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La centrale nucléaire de Nogent-sur-Seine


La centrale nucléaire de Nogent-sur-Seine | Le centre de stockage de déchets radio-actifs de l Aube | Photos des visites

Pour plus d'informations sur ce sujet, n'hésitez pas à lire l'excellent compte-rendu de Claire et Solenn expliquant en détail le fonctionnement des Réacteurs à Eau sous Pression (REP).




Le groupe turbo-alternateur (par Claire et Solenn)



Le groupe turbo-alternateur

Le groupe turbo-alternateur, composé d’une turbine et d’un alternateur, se trouve dans la salle des machines.
L’alternateur créé un courant électrique grâce à l’énergie mécanique fournie par la turbine.
Sur la même ligne d’arbre se trouvent les différents corps de la turbine : un corps haute pression, trois corps basse pression et l’alternateur, le tout mesurant 74 mètres de longueur.
La turbine est ainsi constituée d’une série d’aubes montées sur un axe dont la rotation est provoquée par la force de pression de la vapeur sur les aubes.
La vapeur provenant du générateur de vapeur est admise dans le corps haute pression où sa pression et sa température chutent, puis à la sortie de ce corps elle passe dans des sécheurs surchauffeurs pour augmenter sa température et sa pression ainsi que pour éliminer toute gouttelette d’eau liquide pouvant endommager sérieusement les aubes. La vapeur est ensuite envoyée vers les trois autres corps basse pression où sa pression baisse alors pratiquement jusqu’au vide (≈ 0,05 bar).
La vapeur humide s’échappant des corps basse pression de la turbine est ramenée à l’état liquide dans un condenseur où elle est refroidie et se condense au contact des milliers de tubes du circuit de refroidissement. [1] Le circuit secondaire est un circuit fermé ; l’eau qui a été recueillie dans le condenseur est envoyée, par l’intermédiaire d’une pompe, au niveau du générateur de vapeur où elle va se retransformer en vapeur qui va à nouveau servir à faire tourner la turbine…
L’alternateur permet ensuite de convertir l’énergie mécanique des aubes en électricité. Il se compose principalement d’un rotor qui tourne à 1500 tours/minute à l’intérieur d’un stator (= cylindre fixe avec des enroulements en cuivre) et qui permet ainsi d’obtenir un courant alternatif dont la tension est ensuite portée à presque 400 000 Volts. Cette tension très élevée ainsi que le fait que le courant électrique soit transporté par des câbles haute-tension d’assez faible diamètre (dans le but de réduire la surface du matériau conducteur pour limiter l’effet Joule) permettent de limiter les pertes durant le transport jusqu’au consommateur.
 
[1] L’eau de ce dernier circuit est rejetée dans la rivière où elle a été puisée si le débit de ce cours d’eau est assez important, mais, le cas échéant, le circuit de refroidissement est fermé et l’eau qui a été surchauffée au contact de la vapeur du circuit secondaire passe dans une tour de refroidissement où les courants d’air ascendants permettent de faire baisser sa température. Une petite partie de cette eau s’échappe sous forme de vapeur dans les tours et il est nécessaire de puiser dans le cours d’eau une quantité égale à celle perdue pour avoir un volume d’eau toujours constant dans le circuit de refroidissement. Le débit de l’eau dans le dernier circuit est assez important pour éviter qu'elle ne s'échauffe trop lorsqu’elle est au contact de la vapeur dont la température est encore très élevée.



Le circuit de refroidissement (par Kaishin et Benjamin)


