Centrale nucléaire
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Description

Schéma de principe d'une centrale nucléaire. Le cœur du réacteur contient les assemblages de combustible étanches et les barres de contrôle, dans de l'eau à l'état liquide (type REP).

Une centrale nucléaire (Une centrale nucléaire est un site industriel qui utilise la fission de noyaux atomiques pour produire de la chaleur, dont une partie est transformée en électricité (entre 30 % et...) regroupe l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude...) des installations permettant la production d'électricité (L’électricité est un phénomène physique dû aux différentes charges électriques de la matière, se manifestant par une énergie. L'électricité désigne également la branche de la physique...) sur un site donné. Elle comprend fréquemment plusieurs tranches, identiques ou non ; chaque tranche correspond à un groupe d'installations conçues pour fournir une puissance (Le mot puissance est employé dans plusieurs domaines avec une signification particulière :) électrique donnée (Dans les technologies de l'information, une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction, d'un événement,...) (par exemple 900 MWe, 1 300 MWe ou 1 450 MWe). En France, une tranche comprend généralement :

  • le bâtiment réacteur (Un réacteur peut désigner :), généralement double enceinte étanche qui contient le réacteur nucléaire (Un réacteur nucléaire est un dispositif dans lequel une réaction en chaîne est initiée, modérée et contrôlée par l'humain — ou par la nature, comme dans le seul...), le pressuriseur qui a pour fonction de maintenir l'eau (L’eau est un composé chimique ubiquitaire sur la Terre, essentiel pour tous les organismes vivants connus.) (traitée) du circuit primaire à l'état liquide (La phase liquide est un état de la matière. Sous cette forme, la matière est facilement déformable mais difficilement compressible.), les générateurs de vapeur () (trois ou quatre selon la génération), le groupe motopompe primaire servant à faire circuler le fluide (Un fluide est un milieu matériel parfaitement déformable. On regroupe sous cette appellation les gaz qui sont l'exemple des fluides compressibles, et les...) caloporteur (eau), le circuit d'eau primaire, dont le rôle principal est d'assurer le transfert thermique (Un transfert de chaleur qu'il convient d'appeler transfert thermique ou transfert par chaleur est un transit d'énergie sous forme microscopie désordonnée.) entre le cœur du réacteur et les générateurs de vapeur, et une partie du circuit d'eau secondaire ;
  • le bâtiment combustible : collé au bâtiment réacteur, il sert de stockage des assemblages du combustible (Un combustible est une matière qui, en présence d'oxygène et d'énergie, peut se combiner à l'oxygène (qui sert de comburant) dans une réaction chimique générant...) nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) avant, pendant les arrêts de tranche et pour le refroidissement du combustible déchargé (un tiers du combustible est remplacé tous les 12 à 18 mois). Le combustible est maintenu immergé dans des piscines dont l'eau sert d'écran (Un moniteur est un périphérique de sortie usuel d'un ordinateur. C'est l'écran où s'affichent les informations saisies ou demandées par l'utilisateur et générées ou restituées par...) radiologique ;
  • le bâtiment salle des machines, qui contient principalement :
    • une ligne d'arbre (Un arbre est une plante terrestre capable de se développer par elle-même en hauteur, en général au delà de sept mètres. Les arbres...) comprenant les différents étages de la turbine (Une turbine est un dispositif rotatif destiné à utiliser la force d'un fluide (eau, vapeur, air, gaz de combustion), dont le couple est transmis au moyen d'un arbre.) à vapeur et l'alternateur (groupe turbo-alternateur),
    • le condenseur, suivi de turbopompes alimentaires (fonctionnement normal, de secours) ;
  • les locaux périphériques d'exploitation (salle de commande…) ;
  • des bâtiments annexes qui contiennent notamment des installations diverses de circuits auxiliaires nécessaires au fonctionnement du réacteur nucléaire et à la maintenance, les tableaux électriques alimentant tous les auxiliaires et générateurs Diesel de secours ;
  • une station de pompage (Le pompage est un phénomène aérodynamique qui intervient dans un compresseur. Il s'agit d'une instabilité aérodynamique qui donne naissance à des ondes...) pour les tranches dont le refroidissement utilise l'eau de mer (L'eau de mer est l'eau salée des mers et des océans de la Terre.), de fleuve (En hydrographie francophone, un fleuve est un cours d'eau qui se jette dans la mer ou dans l'océan – ou, exceptionnellement, dans un désert, comme pour l'Okavango. Il se distingue...) ou de rivière (En hydrographie, une rivière est un cours d'eau qui s'écoule sous l'effet de la gravité et qui se jette dans une autre rivière ou dans un fleuve, contrairement au fleuve qui se jette,...), et éventuellement une tour aéroréfrigérante (la partie la plus visible d’une centrale nucléaire ; hauteur (La hauteur a plusieurs significations suivant le domaine abordé.) de 28 m pour la CNPE de Chinon, jusqu'à 178 m pour la CNPE de Civaux).

Les autres installations de la centrale électrique (Une centrale (de production d'énergie) électrique est un site industriel destiné à la production d'électricité. Les centrales électriques...) comprennent :

  • un ou plusieurs postes électriques permettant la connexion au réseau électrique (Un réseau électrique est un ensemble d'infrastructures permettant d'acheminer l'énergie électrique des centres de production vers les...) par l'intermédiaire d'une ou plusieurs lignes à haute tension (La tension est une force d'extension.), ainsi qu'une interconnexion limitée entre tranches ;
  • les bâtiments technique et administratif, un magasin général…

Rendement d'une centrale nucléaire

Le rendement théorique de conversion des installations d'une centrale nucléaire est égal à 33 % - auquel il faut ajouter les pertes en ligne sur le réseau (Un réseau informatique est un ensemble d'équipements reliés entre eux pour échanger des informations. Par analogie avec un filet (un réseau est un « petit rets »,...) Très Haute Tension (La très haute tension (THT) est une ancienne dénomination de la classe des tensions utilisées pour le transport longue distance de l'électricité. Cette classe concernait les tensions supérieures à...). Les centrales électriques alimentées au fioul (Le fioul (terme recommandé en France par la DGLFLF) ou mazout (terme recommandé par l'Office québécois de la langue française) est un combustible dérivé du...) ou au charbon possèdent un rendement un peu supérieur (~ 40 %) car elles fonctionnent avec une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie courante, elle est reliée aux sensations de...) de vapeur plus élevée (moins de contraintes de sécurité). EDF garantit que ses futurs (Futurs est une collection de science-fiction des Éditions de l'Aurore.) réacteurs EPR auront un rendement de 35 % grâce à l'utilisation de nouveaux générateurs de vapeur et un dimensionnement plus important[réf. souhaitée].

Un réacteur nucléaire électrogène ne peut être utilisé pour faire de la cogénération. Ceci reviendrait à augmenter la température de la source froide et donc diminuer la différence de température entre les sources ayant pour conséquence une baisse du rendement de production d'électricité. Dans une centrale thermique (Une centrale thermique est une centrale électrique qui produit de l'électricité à partir d'une source de chaleur. Cette source peut être un combustible...) à cogénération, ce sont les gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme...) d'échappement qui sont utilisés pour produire de la vapeur qui sert au chauffage (Le chauffage est l'action de transmettre de l'énergie thermique à un objet, un matériau.) urbain.

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