LE FONCTIONNEMENT D

1
LE FONCTIONNEMENT DES CENTRALES NUCLEAIRES
Sommaire 1.Introduction 2.Histoire 3.Urani
um 4.Fission nucléaire 5.Fonctionnement dune
centrale nucléaire 6.Inconvénients 7.Avantages
8.Conclusion
2
1. INTRODUCTION
La production mondiale délectricité dans le
monde par le nucléaire est de 16 . La principale
source dénergie électrique dans le monde reste
le thermique à flamme, ce qui est mauvais pour
latmosphère (émissions de CO2). Le 16 mai 2007,
437 réacteurs nucléaires sont en fonctionnement
dans le monde. Trente centrales sont en cours de
construction, soit un gain de 6 . Le nucléaire
est une énergie en développement dans le monde,
tout particulièrement en Asie.
3
Le nucléaire chinois ne produit pour le moment
que 2 de son électricité (les centrales au
charbon sont massivement utilisées). Mais le
nucléaire chinois est en phase de développement
intensif. Ainsi, en plus de ses onze réacteurs
opérationnels, quatre sont en construction et
onze autres plannifiés pour le reste de lannée
2007. La centrale nucléaire la plus proche de
notre domicile est la centrale nucléaire du
Bugey, sur la commune de Saint-Vulbas (01). Ce
site nucléaire occupe une superficie de 100
hectares (plusieurs problèmes ont eu lieu en
raison de la canicule de 2003).
4
2.HISTOIRE

• Le 27 juin 1954, la première centrale
  nucléaire civile fut connectée au réseau
  électrique à Obninsk en Union soviétique, avec
  une puissance de production électrique de 5
  Mégawatts. En 1956, plusieurs centrales
  nucléaires furent aménagées en France, en
  Angleterre et aux États-Unis. En 1957, les
  travaux de construction du premier réacteur à un
  usage civile en France (EDF1) démarrèrent à la
  centrale nucléaire de Chinon.
• La puissance nucléaire mondiale a augmenté
  rapidement au fil des années, sélevant à plus de
  1 Gigawatt (GW) en 1960. Dès 1970 elle atteint
  les 100 GW et à la fin des années 1980, les 300
  GW. Depuis, la capacité a augmenté beaucoup plus
  lentement, allant jusquà 366 GW en 2005. Entre
  1970 et 1990 étaient rajoutés plus de 5 GW par
  an.

5

• Plus des deux tiers des centrales
  nucléaires commandées après janvier 1970 ont été
  annulés. Pour cause les coûts économiques
  croissants, dus aux durées de construction de
  plus en plus longues, ont rendu le nucléaire
  moins compétitif dans les années 1980 et 1990.
  Par ailleurs, dans certains pays les risques
  daccidents nucléaires et les problèmes des
  déchets radioactifs, ont conduit certains pays à
  renoncer à lénergie nucléaire.

6
3.URANIUM

• A l'état pur, l'uranium solide est un métal
  radioactif gris et blanc (voire argenté) qui
  rappelle la couleur du nickel. Il est dur et très
  dense. De plus, l'uranium est l'atome le plus
  lourd (qui contient le plus de nucléons) présent
  naturellement sur la Terre.
• Après son extraction, le minerai duranium
  est broyé, traité, affiné et dans certain cas,
  enrichi avant de servir à la fabrication de
  combustible nucléaire.
• Lexploitation de luranium comporte
  certains atouts, comme les revenus de
  lexportation et la création demplois.
  Cependant, les effets négatifs de lexploitation
  sur lenvironnement, léconomie et la santé
  lemportent sur ses avantages.
• Luranium est dangereux, lorsquil se
  désintègre, il émet de lénergie et se transforme
  en substances diverses qui se désintègrent à leur
  tour en produisant de lénergie radioactive. Ces
  matières émettent des radiations de faible
  intensité capables de pénétrer les cellules et de
  modifier les molécules nécessaires à un
  fonctionnement normal. C'est ce qui pose le
  risque le plus important pour la santé.

7
4.Fission nucléaire

• Une centrale nucléaire est avant tout une
  centrale thermique.
• Il s'agit de transformer une énergie calorifique
  (chaleur) libérée par le combustible (uranium
  enrichi) en énergie mécanique (mise en mouvement
  d'une turbine), puis en énergie électrique (grâce
  à un alternateur). Dans une centrale thermique
  classique, la chaleur provient de la combustion
  du charbon ou du fioul. Dans une centrale
  nucléaire, elle provient de la fission de
  l'uranium.
• La principe de la fission
• Un noyau d'uranium 235 est bombardé par un
  neutron. Ce choc va rendre le noyau d'U 235
  instable qui va se rompre en deux nouveaux noyaux
  c'est la fission. Cette réaction libère
  beaucoup d'énergie sous forme de chaleur. De
  nouveaux éléments apparaissent, on les appelle
  "produit de fission". En plus de ces éléments,
  des neutrons sont libérés.

8

• Les neutrons libérés vont pour la
  plupart aller frapper d'autres noyaux d'uranium
  qui, à leur tour, vont se rompre en libérant
  d'autres neutrons c'est la réaction en chaîne.

9
5.LE FONCTIONNEMENT DUNE CENTRALE NUCLEAIRE
A/ Description

• Une centrale nucléaire regroupe
  lensemble des installations permettant la
  production délectricité. Elle comprend plusieurs
  tranches, chaque tranche correspondant à un
  groupe dinstallation conçu pour fournir une
  puissance électrique donnée ( 900Mwe 1300MWe.).
• Une tranche comprend généralement
• Le bâtiment réacteur, une enceinte étanche qui
  contient le réacteur nucléaire, les générateurs
  de vapeur (3 ou 4 selon la génération), un
  préssuriseur, une partie dun circuit deau
  secondaire et le circuit deau primaire.

