fonctionnement des centrales nucléaires – ÉNERGIE#11

Les vidéos

Description et sources

Dans cette vidéo, je vous parle du fonctionnement des centrales nucléaires et, plus précisément, des réacteurs à eau pressurisée puisque c’est la technologie dominante dans le monde et la seule exploitée en France. Après une explication du fonctionnement, on s’intéresse plus précisément à l’évacuation de la chaleur et aux besoins en eau (13:35), ce qui m’amène à parler des effets des canicules (16:56). Je parle ensuite des rejets des centrales en fonctionnement normal et notamment du tritium (20:08). J’aborde ensuite un sujet peu évoqué: la cogénération nucléaire, donc la possibilité de produire de la chaleur avec le nucléaire (24:53). Enfin, je vous parle des émissions de dioxyde de carbone (28:23), du facteur de charge (30:05), du caractère pilotable du nucléaire (31:40), du taux de retour énergétique (34:35), de la sûreté (et notamment des barrières de confinement) (35:38) pour finir par la durée de vie et l’entretien des centrales nucléaires (37:44).

Les sites de l’ASN et de l’IRSN sont de précieuses sources d’information. Par exemple, l’IRSN sur les cuves de réacteurs.

Je me suis aussi servi de l’excellent site http://www.laradioactivite.com/, liste non-exhaustive:
Les grappes de commande
Bilan neutronique
Les enceintes réacteurs
Les assemblages de réacteurs

Un gros rapport d’EDF qui m’a beaucoup aidé (notamment sur les quantités d’eau utilisée, les rejets de radionucléides… etc).

Le nucléaire reste une des technologies les plus gourmandes en eau:
Operational water consumption and withdrawal factors for electricity generating technologies: a review of existing literature.
Life cycle water use for electricity generation: a review and harmonization of literature estimates.
– Baisse de la production nucléaire de 10% du fait d’une moindre capacité de refroidissement en 2003 d’après Carbone 4.

Pour les rejets des centrales:
La fiche IRSN du carbone 14.
La fiche IRSN du tritium.
Un document de l’IRSN sur les limites de rejets du tritium et ses impacts.
Un fil twitter pour comprendre sur les rejets.
La réduction des rejets par EDF.
L’ASN sur les rejets thermiques.
Un article scientifique qui parle des effets de rejets thermiques (qui sont ici plus importants que sur les centrales françaises).
– Deux autres (1) (2) articles qui parlent de l’effet des rejets de chaleurs sur les mouvements d’eau.

Sur cette magnifique affaire médiatique autour du tritium:
Le précédent sur un taux anormal de tritium dans la Loire.
L’article du Parisien qui a lancé la panique sur les réseaux sociaux.
Un article du Monde qui revient sur l’affaire.

Sur la canicule:
Un article du Monde qui traite bien la question.
EDF et la gestion de l’eau.
L’utilisation de l’eau dans les centrales par EDF.
Un fil twitter pour faire le tour.

Sur la cogénération:
Première évaluation économique de la cogénération pour le chauffage urbain en France.
Sujet discuté dans Le Monde.
Sujet discuté dans la Revue Générale Nucléaire (ici également).
– La Chine travaille sur la cogénération (article en anglais et un autre en français).
La nouvelle centrale nucléaire flottante russe.

Pour les émissions de dioxyde de carbone:
– Les données du GIEC (2014) sont disponibles dans cette annexe (page 7) ou sur l’article wikipédia que j’ai utilisé.
L’étude étudie précisément le cas français (vulgarisée ici).
L’étude controversée qui trouve une valeur “élevée” de 66g/kWh.
– Le site electricitymap permet de voir en temps réel les émissions du mix électrique de certains pays.
– J’en avais aussi longuement parlé dans la vidéo sur le classement “électricité verte” de Greenpeace.

Pour le facteur de charge et le caractère pilotable du nucléaire:
– Le haut facteur de charge américain est évoqué ici.
– Le caractère pilotable est discuté ici et .

