La centrale nucléaire

Types de centrales nucléaires

Il existe plusieurs types de centrales nucléaires en fonction de la conception du réacteur et du processus qu'elles utilisent pour générer de l'électricité. Elles sont les suivantes :

• Réacteur à eau pressurisée (REP) :

  Le REP est la conception de centrale nucléaire la plus couramment utilisée. Il est doté d'un cœur de réacteur refroidi à l'eau pressurisée. L'environnement à haute pression garantit que l'eau reste à l'état liquide, même à des températures élevées. Dans un REP, la chaleur générée par la fission nucléaire est transférée à une boucle secondaire via un générateur de vapeur. Dans cette boucle secondaire, l'eau est chauffée et la vapeur produite entraîne la turbine pour produire de l'électricité.

• Réacteur à eau bouillante (REB) :

  Le REB est une autre conception populaire de centrale nucléaire, bien qu'il soit moins courant que le REP. Dans un REB, la chaleur générée par la fission nucléaire fait bouillir l'eau dans la cuve du réacteur. La vapeur produite est acheminée directement vers la turbine, qui tourne ensuite et produit de l'électricité. Une fois que la vapeur a traversé la turbine, elle est refroidie et reconvertie en eau et recyclée vers la cuve du réacteur.

• Réacteur surgénérateur rapide (RSR) :

  Le RSR est un type unique de centrale nucléaire. Alors que la plupart des réacteurs consomment de l'uranium, le RSR produit plus de plutonium en convertissant l'uranium non fissile en plutonium fissile par un processus appelé surgénération. Le RSR utilise un système de refroidissement différent, généralement un métal liquide comme le sodium. Les métaux liquides ont d'excellentes propriétés de transfert de chaleur, ce qui permet au RSR de fonctionner à des températures plus élevées que les réacteurs refroidis à l'eau.

• Réacteur à gaz refroidi (RGC) :

  Le RGC est une conception plus ancienne et n'est pas largement utilisé dans les nouvelles centrales. Le RGC utilise du dioxyde de carbone ou de l'hélium pour refroidir le cœur du réacteur. Le gaz absorbe la chaleur générée par la fission nucléaire et la transfère à un système secondaire pour produire de la vapeur et de l'électricité.

• Petit réacteur modulaire (PRM) :

  Les PRM sont de nouvelles conceptions en cours de développement. Ils visent à améliorer la sécurité et à réduire les coûts en utilisant des méthodes de construction modulaires. Les PRM sont construits en plus petites tailles que les centrales nucléaires traditionnelles. Ils sont assemblés à l'aide de composants fabriqués en usine, ce qui contribue également à améliorer la sécurité.

Spécifications et maintenance des centrales nucléaires

Spécifications

• Capacité : La capacité de production d'électricité d'une centrale nucléaire est exprimée en mégawatts (MW) ou en gigawatts (GW). La capacité typique d'une centrale nucléaire se situe entre 1 GW et 1,6 GW, ce qui équivaut à la demande énergétique d'environ 1 million à 1,5 million de foyers.
• Type de réacteur : Il existe plusieurs types de réacteurs nucléaires, tels que REP, REB, REPH, etc., chacun ayant sa propre conception et ses propres caractéristiques de fonctionnement.
• Enrichissement de l'uranium : Les centrales nucléaires utilisent du combustible à l'uranium avec différents degrés d'enrichissement. En général, l'uranium est enrichi à 3 % à 5 % pour être utilisé dans les réacteurs.
• Structure de confinement : Les centrales nucléaires sont dotées de structures de confinement, telles que des dômes en béton armé ou des conteneurs cylindriques, conçues pour empêcher la fuite de substances nucléaires en cas d'accident.
• Système de refroidissement : Le système de refroidissement d'une centrale nucléaire comprend une tour de refroidissement ou une source d'eau, comme un lac ou un océan, qui évacue la chaleur du cœur du réacteur et du système de turbine à vapeur.

