M2 Deux Architectures de Réfrigération et de Génération de Vapeur : REP et BWR

Topique

La plupart des réacteurs nucléaires du monde utilisent l'une des deux architectures suivantes pour convertir la chaleur du cœur, décrite par les modèles de génération et de refroidissement de chaleur, en vapeur utilisable pour les turbines. La différence réside dans le lieu d'ébullition de l'eau qui actionne la turbine : au sein même du cœur ou dans un circuit séparé.

Dans un réacteur à eau pressurisée (REP), le fluide caloporteur circulant directement dans le cœur est physiquement séparé de l'eau qui bout pour alimenter la turbine. Maintenue à une pression suffisamment élevée pour empêcher l'ébullition malgré ses températures élevées, cette eau circule dans un échangeur de chaleur où elle cède sa chaleur à un second circuit d'eau indépendant. C'est ce second circuit, sans contact direct avec le cœur, qui bout et produit la vapeur alimentant la turbine. Dans un réacteur à eau bouillante (REB), en revanche, cette séparation n'existe pas : l'eau entourant directement le cœur bout à l'intérieur de la cuve, et la vapeur ainsi produite alimente directement la turbine sans passer par un échangeur de chaleur intermédiaire.

Cette différence d'architecture a des conséquences pratiques opposées : la conception à eau pressurisée, en isolant complètement la vapeur de la turbine du fluide de refroidissement en contact avec le combustible, simplifie la maintenance de la turbine car elle n'entre jamais en contact avec des matériaux potentiellement contaminés ; la conception à eau bouillante, en contrepartie d'une architecture plus simple avec moins de composants, exige un blindage supplémentaire et des précautions accrues autour de la turbine, précisément parce que la vapeur qui la traverse provient directement du cœur.

C'est pourquoi ce module, qui commence par s'interroger sur le lieu d'ébullition de l'eau qui actionne la turbine, conclut en démontrant que ce simple choix de conception – ébullition à l'intérieur ou à l'extérieur du cœur – est ce qui répartit la simplicité de construction et la simplicité de maintenance de manière opposée entre les deux architectures.

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