Pour le taux de retour énergétique:
Un excellent blog (voir aussi les commentaires associés).
Un article scientifique qui compare différents taux de retour énergétique.
Une quantification haute reposant en partie sur un autre article.

Pour la durée de vie:
La page dédiée sur le site de l’IRSN.
Un article sur le site Connaissance des énergies.
L’âge des réacteurs dans le monde.
Un bon (et long) document de l’ASN pour comprendre tout ça.

Autres:
Définition de la sûreté.
La plus vieille centrale nucléaire du monde.
L’ASN répond à l’Allemagne sur la sûreté de la centrale de Fessenheim.
Le site de Framatome sur la cuve de l’EPR (dont j’ai tiré l’illustration).
Comprendre la différence entre centrale, tranche et réacteur.
Neutrons lents et rapides.
Une présentation sur les générateurs de vapeur.
– Les rendements des centrales au charbon et au gaz naturel sont plus élevés.

Wikipédia:
Réacteur à eau pressurisée
Grappe de commande
Puissance résiduelle (dont les données pour mon graphique)
Générateur de vapeur
Cogénération nucléaire
Suivi de charge
Sûreté nucléaire
Eau de refroidissement des centrales thermiques

Catégories Energie

3 réflexions au sujet de “fonctionnement des centrales nucléaires – ÉNERGIE#11”

  1. Bravo et merci. Encore !

    Mais d’abord et surtout : bonnes vacances. Ces vidéos sont passionantes à regarder, j’ose espérer qu’elles le sont au moins autant à fabriquer, mais je n’ose même pas imaginer l’effort qu’elles demandent.

    Tu veux des questions relatives à la sûreté et à la sécurité atomiques ? En voici quelques unes, assorties de quelques pistes. C’est très brouillon : si tu préfères quelque chose de plus construit, il suffit de demander.

    ——————————————————————-

    Le nombre de morts par kWh. Pour l’instant j’ai ça :
    https://www.nextbigfuture.com/2011/03/deaths-per-twh-by-energy-source.html
    C’est vrai qu’avec Banqiao le renouvelable part de loin. Humour noir à
    part, c’est un aspect de la question qui est rarement abordé :
    l’électricité tue, et même sans mettre les doigts dans la prise. Quel
    est l’état de l’art en accidentologie, épidémiologie etc. sur la question ?

    Plus récent : en 2017 personne n’est mort à Oroville, CA. 188.000
    évacués tout de même, qui dit mieux ?

    Plus compliqué : combien de morts à Tchernobyl, en vrai ?

    Le bilan de Fukushima : zéro mort, ou bien un, ou 20.000 ?

    Oui, je sais, le *tsunami* a tué 20.000 personnes, pas la centrale, mais à lire
    la presse, on aurait presque l’impression que c’est l’incident
    nucléaire qui est à l’origine du tsunami. La question ici n’est pas
    tant le risque en lui même que la *perception* du risque. Comment cette
    perception se construit-elle ?

    Toujours re. Fukushima : des études sismologiques antérieures à la
    catastrophe avaient mis en évidence la nécessité de renforcer la
    sécurité des centrales atomiques côtières. La plupart des exploitants
    ont joué le jeu, mais pas TEPCO, et si plusieurs centrales ont été
    touchées, Daiichi est la seule où il en est résulté une catastrophe.

    Les dirigeants de TEPCO ont d’ailleurs été jugés :
    https://www.theguardian.com/environment/2017/jun/30/fukushima-nuclear-crisis-tepco-criminal-trial-japan

    mais je n’arrive pas à savoir quelle a été l’issue du procès.

    Toujours à Fukushima : les Japonais sont les maîtres du risques
    sysmique, et *la* nation qui a toutes les raisons du monde de se méfier
    du nucléaire, et pourtant …

    La question ici est : de quelles armes dispose la puissance publique
    pour que l’exploitation commerciale soit conforme à la prudence
    scientifique ? L’ASN, l’ANDRA et l’IRSN sont-ils des laquais à la solde d’un
    pouvoir qui nous cache tout ?
    La SFEN est-elle un groupuscule d’ignorants ? Si ces gens-là ont
    raison, comment se fait-il qu’on ne les entende pas davantage ?

