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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Traitement de l'eau des autres circuits
En anglais
4. Traitement de l'eau du circuit tertiaire avec tour de refroidissement
On décrit dans ce paragraphe les traitements de l'eau du circuit tertiaire et les problématiques associées, notamment les rejets dans la rivière.
Ces traitements sont de deux types et concernent les 11 centrales (tableau 1) situées en bord de rivière et avec tour de refroidissement, également appelé aéroréfrigérant, c'est-à-dire circuit semi-fermé, en raison :
-
de la concentration des composés peu solubles dans le circuit sous l'effet de l'évaporation, ce qui peut nécessiter dans certains cas un traitement pour éviter la précipitation de tartre ;
-
du développement potentiel ou avéré, à certaines périodes de l'année, de micro-organismes pathogènes (en particulier, amibes et légionelles) et pour lesquels la réglementation impose un traitement sanitaire biocide au moyen de composés chlorés.
4.1 Traitement de l'eau de refroidissement du condenseur pour éviter l'entartrage
La concentration des sels contenus dans l'eau de rivière peut entraîner une précipitation de ceux qui sont les moins solubles sous le double effet de la concentration plus importante et de la température plus élevée.
Les équilibres régissant la présence de CO2 dissous, de bicarbonates (solubles) et carbonates (insolubles) sont liés au pH et à la température de la solution.
Dans le circuit, par élévation de température, on élimine du CO2 et on augmente le pH. Par évaporation, on concentre le calcium et le carbonate. Dès que le produit de solubilité du CaCO3 (qui en outre diminue avec la température) est atteint, on précipite le CaCO3.
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Traitement de l'eau du circuit tertiaire avec tour de refroidissement
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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