La fission de l’uranium produit de la chaleur et chauffe l’eau du circuit primaire à 320°C. Par contact le circuit secondaire chauffe à son tour sans qu’il n’y ait jamais contact entre les deux circuits. La vapeur produite fait tourner à 1500 tours par minute l’alternateur, ce qui fournit (bruyamment) l’électricité tout en faisant tomber la température à 60°C. Un troisième circuit : le circuit de refroidissement est chargé de la faire encore baisser grâce à de l’eau pompée dans la Seine et qui sera ensuite rejetée dans le fleuve. Malheureusement, le débit de la Seine étant trop faible (72 000 m3 par seconde en moyenne, alors qu’il faudrait 92 000 m3 pour refroidir les deux réacteurs), l’eau du troisième circuit serait encore trop chaude pour être directement relâchée dans le fleuve sans gêner la flore ou la faune locale ; d’où l’intérêt des tours de réfrigération de 165 m où l’eau tombant en fines gouttelettes perd de sa chaleur au contact d’un courant d’air ascendant. Un faible pourcentage, de l’ordre de plus ou moins 2 %, est perdu dans l’atmosphère lors du processus, ce qui représente 750 L par seconde qui sont alors puisés dans la Seine pour compenser le déficit. Le panache blanc au-dessus des tours n’est donc au final que constitué uniquement par de la vapeur d’eau (dont la radioactivité est égale à la radioactivité naturelle) et non pas par des gaz ou des particules dangereuses. Les tours de réfrigération ne sont d’ailleurs pas, contrairement à bien des idées reçues, le symbole des centrales nucléaires, elles ne sont présentes que lorsque le débit du cours d’eau est insuffisant ; et par conséquent, les centrales en bord de mer n’en possèdent pas.
Enfin, précision qui peut avoir son importance, il se pourrait que quelques informations nous aient échappé car le bruit à l’intérieur de la salle des machines était vraiment infernal ! Désolé, si ce fut le cas…



Le bâtiment réacteur (par Charlotte et Sophya)


a)    Une construction très sécurisée.
 
On trouve trois barrières de types différents dans le bâtiment réacteur. Celles –ci servent à protéger le personnel de la centrale et l’environnement en cas d’incident.
 
b)    Le circuit primaire
 
Il est contenu dans le bâtiment réacteur. Dans ce circuit, circule l’eau chargé du combustible, l’uranium. Cette eau est chauffée à des températures très élevées (environ 300°C). Cependant, cette eau ne s’évapore pas grâce à la mise sous pression du circuit à l’aide d’un pressuriseur.
La fission nucléaire se produit au niveau des crayons ( tubes de métal ) dans la cuve (voir schéma) où s’effectue des réactions en chaîne.
Cette eau permet ensuite de chauffer l’eau du circuit secondaire.


Schéma d'une "tranche" (Source : Brochure EDF)



Le bâtiment combustible (par Sven et Alexandre)


Le bâtiment combustible est situé près du bâtiment réacteur (le cœur de la centrale nucléaire). Le bâtiment combustible est constitué d’une piscine dans laquelle, on y place par tranches, les combustibles (de l’uranium 235) en provenance du bâtiment réacteur pour le combustible ancien (plus de 3 ans) et aussi du combustible neuf (non utilisé).
L’uranium usé qui est entreposé dans la piscine de 14 mètres de fond du bâtiment combustible, est refroidi car l’uranium qui sort du bâtiment réacteur est à plus de 300 °C. Lorsqu’il est froid on le place dans un sac plastique spécial pour les combustibles puis, on enlève l’eau qui s’est introduit dans ce sac, en suite l’uranium sera envoyer dans une usine de retraitement. Le combustible non utilisé, lui remplacera l’uranium ancien dans le bâtiment réacteur pour une durée de 3 ans.
Tous les transferts entre le bâtiment combustible et la mise en sac ou entre le bâtiment combustible et le bâtiment réacteur sont effectués sous l’eau car l’eau est une barrière naturelle contre le rayonnement émit par l’uranium 235.



