On considère l'énergie nucléaire comme la plus avantageuse en terme de production et de coût. C'est pourquoi de nombreux pays, principalement les plus puissants de l'époque, ont opté pour cette solution.
Mais qu'est-ce que l'énergie nucléaire ? Comment a-t-elle pu prendre une aussi grande ampleur, au profit des autres sources d'énergie ?
Repère chronologique de l'Histoire du nucléaire
Le combustible nucléaire
Les combustibles utilisés dans une centrale nucléaire sont l’uranium 233, l’uranium 235, le plutonium 239 et le plutonium 241. L’uranium 235 est le plus utilisé car celui-ci est le seul présent dans la nature. On utilise ces combustibles dans une centrale car ce sont des atomes fissiles, c’est-à-dire des atomes ayant un noyau qui a possibilité de se casser en 2 à l’aide d’un neutron et, ce faisant, de libérer une grande quantité d’énergie. Ce combustible est présent dans le cœur du réacteur.
La fission nucléaire
Les explications sur les isotopes et les chiffres (235, 233, ...) présents à côté des noms des éléments, ainsi que sur les rayons ionisants, se trouvent dans la partie "Radioactivité".
Le caloporteur et le générateur de vapeur
L’énergie libérée sous forme de chaleur doit être récupérée pour produire de l’électricité. C’est le caloporteur, un gaz ou un liquide qui joue ce rôle. Le caloporteur est chauffé grâce à la chaleur libérée par la fission et la transporte hors du cœur du réacteur. Dans le même temps, il permet de maintenir la température du réacteur à une valeur correspondante à la capacité de résistance des matériaux qui composent sa structure.
Schéma des différents circuits d'une centrale nucléaire
Le circuit primaire : pour extraire la chaleur
L’uranium 235 est sous forme de petites pastilles qui sont placés dans une cuve en acier remplie d’eau, c’est le cœur du réacteur. Ils sont le commencement de la réaction en chaîne, qui les porte à haute température. Le caloporteur s’échauffe et est maintenue sous pression, ce qui l’empêche de bouillir. Il circule dans un circuit appelé circuit primaire.
Le circuit secondaire : pour produire la vapeur
Le caloporteur du circuit primaire transmet sa chaleur au caloporteur circulant dans le circuit secondaire. Cet échange de chaleur s’effectue par l’intermédiaire du générateur de vapeur. Le caloporteur du circuit secondaire s’échauffe et se transforme en vapeur contrairement au circuit primaire. Cette vapeur fait tourner la turbine entraînant l’alternateur qui produit l’électricité. Après son passage dans la turbine, la vapeur est refroidie par un troisième circuit d’eau froide pour être retransformées.
Le circuit de refroidissement : pour liquéfier la vapeur et évacuer la chaleur
Pour que le système fonctionne en continu, il faut assurer son refroidissement. C’est le but d’un troisième circuit que l’on vient d’évoquer. Il est indépendant et permet de liquéfier la vapeur sortant de la turbine grâce au condenseur dans lequel circule de l’eau froide prélevée à une source extérieure : rivière ou mer. A son contact, les éléments caloporteurs, comme l'eau, redeviennent liquides.
L’eau chaude provenant du condenseur retourne vers le circuit de refroidissement mais une petite partie s’évapore dans l’atmosphère, ce qui provoque ces panaches blancs caractéristiques des centrales nucléaires .
En effet, cette énergie reste très avantageuse, puisqu'elle permet de chauffer rapidement une grande quantité d'eau pour faire tourner une turbine. En revanche, l'eau chaude qui a précédemment refroidie le réacteur retourne dans l'environnement (fleuve ou mer), créant un bouleversement dans les écosystèmes déjà présents. De plus, elle coûte en réalité excessivement chère et représente un réel danger en terme de pollution en cas d'accident, comme en témoigne Tchernobyl...
Cependant, malgré les critiques qui lui sont faites, nos habitudes et notre confort moderne témoignent de notre attachement à ce mode de production. Il est évident que la société actuelle n'est pas encore prête à modifier sa consommation en électricité au profit d'énergies alternatives...
