Projet Udd@Orano : des innovations de rupture pour les usines nucléaires du futur - Carnot CEA LIST

Le projet Udd@Orano (Usines de demain sur les sites industriels d’Orano) était l’un des lauréats du plan de soutien au secteur nucléaire lancé en décembre 2021 dans le cadre du programme France Relance 2030. Il s’inscrit dans une volonté de l’État français d’assurer la souveraineté énergétique nationale, notamment par la modernisation des usines du cycle du combustible nucléaire. L’objectif ? Développer de nouvelles technologies pour améliorer les performances des usines d’Orano et la sécurité de ses opérateurs.

Le CEA-List a fait partie des douze partenaires de ce projet de 2022 à 2024. Il a mobilisé les compétences complémentaires en instrumentation, simulation et intelligence artificielle (IA) de 30 ingénieurs-chercheurs de six laboratoires* afin de développer onze prototypes de systèmes de mesure et logiciels répondant à des besoins concrets d’Orano.

* cinq laboratoires du CEA-List et un laboratoire de l’Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’Univers du CEA.

Précision, portabilité et protection pour les travailleurs en milieu hostile

Le CEA-List a notamment conçu et testé un ensemble de systèmes de détection miniaturisés et portables qui fournit aux travailleurs en opération des mesures radiologiques performantes et complètes de leur environnement, tout en sécurisant leurs missions sur le terrain.

• La boussole radiologique RadLoc qui localise des sources radiologiques cachées et le spectromètre portable SpectroK qui permet d’identifier les radioéléments. Leur portabilité permet aux primo-intervenants d’être équipés sur le terrain et d’accéder directement à des mesures précises. Le coût modéré des briques technologiques de ces instruments autorise une large diffusion auprès des opérateurs.
• La caméra gamma Nanopix3, dotée de nouvelles fonctionnalités de spectro-imagerie pour la détection simultanée de plusieurs types de sources : Cobalt 60, Américium 241, Césium 137… Équipée d’une caméra visible NoIR, elle est sensible dans le proche infrarouge, donc adaptée aux situations de faible luminosité.
• Un dosimètre miniaturisé inédit qui, avec son capteur de quelques millimètres, peut être porté au doigt ou au poignet de l’opérateur et fournit la dose gamma reçue en temps réel sur une tablette numérique.
• Le laboratoire miniaturisé in situ Microfind, qui mesure de très faibles teneurs en actinides (5 µg/L) sur un faible volume de liquide. Il permet le contrôle de contamination rapide des urines des travailleurs.

NanoPix, la caméra gamma la plus petite au monde

Fibre optique résistante et logiciel intelligent

Le CEA-List a développé d’autres technologies utilisables dans des environnements fortement irradiants et peu accessibles. Il a ainsi mis au point une fibre optique multicœur résistante aux radiations permettant de réaliser des mesures de dose sur des points multiples et de longues distances. Enfin, il a développé des logiciels innovants combinant analyse de spectres, IA et simulation répondant à des problématiques de terrain complexes. Notamment, le logiciel IA-MCA crée des modèles génératifs par inférence à partir de mesures spectrométriques pour estimer les paramètres inconnus et les incertitudes. En se substituant au processus d’essais/erreurs réalisé manuellement par l’opérateur, il offre un gain de temps précieux pour l’évaluation d’une activité radiologique.

Des perspectives de déploiement sur le terrain

Les tests sur le terrain des prototypes développés par le CEA-List sont prévus au courant de l’année 2025 à l’usine Orano de La Hague. Déjà déployé chez Orano, le logiciel IA-MCA va également intégrer l’offre de la société Radeo. D’autres transferts des technologies du CEA-List vers l’industrie sont en cours.

"Avec ce projet, nous avons pu démontrer notre agilité pour comprendre les besoins de nos interlocuteurs sur le terrain et y répondre au plus près de nos développements. Udd@Orano a stimulé notre créativité, dynamisé nos développements en instrumentation et ouvert d’intéressantes perspectives."
Delphine Lazaro-Ponthus
Chargée de programme instrumentation nucléaire — CEA-List

* NanoPix, la caméra gamma la plus petite au monde