10

• le bâtiment salle des machines, qui contient
  principalement 
• une ligne d'arbre comprenant les différents
  étages de la turbine à vapeur, lalternateur et
  le condenseur.
• Des bâtiments annexes qui contiennent notamment
  des installations diverses nécessaires au
  fonctionnement du réacteur nucléaire et à la
  maintenance des générateurs diesel de secours
• Un aéroréfrigérant atmosphérique, ou simplement
  une station de pompage pour les tranches dont le
  refroidissement utilise l'eau de mer ou de
  rivière.
• 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 électrique, ainsi qu'une interconnexion
  limitée entre tranches
• Un bâtiment administratif....

Centrale
11
B/ Fonctionnement
Luranium est enfermé à lintérieur de gaines
métalliques étanches. Cest dans ces gaines que
se produit la fission duranium. L'eau dans le
coeur se réchauffe au contact de ces éléments
combustibles. Cette eau, à la sortie de la cuve,
cède sa chaleur à l'eau d'un second circuit, par
l'intermédiaire d'un générateur de vapeur. Une
fois refroidie, elle retourne dans le coeur à
l'aide d'une pompe. Cette eau est chauffée à
320C et est maintenue à une pression de 155
atmosphères afin de rester à l'état liquide. Dans
le générateur de vapeur, l'eau du circuit
secondaire se transforme en vapeur au contact des
tubes parcourus par l'eau à 320 du circuit
primaire. Cette vapeur fait tourner une turbine
qui entraîne un alternateur. A la sortie de la
turbine, la vapeur se transforme en eau dans le
condenseur, avant d'être renvoyée au générateur
de vapeur. De l'eau en provenance de
l'aéroréfrigérant traverse le condenseur par des
milliers de tubes. La vapeur en provenance de la
turbine se condense au contact de ces tubes
froids. L'eau contenue dans ces tubes va se
réchauffer d'une dizaine de degrés cette eau
tiède (30-35) est refroidie par le courant d'air
dans l'aéroréfrigérant avant de repartir vers les
tubes du condenseur. Un panache de vapeur d'eau
générée par la différence de température entre
l'air et l'eau s'échappe de la tour de
refroidissement.
Centrale de Bugey
12
Réacteur à eau bouillante 1.Barre d'arrêt
d'urgence 2.Barre de contrôle 3.Assemblage
combustible 4.Protection biologique 5.Sortie de
vapeur 6.Entrée de l'eau 7.Protection thermique

13
6.Arguments en défaveur des centrales nucléaires 
-problèmes de sécurité de la centrale face aux
tremblements de terre  -il faudrait exiger la
fermeture des sites dangereux ou restaurer en
urgence la résistance des installations
-dangers associés à la possibilité de
sabotages et de vols pendant les transports -
un réchauffement climatique perturberait le
fonctionnement des centrales en période de
canicule (exemple été 2003) -émission de
plusieurs maladies comme la légionelle -en
1986, laccident de Tchernobyl a eu un impact
désastreux (région entièrement inhabitable et
dinnombrables victimes)
14
- les déchets, quils soient issus de déchets
technologiques solides (boues radioactives) ou de
produits de fission se caractérisent par
lintensité des radiations émises, et de leur
durée de vie (de courte à longue) - le stockage
des déchets toxiques reste problématique, leur
nombre saccroît - les déchets hautement
radioactifs renferment des cendres et des résidus
issus des combustibles irradiés en réacteurs 
ces déchets concentrent 90 de la
radioactivité - ils perdent progressivement
leur radioactivité sur des dizaines de milliers
dannées !!! - de plus la question des déchets
nucléaires va encore saggraver vers 2010 avec le
démantèlement programmé en France des centrales
aujourdhui en activité car les centrales des
années 1970 arriveront en fin de vie ! - il
faut rappeler que la dose maximale dirradiation
sans risques pour un homme est en France 5 fois
supérieure à celle des normes internationales
15
7 Arguments en faveur des centrales nucléaires 

• -les centrales nucléaires peuvent produire des
  grandes quantités délectricité à bas prix et
  sans pollution directe
• - le nucléaire permet de produire de
  lélectricité peu coûteuse et ce, sans polluer
  latmosphère
• -environ 75 de lélectricité produite en France
  est dorigine nucléaire, celle-ci représente 50
  de notre énergie consommée  la différence est
  exportée
• -la consommation électrique augmentant sans cesse
  depuis 30 ans, seul le nucléaire peut pour
  linstant subvenir à nos besoins
• -le nucléaire peut simposer comme la première
  alternative au pétrole
• - laugmentation des centrales nucléaires
  permettrait déviter une grande crise
  dapprovisionnement, afin déviter les coupures
  électriques à grande échelle.
• - grâce à une nouvelle génération de centrales
  nucléaires (2020) la sûreté sera améliorée, la
  production des déchets radioactifs à vie longue
  sera réduite

16
8.Conclusion

• lindustrie nucléaire est un poids lourd public
  et commercial, justifié par un choix politique
  dindépendance énergétique mis en place aux
  lendemains des premiers chocs pétroliers.
• grâce à la compétitivité du nucléaire, EDF est le
  premier exportateur européen délectricité
• le programme nucléaire français est respecté et
  admiré des États-unis et du monde entier
• EDF gère 58 centrales nucléaires en France