d’un facteur 12 les équivalents de débits de dose lors des opérations decontrôle par gammagraphie en associant une source de sélénium 75.L’examen de la totalité d’une soudure bout à bout de tuyauterie requiert 4 expositions décalées de 90o en circonférence et nécessite donc 4 directions différentes de tir. Le schéma suivant illustre la technique de prisede vues et l’orientation des 4 tirs.

4 expositions sont réalisées en décalant successivementla source en position Tir1, Tir2, Tir 3 puis Tir 4.Ces décalages de source entraînent 4 orientationsdifférentes du faisceau de rayonnement. Quelle que soit la zone à protéger, celle-ci se trouverapour un tir dans le champ du faisceau de rayonnement.La position la plus défavorable de la tuyauterie estverticale. Dans ce cas les faisceaux de rayonnement se situent dans un plan horizontal et intéressent les 4 points cardinaux.

Position circonférentielle des Tirs.

Technique de prise de vues – Contrôle en double traversée, interprétation simple image.

1012_0308_P_037_040_Art_1 14/01/11 8:47 Page 37

ÉTUDES ET RECHERCHE

38

Ir 192 + Collimateur 109 34 12,5 34 189,5 1,0 1,0

Ir 192 + γ-Prox 78 5,6 4,7 5,6 93,9 2,0 1,4

Se 75 + γ-Prox 14,5 0,68 0,157 0,68 16,017 11,8 3,4

SourceProtection

Facteur d’atténuation

en débit de dose

Facteur de réduction

de la distance

Débit de dose (mSv/h)

A B C D Cumulé

GGrraapphhee :: Équivalent des débits de dose suivant la nature de la source et de la protection.

c Le γ-Prox de part la réduction des débits de dose est une protection collective et répond à cetterecommandation.2. Les chartes ont été rédigées afin de réduire ladosimétrie des techniciens en radiographie indus-trielle, des salariés et du public.La mise en œuvre des collimateurs standard entraîneune irradiation lors de leur manipulation du fait de sa composition en matériau atténuant d’uraniumappauvri. Les débits de dose relevé sont de 10 µSv/hau contact du collimateur standard et impacte ainsi la dose équivalente de l’opérateur soit un débit d’équivalent de dose extrémités de 10 µSv/h et undébit équivalent de dose au corps entier de 2 µSv/h.c Le γ-Prox ne contient pas d’uranium appauvrimais est constitué de matériaux inertes qui n’émettentpas de rayonnements ionisants.Le gammagraphe (container qui assure le stockagede la source et atténue les rayonnements issus de lasource lors des non-expositions) a pour débit de fuiteau contact (source d’iridium 192 d’activité 0,95 TBq)une valeur de 252 µSv/h soit un débit d’équivalent dedose extrémités pour l’opérateur de 252 µSv/h et unéquivalent de débit au corps entier de 9 µSv/h.c La substitution de l’iridium 192 par du sélénium75 permet d’augmenter l’efficacité de l’atténuateurdu gammagraphe. Une mesure effectuée au contactdu gammagraphe avec une source Se 75 d’activité0,95 TBq a pour valeur 19 µSv/h, soit une dose

2. COMPARAISON DES DÉBITS DE DOSEOBTENUS ENTRE LE COLLIMATEURSTANDARD ET LE γ-PROX

Le γ-Prox du fait d’un angle du faisceau de rayonne-ment beaucoup plus faible que celui d’un collimateurstandard permet de réduire les débits de dose aussibien avec l’iridium 192 qu’avec le sélénium 75.De plus, cet angle réduit permet de limiter les valeursde débit de rayonnement diffusé et d’améliorer l’efficacité des écrans atténuants dans le faisceauprimaire.Le graphe suivant démontre les avantages apportésen terme d’équivalent de débit de dose lors de lamise en œuvre du γ-Prox.Les mesures de débits de dose ont été relevées dansles quatre directions de tir lors du contrôle d’une sou-dure bout à bout de tuyauterie de diamètre DN125 etd’épaisseur 7 mm en double traversée. Les conditionsde mesure sont identiques pour les deux natures desource, le collimateur standard et le γ-Prox.Le tableau ci-contre récapitule les valeurs obtenues :L’examen du tableau démontre que le γ-Prox associéà une source de sélénium 75 permet de diminuer l’équivalent de débit de dose d’un facteur de l’ordrede 12 en comparaison avec le collimateur standard etune source d’iridium 192.Cette diminution d’équivalent de débit de dose permet ainsi de diminuer la valeur de la distance de balisage obtenue avec le collimateur standard etune source d’iridium 192 par 3,4 avec le γ-Prox et du sélénium 75.Si la distance de balisage est de 30 mètres par exemple (valeur courante dans le cas de l’iridium 192),celle-ci peut être ramenée à moins de 10 mètres avecle γ-Prox.Nota : des distances plus faibles peuvent être obte-nues (le cas notamment lors des contrôles réalisés enmilieu urbain avec un risque fort de présence dupublic) au détriment d’une légère baisse d’unedizaine de pourcent de la productivité par l’ajout de protections supplémentaires à base d’écran atténuant en plomb ou équivalent.

