L’énergie Nucléaire

La source de production d’électricité la plus importante aujourd’hui en France est l’énergie nucléaire. Sa part de production totale est d’environ 75%.

LES AVANTAGES DE L’ENERGIE NUCLÉAIRE

La production d’électricité dans une centrale nucléaire n’émet pas ou très peu de CO². Si l’on ajoute le CO² rejeté dans l’atmosphère lors de la construction de la centrale, de l’extraction et l’enrichissement de l’uranium, le bilan carbone de l’énergie nucléaire reste faible.

Cette énergie est également moins chère que les autres sources d’énergie. Les chiffres français montrent que 1 kWh issu du charbon coûte entre 3,81 et 4,57 centimes d’euro contre 3,2 centimes d’euro par kWh nucléaire.

Un troisième avantage est la stabilité de l’approvisionnement et du prix.

LES DÉSAVANTAGES DE L’ÉNERGIE NUCLÉAIRE

Les centrales occidentales sont très sécurisées et la sécurité est strictement contrôlée par les différentes instances nationales et par l’Agence Internationale d’Energie Atomique. Le principal désavantage de l’énergie nucléaire réside dans ses déchets longtemps radioactifs. Leur quantité est faible mais ces déchets doivent impérativement être gardés, séparés de tout le vivant de notre planète. Comment faire ? Nous trouvons bien sur que le traitement des déchets doit être effectué avec beaucoup de précision. Les exigences légales en Europe sont très élevées. Ces exigences visent à garantir que les déchets ne laissent pas échapper des matières qui sont dangereuses pour votre santé.

D’autre part, l’uranium est une ressource fossile donc limitée. On estime que le stock mondial d’uranium est de 50 à 100 ans. Cependant, de nouvelles techniques sont en cours de développement afin d’optimiser l’utilisation de l’uranium qui prolongerait le stock.

LA PRODUCTION D’ÉNERGIE NUCLÉAIRE

Une centrale nucléaire est un site industriel qui utilise la fission de noyaux atomiques pour produire de la chaleur, dont une partie est transformée en électricité.

Le réacteur nucléaire est en amont d’une installation thermique qui produit de la vapeur transformée en énergie mécanique au moyen d’une turbine à vapeur ; l’alternateur utilise ensuite cette énergie mécanique pour produire de l’électricité.

La différence essentielle entre une centrale nucléaire et une centrale thermique classique est matérialisée par le remplacement d’un ensemble de chaudières consommant des combustibles fossiles par des réacteurs nucléaires. Le combustible utilisé dans les réacteurs est l’uranium.

En France, une centrale nucléaire comprend généralement :

  • le bâtiment réacteur, généralement double enceinte étanche qui contient le réacteur nucléaire
    • le pressuriseur qui a pour fonction de maintenir l’eau (traitée) du circuit primaire à l’état liquide
    • les générateurs de vapeur (trois ou quatre selon la génération)
    • le groupe motopompe primaire servant à faire circuler le fluide caloporteur (eau)
    • le circuit d’eau primaire, dont le rôle principal est d’assurer le transfert thermique entre le cœur du réacteur et les générateurs de vapeur
    • et une partie du circuit d’eau secondaire
  • le bâtiment combustible, collé au bâtiment réacteur, il sert de stockage des assemblages du combustible nucléaire avant, pendant les arrêts de réacteur et pour le refroidissement du combustible déchargé (un tiers du combustible est remplacé tous les 12 à 18 mois). Le combustible est maintenu immergé dans des piscines dont l’eau sert d’écran radiologique
  • le bâtiment salle des machines, qui contient principalement
    • une ligne d’arbre comprenant les différents étages de la turbine à vapeur et l’alternateur (groupe turbo-alternateur)
    • le condenseur, suivi de turbopompes alimentaires (fonctionnement normal, de secours)
  • les locaux périphériques d’exploitation (salle de commande…)
  • des bâtiments annexes qui contiennent notamment des installations diverses de circuits auxiliaires nécessaires au fonctionnement du réacteur nucléaire et à la maintenance, les tableaux électriques alimentant tous les auxiliaires et générateurs Diesel de secours
  • une station de pompage pour les réacteurs dont le refroidissement utilise l’eau de mer, de fleuve ou de rivière, et éventuellement une tour aéroréfrigérante (la partie la plus visible d’une centrale nucléaire ; hauteur de 28 m pour la CNPE de Chinon, jusqu’à 178 m pour la CNPE de Civaux)
  • Les autres installations de la centrale électrique comprennent un ou plusieurs postes électriques permettant la connexion au réseau électrique par l’intermédiaire d’une ou plusieurs lignes à haute tension

La fission

La fission des noyaux atomiques de l’uranium génère beaucoup de chaleur. Ce processus de fission a lieu dans le réacteur de la centrale. 0n utilise un isotope particulier de l’uranium dans le réacteur nucléaire : uranium-235. L’uranium naturel contient autour de 0,7% de cet isotope or il faut un taux de 3% au moins pour la plupart des réacteurs. Le traitement de l’uranium pour obtenir la qualité nécessaire s’appelle enrichissement.

Cet uranium enrichi, qui contient donc toujours plus que 95% d’uranium-235, est placé dans le réacteur en assemblages combustibles. Le cœur de l’atome uranium-235 est facilement fissuré quand il absorbe un neutron. L’atome se divise en fragments et émets des neutrons en même temps. Ces neutrons peuvent engendrer une nouvelle fissure nucléaire dans un autre atome uranium-235. De nouveau de la chaleur est produit et quelques neutrons qui chacun peuvent toucher et fissurer un autre atome. Ainsi se produit une réaction enchainée. Toutes les fissures font qu’une centrale nucléaire peut tourner.

Ci-dessous un video qui explique l’énergie nucléaire:

(Source: youtube.com)