    Le nucléaire, c’est lobby et compagnie, comme chacun sait. À qui
    profite (*profiterait*) le crime ?

    Les cœurs fondus de Saint-Laurent-des-Eaux : 1969 et 1980. Nos
    ingénieurs atomistes sont-ils les meilleurs du monde, ou bien les plus
    chanceux ?

    Une grande page techno-scientifique : la distance qui sépare une
    centrale électronucléaire d’une bombe atomique, et mon Zippo d’un tapis
    de bombes au napalm.

    Ce qui les rapproche
    malgré tout : si beaucoup (?) de pays ont des centrales mais pas de
    bombe, aucun pays n’a la bombe mais pas de centrale. Ça cache forcément
    quelque chose (ou pas).

    Qui finance les anti-nucléaires ? Si je vendais du pétrole, du charbon
    ou des moulins à vent (ou tout à la fois, je ne suis pas du genre à
    bouder mon plaisir), je serais très heureux que les écolos fassent une
    partie de mon boulot à ma place et j’aurais très envie de les
    remercier, de les encourager et même de les aider (discrètement, cela
    va de soi). Pour l’instant j’en suis là :

    https://www.forbes.com/sites/jamesconca/2017/06/15/natural-gas-industry-blasts-nuclear-power-with-fake-news/#3a95f9cf133b

    Cette problématique dépasse peut-être le cadre de la série ? (voir
    aussi Iran infra).

    Un éclairage sous l’angle probiliste serait sans doute utile : la
    notion de risque, la probabilité d’occcurence, et les conséquences de
    l’occurence. Pourquoi absolument aucun assureur ne peut couvrir une centrale, et
    comment ce risque se compare-t-il à tous ceux contre lesquels une
    nation moderne doit se prémunir ? Ou encore : comment se fait-il que
    les USA n’aient pas fait faillite après TMI, le Japon après Daiichi ?
    L’URSS après Tchernobyl (encore que 😉

    Le scénario catastrophe : sur les 550 000 km^2 de notre France
    métropolitaine, nous aurions largement la place de caser quelques zones d’exclusion.
    Quelqu’un, quelque part, a forcément réfléchi à la question.

    Le planteur de cacahouètes : lors de l’incident de TMI, le président en
    exercice, Jimmy Carter, était aussi ingénieur atomiste. Comment cela
    a-t-il pesé sur la réponse à l’incident ? Sur la carrière politique
    dudit ?

    Les Chinois construisent des EPR plus vite et moins cher que nous. Que
    se passerait-il si *notre* ASN contrôlait *leurs* EPR ?

    Marine atomique : zéro mort en France, aux USA, en Angleterre. En
    Russie ? Pourquoi la marine marchande atomique est-elle morte si jeune
    ? (NS Savannah, Mutsu, Otto Hahn)
    Le dernier cargo nucléaire (Sevmorput, russe, forcément) est-il une bombe
    flottante ?

    Le B-A-BA de l’apprenti terroriste : pourquoi une bouteille de butane
    sur un marché est plus rentable qu’un lance-roquette contre une
    centrale.

    L’ayatollah nucléaire : l’Iran peut-il passer de la centrale à la bombe
    sans que personne n’y voit rien ? Quelles conséquences sur les marchés
    pétroliers ergo la politique monétaires des États-Unis d’Amérique ? À
    qui profite le FUD ? Sera-t-il jamais possible de parler de sécurité
    nuclaire sans poser cette question ?

    À ma connaissance, personne n’est jamais mort à cause du combustible
    usagé provenant d’une centrale civile. Pour l’intant ? Quid des
    *autres* rebuts, par exemple ceux provenant d’un démantèlement “à chaud”
    ? Et d’ailleurs, quel est le statut, et le devenir, des douze (?)
    réacteurs français arrêtés définitivement ? Et de nos SNA et SNLE ?

