Reporting des Résultats des simulations CDI pour CERN-MEDICIS Réalisé par : YOUSSEF AMAADOR Encadré par : ANA PAULA BERNARDES

Cas Choisis pour notre étude I. COMPARTIMENTAGE PROPAGATION INCENDIE II. PROPAGATION AUX SOURCES RADIOACTIVES LOCAL CALIBRATION R-005 LABORATOIRE MEDICIS R-025 LOCAL DE STOCKAGE DES DECHETS R-021 LOCAL DE CARBURISATION DES PILLULES D’ACTINIDE R-001 LOCAL VIDE ET MAINTENANCE R-002 R-031 R-027 VACUUM ROOM R-401 R-003 R-006 III. PROPAGATION AUX SOURCES RADIOACTIVES OFF-LINE FONT-END R-006 TARGET (R-027 ET R-029)

COMPARTIMENTAGE

COMPARTIMENTAGE DU BATIMENT 179 MEDICIS Local de carburization des pilules d’actinide R-002 Local vide et maintenance R-003 Local Hot-Cell R-004 Local serveur R-005 Local calibration R-006 Local du offline R-021 Local de stockage des déchets R-025 Laboratoire MEDICIS R-027 Local séparateur d’isotopes R-029 High Voltage Room R-031 Target Storage area R-401 Arrière-cour de la cellule chaude R-vacuum Local vacuum R-201/206 couloire

Paramètres utilisés lors de la simulation La puissance du feu maximal est infinie. Une cinétique d’incendie parabolique avec alpha égal à 2,93 10-3 kW/s2 (une cinétique lente correspondant aux matériaux contenu dans le laboratoire de classe A). une durée de deux heures, la masse de combustible a donc été majorée pour atteindre ce temps. Pas d’arrêt de soufflage et pas d’arrêt d’extraction

Le choix du local R-006 pour le compartimentage Le local R-006 a été choisi pour montrer le compartimentage car il comporte un volume d’O2 permettant le développement du feu sans pour autant avoir un volume suffisant pour diluer la chaleur produite. Le local R-006 présente la montée en température la plus importante

Résultat des simulations - ISO

Interprétation des résultats La température moyenne de la pièce (courbe orange) , ne dépasse pas 250ºC au maximum et elle se stabilise à 150ºC après 20 minutes d’incendie. les sols, plafonds, et murs ne subissent aucune instabilité structurelle. (les températures atteintes sont en tout temps largement inférieur à la courbe ISO 834 ) Les murs, sols et plafonds respectent donc le critère F90 de résistance au feu demandé par l’ordonnance.

Questions Comment fait-on lorsqu’on a des matériaux variables ? (Quantité, type, emplacement…) est-ce qu’on peux faire la somme …?

PROPAGATION INCENDIE

PROPAGATION AUX SOURCES RADIOACTIVES

Paramètres communs pour toutes les simulations CDI la limite d’oxygène inferieur de 8%. une cinétique de feu lente due aux matériaux se trouvant dans le laboratoire de classe A (alpha égal à 2,93 10-3 kW/s2), un renouvellement horaire de 5 vol/h. Le soufflage du secteur feu est coupé après 300s sur détection incendie du secteur.

Local calibration R-005

Paramètre liés au scénario Une dépression de 60Pa lorsque le soufflage est en marche et de 300Pa une fois celle-ci arrêtée; Une masse de combustible de 150kg; Un potentiel calorifique de 32433kj/kg; Une puissance maximale de 3891kW; Une aire de fuite de 0.00203m2.

Scénario Deux racks électriques se situant à 1 mètre de la cible de carbure d’uranium, La cible de carbure d’uranium est située dans un container en tantale qui est entourée d’une enveloppe en Aluminium AW-6042, L’alliage AW-6042 fond entre 582 et 651 degrés Celsius.

Résultat des simulations - T°Cible

Interprétation des résultats Le feu s’étouffe à 466s; La température atteint un maximum de 387°C; l’aluminium AW-6042 ne fond pas et l’enveloppe de la cible conserve son intégrité en cas d’incendie des racks dans le local R-005; L’incendie n’aura aucun impact radiologique.

Questions La cible est équipée de joint qui garantie l’ Etanchéité ? => L’impact pour notre étude incendie?

Local de carbonisation des pilules d’Actinide R-001

Paramètre liés au scénario Une dépression de 60Pa lorsque le soufflage est en marche et de 300Pa une fois celle-ci arrêtée; Une masse de combustible de 150kg; Un potentiel calorifique de 32433kj/kg; Une puissance maximale de 1946kW; Une aire de fuite de 3.29 10-3 m2.

