Bibliographie & annexes
Présentation
En anglais
RÉSUMÉ
La gestion des ressources en eau est primordiale, tant par la limitation des quantités disponibles, que pour le réchauffement des rivières et le réchauffement climatique en règle général, ou l’ensemble des rejets toxiques effectués dans l’eau. Ainsi, les centrales nucléaires se doivent de limiter les rejets thermiques, chimiques et radiochimiques qu’elles produisent. C’est dans ce contexte que cet article tente l’étude de la gestion industrielle de l’eau pour la production d’énergie nucléaire. Après quelques rappels sur les centrales, les principes généraux de l’interface avec le milieu environnant sont rappelés. Ensuite, les différents traitements de l’eau sont détaillés : traitement pour la production d’eau déminéralisée, celui pour l’eau du circuit tertiaire et celui pour les autres circuits.
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The management of water resources is essential, due to the limitation of available quantities, the warming of rivers and the toxic emissions in water. Nuclear plants must therefore limit their thermal, chemical and radiochemical emissions. Within this context, this article provides a study of the industrial management of water for the production of nuclear energy. After a few reminders on nuclear plants, the general principles of the interface with the environment are presented. The various treatments of water are then detailed: the treatment for the production of demineralized water, that for the water of the tertiary circuit and that for all the other circuits.
Auteur(s)
-
Francis NORDMANN : Consultant international en chimie pour les centrales nucléaires
INTRODUCTION
L'utilisation de centrales nucléaires pour produire la majorité de l'électricité consommée en métropole française constitue un atout environnemental majeur envers la limitation de production de gaz à effet de serre, à l'origine du réchauffement climatique. C'est donc à plus forte raison que cette production d'électricité doit également se faire en respectant autant que faire se peut les autres aspects environnementaux, en complément des impératifs de sûreté et des enjeux économiques. La gestion des ressources en eau constitue l'une des problématiques environnementales essentielles, primo par la limitation des quantités d'eau douce disponibles, secundo par le réchauffement des rivières associé au réchauffement climatique et tertio par l'ensemble des rejets effectués dans l'eau.
Il est donc important que l'exploitation des centrales nucléaires gère au mieux cette ressource rare sous les trois aspects : quantité d'eau disponible, rejets thermiques, rejets chimiques et radiochimiques. La majeure partie des besoins en eau est requise pour refroidir le condenseur tandis qu'une faible quantité d'eau est nécessaire pour produire de l'eau déminéralisée en appoint aux divers circuits des centrales nucléaires. Ces besoins ne différencient pas une centrale nucléaire d'une centrale thermique classique où le combustible est du charbon ou du pétrole qui ne constituent donc pas une alternative à la limitation des ressources en eau.
La solution pour les deux premiers aspects (quantité d'eau et rejets thermiques) consiste à placer le maximum de centrales nucléaires (5 sur 19 au 1er janvier 2008) en bord de mer ou d'estuaire, mais il est impératif de répartir les points de production sur le territoire de façon compatible avec les lieux de consommation. Pour les 14 centrales refroidies à l'eau de rivière, le réchauffement de l'eau est limité par l'utilisation de tours de refroidissement sur 11 d'entre elles. Cette technologie présente par contre plusieurs difficultés décrites dans ce dossier que sont les traitements chimiques ou autres pour lutter contre l'entartrage (précipitation des sels de calcium sous l'effet de la concentration et la température) et contre la prolifération des micro-organismes pathogènes. La réglementation en la matière est de plus en plus draconienne pour respecter le principe de précaution sur l'impact microbiologique et sanitaire potentiel. Cela complique considérablement les traitements chimiques et les rejets dans la rivière qui en découlent. La gestion industrielle de l'eau est par ailleurs d'autant plus ardue qu'elle se superpose aux autres limitations de rejets liquides chimiques et radioactifs liés à l'exploitation de ces centrales nucléaires.