    Un si joli soleil peut-il avoir tort ?
    https://fr.wikipedia.org/wiki/Mouvement_antinucl%C3%A9aire#/media/Fichier:Nucleaire.jpg

    J’ai gardé le meilleur pour la fin : petit florilège d’anti

    http://nucleaire-nonmerci.net/
    https://www.sortirdunucleaire.org
    https://www.criirad.org/

    And the winner is :
    https://stopmensonges.com/nucleaire-en-france-notre-securite-est-menacee/

  2. Quand je vois le travail abattu, ça me motive pour produire des contenus complémentaires. Va falloir que j’y re-pense sérieusement.
    Par exemple, sur le TRE. 34:40

    Concernant mes recherches sur le TRE, j’en conclue que pour les mêmes biais que l’ACV il est méthodologiquement inconsistant, bien qu’il reste même le sachant d’un attrait particulièrement fort.
    C’est une chose “connue”*, mais qui semble parfois “minorée” (faute de mieux sans doute).
    ” The apparently different results from this seemingly straightforward analysis generated some controversy about the utility of EROI. But, the variation in these findings is mostly the result of the choice of direct and indirect costs associated with energy production/extraction included within the EROI calculations: i.e. the boundaries of the denominator (Hall et al., 2011). The possible boundaries of the various net energy assessments evaluated in this study are illustrated in Fig. 1.”

    (Sur ce point du TRE je trouve certaines remarques des paragraphes conclusifs de Raugei et. al. tout à fait pertinente, notamment quant aux limites de cet outil : la complexité de la tâche, l’importance des données, les caractéristiques énergétiques non restituées telle la renouvelabilité de la ressource, la distribution géographique, les externalités ou non-mentionnée un complément XROI. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0301421516307066 . Et ce bien que je rejette en cette conclusion que des ACV même basées sur l’ISO 14040 soient comparables, qu’il ne s’agisse pour l’ACV comme le TRE que de “métrique”, que l’usage du TRE ne soit pas à appliquer dans le but de déterminer des possibles technico-socio.)

    Ce que j’observe (comme pour l’ACV) c’est une coupure de périmètre particulièrement visible sur “Fig. 1. Boundaries of various types of EROI analyses and energy loss associated with the processing of oil as it is transformed from “oil at the well-head” to consumer ready fuels (figure from Lambert and Lambert (in preparation) based on calculations by Hall et al. (2009)).” de l’article cité.
    Prenez 5 minutes (l’article est en open-access pour voir la figure) et “pensez” à d’autres frontières “possible” mais non représentées Fig. 1. (Vous pouvez “jouer” dans les commentaires à proposer d’autres périmètres.)

    *Je dis “connue” car la coupure de périmètre et le traitement de la multifonctionnalité pose la problématique commune de l’évaluation “mono-fonctionnelle”. (J’avoue ne plus être hyper à jour et ne pas savoir si d’autres l’ont écrit comme moi voir mieux.)

    Par contre, ce qui est pour le coup méthodologiquement satisfaisant, c’est son suivi historique

    Selon moi et pour comprendre les “réactions” face à l’énergie nucléaire, il faut (faudrait) traiter de sa gouvernance, de son historique, notamment l’inter-relation au nucléaire militaire, bref il faut traiter de “l’appareil socio-technique” qui le met en œuvre.
    Et parce que je me suis promis de ne commenter qu’un point de la vidéo (le TRE), j’inclue ceci dans la remarque conclusive suivante: Où est le TREsoc ?
    L’article de Charles A.S.Hall, Jessica G.Lambert et Stephen B.Balogh indique d’ailleurs cette réflexion déjà produite en 2009 (bonus d’auto-cite double 😉 ): (ne pouvant mettre en gras j’encadre _ !!! _)
    ” Societal EROI (EROISOC): Societal EROI is the overall EROI that might be derived for all of a nation’s or society’s fuels by summing all gains from fuels and all costs of obtaining them. _ !!! _ To our knowledge this calculation has yet to be undertaken because it is difficult, if not impossible, to include all the variables necessary to generate an all-encompassing societal EROI value (Hall et al., 2009). _ !!! _ We develop a preliminary method for deriving EROISOC at the national level in another paper in this series (Lambert et al., 2013).

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