Scénario La source potentielle de feu du est un rack électrique; la source de radioactivité la plus proche est la cible située à 0.8m.

Résultat des simulations - T°Cible

Interprétation des résultats Le feu s’étouffe à 546s; La température atteint un maximum de 467°C; l’aluminium AW-6042 ne subit pas de dommage. L’enveloppe de la cible conserve son intégrité en cas d’incendie des racks dans le local R-005. L’incendie n’aura peu d’impact radiologique.

Laboratoire MEDICIS R-025

Paramètre liés au scénario Une dépression de 60Pa lorsque le soufflage est en marche et de 300Pa une fois celle-ci arrêtée; Une masse de combustible de 500kg; Un potentiel calorifique de 32433kj/kg; Une puissance maximale de 6809kW; Une aire de fuite de 1.8 10-2 m2.

Scénario Le cas considéré comme étant le plus critique est un feu de rack sur la chambre de collection d’isotopes vu la proximité entre les deux installations de 1m.

Résultat des simulations - T°Cible

Interprétation des résultats Le feu s’étouffe à 1201s; La température atteint un maximum de 562°C; l’aluminium de la chambre de collection ne subit pas de dommage. Les parois de la chambre conservent leur intégrité en cas d’incendie des racks dans le local R-025. L’incendie n’aura pas d’impact radiologique.

Local de stockage des déchets R-021

Paramètre liés au scénario Une dépression de 60Pa lorsque le soufflage est en marche et de 300Pa une fois celle-ci arrêtée; Une masse de combustible de 10kg; Un potentiel calorifique de 20000kj/kg; Une puissance maximale de 120kW; Une aire de fuite de 5.6 10-3 m2.

Scénario Le cas étudié est donc le feu des sacs de déchets et son impact sur les fûts; les sacs seront situés entre les fûts et l’armoire coupe-feu à une distance de 1 m; Les résultats sur la durée d’incendie permettront également de définir la catégorie d’armoire coupe-feu nécessaire pour protéger les liquides inflammables.

Résultat des simulations - T°Cible

Interprétation des résultats Le feu s’étouffe à 1800s; La température atteint un maximum de 215°C; l’aluminium des fûts ne subit pas de dommage. Les parois des fûts conservent leurs intégrités en cas d’incendie des poubelles dans le local R- 021. Une armoire T30 est nécessaire pour protéger les liquides pour la durée du feu. L’incendie n’aura pas d’impact radiologique.

Local vide et maintenance R-002

Paramètre liés au scénario Une dépression de 60Pa lorsque le soufflage est en marche et de 300Pa une fois celle-ci arrêtée; Une masse de combustible de 150kg; Un potentiel calorifique de 32433kj/kg; Une puissance maximale de 3891kW; Une aire de fuite de 0.0041m2.

Scénario la source de radioactivité se trouve dans les hottes; La source potentielle de feu dû à l’installation est un rack électrique; la distance entre le rack et la hotte est de 2m.

Résultat des simulations - T°Cible

Interprétation des résultats Le feu s’étouffe à 591s; La température atteint un maximum de 470°C; À cette température le verre va probablement éclater du fait de sa résistance faible face à la dilatation du bâtiment et le flux rayonné causera certainement sa destruction avant les effets mécaniques.

Mesures Compensatoires Utiliser une armoire électrique fermée avec les caractéristiques suivantes  : Aire de soufflage 0.01 m2, Cote du soufflage 0.2 m, Aire d’extraction 0.01 m2, Cote d’extraction 1.8 m.

Résultat des simulations - T°Cible

Interprétation des résultats Le feu s’étouffe à 4022s; La température atteint un maximum de 131°C; le verre ne subit pas de dommage. La vitre conserve son intégrité en cas d’incendie des racks dans le local R-002. L’incendie n’aura pas d’impact radiologique. Il faut signaler que des sacs de poudre sont à disposition de l’opérateur au cas où un incendie se déclenche pour étouffer le feu dans les hottes.

Local Robot R-031

Paramètre liés au scénario Une dépression de 80Pa lorsque le soufflage est en marche et de 300Pa une fois celle-ci arrêtée; Une masse de combustible de 125kg; Un potentiel calorifique de 1800kj/kg; Une puissance maximale de illimitée ; Une aire de fuite de 8.44 10-3 m2.

Scénario La source potentielle de feu du est les câbles du robot; les sources de radioactivité sont les cibles stockées derrière un blindage et les cibles en attente sur le MONTRAC située à 0.8m.

Résultat des simulations - T°Cible

Interprétation des résultats Le feu s’étouffe à 614s; La température atteint un maximum de 337°C; l’aluminium AW-6042 ne subit pas de dommage. L’enveloppe de la cible conserve son intégrité en cas d’incendie des racks dans le local R-031. L’incendie n’aura peu d’impact radiologique.