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Rappel sur les centrales nucléaires
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6. Conclusion
La gestion industrielle de l'eau par l'exploitant des centrales nucléaires, si elle revêt un aspect économique comme dans toute activité industrielle, répond surtout à des contraintes environnementales de plus en plus aiguës dans le contexte actuel d'évolution climatique. Elle doit donc essentiellement s'accommoder de trois défis qui se rejoignent :
-
la limitation des eaux douces prélevées ;
-
la limitation de l'augmentation de température des cours d'eau douce (rivière) ;
-
la limitation des rejets dans ces eaux naturelles, y compris l'eau de mer.
Ces trois objectifs principaux se recoupent car le réchauffement climatique engendre une raréfaction des ressources en eau douce ou du moins une disponibilité irrégulière de celles-ci et une augmentation de leur température, ce qui impose une limitation des quantités prélevées et du réchauffement de l'eau retournée à la rivière. Bien évidemment, les rejets chimiques et radiochimiques sont optimisés pour tenir compte des exigences réglementaires accrues afin de préserver l'environnement, défi d'autant plus difficile que les débits d'eau de rivière peuvent être faibles en période d'étiage.
On a vu que la principale ressource en eau nécessaire au fonctionnement d'une centrale génératrice d'électricité, qu'elle soit nucléaire ou qu'elle utilise des combustibles tels que charbon ou fioul, est de nécessiter de grandes quantités d'eau pour refroidir le condenseur.
La réponse apportée par les centrales nucléaires est ainsi de placer préférentiellement les centrales en bord de mer, mais cela a ses limites car il est impératif que les lieux de production d'électricité ne soient pas trop éloignés des points de consommation importants.
En France, en 2007, il y a en exploitation 18 des 58 tranches de type REP (réacteurs à eau pressurisée) situées en bord de mer ou d'estuaire.
Parmi les 40 autres tranches refroidies à l'eau douce, 30 comportent des circuits semi-fermés pour refroidir le condenseur, c'est-à-dire avec tour de refroidissement dont le but est d'évacuer les calories de refroidissement du condenseur par évaporation d'eau dans une tour (aéroréfrigérant) plutôt que par réchauffement de l'eau de la rivière.
L'avantage est double en ce sens qu'il permet de fonctionner avec des débits d'eau de refroidissement plus de 10 fois moindres et que le réchauffement...
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BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - NORDMANN (F.), PINARD LEGRY (G.) - Chimie de l'eau et corrosion dans les REP - . Éditions techniques de l'ingénieur. Génie nucléaire [BN 3 750], 2000.
-
(2) - ASTOLFI (J.-F.), BRUNET (P.), ITHIER (J.-C.) - Choix des sites de centrales nucléaires - . Éditions techniques de l'ingénieur. Génie nucléaire [BN 3 255], 1998.
-
(3) - * - Directive Cadre sur l'Eau (DCE) 2000/60/CE du parlement Européen et du Conseil du 23 octobre 2000 établissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l'eau (JO du 22/12/2000).
-
(4) - * - 10e édition du Mémento Technique de l'Eau. Juin 2005. Publié par Degrémont. Éditions Lavoisier.
-
(5) - DE DARDEL (F.) - Échanges d'ions – Principes de Bases - . Éditions techniques de l'ingénieur [J 2 783], Technologies de l'eau, 1998.
-
...
ANNEXES
Loi n˚ 92-3 du 3 janvier 1992 sur l'eau
Décret n˚ 95-540 du 4 mai 1995 relatif aux rejets d'effluents liquides et gazeux et aux prélèvements d'eau des installations nucléaires de base
Directive 2000/60/CE du Parlement européen et du Conseil du 23 octobre 2000 établissant un cadre pour une politique communautaire dans le domaine de l'eau
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CSHPF Conseil supérieur d'hygiène publique de France http://www.sante.gouv.fr/
ASN Autorité de sûreté nucléaire http://www.asn.fr/
AFSSET Agence française de sécurité sanitaire, de l'environnement et du travail http://www.afsse.fr/
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