Institute for Radiation Protection and Nuclear Safety (IRSN)
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Microstructural evolution and its impact on the mechanical strength of typical alkali-activated slag subjected to accelerated carbonation
No full textInternational audienceThis study aims to comprehensively investigate the evolution of microstructure, mechanical strength, and their correlation in alkali-activated slag (AAS) mortars, designed for application in the immobilization of liquid radioactive waste, under accelerated carbonation conditions (1% CO2, 20 °C and 60% RH). To gain insights into the underlying microstructural changes, CO2 uptake and decalcification of C-A-S-H were analyzed using TGA/DSC and EDS. The pore structure of AASs was systematically assessed across nano- to macro-scales, employing N2-adsorption, MIP, and SEM segmentation. Generally, carbonation led to a decrease in total porosity, primarily attributed to the reduction in meso-macropore volume. However, the pore size distribution of AAS exhibited a complex alteration over varying carbonation durations. Carbonation significantly reduced flexural strength, whereas its effect on compressive strength was comparatively milder. Notably, an evident linear correlation emerged between porosity and compressive strength in both reference and carbonated AASs
Radiolysis bubbles in bituminized waste products evaluation with X-Ray Tomography and Ultrasonic waves
No full textInternational audienc
Principes et enjeux de Science Ouverte
No full textInternational audienceLa Science Ouverte ou open science en anglais n’est pas un paradigme mais bien un mouvement international à l’initiative des différents acteurs de la recherche et qui s’inscrit dans une volonté de rendre «...les résultats de la recherche scientifique ouverts à tous, sans entrave, sans délai et sans paiement...».Depuis le 1er Plan national pour la science ouverte annoncé en 2018, les actions se multiplient pour démocratiser l'accès à la connaissance scientifique en la rendant libre, transparente et collaborative. Selon l’adage promue par l’Union Européenne, il s’agit pour la science d’être ouverte autant que possible et fermée autant que nécessaire /as open as possible and as closed as necessary. Il faut donc veiller à ne pas tout diffuser sans discernement ni délai mais tendre au partage des connaissances au plus grand nombre le plus vite possible et contribuer ainsi aux progrès de la science et son implication dans les débats de société. Mais que devons-nous ouvrir ? Le mouvement de la Science Ouverte s’applique aux différents produits de la recherche : publications, données, logiciels, codes…mais aussi aux ressources éducatives. Et qui sont les acteurs de ce mouvement ? Nombreux sont les organismes de recherche, universités et agences de financement qui s’engagent dans des actions concrètes. En participant à ce mouvement de la science ouverte, les acteurs encouragent un environnement de communication savante qui favorise les valeurs d'ouverture, d'accès équitable, de transparence, de gérance responsable et de réutilisation souple. Cette incitation, claire et sans équivoque, est un levier pour l’intégrité scientifique et favorisera la confiance des citoyens dans la science. Les citoyens sont aussi acteurs de ce mouvement, car à travers les sciences citoyennes ou participatives, ils sont impliqués dans le processus de recherche scientifique, par exemple en participant à la collecte de données ou à la conception d'études.En France, les 1ers objectifs de la Science ouverte se sont axés sur la mise en accès libre des articles scientifiques à travers, entre autres, l’archive ouverte et pluridisciplinaire HAL, mais aussi sur l’ouverture des données de le recherche, publiées ou non, via leur mise à disposition dans des entrepôts de données, comme ResearchDataGouv.Depuis 2018, les initiatives, les déclarations et les politiques publiques se sont multipliées ; le Plan S, 2ème PNSO (2021-2024), Déclaration de Barcelone, OSMI, GRIOS,... Elles traduisent une volonté de plus en plus