3. LE γ-PROX ET LESRECOMMANDATIONSDES CHARTES DEBONNES PRATIQUESEN RADIOGRAPHIEINDUSTRIELLE

1. L’obligation de privilégier les protections collec-tives aux protections individuelles fait partie desrecommandations des chartes.

d’équivalent de dose extrémités pour l’opérateur de19 µSv/h et un équivalent de débit au corps entierinférieur à 1 µSv/h.Lors de l’éjection de la source, la source est trans-férée du gammagraphe au collimateur ou au γ-Proxpar transfert dans une gaine d’éjection. Cette gainen’atténue que très peu les rayonnements issus de lasource.Des données issues des différentes études menéeslors de la rédaction des chartes indiquent un équiva-lent de dose au corps entier pour l’opérateur de 2 µSvpar éjection ou tir.Si l’opérateur réalise 30 éjections par poste de travail, celui-ci va cumuler un équivalent de dose aucorps entier de 60 µSv.c La substitution de l’iridium 192 par du sélénium75 permet de diminuer l’équivalent de dose au corpsentier de l’opérateur. À activité égale, le débit dufaisceau de rayonnement du sélénium 75 est 2,46fois moindre en comparaison avec les débits derayonnement de l’iridium 192. L’équivalent de doseau corps entier pour l’opérateur sera donc de 0,8 µSvpar éjection ou tir.Soit pour 30 éjections un équivalent de dose au corpsentier de 24 µSv pour l’opérateur.Lors d’une exposition, l’opérateur stationne au point de repli afin de diminuer par la distance sa dosimétrie.L’équivalent de débit de dose peut être estimé à 5 µSv/h.

SOUDAGE ET TECHNIQUES CONNEXES I JANVIER-FÉVRIER 2011 I

1012_0308_P_037_040_Art_1 14/01/11 8:47 Page 38

c Le γ-Prox associé au sélénium 75 permet deréduire l’équivalent de débit de dose à moins de 1 µSv/h.Le tableau ci-dessus récapitule l’équivalent de doseou débit au corps entier avec le collimateur standardet le γ-Prox :La comparaison des équivalents de débits de dose ou de dose montre que la mise en œuvre du γ-Proxassocié au sélénium 75 permet de réduire ces valeursd’un facteur de 2 à 10 en fonction de l’étape réalisée.

4. ÉTUDE DE POSTE –DOSIMÉTRIE

L’Institut de Soudure Industrie a développé des outilsqui permettent d’estimer la dosimétrie opérationnelle

que les techniciens en radiographie industrielle sontsusceptibles d’obtenir lors des opérations de contrôleavec des sources gamma et le collimateur 120o stan-dard ou le γ-Prox.Ces outils ont été élaborés sur la base des retoursd’expérience de relevé de dosimétrie réalisés surnotre population de techniciens en radiographieindustrielle.Cette étude de poste pour notre exemple a été éta-blie pour le contrôle de soudure de diamètre 255 mmet d’épaisseur 5 mm.30 expositions sont réalisées pour une durée totaled’intervention sur site de 160 à 166 mn.L’activité de la source d’iridium 192 est de 1,38 TBq(37,31 Ci) et de 1,33 TBq (35,93 Ci) pour le sélénium 75.Les deux tableaux suivants reportent les caractéris-tiques de la source Ir 192 et Se 75.

Les débits de dose sont plus faibles avec le sélénium75 en comparaison avec ceux obtenus avec l’Ir 192bien que les deux sources ont une activité sensible-ment identique.L’indice de transport pour le sélénium 75 est de 0.Le programme de tir définie les paramètres destirs en fonction de la nature de la source, de laclasse de système film employé et de la densitévisée.Pour notre exemple, un système film de classe C3 estretenu pour l’iridium 192 et un système film de classeC4 pour le sélénium 75. La qualité d’image résultanted’après les Indicateurs de Qualité d’Image obtenueavec le sélénium 75 est légèrement meilleure quecelle obtenue avec de l’Ir 192.

