Les centrales nucléaires

En France, les centrales nucléaires produisent environ 70 % de l’électricité du pays. Cette production est assurée par cinquante-huit réacteurs nucléaires.

La production d’électricité nucléaire dans le monde est très différente d’un pays à l’autre. Les Etats-Unis sont le pays qui compte le plus de réacteurs. Mais le pays dispose de nombreuses autres sources de production d’électricité, et c’est pourquoi la part du nucléaire dans la production du pays est seulement de 20 %. A l’inverse la France est le pays dont le nucléaire représente la part la plus importante de l’électricité produite.

L’Allemagne, en revanche, a décidé de sortir du nucléaire d’ici 2022, à la suite de l’accident de Fukushima.

Tous les réacteurs des centrales nucléaires françaises sont des réacteurs à eau sous pression (REP), et c’est donc le fonctionnement de ce type de centrale que nous détaillerons ici. A noter qu’un réacteur d’un autre type est actuellement en construction à la centrale de Flamanville. Il s’agit d’un réacteur pressurisé Européen (EPR).

Les centrales nucléaires reposent sur le principe physique de la fission. Ce phénomène physique dégage de l’énergie sous forme de chaleur. Cette chaleur est utilisée pour générer de la vapeur qui entraine une turbine et qui met en rotation un alternateur, permettant ainsi la production d’électricité.

Les centrales nucléaires sont divisées en trois circuits :

• Le circuit primaire

Le cœur du réacteur se situe dans le circuit primaire. Dans le cœur, se trouvent des cylindres appelés crayons, dans lesquels sont entreposés des pastilles de combustible qui sont généralement constituées d’uranium (U238 enrichi à l’U235). C’est là qu’a lieu la réaction de fission. Cette réaction est contrôlée par plusieurs éléments, en particulier les barres de contrôle. Ces barres sont faites d’un matériau qui absorbe les neutrons. Elles peuvent ainsi être constituées de bore, d’hafnium ou bien d’un alliage d’argent, d’indium et de cadmium. Ces barres sont mobiles, c’est-à-dire qu’elles peuvent être descendues dans le cœur si l’on souhaite freiner la réaction, ou au contraire remontées, si l’on souhaite l’accélérer. Si un incident survient, on peut descendre au maximum les barres de contrôle, ce qui a pour effet d’arrêter la réaction de fission de manière pratiquement instantanée.

La chaleur produite par la fission est acheminée, grâce à un fluide caloporteur, jusqu’aux générateurs de vapeur, le premier élément du circuit secondaire.

• Le circuit secondaire

Cette chaleur permet ainsi de porter à ébullition l’eau qui se trouve dans les générateurs de vapeur. Cette eau se transforme en vapeur qui est acheminée jusqu’à la turbine et à l’alternateur. C’est ce dernier qui produit l’électricité.

La vapeur est ensuite recondensée en eau liquide dans un condenseur grâce à l’eau du circuit tertiaire qui vient la refroidir. Elle est ensuite réacheminée vers le générateur de vapeur.

• Le circuit tertiaire, ou circuit de refroidissement

Les centrales nucléaires sont généralement placées à proximité d’un cours d’eau important ou de la mer car elles nécessitent de prélever de l’eau afin de refroidir le circuit secondaire. Ce refroidissement est opéré par le circuit tertiaire. Des pompes captent l’eau et l’acheminent vers le condenseur.

A noter que chaque circuit est, bien entendu, fermé et que, par conséquent l’eau de chacun d’entre eux ne se mélange pas. Des pompes ont pour rôle de faire circuler l’eau dans les trois circuits.