forte de faire face aux obstacles qui entravent la progression de la Science Ouverte : le manque d’acculturation, le coût et les infrastructures ou encore un défi majeur, l’évolution du système d’évaluation de la recherche.La Science ouverte représente une nouvelle façon de faire de la Science et concerne toutes les générations et les métiers de la recherche. C’est un mouvement en pleine évolution et ses pratiques continuent d'être développées et affinées. De plus en plus d’acteurs reconnaissent les avantages de ce mouvement et les efforts payent puisque que l’édition 2023 du Baromètre National de la Science Ouverte présentait un taux d’accès ouvert de 65 % pour les 160 000 publications scientifiques françaises parues en 2022
: 2004-2024: 20 ans de REX
No full textInternational audienceL’exposition médicale d’un patient aux rayonnements ionisants, à visée diagnostique (radiologie, scanographie, médecine nucléaire) ou pour les pratiques interventionnelles radioguidées (radiologie interventionnelle), présente la spécificité de ne pas être encadrée par une limitation de la dose du fait du bénéfice attendu. Aussi, l’application des principes de justification et d’optimisation sont un enjeu pour les instances régulatrices. Le concept de Niveau de Référence Diagnostique (NRD), introduit dans la publication 73 de la Commission Internationale pour la Protection Radiologique (CIPR, 1996) et repris par la Commission Européenne dans la Directive Euratom 97/43, permet d’apporter aux professionnels de santé un outil pour contribuer à l’application du principe d’optimisation.Les NRD sont établis pour les actes diagnostiques qui présentent un enjeu de radioprotection (examens fréquents et/ou irradiants) : ce sont des niveaux de dose (pour différents types d’actes radiologiques et de pratiques interventionnelles radioguidées) ou des niveaux d’activités administrées (dans le cas de médicaments radiopharmaceutiques) établis pour des procédures standardisées, et pour des patients-types ou objets test-types. L’application du principe d’optimisation de la dose délivrée dans le cadre des expositions médicales est indissociable de la qualité d’image requise pour répondre au besoin des cliniciens. Dans ce contexte, les NRD ne sont ni des « limites de dose » ni des « doses optimales ». La définition de NRD dans la réglementation française a nécessité, dans un premier temps, d’une part de choisir les grandeurs dosimétriques de référence, d’autre part d’y associer des valeurs numériques. Ces travaux, initiés au début des années 2000, ont abouti à la publication du premier « arrêté NRD » en février 2004 : •en radiologie diagnostique et en scanographie, et en l’absence de données françaises statistiquement robustes, les NRD européens ont été retranscrits pour une liste définie d’examens ;•en médecine nucléaire, l’arrêté fixe une liste des examens pouvant faire l’objet d’un relevé d’activités réellement administrées. Dans son premier bilan d’analyse, l’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN) a proposé des valeurs de référence, en s’appuyant sur les données d’Autorisation de Mise sur le Marché (AMM) des médicaments radiopharmaceutiques et avec comparaison systématique aux données proposées par la Société Française de Médecine Nucléaire (SFMN).La CIPR recommande de réaliser régulièrement une analyse statistique de la distribution des indicateurs dosimétriques au niveau national, permettant ainsi d’étudier l’impact de la démarche et de s’appuyer sur la valeur du 75è centile de cette distribution pour proposer d’éventuelles nouvelles valeurs de référence.La lecture cumulée des données de sept bilans publiés par l’IRSN depuis 2004 permet d’obtenir aujourd’hui une vision consolidée de l’évolution de cet outil, notamment au regard :-de la participation des professionnels (cf. figure 1 ci-après) ;-des indicateurs de dose retenus.En parallèle, le dispositif réglementaire a évolué et abouti à la publication de deux autres « arrêtés NRD » en octobre 2011 puis en mai 2019.De manière synthétique, les évolutions majeures de cet outil