L’ARRIERE DE LA CELLULE CHAUDE R-401

Paramètre liés au scénario Une dépression de 80Pa lorsque le soufflage est en marche et de 300Pa une fois celle-ci arrêtée; Une masse de combustible de 125kg; Un potentiel calorifique de 1800kj/kg; Une puissance maximale de illimitée ; Une aire de fuite de 8.44 10-3 m2.

Scénario La source potentielle de feu du est les câbles du robot; les sources de radioactivité c’est la cellule chaude située à 1.4 m.

Résultat des simulations - T°Cible

Interprétation des résultats Le feu s’étouffe à 611s; La température atteint un maximum de 57°C; l’acier inoxydable ne subit pas de dommage. La paroi de la cellule chaude conserve son intégrité en cas d’incendie des racks dans le local R-401. L’incendie n’aura peu d’impact radiologique.

PROPAGATION VIA LES GAINES DE VENTILATION

off-line font-end R-006

Paramètre liés au scénario Une dépression de -80Pa lorsque le soufflage est en marche et de -300Pa une fois celle-ci arrêtée; Soufflage fermé a 300s; La puissance maximale est de 900Kw après 500s; Une aire de fuite de 0.01028 m2.

Résultat des simulations - T°Cible

Interprétation des résultats Les températures des gaz ne dépassent pas les 400 degrés Lorsque les gaz sont au plus chaud les parois du conduit n’atteignent que 120 degrés à l’entrée du conduit et 100 degrés 4m dans le conduit. Les gaines peuvent supporter une température de 120 degrés pour une courte durée. La paroi du conduit de ventilation conserve son intégrité en cas d’incendie dans le local R-006.

Laboratoire medicis R-025

Paramètre liés au scénario Une dépression de -60Pa lorsque le soufflage est en marche et de -300Pa une fois celle-ci arrêtée; Soufflage fermé apres 300s; La puissance maximale est de 1960Kw après 700s; Une aire de fuite de 0.02876 m2.

Résultat des simulations - T°Cible

Interprétation des résultats Les températures des gaz ne dépassent pas les 400 degrés Lorsque les gaz sont au plus chaud les parois du conduit n’atteignent que 120 degrés à l’entrée du conduit et 100 degrés 4m dans le conduit. Les gaines peuvent supporter une température de 120 degrés pour une courte durée. La paroi du conduit de ventilation conserve son intégrité en cas d’incendie dans le local R-006.

Target (R-027 et r-029)

Paramètre liés au scénario Une dépression de -80Pa(R-027) & -60 (R-29) lorsque le soufflage est en marche et de - 160Pa (R-027) & -120 Pa (R-029) une fois celle- ci arrêtée; le soufflage est fermé et l’extraction est ouverte et il n’y a pas d’ouverture de porte; La puissance maximale est de 1300 Kw après 500s; Une aire de fuite de 0.01028 m2.

Résultat des simulations - T°Cible Les six courbes décrivent l’évolution de la température des différentes faces de la cible à l’intérieur du bunker (R-027) étant donné que la cible est supposée être un cube (Afin de faciliter les calculs et la simulation sur FDS). Nous remarquons que les variations des différentes températures quand les gaz sont au plus chaud ne dépassent pas les 150 degrés.

Interprétation des résultats La cible est conçue pour résister à des températures de l’ordre de 2000 ° C. cette augmentation limitée de température vers une limite de 150 degrés n’aura aucun impact sur l’intégrité de la cible en cas d’incendie de rack dans le local R-029.

R-027 & R-006 AGRESSION VERTICALE

Questions Dans le local “Vacuum room” ne doit-on pas considérer la présence d’iz de carbure? Pour le R-003, Est-ce que le système d’inertage installé est une bonne solution pour se protéger du risque incendie? Est-il nécessaire de faire une étude de sensibilité de la cinétique du feu ? Dans le local R-001 & R-002 ne doit-on pas considérer le cas ou la source de feu est le carbure d’uranium car, le feu est de nature radiologique des le départ ? (Ajouter deux cas d’étude incendie)

Conclusion Pour résumer, la maitrise du risque d’incendie pour le bâtiment 179 est assurée par : Le respect des exigences de la législation (T90, les murs, plafonds, sols et clapets coupe-feu F90…) et la démonstration par les simulations de durée de feu et de températures inférieures au domaine de qualification des éléments supervisés. La démonstration de la non-agression et dispersion de matières radioactives. Le maintien des réseaux de ventilation et des DNF en situation d’incendie.

THANK YOU MERCI