M3 Cycle complet de production délectricité

Topique

Reprenant les principes fondamentaux de la première partie, la production d'électricité dans une centrale nucléaire suit un processus continu : la même fission en chaîne entretenue, décrite par le deuxième modèle de ce catalogue, génère constamment de la chaleur. Le fluide caloporteur absorbe et transporte cette chaleur, soit directement dans un réacteur à eau bouillante, soit via un circuit intermédiaire dans un réacteur à eau pressurisée, jusqu'à sa transformation en vapeur sous pression. Cette vapeur actionne la turbine, convertissant l'énergie thermique en énergie mécanique de rotation. La turbine fait tourner l'alternateur couplé à son arbre, convertissant cette rotation en électricité. Enfin, cette électricité est injectée dans le réseau de transport.

L'ensemble de ce processus se déroule de manière continue et simultanée tant que le réacteur fonctionne de façon stable : il n'y a pas de séquences de production, mais un flux constant de chaleur qui est progressivement transformé en électricité à chaque étape de la chaîne.

Le rendement global de cette conversion – la fraction de l'énergie thermique produite dans le cœur qui est finalement convertie en électricité injectée dans le réseau – est limité, comme dans toute centrale thermique, par les lois de la thermodynamique qui régissent la conversion de la chaleur en travail mécanique. Cela dépend principalement de l'écart de température entre la vapeur entrant dans la turbine et l'eau disponible pour sa condensation en fin de cycle. Cet écart est lui-même déterminé par les températures de fonctionnement admissibles par les matériaux du cœur et par le choix du fluide caloporteur, déjà établi dans un modèle précédent de ce catalogue.

Ainsi, ce module, qui enchaîne les huit principes fondamentaux précédents en un flux continu, conclut en démontrant que ce flux global – de la fission à l'électricité – n'est pas plus efficace que le maillon le plus limité de la chaîne : l'écart de température que les lois de la thermodynamique peuvent exploiter.

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