d’optimisation ont concerné de façon progressive les points suivants :•digitalisation du recueil sur une base de données relationnelle via une interface web sécurisée (2011),•élargissement des domaines concernés avec ajout progressif de NRD pour la pédiatrie (2011), puis pour la radiologie interventionnelle (2019),•calculs statistiques avec le passage de la valeur moyenne à la valeur médiane (2019),•renforcement de la démarche d’optimisation avec l’ajout d’une Valeur Guide Diagnostique (VGD, 2019).Globalement, l'analyse des données recueillies sur la période 2019-2021 montre une diminution des valeurs des indicateurs dosimétriques dans tous les domaines par rapport à la période précédente d'analyse (2016-2018). Chez l'adulte, les valeurs des indicateurs dosimétriques sont inférieures aux valeurs de NRD dans tous les domaines (cf. figure 2 ci-après). Globalement, la tendance est à la baisse depuis 2011 pour une majorité d’examens (exemple pour l’examen Thorax de face, cf. figure 3 ci-après). Des perspectives d’amélioration du dispositif français sont envisagées, en s’appuyant notamment sur les pistes suivantes :•augmenter le nombre de données recueillies en pédiatrie pour permettre une analyse statistique des données ; réviser les catégories de poids pour s’aligner sur les recommandations européennes ;•réviser les valeurs et la définition de certains NRD (notamment en scanographie, pour prendre en compte les indications cliniques) ;•supprimer les NRD associés aux examens peu fréquents et en définir de nouveaux pour certains examens à enjeux (par exemple en tomosynthèse mammaire, en rythmologie cardiaque, en cone beam CT dentaire, etc.
Review of "Mesh density and geodesic tortuosity in planar triangular tessellations devoted to fracture mechanics"
No full textThis publication is the Open Review of an article published in JTCAM with doi https://dx.doi.org/10.46298/jtcam.976
Radiothérapie et femmes enceintes : optimisation de la balistique de traitement pour réduire la dose foetale
No full textInternational audienceIntroduction : Le traitement par radioth´erapie de femmes enceintes expose le fœtus auxrayonnements ionisants. En dessous de 100 mGy au fœtus, la CIPR (1) indique qu’il n’y a paslieu de recommander une interruption de grossesse mais que les risques stochastiques nonnuls n´ecessitent une d´emarche d’optimisation. Dans ce contexte, la SFRO (2) recommanded’estimer sur fantˆome la dose re¸cue par le fœtus et de privil´egier la technique la moinsirradiante. En pratique, un compromis s’impose entre les techniques conformationnelles3D (RTC3D) moins exposantes pour le fœtus et les techniques par modulation d’intensit´e(IMRT) permettant notamment une meilleure conformation de la dose au volume cible pourla patiente. Cette ´etude explore les possibilit´es d’optimisation des param`etres d’irradiationpour un glioblastome chez la femme enceinte pour des traitements RTC3D et IMRT par arcs(VMAT), notamment concernant l’angle du collimateur.Mat´eriel et m´ethodes : Les mesures de dose ont ´et´e r´ealis´ees avec une chambre `a ionisation (FARMER PTW 30013). Des mesures de profils de dose longitudinaux (Truebeam®STX, 6MV, 10x10 cm2et 250 UM) ont ´et´e r´ealis´ees dans des plaques ´equivalentes eau, `adistance de l’axe entre 45 et 75 cm, et pour diff´erents angles de collimateur (0◦, 30◦, 50◦ et90◦). La dose fœtale a ´et´e ´evalu´ee avec le fantˆome CIRS ATOM femme sur lequel diff´erentsventres imprim´es en 3D ont ´et´e appos´es. Les impacts du terme de la grossesse, de la technique de traitement (RTC3D, VMAT), de l’angle du collimateur (0◦, 30◦, 50◦ et 90◦) et duniveau de modulation des plans IMRT ont ´et´e ´evalu´es.R´esultats : L’angle du collimateur optimal, c’est-`a-dire pour lequel la dose est la plus faible,est de 90◦ pour une distance par rapport `a l’axe du faisceau entre 45 et 62,5cm, puis 50◦ audel`a. Pour les plans ´evalu´es, utiliser un angle du collimateur optimis´e plutˆot que celui utilis´ehabituellement en clinique diminue l’exposition du fœtus d’un facteur 2. Avec un angle decollimateur optimis´e, les