Bibliographie & annexes
Présentation
English
Auteur(s)
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Francis NORDMANN : Consultant international en chimie pour les centrales nucléaires
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Gauthier BALLARD : Ingénieur Électricité de France
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Lire l’articleINTRODUCTION
En France, la majeure partie (de l'ordre de 80 %) de l'électricité est produite à partir des centrales nucléaires de type REP (réacteur à eau pressurisée) ou en anglais PWR (Pressurized Water Reactor) sur 58 tranches réparties sur dix neuf CNPE (centre nucléaire de production d'électricité).
L'exploitation d'une centrale nucléaire doit répondre à diverses exigences :
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la sûreté au premier chef pour d'évidentes raisons ;
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la disponibilité pour que cette énergie reste disponible lorsque l'on en a besoin et pour en diminuer le coût ;
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la longévité et le bon comportement sur le long terme des composants, pour des raisons économiques et de disponibilité ;
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la fiabilité et le faible coût d'exploitation en lien avec les objectifs précédents ;
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le plus faible impact environnemental (rejets de produits chimiques, radiochimiques et thermiques) et la plus faible dosimétrie raisonnablement possibles.
La longévité des matériels par la maîtrise du conditionnement chimique, des pollutions du circuit et de la corrosion des matériaux a été explicitée dans le dossier « Chimie de l'eau et corrosion dans les REP » tandis que la gestion des ressources en eau a été traitée dans le dossier « Gestion industrielle de l'eau pour la production d'énergie nucléaire ».
L'objet de ce dossier est de détailler l'instrumentation de surveillance chimique et radiochimique permettant de répondre aux divers objectifs précédents.
On trouvera donc la description des contrôles par automates chimiques, les plus fondamentaux dans le domaine de la chimie et de la radiochimie pour l'exploitation de la centrale. C'est sur ces contrôles continus que sont fondées, dans la plupart des cas, les décisions d'ajustement du conditionnement chimique du circuit considéré, de recherche de dérive, d'anomalie ou de pollution d'un circuit et enfin de poursuite ou non de l'exploitation de la tranche et sous quelles conditions.
Pour chaque contrôle en continu, le lecteur pourra prendre connaissance de l'objet du contrôle sur le circuit concerné, des valeurs attendues et des limites des paramètres en exploitation normale, du principe de retransmission des valeurs et de certaines alarmes en salle de commande afin d'assurer la réactivité nécessaire en cas d'anomalie.
Les principes de fonctionnement des divers types d'automates chimiques sont également explicités.
Enfin, les principaux contrôles manuels sur les échantillons prélevés manuellement sont listés de même que sont indiquées les raisons du recours à ce type de mesure plutôt qu'à celui par automate en ligne.
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Objectifs de la surveillance chimique
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1. Généralités
Les centrales nucléaires assurant l'essentiel de la production d'électricité française, cela explique l'importance d'une exploitation sûre, économique et fiable de ce type d'énergie en France avec encore plus d'acuité que dans la plupart des autres pays où cette source d'énergie est minoritaire, voire inexistante. Toutefois, il existe une tendance mondiale à l'augmentation de production d'énergie nucléaire, notamment dans les pays émergents comme la Chine, en raison du réchauffement climatique et du coût de l'énergie d'origine fossile, la plus utilisée (charbon, gaz et pétrole) ou enfin du manque de disponibilité et du coût des énergies alternatives renouvelables (hydraulique, solaire et éolien).
Chaque centrale française est composée de deux à six réacteurs (ou tranche) de puissance de 900, 1 300 ou 1 450 MWe, constitués de trois circuits principaux :
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le circuit primaire, siège de la réaction nucléaire ;
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le circuit secondaire, destiné à refroidir le circuit primaire, et à partir duquel est produite la vapeur alimentant la turbine qui permet la production d'électricité par entraînement de l'alternateur ;
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le circuit tertiaire, qui constitue la source froide de l'installation.
A ces circuits s'ajoutent des circuits auxiliaires nécessaires au bon fonctionnement de l'installation (traitement des effluents, appoint d'eau et de réactifs de conditionnement...).
La protection du personnel, contre les dangers des matières radioactives, est assurée par l'interposition de trois barrières successives entre ces matières et le milieu dans lequel évoluent ces personnes. La première barrière est constituée par le gainage du combustible, la deuxième par le circuit primaire, la troisième par l'enceinte du bâtiment réacteur.
Les mesures en continu d'un certain nombre de paramètres chimiques et radiochimiques sont réalisées sur les tranches au moyen d'automates, dont l'indication peut être retransmise en salle de commande. Ces analyses, doublées (pour certains paramètres) et éventuellement complétées par des mesures chimiques manuelles, répondent le plus souvent :
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aux exigences des spécifications chimiques et radiochimiques d'exploitation en terme de sûreté, conservation des matériels, intégrité des barrières, radioprotection, gestion des effluents ;
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à des besoins spécifiques...
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