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Les centrales nucléaires en France : mécanisme, production et perspectives

Les centrales nucléaires occupent un rôle essentiel en France. En effet, le parc nucléaire français représente aujourd’hui 75% de la production d’électricité totale du pays. Le développement de la centrale nucléaire en France a eu lieu dans les années 1970, en réponse au choc pétrolier. Ce dispositif a permis de garantir l’indépendance énergétique du pays. Le parc nucléaire français est désormais le deuxième plus important au monde, avec une puissance totale d’environ 61,4 GW.

Étant donné que le gouvernement prévoit l’expansion des centrales nucléaires françaises, leur part dans le mix énergétique en France est prévue de croître. Il importe de comprendre le fonctionnement des installations à la base de cette production. Quel est le fonctionnement d’une centrale nucléaire ? L’énergie produite est-elle considérée comme renouvelable ? Quelle est actuellement leur importance et quelles sont les perspectives ? 

Quelle énergie produit une centrale nucléaire ?

Les centrales nucléaires françaises produisent les trois quarts de l’électricité du territoire. Cette importante contribution à la production d’électricité s’explique par la capacité des centrales nucléaires à générer une puissance considérable grâce à l’énergie nucléaire.  

L’énergie nucléaire est créée par la fission d’atomes d’uranium ou de plutonium dans le réacteur nucléaire. Grâce à sa densité énergétique élevée, l’énergie nucléaire permet aux centrales nucléaires de générer une puissance continue, souvent mesurée en gigawatts (GW).

Outre la production d’électricité, l’énergie nucléaire trouve diverses applications, notamment :

  • La médecine nucléaire : elle utilise des isotopes radioactifs produits dans des réacteurs nucléaires ou des cyclotrons pour le diagnostic et le traitement de maladies.
  • L’armement militaire : la puissance nucléaire contribue à la création d’armes militaires et peut être utilisée pour propulser des navires, des porte-avions ou des sous-marins.
  • L’agriculture et la lutte contre les insectes : l’énergie nucléaire est utilisée dans le cadre des techniques de stérilisation pour l’agriculture et la lutte biologique contre les insectes nuisibles.
  • Les transformations industrielles : La technologie nucléaire permet d’améliorer certains processus dans divers secteurs tels que la production d’acier et la fabrication de matériaux.

L’énergie nucléaire tire parti de l’énergie atomique pour alimenter ces applications variées. Le nucléaire permet la réduction des émissions de dioxyde de carbone grâce à sa faible intensité en carbone.

Comment fonctionne une centrale nucléaire ?

Le mécanisme d’une centrale nucléaire repose sur les réacteurs nucléaires qui exploitent la fission nucléaire pour produire de l’électricité. Cette fission est le processus fondamental qui libère l’énergie nucléaire.

Les réacteurs nucléaires exploitent l’uranium ou le plutonium qui subit des bombardements de neutrons. Ils se divisent en fragments plus légers et libèrent de la chaleur, générant ainsi de l’électricité.

La production d’électricité dans une usine nucléaire repose sur des fissions qui maintiennent une réaction en chaîne. Ce processus est rendu possible grâce à l’enrichissement de l’uranium et à l’utilisation d’un modérateur pour ralentir les neutrons.

L'eau : primordiale pour le fonctionnement d'une centrale nucléaire

Le fonctionnement d’une centrale nucléaire repose sur trois circuits d’eau :

  • Le circuit primaire, qui récupère la chaleur de la fission grâce à un fluide caloporteur circulant près du combustible.
  • Le circuit secondaire, qui produit de la vapeur pour alimenter la turbine et permettre la production d’électricité.
  • Le circuit de refroidissement, qui ramène la vapeur à l’état liquide grâce à l’eau froide. Ce circuit prévient également la dispersion de substances radioactives.

Ces circuits indépendants assurent le bon fonctionnement de la centrale nucléaire, tandis que des barres de contrôle régulent la réaction en chaîne en absorbant les neutrons. L’intégralité du processus se déroule à l’intérieur d’une enceinte en béton étanche. Son utilisation constitue une solution essentielle pour assurer la sécurité de la centrale nucléaire.