La salle des commandes (par Hi-Tuaine et Lauréline)


Afin de nous fournir de l’électricité 24h/24h, une tranche nucléaire, constituée du réacteur et du système de production d’électricité englobant ainsi les trois circuits d’eau, se trouve sous la commande et la surveillance de personnes, dites opérateurs ou pilotes, qui sont chargées de veiller nuits et jours à son bon fonctionnement depuis la salle des commandes. En effet à partir de cet emplacement qui est le « cerveau », ils mettent en service la tranche, transmettent des ordres destinés à l’ensemble du système ou peuvent l’arrêter, grâce à des moyens informatiques et des automatismes. Ils disposent de nombreuses informations sur l’état de chaque appareil et contrôlent avec précision leur activité. Au cœur du réacteur, là où se produit la réaction nucléaire en chaîne, on trouve des barres de contrôle qui sont abaissées ou remontées selon les besoins. C’est elles qui contrôlent l’intensité de la réaction car elles sont constituées de matériaux capables d’absorber les neutrons et donc de gérer la quantité de chaleur libérée. Par conséquent plus les barres de contrôles sont enfoncer profondément au cœur du réacteur, plus les neutrons seront absorbés, la réaction en chaîne sera alors ralentie et donc, il y aura moins de chaleur dégagée. Ainsi ils ajustent la puissance nécessaire du réacteur pour produire de l’électricité selon la demande électrique.
Les opérateurs agissent efficacement sur l’ensemble du dispositif notamment à l’aide de panneaux lumineux récapitulatifs du système de production d’électricité, nommés synoptiques, donnant une vue globale de la tranche. Etant donné l’importance de l‘installation, il est préférable de garder une trace écrite de toutes les activités au cours de la journée ; c’est pourquoi on note la présence d’un enregistreur formé d’une aiguille avec au bout une plume qui trace, en fonction du temps, sur un papier déroulant le niveau d’activité, de puissance, les valeurs des températures, de pressions… Par ailleurs, même si en étant peu probable, un incendie survenait dans la salle des commandes, il entraînerait de graves conséquences. Les ordres envoyés seraient faussés dus aux cours-circuits, un manque d’informations empêcherait les opérateurs de faire fonctionner correctement la tranche nucléaire, et ils devraient évacuer la salle à cause de la fumée. De ce fait un panneau de replis à été prévu ; il joue le même rôle qu’une salle de commandes.
            Dans le même ordre d’idée et dans le cadre d’une situation anormale, le réacteur s’arrêtera aussitôt grâce à des barres de sécurité qui s’abaisseront automatiquement ; en cas de disfonctionnement électrique, bien que le système soit majoritairement informatisé, on pourra continuer de diriger l’installation grâce à un pilotage manuel.



Le conditionnement des déchets radio-actifs de la centrale (par Emilie et Aurélie)


Les réactions nucléaires faites dans la cuve produisent des déchets radioactifs dangereux pour l’homme , c’est pourquoi il y a tout un protocole pour conditionner les déchets  de manière à éloigner un maximum de risques .
Il a trois sortes de déchets radioactifs : les déchets radioactifs à faible activité, les déchets radioactifs à moyenne activité, et les déchets radioactifs de haute activité .
 
-        Les déchets faiblement et moyennement radioactifs :  Ce sont les déchets radioactifs qui ont un débit de dose au contact qui est compris en 2 milliSievert et 2 Sievert par heure. Il y a, par exemple, dans cette catégorie, les gants, les masques, les filtres, les déchets de laboratoire … Le conditionnement de ce type de déchets consiste à les mettre dans des colis qui sont ensuite compressés puis à leur tour mis dans un grand container que l’on remplit de béton. Ces déchets ont une radioactivité telle que au final leur stockage se fera en surface, dans des grandes case de béton (par exemple le centre de stockage de l’ANDRA. Ils devront être ainsi isolés de l’homme et de l’environnement pendant 300 ans afin de retrouver une radioactivité proche de la radioactivité naturelle . Tout au long de leur conditionnement (transports , manipulation … ) de multiples contrôles vont être effectués pour éviter toute forme de contamination.

