Centrale nucléaire - vue d'ensemble

Production d'électricité dans une centrale nucléaire

Une centrale nucléaire produit de l'électricité en utilisant la chaleur libérée par la fission des noyaux d'uranium. Cette chaleur transforme de l'eau en vapeur sous pression qui entraîne une turbine reliée à un alternateur. Comme dans les centrales thermiques classiques, l'électricité résulte donc de la mise en rotation d'une turbine, mais la source de chaleur n'est plus une combustion : elle provient des réactions nucléaires contrôlées dans le réacteur.

1. La fission nucléaire
Au cœur du réacteur, les noyaux d'uranium 235 absorbent des neutrons et se divisent en deux noyaux plus légers. Cette réaction de fission libère une grande quantité d'énergie sous forme de chaleur, ainsi que de nouveaux neutrons qui entretiennent la réaction en chaîne. Des barres de contrôle permettent de réguler en permanence la puissance du réacteur en absorbant une partie de ces neutrons.

2. Production de vapeur
La chaleur produite dans le cœur du réacteur est transportée par un circuit primaire d'eau maintenue sous très forte pression afin d'éviter son ébullition. Dans un générateur de vapeur, cette chaleur est transmise à un second circuit d'eau indépendant qui se transforme en vapeur sous pression. Les deux circuits restent totalement séparés afin d'assurer la sécurité de l'installation.

3. Turbine et alternateur
La vapeur entraîne une turbine à grande vitesse. Celle-ci est reliée à un alternateur qui transforme l'énergie mécanique de rotation en énergie électrique. Après son passage dans la turbine, la vapeur est refroidie dans un condenseur, redevient liquide puis est renvoyée vers le générateur de vapeur afin d'effectuer un nouveau cycle.

4. Refroidissement et transport de l'électricité
Le refroidissement du condenseur est assuré par un troisième circuit d'eau prélevée dans un fleuve, un lac ou la mer. Lorsque cette ressource est insuffisante, des tours aéroréfrigérantes évacuent vers l'atmosphère une partie de la chaleur sous forme de vapeur d'eau. L'électricité produite est élevée en tension par des transformateurs avant d'être transportée sur le réseau à très haute tension.

À retenir
Une centrale nucléaire transforme l'énergie libérée par la fission de l'uranium en énergie électrique grâce à une turbine et un alternateur. Elle produit de grandes quantités d'électricité de manière continue, avec de très faibles émissions directes de dioxyde de carbone pendant son fonctionnement. Son exploitation nécessite toutefois des règles de sûreté très strictes ainsi qu'une gestion rigoureuse des combustibles usés et des déchets radioactifs.