Le nucléaire est considéré comme une source « verte » par le Parlement français en raison de l’absence d’émissions de gaz à effet de serre lors de la production d’électricité. Il reste que les centrales nucléaires génèrent des déchets radioactifs difficiles à stocker et confiner.

Combien y a-t-il de centrales nucléaires en France ?

La France compte actuellement 56 réacteurs nucléaires répartis sur 18 centrales. Les réacteurs nucléaires de première génération fonctionnaient à l’uranium naturel. La construction de ces centrales nucléaires a eu lieu dans les années 1950. Les réacteurs de première génération sont tous inactifs aujourd’hui.

Carte des centrales nucléaires en France

La loi de relance de la filière nucléaire en France, établie en 2022, a pour objectif d’accélérer la construction de nouveaux réacteurs nucléaires de type EPR2, une version améliorée de l’EPR. Cette loi simplifie les procédures et supprime l’objectif de réduction de la part de l’énergie nucléaire dans le bouquet énergétique d’ici à 2035.

Les réacteurs des centrales nucléaires françaises actuels sont des REP (Réacteurs à Eau Pressurisée), connus également en tant que « réacteurs de deuxième génération ». Ils utilisent de l’eau sous pression comme caloporteur et modérateur pour la production d’électricité.

À Flamanville (Manche), une centrale nucléaire est actuellement en cours de construction. Elle utilise un réacteur de troisième génération, appelé EPR (European Pressurized Reactor). Ce type de réacteur vise à améliorer la sûreté nucléaire. Il intègre des circuits de sécurité multiples, une double paroi en béton pour l’enceinte de confinement, ainsi que des systèmes redondants de sécurité et de contrôle-commande.

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Questions fréquemment posées

À quoi sert une centrale nucléaire ?

Les centrales nucléaires assurent une production d’électricité fiable et en continue. L’électricité produite par l’usine nucléaire alimente les industries, les entreprises et les foyers. En plus de fournir de l’électricité, elle va aussi contribuer à diminuer les émissions de gaz à effet de serre en produisant une énergie propre et bas carbone.

Quelle énergie produisent les centrales nucléaires ?

Les centrales nucléaires produisent de l’énergie nucléaire en utilisant le principe des réacteurs nucléaires. Ce processus repose sur la fission de l’atome d’uranium, qui libère une grande quantité de chaleur. Cette chaleur est ensuite transformée par un générateur de vapeur pour la production d’électricité. Contrairement à d’autres sources d’énergie, les centrales nucléaires n’émettent pas de gaz à effet de serre lors de la production d’électricité. Ce mode de production est rendu possible grâce à la réaction en chaîne, où chaque fission nucléaire libère des neutrons qui à leur tour provoquent de nouvelles fissions.

Quelle est la plus puissante centrale nucléaire en France ?

La centrale nucléaire la plus puissante en France est celle de Gravelines. Située dans le département du Nord, cette centrale comprend 3 bâtiments abritant 2 réacteurs chacun. Elle possède 6 réacteurs d’une puissance totale installée de 5 460 MW. Outre sa capacité de production d’électricité, elle joue aussi un rôle économique dans la région grâce aux emplois qu’elle propose.

Pourquoi la centrale nucléaire de Tchernobyl a explosé ?

L’accident survenu en 1986 à la centrale nucléaire de Tchernobyl représente l’un des événements les plus tragiques de l’histoire de l’énergie nucléaire. Il a été causé par une sécurité mal gérée sur le réacteur n°4. Les opérateurs ont désactivé des dispositifs de sécurité, entraînant une augmentation incontrôlée de la puissance du réacteur. Le type de réacteur utilisé, le RBMK, avait des caractéristiques de conception instables à basse puissance, contribuant ainsi à l’accident. Les conditions nécessaires à la stabilité n’ont pas été respectées, provoquant une surchauffe du combustible nucléaire et l’explosion du réacteur. L’accident a mis en évidence l’importance de la sécurité à déployer dans une centrale nucléaire. Les émissions de gaz et de particules radioactive liées à cet accident ont eu d’importantes conséquences sur la santé humaine et sur l’écosystème environnant.

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