Maintenance

• Inspection des équipements : Inspections régulières des équipements clés, tels que les réacteurs, les générateurs de vapeur, les pompes, les vannes, les turbo-alternateurs, etc., pour vérifier les signes d'usure, de corrosion, de fuite et de dysfonctionnement, garantissant des réparations et des remplacements opportuns en cas de besoin.
• Tests de systèmes : Exécution de tests fonctionnels de divers systèmes, tels que les systèmes de sécurité, les systèmes de contrôle, les systèmes de surveillance, etc., pour s'assurer que ces systèmes peuvent fonctionner correctement et efficacement afin d'offrir une protection et un soutien à la sécurité de l'installation et à la fiabilité opérationnelle.
• Étalonnage et réglage : Étalonnage et réglage des instruments et des compteurs, tels que les débitmètres, les manomètres, les thermomètres, etc., garantissant la précision et la fiabilité des mesures, ainsi que des ajustements pour optimiser les performances des équipements.
• Remplacement de pièces : Remplacement des pièces et des composants endommagés, tels que les joints, les roulements, les pièces de transmission, etc., pour garantir le bon fonctionnement et la fiabilité des équipements.
• Nettoyage et décontamination : Nettoyage et décontamination des équipements et des systèmes, tels que l'élimination des contaminants radioactifs et des dépôts, pour maintenir l'hygiène et la sécurité des installations.
• Tenue des registres et documentation : Tenue des registres et de la documentation de maintenance, y compris les rapports d'inspection, les résultats des tests, les registres de maintenance, etc., pour une traçabilité et une référence futures, ainsi que pour garantir la conformité aux normes et aux exigences réglementaires.

Scénarios de l'industrie des centrales nucléaires

Malgré leur statut controversé, les centrales nucléaires ont trouvé leur place dans le mix énergétique plus large de la plupart des pays. Dans de nombreux cas, elles sont utilisées aux côtés des centrales à combustibles fossiles pour minimiser l'impact des émissions de carbone sur l'environnement.

L'industrie des centrales nucléaires présente divers scénarios dans lesquels ces installations sont construites et exploitées pour fournir de l'énergie. Un scénario courant est que les pays prennent de plus en plus conscience de la nécessité de réduire les émissions de carbone pour atténuer l'impact du changement climatique. En conséquence, de nombreux gouvernements recherchent des moyens de réduire les émissions. Les centrales nucléaires offrent une solution, car elles n'émettent pas de carbone pendant la production d'énergie. Il n'est donc pas surprenant que de nouvelles centrales soient en construction en Asie, en Europe et en Amérique du Nord.

Un autre scénario est que les décideurs cherchent des moyens de garantir la stabilité des industries énergétiques. Dans de nombreux cas, la demande publique en énergie augmente. Les gouvernements veulent des sources qui fourniront de l'énergie de manière constante sans interruption. Les centrales nucléaires fournissent cette énergie, et bon nombre d'entre elles sont encore au stade de la proposition de construction.

Dans certains pays, le scénario est assez différent, car l'énergie issue des combustibles fossiles est encore prédominante. Bien que les centrales nucléaires puissent fournir une solution à la forte dépendance aux combustibles fossiles, les scénarios locaux peuvent ne pas justifier leur construction. Ces pays continuent d'exploiter d'autres installations énergétiques utilisant des combustibles fossiles parce que le besoin d'énergie n'est pas pressant ou que l'impact des émissions de carbone peut ne pas être aussi critique dans le contexte local.

Il est intéressant de noter que certains pays qui dépendaient auparavant entièrement des combustibles fossiles envisagent la construction de centrales nucléaires. Ce changement est principalement dû à la pression mondiale pour minimiser les émissions de carbone et à la nécessité croissante d'une énergie stable.

Le scénario concernant le vieillissement des centrales nucléaires et la nécessité de nouvelles centrales est assez intrigant. De nombreuses centrales nucléaires construites dans le passé sont en train de vieillir. Certains décideurs, investisseurs et experts en énergie commencent à se demander si ces centrales vieillissantes peuvent encore fournir de l'énergie de manière sûre et efficace. Des inquiétudes se font jour quant à leur capacité à résister au temps et à continuer de fonctionner sans provoquer d'accidents ni de fuites. Certains décideurs envisagent de démanteler ces vieilles centrales, mais la question de savoir quelles sources d'énergie alternatives existent pour prendre le relais reste à résoudre. D'un autre côté, certains pays font pression pour la construction de nouvelles centrales afin de fournir plus d'énergie pour répondre aux demandes croissantes.

Le scénario du vieillissement des centrales nucléaires et de la construction de nouvelles centrales pour les remplacer soulève des questions et des considérations intéressantes qui doivent être examinées avec soin.

