Au cœur d'une centrale nucléaire...

Une centrale nucléaire est une usine produisant de l'électricité en quantité à partir d'une source de chaleur. Cette chaleur est produite par la fission des atomes d'uranium. Objectif : faire chauffer de l’eau afin d’obtenir de la vapeur. La pression de la vapeur permet de faire tourner une turbine couplée à un alternateur qui produit de l’électricité.

Les centrales nucléaires

Les centrales nucléaires regroupent de nombreux bâtiments et installations, notamment :

  • la salle de commande. Les opérateurs pilotent le démarrage ou l’arrêt de l’installation. Ils prennent en charge les dysfonctionnements occasionnels. Ils font varier la puissance du réacteur selon les besoins ;
  • le bâtiment réacteur, où se trouve le réacteur nucléaire, qui abrite la cuve contenant le combustible nucléaire ;
  • le bâtiment combustible, où sont stockés les assemblages du combustible ;
  • le bâtiment des machines, qui abrite la turbine et l'alternateur, nécessaires à la production d'électricité ;
  • la tour de refroidissement.

Comment ça marche ?

Il existe plusieurs types de réacteurs nucléaires. Les centrales nucléaires françaises utilisent le réacteur à eau pressurisée (REP), également très répandu dans le monde.

Une centrale nucléaire fonctionne avec trois circuits d’eau totalement indépendants, toujours séparés les uns des autres :

  • le circuit primaire,
  • le circuit secondaire,
  • le circuit de refroidissement

Fonctionnement d'un réacteur nucléaire

Le circuit primaire : libérer de la chaleur

C'est dans le coeur du réacteur qu'a lieu la réaction nucléaire.

Les combustibles d'une centrale sont conditionnés sous forme de petites pastilles empilées dans de longs tubes métalliques : il s'agit de petites pastilles de d'uranium enrichi (les pastilles de plutonium sont également utilisées dans certaines centrales). Les tubes sont placés dans des cuves en acier remplies d’eau.

L'énergie est libérée sous forme de chaleur qui se dégage de la fission des atomes d’uranium. Les tubes chauffent l’eau à plus de 300°C, mais l'eau n'entre pas en ébullition grâce au pressuriseur qui maintient la pression de l'eau. 

L'eau circule dans un circuit fermé appelé circuit primaire. Le circuit primaire récupère la chaleur dégagée par la fission de l’uranium.

Le circuit secondaire : produire la vapeur d'eau

Mise sous pression pour être maintenu à l’état liquide, cette eau est ensuite dirigée jusqu’au générateur de vapeur. Au contact des tuyaux parcourus par l’eau très chaude du circuit primaire, l’eau du circuit secondaire s’échauffe à son tour et se transforme en vapeur. La vapeur ainsi produite fait tourner une turbine située dans la salle des machines, qui fait à son tour tourner un alternateur. L'alternateur produit du courant alternatif par rotation.

Le circuit de refroidissement : condenser la vapeur en eau, évacuer la chaleur

En sortant de la turbine, la vapeur est retransformée en eau grâce au circuit de refroidissement, pour être renvoyée vers le générateur de vapeur pour un nouveau cycle. Cette vapeur passe pour cela dans un condenseur. Ce condenseur est alimenté soit par de l’eau froide, prélevée dans la mer ou le fleuve, soit par de l’eau refroidie par le courant d’air qui circule dans la tour de refroidissement.

Assurer la sûreté d'une centrale nucléaire

Une centrale nucléaire regroupe fréquemment plusieurs tranches, autrement dit plusieurs unités de production d’électricité (le réacteur et le système de production d'électricité, c'est-à-dire la turbine et l'alternateur).
Les tranches regroupées dans une centrale ne sont pas toujours identiques et peuvent produire une puissance électrique différente. Elles sont indépendantes et l’arrêt d’une tranche, pour des travaux de maintenance par exemple, n’entraîne ainsi pas nécessairement l’arrêt de la centrale.

De nombreuses opérations sont effectuées régulièrement sur les tranches pour assurer la sûreté des installations nucléaires. Les actions mises en œuvre visent à contrôler l’état des équipements et à corriger les défauts qui sont mis en évidence, soit par des réparations, soit par des remplacements. D'importants moyens financiers, techniques et humains sont mobilisés. La filière du nucléaire propose une large palette de métiers. Les projets de recrutement sont importants et portent sur l'ensemble des acteurs du secteur, sur tous les niveaux de qualification.

Chiffres-clés
L'énergie nucléaire, c'est...

  • 77% de la production électrique en France en 2014,
  • 19 centrales nucléaires en fonctionnement, 58 réacteurs exploités en France,
  • 220 000 salariés exercent dans la filière du nucléaire,
  • 20 000 salariés dans les entreprises sous-traitantes.
  • En 2015, le monde comptait 437 réacteurs nucléaires en fonctionnement, répartis dans 30 pays.
  • En 2015, la France était le 2ème producteur mondial d'électricité nucléaire derrière les Etats-Unis et loin devant la Russie, la Corée du Sud, la Chine, le Canada ou l'Allemagne.

carte centrale

Le parc français des centrales nucléaires

Source : Autorité de Sûreté Nationale