Le contrôle des données

La qualité des données recueillies par les détecteurs est affectée par trois facteurs : la rapidité de la collecte, la résolution des données et la capacité de stockage et de partage des informations obtenues.

Ces dernières années, les progrès réalisés dans les domaines de l’électronique grand public, des systèmes photovoltaïques, des batteries et de la technologie sans fil ont révolutionné la collecte de données. Grâce à ces avancées technologiques, il est devenu possible de fabriquer des capteurs sur mesure à faible coût et des systèmes d’acquisition et de contrôle de données sans fil. Ces systèmes permettent de recueillir des données dans des zones éloignées et sur de longues périodes, sans être raccordés au réseau électrique. Du fait de ces innovations et de l’accroissement des volumes de données pouvant être traitées, on est aujourd’hui en mesure de cartographier de vastes territoires (quasiment) en temps réel.

Les aéronefs sans pilote et les aéronefs téléguidés, plus connus sous le nom de « drones », ont encore élargi les possibilités offertes par les détecteurs mobiles. Pour un prix très inférieur à celui des aéronefs pilotés, ces appareils permettent de déployer des détecteurs plus rapidement et à des emplacements plus précis, et fournissent en plus des images en 3D. Par leur capacité à procéder à des mesures à distance, ces aéronefs représentent l’outil idéal pour la surveillance radiologique.

L’équipe de l’AIEA spécialisée dans la spectrométrie mobile utilise des détecteurs miniaturisés, équipés d’une batterie lithium-polymère haute puissance, d’une alimentation haute tension à faible courant, d’un analyseur de spectre, d’un système mondial de navigation par satellite et d’un espace de stockage de données en local. Toutes ces fonctions sont activées ou contrôlées grâce à des systèmes électroniques numériques qui permettent de régler le système de détection et prennent en charge le traitement et l’analyse des signaux communiqués par les détecteurs de rayonnements. Ces systèmes sont télécommandés au moyen de smartphones compatibles Bluetooth.

En outre, l’AIEA gère un laboratoire à Seibersdorf (Autriche), où sont régulièrement organisés, en collaboration avec le Centre international de physique théorique (CIPT), des ateliers et des séminaires de formation sur la mise au point et l’utilisation des systèmes électroniques numériques aux fins de l’acquisition et du contrôle des données. Cependant, les activités du Laboratoire des sciences et de l’instrumentation nucléaires de l’AIEA ne se limitent pas à ce domaine : en collaboration avec le laboratoire des Télécommunications/TIC (technologies de l’information et de la communication) pour le développement du CIPT, il travaille également sur l’utilisation et la mise au point de réseaux de détecteurs sans fil, qui jouent un rôle central dans la collecte et la transmission des données.

Ces dix dernières années, le traitement analogique du signal a été largement supplanté par les systèmes numériques de détection radiologique. Les systèmes de traitement numérique du signal (DSP) et de traitement des impulsions numériques (DPP) présentent des avantages non négligeables sur leurs prédécesseurs analogiques. Ils ont été mis en place avec succès dans plusieurs laboratoires dans le monde.

Le traitement des impulsions numériques est une technique qui permet de numériser et traiter directement les signaux des détecteurs (avant amplification), le but étant d’extraire des « quantités d’intérêt », telles que l’amplitude et la forme des impulsions, ou le temps d’arrivée. Les systèmes de DSP/DPP sont devenus assez rapides et abordables pour permettre un traitement numérique en temps réel des données de détection des rayonnements nucléaires, et sont donc de plus en plus utilisés dans les applications de spectroscopie nucléaire.

Les avancées technologiques ont également rendu possible la conception de dispositifs avancés, hybrides et reconfigurables, qui allient les fonctionnalités de programmation logicielles de processeurs classiques aux possibilités de reconfiguration des réseaux de portes programmables par l’utilisateur (FPGA, des circuits intégrés conçus pour être configurés après leur fabrication). En séparant efficacement des tâches complexes en activités logicielles et matérielles étroitement interdépendantes, on obtient des résultats incomparables en matière de performance des systèmes. Cette approche offre également des avantages importants du point de vue de la flexibilité, de l’extensibilité, de la consommation d’énergie, des délais de mise au point et du coût.