L’énergie nucléaire : comment ça marche ?

Saviez-vous que 75% de l’électricité en France est produite grâce à l’énergie nucléaire ? Et pourtant, au niveau mondial, le nucléaire ne représente qu’un très faible pourcentage de la production d’énergie et son fonctionnement est encore peu connu.

Les différentes étapes de la production d’énergie grâce au nucléaire

Trois étapes sont nécessaires pour pouvoir produire de l’électricité :

– Fissions de noyaux atomiques : on projette un neutron sur un atome d’uranium. Celui-ci se brise et libère deux neutrons. Ces neutrons vont à leur tour frapper d’autres atomes d’uranium et l’opération se perpétue.

L’uranium a visuellement la forme de petites pastilles empilées les unes sur les autres dans des centaines de gaines métalliques mesurant 4m de long. Ces dernières sont assemblées et installées dans une énorme cuve d’acier remplie d’eau. Cette eau sera ensuite chauffée grâce à la réaction en chaîne.

– Conversion de l’énergie thermique en électricité : L’eau de la cuve chauffée à 320° circule dans un circuit primaire fermé en boucle. Un pressuriseur s’assure que l’eau reste à l’état liquide, car elle ne doit pas s’évaporer. Cette eau va à son tour chauffer un circuit secondaire lui aussi fermé sur lui-même. Un échange thermique se produit alors grâce à un générateur de vapeur qui se trouve à la jonction des deux circuits.

Les tuyaux du circuit primaire chauffent alors l’eau du circuit secondaire et la transforme en vapeur. Cette vapeur permettra ensuite d’alimenter la rotation d’une turbine. L’énergie mécanique de cette turbine est ensuite convertie en énergie électrique grâce à un alternateur. Enfin, des lignes de très haute tension se chargeront de mettre sur le réseau de distribution l’électricité produite.

– Refroidissement de l’eau du circuit secondaire : Un condenseur se charge de ramener la vapeur sortant de la turbine à l’état liquide. Ce condenseur est composé de nombreux tubes contenant de l’eau froide venant d’une source d’eau avoisinante, comme un fleuve ou la mer. L’eau du système qui est redevenue liquide peut alors être réinjectée dans le générateur de vapeur afin d’effectuer un nouveau cycle.

Mais l’eau du condenseur doit être également refroidie. Celle-ci est en effet chauffée par transfert thermique avec la vapeur. tours nucléaires Cette eau peut alors soit être rejetée vers sa source, soit stockée à la base d’une gigantesque tour et refroidie par des courants d’air venant de la base de la tour.

Une fois refroidie, une partie de l’eau revient vers le condenseur pour un nouveau cycle, tandis qu’une autre partie s’évapore par le sommet de la tour de la centrale. Ces fumées blanches que l’on voit sortir des tours nucléaires ne risquent donc pas de polluer l’air, car il ne s’agit en fait que de vapeur d’eau.

Des systèmes de sécurité renforcés

Pour éviter que des accidents comme celui de Tchernobyl ne se reproduisent, les opérateurs sont dans l’obligation de respecter des normes techniques et organisationnelles strictes afin de protéger l’environnement et la population d’éventuelles fuites de composants radioactifs. Des systèmes de sécurité (comme des enceintes de confinements) doivent alors être installés au cœur même du réacteur.

Des contrôles de sûreté sont aussi régulièrement effectués au sein des centrales nucléaires par le gestionnaire (EDF pour la France), par l’Autorité de sûreté nucléaire et par l’Agence internationale de l’énergie électrique.