Les différents bâtiments d’une centrale nucléaire - SFEN

Les différents bâtiments d’une centrale nucléaire

Publié le 19 octobre 2020 - Mis à jour le 24 novembre 2020
Centrale nucléaire
Combustible
Synthèse

Une centrale nucléaire regroupe l’ensemble des installations permettant la production d’électricité. Chaque tranche correspond à un groupe d’installations conçues pour fournir une puissance électrique donnée. Une centrale nucléaire comprend fréquemment plusieurs réacteurs installés sur le même site, et donc plusieurs « tranches », identiques ou non.

En France, deux groupes de bâtiments assurent le fonctionnement des réacteurs à eau sous pression (REP) : l’îlot nucléaire et l’îlot conventionnel. Neuf bâtiments peuvent ainsi être distingués, du bâtiment réacteur en tant quel, où se déroule la réaction nucléaire, à la salle des machines, où est produite l’électricité, jusqu’aux tours aéroréfrigérantes.

Les bâtiments de l’ilot nucléaire

Au sein de l’îlot nucléaire, le bâtiment réacteur est l’élément clef. Il abrite, dans une enceinte de confinement, le réacteur et l’ensemble du circuit primaire. Accolé au bâtiment réacteur, le bâtiment combustible assure, grâce à une piscine, le stockage des assemblages du combustible nucléaire avant leur chargement dans le cœur (combustibles neufs) ou après leur déchargement du cœur (combustibles usés). L’eau de la piscine refroidit les combustibles usés et sert de barrière radiologique.

Les systèmes auxiliaires qui ne sont pas dans le bâtiment réacteur sont, pour la plupart, installés dans le bâtiment des auxiliaires nucléaires.

Cerveau de la centrale, le bâtiment des auxiliaires de sûreté et des locaux électriques abrite les principaux circuits de sauvegarde et les locaux électriques, dont la salle de commande du réacteur.

Par mesure de sûreté, deux bâtiments des groupes électrogènes, séparés géographiquement, abritent chacun un groupe électrique diesel de secours.

Enfin, l’îlot nucléaire abrite le bâtiment d’exploitation.

Les bâtiments de l’îlot conventionnel

Les bâtiments de l’îlot conventionnel permettent de générer l’électricité et de refroidir les circuits. C’est dans la salle des machines que l’électricité est produite. Celle-ci abrite le groupe turboalternateur (turbine à vapeur et alternateur) et les auxiliaires (condenseur, turbopompes alimentaires).

Une station de pompage de l’eau permet le refroidissement de l’installation grâce à une source froide (cours d’eau ou mer).

Enfin, certaines centrales abritent un système aéroréfrigérant, servant à refroidir l’eau du circuit de refroidissement.

Approfondir
Les différents bâtiments d’une centrale nucléaire et leur rôle

Les 18 centrales nucléaires françaises en exploitation sont globalement semblables. Elles comportent chacune deux à six réacteurs à eau sous pression, pour un total de cinquante-six réacteurs (au 1 er juillet 2020), appelés parfois aussi « tranches ». Chaque centrale nucléaire regroupe l’ensemble des installations permettant la production d’électricité.

La salle de commande

Chaque réacteur nucléaire dispose d’une salle de commande. Les opérateurs centralisent l’ensemble des données liées au fonctionnement du réacteur et prennent les décisions concernant notamment la modulation de la puissance du réacteur (augmenter ou diminuer la puissance de celui-ci).

La salle de commande doit prendre en charge des dysfonctionnements occasionnels au fur et à mesure qu’ils se présentent. Loin d’être réduits à un dispositif passif de surveillance d’un système technique très automatisé, les membres de l’équipe sont au centre d’un flot d’activités très hétérogènes (discussions, lecture, écriture, coups de téléphones, etc.) visant à gérer en temps réel les problèmes très variés qu’occasionne le fonctionnement quotidien et normal d’une installation complexe.

Le bâtiment réacteur

Il se compose généralement d’une enceinte (cette enceinte est double dans le cas du réacteur EPR) étanche qui contient la cuve principale renfermant le cœur du réacteur nucléaire, le pressuriseur  (pour maintenir l’eau du circuit primaire à l’état liquide), les générateurs de vapeur (trois ou quatre selon la puissance de la centrale), les pompes primaires (pour faire circuler le fluide caloporteur), le circuit d’eau primaire, (pour assurer le transfert thermique entre le cœur du réacteur et les générateurs de vapeur) et une partie du circuit d’eau secondaire.

Le bâtiment combustible

Accolé au bâtiment réacteur, il sert de stockage des assemblages du combustible nucléaire avant leur chargement dans le cœur (combustibles neufs) ou après leur déchargement du cœur (combustibles usés). Comme les combustibles usés dégagent encore de la chaleur une fois déchargés (du fait de leur très grande radioactivité), l’eau de la piscine sert au refroidissement de ces combustible usés (un tiers ou un quart du combustible est remplacé tous les 12 à 18 mois). Le combustible est maintenu immergé dans ces piscines dont l’eau sert d’écran radiologique.

La salle des machines

Elle abrite la turbine à vapeur et l’alternateur, le condenseur, suivi de turbopompes alimentaires et les locaux périphériques d’exploitation, notamment la salle de commande, . Vvéritable « cerveau » d’une tranche nucléaire. C’est dans la salle de commande que sont centralisées les principales données relatives au fonctionnement de la tranche. C’est de là que partent les « ordres » transmis par les opérateurs aux différents composants et systèmes. Ce pilotage télécommandé fait largement appel à l’automatisation et à l’informatique. Il s’agit là d’aides indispensables pour les opérateurs. Mais ce sont eux qui restent les responsables à part entière du pilotage de la tranche et qui prennent les décisions prévues par les procédures.

Une station de pompage

Elle est nécessaire pour assurer les besoins en eau.

L’importance de l’eau

Le nucléaire utilise de l’eau pour des besoins de refroidissement indispensables au procédé de production d’électricité.

Pour assurer le confinement de la radioactivité à l’intérieur du circuit primaire uniquement, les eaux contenues dans les autres circuits (le circuit secondaire et le circuit de refroidissement) ne se mélangent pas.

Les centrales implantées en bord de mer ou sur des fleuves à gros débit fonctionnent en circuit ouvert : l’eau, prélevée à raison de plusieurs dizaines de m3/s, est intégralement restituée au milieu aquatique, réchauffée de quelques degrés. Lorsque le fleuve n’a pas un débit suffisant ou s’il y a plusieurs centrales rapprochées le long d’un même cours d’eau, les installations sont équipées de tours aéroréfrigérantes (on parle de circuit fermé). La quantité d’eau prélevée est alors de l’ordre de quelques m3/seconde seulement.

Une ou plusieurs tours de refroidissement

C’est l’édifice le plus visible des centrales thermiques ou nucléaires. Ces aéroréfrigérants n’équipent que les centrales dont la source froide ne permet pas d’évacuer la chaleur nécessaire au fonctionnement et permettent ainsi de diminuer la pollution thermique de cette source froide. Certaines centrales nucléaires ne possèdent pas de réfrigérant atmosphérique. Elles sont refroidies uniquement par l’eau venant de la rivière ou de la mer.

Quid des prélèvements d’eau ?

L’eau nécessaire au refroidissement des centrales nucléaires est directement prélevée dans la mer ou les cours d’eau. Le volume de ces prélèvements est réglementé et contrôlé. Contrairement aux idées reçues, une centrale consomme très peu d’eau. En effet, 97,5 % de l’eau prélevée est restituée à l’environnement, évaporée ou retournée dans le milieu initial, sans être polluée.