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RÉSUMÉ
L'énergie d'origine nucléaire représente une part importante de l'énergie mondiale, et prépondérante de l'énergie française. Cet article décrit les principales filières nucléaires. avec l’intérêt respectif de chacune en fonction des objectifs poursuivis (production d’électricité, valorisation des ressources, gestion des déchets). Les acquis et retours d'expérience de cinquante années de développement sont présentés et expliquent comment l’industrie nucléaire est aujourd'hui une industrie sûre et respectueuse de l’environnement, permettant la production d'une électricité de base parmi les moins chères.
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Pierre BACHER : Directeur du traité Génie Nucléaire (Techniques de l’Ingénieur) - Ancien Directeur délégué de l’Équipement EDF
INTRODUCTION
L’énergie nucléaire joue un rôle important dans la production électrique mondiale (à égalité avec l’hydraulique), européenne (33 %) et française (plus de 75 %). Le traité Génie Nucléaire des Techniques de l’Ingénieur donne les fondements théoriques des réacteurs nucléaires, explique en détail les questions de sûreté, de radioprotection et de gestion des déchets, décrit les multiples technologies mises en œuvre, et présente les principales filières de réacteurs développées au cours des cinquante dernières années ainsi que l’expérience acquise au cours de cette période.
Le présent article [D 4 003] cherche à présenter de façon synthétique les principales filières nucléaires avec l’intérêt respectif de chacune en fonction des objectifs poursuivis (production d’électricité, valorisation des ressources, gestion des déchets). Il passe en revue l’acquis considérable de cinquante années de développement, grâce auquel l’industrie nucléaire est aujourd’hui une des industries les plus sûres et les plus respectueuses de l’environnement, et permet de produire une électricité de base parmi les moins chères. L’article suivant Stratégies de développement des filières nucléaires présentera l’état des réflexions sur le développement possible du nucléaire au xxie siècle, et sur les conditions d’un développement durable de cette énergie.
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Débuts de l’électronucléaire
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1. Description sommaire d’une centrale pour production d’électricité
Une centrale nucléaire pour la production d’électricité est avant tout une centrale thermique, constituée d’une chaudière, d’un système de transport de l’énergie produite dans la chaudière (qui peut comporter un, deux ou trois circuits) et d’un système de production d’électricité. Ce dernier a besoin d’une source froide et envoie l’électricité sur le réseau (figure 1).
Les natures et les combinaisons possibles de ces différents éléments sont multiples. Nous verrons 2 le très grand nombre de chaudières qui ont été envisagées dans les premières années du nucléaire et nous les classerons par type de fluide caloporteur. La production d’électricité peut être assurée dans certains cas par des turbines à vapeur, dans d’autres par des turbines à gaz, les unes ou les autres entraînant un alternateur. La source froide peut être soit l’eau (rivière ou mer), soit l’air.
Les caractéristiques de la chaudière imposent des conditions de températures et de pressions le plus souvent différentes de celles que l’on rencontre dans les centrales thermiques à flamme. Il en résulte que les technologies mises en œuvre dans les systèmes de production d’électricité sont fréquemment différentes de celles que l’on utilise dans ces centrales à flamme, ce qui a parfois réservé quelques surprises désagréables aux concepteurs qui avaient trop vite baptisé ces systèmes de « classiques ».
1.1 Chaudière
L’énergie produite dans une chaudière nucléaire provient de la fission de matériaux « fissiles », existant à l’état naturel ou fabriqués artificiellement :
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235U, existant en faible proportion (0,7 %) dans l’uranium naturel ;
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239Pu,...
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Description sommaire d’une centrale pour production d’électricité
BIBLIOGRAPHIE
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(1) - DURAND-SMET (R.) - Réacteurs à eau sous pression. Description - . [B 3 100] (1997). Traité Génie nucléaire.
-
(2) - CACHERA (P.) - Réacteurs à eau ordinaire bouillante - . [BN 3 130] (2000). Traité Génie nucléaire.
-
(3) - YU (S.), HOPWOOD (J.), MENELEY (D.) - Réacteurs à eau lourde - . [BN 3 210] (2000). Traité Génie nucléaire.
-
(4) - BASTIEN (D.) - Réacteurs RBMK - . [BN 3 215] (2000). Traité Génie nucléaire.
-
(5) - DUCO (J.) - Accidents nucléaires. Tchernobyl (URSS) - . [BN 3 884] (2003). Traité Génie nucléaire.
-
(6) - CRETTÉ (J.-P.) - Réacteurs à neutrons rapides refroidis au sodium - . [B 3 170]...
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