Choisir la centrale nucléaire

Les acheteurs professionnels doivent se concentrer sur les facteurs suivants lors de l'achat d'équipements pour une centrale nucléaire. Il s'agit notamment des dispositifs de sécurité, du type de technologie, de la correspondance de la capacité, des partenaires de la chaîne d'approvisionnement, de la conformité réglementaire et de la valeur économique à long terme.

• Dispositifs de sécurité : La première chose à prendre en compte est les dispositifs de sécurité de la centrale nucléaire. L'équipement doit être doté de structures de confinement robustes, de systèmes de sécurité multicouches, de mécanismes de sécurité passifs et de protocoles d'intervention d'urgence. Ces éléments sont essentiels pour protéger l'environnement et les vies humaines.
• Type de technologie : Il existe différentes technologies utilisées dans les centrales nucléaires. La plus courante est le réacteur à eau pressurisée (REP) et le réacteur à eau bouillante (REB). D'autres technologies comprennent le réacteur à haute température refroidi au gaz (RHTG) et le réacteur rapide à eau légère (RREL). Les préférences des acheteurs peuvent dépendre de la maturité et de l'efficacité de la technologie.
• Correspondance de la capacité : Les réacteurs nucléaires ont des rendements différents mesurés en gigawatts (GW). Il est important de choisir un réacteur dont la capacité correspond à la demande. Une centrale qui produit plus d'énergie que nécessaire augmentera les coûts d'exploitation.
• Partenaires de la chaîne d'approvisionnement : Il s'agit des fournisseurs de composants de centrales nucléaires, des entrepreneurs qui construiront la centrale et des partenaires des phases d'exploitation et de maintenance. Choisissez des partenaires ayant une solide réputation et des antécédents avérés pour contribuer à garantir le succès.
• Conformité réglementaire : L'équipement doit être conforme aux réglementations fixées par les autorités compétentes. La plupart des pays ont des lois strictes régissant la construction et l'exploitation des centrales nucléaires. La loi couvre la mise en service, les normes de sécurité, les procédures d'autorisation et les évaluations d'impact environnemental.
• Valeur économique à long terme : Tenez compte de la rentabilité à long terme de la centrale nucléaire. Les acheteurs professionnels doivent rechercher des centrales ayant des rendements thermiques élevés, une exploitation fiable et des dépenses de maintenance gérables. Investir dans une centrale nucléaire performante peut fournir une production d'énergie stable pendant plusieurs décennies.

Q&A

Q1 : Quel est le principe d'une centrale nucléaire ?

A1 : Les centrales nucléaires fonctionnent de manière similaire aux centrales thermiques. Elles font bouillir de l'eau pour produire de la vapeur qui entraîne les générateurs de turbines. Cependant, au lieu de brûler des combustibles fossiles, les centrales nucléaires utilisent la chaleur générée par la fission nucléaire pour chauffer le réacteur et faire bouillir l'eau.

Q2 : Combien y a-t-il de centrales nucléaires dans le monde ?

A2 : En 2021, il y a plus de 400 centrales nucléaires en exploitation dans le monde. Environ un quart de l'électricité produite dans le monde provient de l'énergie nucléaire.

Q3 : Quels sont les avantages des centrales nucléaires ?

A3 : Les centrales nucléaires présentent plusieurs avantages. Par exemple, elles ont un facteur de capacité élevé, ce qui signifie qu'elles produisent une grande quantité d'électricité et qu'elles utilisent efficacement le combustible. Les centrales nucléaires produisent également de grandes quantités d'énergie à partir de petites quantités de combustible. Enfin, l'énergie nucléaire n'émet pas de gaz à effet de serre pendant la production d'électricité, ce qui en fait une source d'énergie qui peut lutter contre le changement climatique.

Q4 : Quels sont les inconvénients des centrales nucléaires ?

A4 : Les centrales nucléaires sont confrontées à quelques défis. Le premier est le coût élevé de la construction d'une centrale nucléaire. Deuxièmement, bien que les centrales nucléaires n'émettent pas de dioxyde de carbone pendant leur fonctionnement, le processus d'extraction de l'uranium et la gestion des déchets nucléaires impliquent certaines émissions de carbone. Troisièmement, l'inquiétude du public quant aux accidents nucléaires reste élevée. Lors de la construction de centrales nucléaires, les fournisseurs doivent tenir compte de l'acceptation du public et du processus d'approbation avec soin.