doses fœtales moyenn´ees sur les 3 trimestres sont respectivementde 7,1+/-1,3 mGy, 17,2+/-2,4 mGy et 34,8+/-2,5 mGy pour les plans simul´es de RTC3D,de VMAT et de VMAT avec un niveau de modulation plus important (indice de modulationMCSv variant de 0,26 `a 0,11). Entre les plans simul´es RTC3D dont l’angle du collimateurn’a pas ´et´e optimis´e et VMAT dont l’angle du collimateur a ´et´e optimis´e, la dose fœtaleaugmente en moyenne de 14%.Conclusions :La connaissance de l’impact de l’angle de collimateur sur la dose `a distance pour l’acc´el´erateurutilis´e permet d’optimiser significativement l’exposition fœtale, quelle que soit la technique.Pour les techniques VMAT, le degr´e de modulation doit ˆetre maˆıtris´e et limit´e. Pour autant,l’exposition fœtale pour une technique VMAT optimis´ee, en termes d’angle de collimateuret de modulation, peut être du même ordre de grandeur que celle pour un plan RTC3D qui n’aurait pas fait l’objet d’optimisation au niveau de l’angle du collimateur
Perspectives on AI-ML Safety Assurance
No full textInternational audienceAI-ML suffers from a reliability glass-ceiling phenomenon (e.g. ~10e-3 error/inference), making it incompatible with safety-criticality. Several orders of magnitude are missing. We explain why, we point to the characteristics of ML that conflict with the assurance objectives assigned to safety-critical developments. Could encapsulation of ML constituents into fault-tolerant architectures, ML development assurance, and software/hardware development assurance, altogether mitigate the gap? We argue that in spite of impressive progress of ML state-of-the-art, the answer is negative. Drawing from Topological Data Analysis (TDA) and set-based non-linear control, we propose to supplement ML point-based specification and verification with volume-based specification and verification to meet 10e-5 err./ inf. levels, as a minimum. We outline the rationale of a new research field we name (Ultra) Reliable Machine Learning, at the confluence of TDA, statistics on manifolds, and ML safety assurance. Some cross-domain safety regulation principles guide the underlying rationale. We illustrate the methodology on image classification
XPER : une plateforme pour la simulation numérique distribuée d'interactions multiphysiques complexes
No full textNational audienceXPER est un outil numérique parallélisé dédié à la rupture dynamique de matériaux hétérogènes dans le cadre du couplage thermo-chimio-poro-mécanique. Il repose sur la modélisation des interactions multiphysiques complexes entre corps déformables. Le logiciel repose sur le couplage du logiciel LMGC90 (Dynamique des Contacts) pour la prise en compte d’interactions complexes entre les corps et de la bibliothèque PELICANS pour la résolution des comportements volumiques Eléments Finis des corps, et est couplé aux codes de lois de comportements MatLib et MFront
Common and inter-specific toxic effects in three wild fish species after chronic gamma irradiation of early stages
No full textInternational audienceThe objective of this study was to investigate the effects of gamma irradiation on the aquatic environment. We used three wild fish species to compare phenotypic responses with a fish model such as Danio rerio. We focused on embryonic development, a sensitive life stage to stressors like ionizing radiation, to evaluate the effects of exposure to 0.5 and 5 mGy h−1 on Arctic char, trout and stickleback embryos from fertilization to free-swimming larvae. Irradiation did not cause mortality but induced an acceleration of hatching in the three species. These new data on wild species, obtained under comparable irradiation conditions, did not go against the threshold values for the protection of freshwater aquatic ecosystems. Moreover, irradiation caused inter-specific sublethal effects, such as an increase in non-eyed egg proportion in Arctic char, an increase in the incubation period in trout and an acceleration of larval mortality in stickleback. The consequences of these early effects on the adult stage remain to be studied