-        Les déchets hautement radioactifs : Ce sont les déchets qui dégagent une chaleur supérieur à 20 Watt par mètres cube. Ils sont issus des assemblages à combustible usés et émettent des rayons extrêmement dangereux pour l’homme. Lorsque l’on doit sortir l’assemblage combustible de la cuve on remplit un piscine de 14 mètres de profondeur, située au dessus de la cuve, d’eau déminéralisée car celle-ci arête les rayons radioactifs baissant ainsi tout risque de contamination. Tout une manipulation s’effectue sous l’eau pendant laquelle les déchets sont placés dans des container qui sont eux-mêmes mis dans une piscine de stockage. Ils sont surveillé ainsi pendant une période qui atteint plusieurs années. Après cette période les déchets qui dégagent toujours une chaleur très importante sont mis en emballage dans le bassin de stockage puis on les vide de leur eau. Ils sont ensuite placés dans des conteneur qui sont entourés de béton, et d’assemblages toujours pour éviter la contamination. De nombreux dépistage sont effectuer tout  au long du chargement dans le camion ou dans le train qui dure dans les environ d’une heure. Les déchet ainsi conditionnés sont envoyés au centre de retraitement COGEMA  à la Hague.



La radio-protection sur la centrale (par Antsa et Ruth)


Toute personne s’exposant de façon régulière aux radiations doit porter des vêtements spéciaux lavés ou jetés après chaque intervention (tenue, chaussures, gants, tee-shirt, chaussettes, etc. …) et posséder un dosimètre électronique personnel qui mesure en temps réel l’exposition pendant la durée du chantier. Celle-ci reste faible grâce à ces protections et au relais fréquent du personnel lors, par exemple, d’une opération de maintenance soumettant les intervenants à une forte radioactivité.
A la sortie de la zone contrôlée, un portique permet la détection d’une éventuelle contamination.
Chaque personne exposée aux rayonnements dans l'exercice de sa profession possède un document dosimétrique personnel (passeport rayonnement).

Les doses annuelles déterminées avec des dosimètres et des mesures d'incorporation sont enregistrées dans ce document :

- valable pour l'ensemble de l'activité professionnelle,
- à remettre à la personne au terme de son activité professionnelle,
- report des doses accumulées annuellement par le titulaire de l'autorisation.
 
Pour :

- un technicien de laboratoire, la dose maximale pour l’organisme en entier est de 50 mSv/année.
- une technicienne de laboratoire enceinte, la dose ne doit pas dépasser 15 mSv/année.
-         le public en général, la dose admissible au corps entier est de
5 mSv/année.



Les perspectives pour les centrales REP (par Jérémy et Surenthan)


Le nucléaire ne garantit pas notre indépendance énergétique, il la limite mais il restera prédominant pour la production française d'électricité dans l'avenir prévisible, même si celle-ci sera appelée à intégrer davantage d'énergies renouvelables et vraisemblablement plus de gaz.
L'uranium est le combustible indispensable pour le fonctionnement des centrales nucléaires.
 
Or, l'OCDE évalue une consommation annuelle de 59600 tonnes pour des réserves de 3,95 millions de tonnes de réserves mondiales d'uranium de nos réacteurs nucléaires qui vont, à ce rythme, continuer à fonctionner pendant encore 60 ans.
 
Les plus optimistes pensent que la croissance du parc nucléaire va être de 10% aux alentours de 2020, ce qui réduira le temps de fonctionnement des centrales nucléaires.
L'uranium est présent dans la croûte terrestre mais aussi dans les océans.
 
D'après des chercheurs japonais, récupérer cette ressource couterait 10 fois plus cher que la récupération au sein des croûtes terrestres.
Du coup, le coût de l'uranium représente une très faible partie de l'électricité produite, cette augmentation ne nuira que peu à la rentabilité des centrales nucléaires.
L'énergie nucléaire peut allonger la durée de vie des ressources d'énergies terrestres sans pourtant les rendre infinies.
 
Donc, les centrales nucléaires sont condamnées à être démantelées à cause du manque d'énergie mais aussi par un certain manque de confiance qui  règne au sein du peuple par peur qu'un évènement tel que Tchernobyl se reproduise malgré la confiançe absolue qu'ont les scientifiques du nucléaires français en disant qu'il ne pourrait jamais se reproduire un évènement de la sorte en France mais qui sait.....


Pour plus d'informations sur ce sujet, n'hésitez pas à lire l'excellent compte-rendu de Claire et Solenn expliquant en détail le fonctionnement des Réacteurs à Eau sous Pression (REP).



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