Qu’est-ce que l’énergie nucléaire ?

L’énergie nucléaire est produite grâce à la vapeur d’eau, ainsi une centrale nucléaire peut être comparée à une machine à vapeur : le coeur du réacteur chauffe de l’eau qui, transformée en vapeur, entraîne une turbine couplée à une dynamo géante (un alternateur) qui génère à son tour de l’électricité. Ici, ce sont les matières fissiles (comme l’uranium ou le plutonium) qui chauffent l’eau, il n’y a donc pas de combustion ; la fission nucléaire, qui produit des neutrons et créé de nouveaux atomes, est une réaction en chaîne qui dégage de très grandes quantités de chaleur.

L’exemple des centrales à eau pressurisée (PWR)

Les centrales nucléaires à eau pressurisée sont composées de trois circuits totalement indépendants les uns des autres :

1. Le circuit primaire : une réaction en chaîne contrôlée dans la cuve du réacteur chauffe l’eau du circuit primaire ; celle-ci ne bout pas malgré une température d’environ 300 degrés Celsius, car elle est pressurisée à 155 bars. Le circuit primaire est le circuit d’extraction de la chaleur : l’eau chaude produite transmet sa chaleur à l’eau circulant dans un autre circuit fermé, le circuit secondaire.
2. Le circuit secondaire : l’eau de ce circuit est transformée en vapeur au contact avec les tubes dans lesquels circule l’eau du circuit primaire. La vapeur produite entraîne une turbine géante qui est couplée à un alternateur et ce dernier génère de l’électricité.
3. Le circuit tertiaire : ce circuit de refroidissement est indispensable au fonctionnement de la centrale, en effet il permet de recondenser la vapeur et d’évacuer l’énergie résiduelle. L’eau froide utilisée est prélevée à une source extérieure : la mer ou un fleuve. Après son passage dans le condenseur, cette eau légèrement échauffée est soit rejetée à sa source (une pratique fortement encadrée par un ensemble de règles environnementales), soit envoyée vers une tour de refroidissement.

Comment une centrale nucléaire PWR est-elle sécurisée ?

Une centrale nucléaire à eau pressurisée dispose de 5 barrières de confinement permettant d’isoler totalement les matières fissiles et les produits de leur fission hautement radioactifs.

• Les barrières 1 et 2 : la matière fissile utilisée dans les centrales (uranium) est encapsulé dans des pastilles en céramique (barrière 1), elles-même empilées à l’intérieur d’une gaine métallique en zircaloy (barrière 2), formant un ensemble parfaitement étanche : la barre de combustible.
• La barrière 3 : la cuve. Les barres de combustible sont immergées dans la cuve du réacteur, dont les parois d’acier ont une épaisseur de 25 centimètres.
• Les barrières 4 et 5 : le réacteur et sa cuve sont installés dans une enceinte résistante à la pression. Cet ensemble est couvert par chape en béton armé (barrière 5) dont le rôle est de protéger l’installation d’accidents externes, comme un tremblement de terre ou l’impact d’un avion. Si la barrière 5 est compromise, la barrière 4 empêche tout rejet de matière radioactive.