39I JANVIER-FÉVRIER 2011 I SOUDAGE ET TECHNIQUES CONNEXES

GAMMAGRAPHIE DE PROXIMITÉ

Lors de la manipulation du gammagraphe 9 µSv/h < 1 µSv/h

Lors de la manipulation du collimateur standard 2 µSv/h 0 µSv/h

Lors de l’éjection de la source 2 µSv/tir 0,8 µSv/tir

Au point de repli 5 µSv/h < 1 µSv/h

ÉtapesCollimateur + iridium 192

Équivalent de dose, ou débit, Corps entier

γ-Prox + sélénium 75

Tableau – Caractéristiques de la source Ir 192

Tableau – Caractéristiques de la source Se 75

Programme de tir Ir 192

Programme de tir Se 75

Le temps total d’exposition avec le sélénium 75 estlégèrement supérieur d’une dizaine de pourcent àcelui de l’iridium 192.L’étude de poste dosimétrique consiste à déter-miner les objectifs de dose.Le tableau page suivante décrit les différentes phases ou tâches nécessaires pour réaliser la pres-tation de contrôle.À chaque tâche, est associée la dosimétrie en tenantcompte de la nature de la source ainsi que des para-mètres de tir.La comparaison de la valeur de dosimétrie prévision-nelle collective avec l’iridium 192 par rapport à celleobtenue avec le sélénium 75 montre une diminutionde celle-ci de 39 µSv à 4 µSv. Le fait de mettre enœuvre le sélénium 75 en substitution de l’iridium 192permet de diminuer la dosimétrie d’un facteur prochede 10.L’étude de poste permet d’estimer les dimensions dela zone d’opération. L’arrêté zonage du 15 mai 2006

1012_0308_P_037_040_Art_1 14/01/11 8:47 Page 39

Connaissant le débit maximum d’équivalent de doseen limite de la zone d’opération, la distance néces-saire afin de ne pas dépasser ce débit maximum peutêtre déterminée dans l’axe du faisceau de rayon-nement en tenant compte de l’atténuation par lamatière constituant l’objet (soudure examinée) ainsiqu’en face arrière.Les résultats de ces calculs en fonction de la nature dela source et du collimateur standard ou du γ-Prox utili-sés sont reportés dans les deux tableaux ci-dessous.L’examen des deux tableaux suivants démontre que la distance de la zone d’opération dans le cas du sélénium 75 associé au γ-Prox est beaucoup plus faible d’un facteur égal à 2,5 dans le faisceauprimaire et de 4,3 en face arrière.Les opérations de contrôle se déroulant pour desorientations de tir différentes par rapport à un pointde la limite de la zone d’opération, la distance debalisage de cette limite de zone d’opération est de 31 mètres pour le collimateur standard avec del’iridium 192 et de 11 mètres pour le γγ-Prox avecle sélénium 75. Ces valeurs sous-entendent la miseen œuvre d’un écran atténuant dans le faisceau primaire en plomb d’épaisseur 2 mm.Nota : nous insistons sur le fait que le balisage doit être validé par une mesure du débit de dose afinde tenir compte de la configuration du site.Ci-dessous est illustrée par un schéma la réductionde la distance de balisage apportée avec le γ-Prox.

5. CONCLUSIONS

Les chartes ont pour but de réduire la dosimétrie des techniciens en radiographie indus-trielle, des salariés et du public.La mise en œuvre du γ-Prox associée à une source de sélénium 75 permet de réduire la dosi-métrie des techniciens en radiographie, des salariés ainsi que du public et ainsi de répondreaux recommandations des chartes de bonnes pratiques en radiographie industrielle.Le γ-Prox permet de :- renforcer la sécurité et la protection des travailleurs et du personnel public par une réduc-tion des débits de dose et de la dosimétrie ;- rendre possible des travaux à proximité de la zone d’opération, en particulier le travailpossible en coactivité de plusieurs équipes radio γ-Prox ;- permettre de réaliser des travaux de contrôle par gammagraphie en journée sans rajouterde contraintes supplémentaires du fait de la réduction de la zone d’opération.Les applications sont par exemple les interventions lors d’arrêt d’unité, les interventions enmilieu confiné, les interventions en milieu urbain ou au voisinage du public.Le γ-Prox est mentionné dans le bulletin annuel de l’ASN (Autorité de Sûreté Nucléaire) sousla forme de deux photographies de l’appareillage (http://rapport-annuel2009.asn.fr/).

6. γ-PROX – BALISAGE Ir 192/γ-PROX

ÉTUDES ET RECHERCHE

40 SOUDAGE ET TECHNIQUES CONNEXES I JANVIER-FÉVRIER 2011 I

Débit de dose : 9 µSv/h – Ir 192 – Collimateur standard Sans Pb + 2 mm Pb + 4 mm Pb

Faisceau primaire 101 m 85 m 72 m

En face arrière 13 mDistance de balisage

Débit de dose : 8 µSv/h – Se 75 γ-Prox Sans Pb + 2 mm Pb + 4 mm Pb

Faisceau primaire 55 m 34 m 21 m

En face arrière 3 mDistance de balisage

Tableau – Objectif de dose – iridium 192

Tableau – Objectif de dose – sélénium 75

Réduction des temps d’occupation du site à l’aide de travauxde gammagraphie avec plusieurs γ-Prox en coactivité –Chemin critique en phase d’arrêt de maintenance.

0,0025 (mSv/h) × durée de l’opérationDurée de l’exposition

en mSv/h.

définit un débit maximum d’équivalent de dose à lapériphérie de la zone d’opération égal à

La valeur obtenue d’après les conditions de tir est de0,008 mSv/h avec le sélénium 75 et de 0,009 mSv/hpour l’iridium 192.

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