Les centrales nucléaires sont des centrales électriques qui utilisent l’énergie nucléaire. Dans cet article, nous allons explorer le fonctionnement d’une centrale nucléaire de type réacteur à eau pressurisée (PWR), telles que celles de Tihange ou de Doel.
Le processus de production de l’électricité
Une centrale nucléaire de ce type possède trois circuits d’eau indépendants et étanches les uns des autres.
1. Circuit primaire : pour extraire la chaleur
Dans le réacteur, la fission des noyaux d’uranium ou de plutonium produit une grande quantité d’énergie sous forme de chaleur. Cette chaleur fait augmenter la température de l’eau du circuit primaire qui circule autour du cœur du réacteur, à 320°C. L’eau est maintenue sous pression pour l’empêcher de bouillir. Ce circuit fermé est appelé circuit primaire.
2. Circuit secondaire : pour produire la vapeur
Le circuit primaire échange la chaleur avec un deuxième circuit fermé, appelé circuit secondaire, dans un générateur de vapeur. Dans ce générateur de vapeur, l’eau chaude du circuit primaire chauffe l’eau du circuit secondaire qui se transforme en vapeur. La pression de cette vapeur fait tourner une turbine qui entraîne à son tour un alternateur. Grâce à l’énergie fournie par la turbine, l’alternateur produit de l’électricité. Un transformateur élève la tension du courant électrique produit par l’alternateur pour qu’il soit plus facilement transporté dans les lignes à très haute tension (400 000 volts).
3. Circuit de refroidissement : pour condenser la vapeur et évacuer la chaleur
À la sortie de la turbine, la vapeur du circuit secondaire est refroidie et transformée en eau grâce à un condenseur dans lequel circule de l’eau froide en provenance de la mer ou d’un cours d’eau. Ce troisième circuit est appelé circuit de refroidissement. Au bord d’un cours d’eau, l’eau de ce troisième circuit peut être refroidie au contact de l’air circulant dans une tour de refroidissement. Une petite partie s’échappe de la tour ; il s’agit du panache de vapeur.
Principaux composants d’une centrale nucléaire
Maintenant que nous avons vu comment fonctionne le processus de production d’électricité, passons en revue les principaux composants d’une centrale nucléaire.
- Combustible : de l’uranium enrichi à 4%, sous forme de pastilles, assemblées en crayons.
- Bâtiment réacteur : à double enceinte, il abrite une partie du circuit d’eau secondaire, le circuit d’eau primaire, les pompes primaires, les générateurs de vapeur, le pressuriseur, et la cuve en acier ultra épais qui accueille les crayons de combustible et produit de la chaleur.
- Bâtiment combustible : utilisé pour le stockage des assemblages de combustible nucléaire avant ou après leur utilisation. Les combustibles usés sont maintenus immergés dans des piscines de désactivation.
- Salle de commande : c’est là que toute l’activité de la centrale est contrôlée 24h/24.
- Salle des machines : elle abrite la turbine à vapeur, l’alternateur, le condenseur et les équipements nécessaires au bon fonctionnement de la centrale.
- Tour(s) de refroidissement : utilisées pour refroidir l’eau réchauffée du condenseur au contact d’un courant d’air ascendant.
- Eau : les centrales nucléaires utilisent de l’eau pour le refroidissement, soit en circuit ouvert lorsque la centrale est située en bord de mer ou sur un fleuve à gros débit, soit en utilisant des tours de refroidissement lorsque la source d’eau n’est pas suffisante.
- Station de pompage : utilisée pour assurer les besoins en eau de la centrale.
Maintenant que vous comprenez mieux le fonctionnement des centrales nucléaires, vous pouvez apprécier l’importance de cette source d’énergie dans notre société. Les centrales nucléaires jouent un rôle crucial dans la fourniture d’électricité propre et abondante.
