Alternateur

L'alternateur est une machine tournante constituée d'un rotor et d'un stator permettant la transformation de l'énergie mécanique de la turbine en énergie électrique. Le rotor est mis en rotation par la puissance mécanique de la turbine, et tourne à 1 500 tours/min à l'intérieur du stator, qui est statique. L'électricité est produite en triphasé à une fréquence de 50 Hz conformément aux contraintes du réseau. Le courant est modifié grâce à un transformateur afin d'amplifier sa tension de 20 kV à 400 kV, et de baisser son intensité de 48 000 A à 2 000 A.
Autorité de sûreté

L'autorité de sûreté nucléaire endosse le rôle de gendarme du nucléaire électrogène, médical et de recherche. Elle assure, au nom de l'Etat, le contrôle de la sûreté et de la radioprotection, en délivrant les autorisations de fonctionnement des installations nucléaires civiles et en y réalisant des inspections, planifiées ou non. Au titre de sa mission d'information, elle délivre des avis publics et décisions et recense les déclarations d'incidents et d'accidents, classés sur l'échelle INES. Elle produit un rapport annuel de l'état général de la sûreté nucléaire civile en France.
Cisaillage - Dissolution

Après avoir séjourné en piscine, les Assemblages Combustibles (AC) usés sont cisaillés avant d’être plongés dans de l’acide nitrique chargé de dissoudre la matière nucléaire. La solution de dissolution ainsi produite est envoyée vers les ateliers d'extraction/séparation. Les éléments de structures métalliques (tronçons de gaines et embouts d'assemblages) sont séparés et envoyés vers le compactage.
Compactage

Les déchets de structure métalliques issus du cisaillage des éléments combustibles (tronçons de gaines, embouts d'assemblages, etc.) sont conditionnés en galettes par compactage grâce à une presse de 2 500 tonnes et empilés dans des conteneurs en inox dits Conteneurs Standards de Déchets Compactés (CSD-C).
Concentration

Le minerai d'uranium extrait, mis en solution par une réaction d'attaque chimique, subit des opérations de purification et de concentration. Ces traitements chimiques permettent d'isoler l'uranium naturel de tous les autres minéraux, dont ses descendants radioactifs. La solution obtenue est précipitée afin de former un solide à haute teneur en uranium (U3O8), communément appelé yellowcake.
Condenseur

Le condenseur permet de liquéfier la vapeur en sortie de turbine. Sous vide, il aspire la vapeur à raison d’environ deux tonnes par seconde, laquelle se liquéfie au contact de tubes refroidis par le circuit tertiaire. Cette eau peut ensuite être dégazée, préchauffée puis pompée vers les générateurs de vapeur pour y commencer un nouveau cycle du circuit secondaire.
Conditionnement des déchets

Les déchets technologiques résultant de l’exploitation des installations nucléaires sont conditionnés afin d’être entreposés ou stockés. Le conditionnement peut revêtir plusieurs formes: compactage, enrobage béton, cimentation, bitumage, ensablage, incinération ou fusion. Ils sont séparés et conditionnés selon la nature chimique, les caractéristiques radiologiques des déchets et les règles de transport vers leurs exutoires. Les déchets sont reconditionnés en suivant les mêmes critères à l'arrivée sur leur site de stockage.
Construction du cœur

Un cœur de réacteur typique est constitué d'environ 200 Assemblages Combustibles (AC), longs chacun de 4 m et pesant 750 kg. Ces assemblages passent trois à cinq ans dans le cœur et sont déplacés périodiquement, pour les rapprocher du centre au fur et à mesure de leur épuisement. Leur agencement prend également en compte d'autres contraintes : alignement avec les grappes de commande et d'arrêt, interfaces entre des assemblages différents, irradiation de la cuve, etc.
Contre-réaction

Le réacteur nucléaire présente des contre-réactions auto-stablisantes de deux types : l’effet modérateur de l’eau du circuit primaire et l’effet Doppler qui impacte l'absorption des neutrons par l'uranium 238. Ces phénomènes spontanés permettent de réduire quasi-instantanément la puissance du cœur si sa température augmente, et de l'augmenter si la température diminue. Ils permettent de stabiliser la puissance à une valeur constante et d'étouffer tout possible emballement sans intervention extérieure.
Conversion

L'uranium naturel est purifié puis transformé en hexafluorure d'uranium (UF6) pour permettre son enrichissement gazeux à basse température. Cette conversion est réalisée en deux étapes : la première consiste à transformer le concentré d'uranium (U3O8) en tétrafluorure d'uranium (UF4) par dissolution puis hydrofluoration ; la seconde à transformer l'UF4 en UF6 par addition de fluor.
Désactivation en piscine réacteur

Après plusieurs passages en réacteur jusqu’à épuisement de son potentiel, le combustible est entreposé en piscine d'eau borée dans le bâtiment combustible du réacteur pendant un an et demi à cinq ans. L’eau permet l’absorption des rayonnements et l’évacuation de la chaleur, et le bore prévient la reprise de la réaction en chaîne. Cette période permet à la radioactivité et à la puissance thermique du combustible de décroître, de manière à permettre son transport à sec pour traitement et recyclage.
Désactivation en piscine centralisée

Les Assemblages Combustibles (AC) usés doivent être entreposés préalablement à leur traitement afin de baisser en puissance et en radioactivité. Ils séjournent ainsi en piscines centralisées dans l'usine de retraitement, pendant 5 à 7 ans en moyenne, sous 9 m d’eau. L’entreposage sous eau permet de confiner et refroidir le combustible, absorber les rayonnements et maîtriser la dégradation des assemblages combustibles en vue de leur traitement.
Distribution basse tension

La distribution basse tension permet le transport courte distance de l'électricité. Ce réseau est constitué de deux parties : - les lignes moyenne tension (HTA) permettent de distribuer l'électricité à l'échelle locale des postes de transformation vers les clients. Elles ont une tension comprise entre 15 kV et 30 kV ; - les lignes basse tension (BT) sont les plus petites du réseau. Elles servent à l'alimentation des prises électriques de nos foyers. Elles ont une tension de 230 V ou 400 V.
Energie thermique

100 000 000 000 000 000 000 fissions consomment 0,05 gramme d'uranium. C'est le nombre de réactions qui se produisent chaque seconde, permettant de libérer 3800 MW de puissance thermique. Celle-ci est générée dans le combustible puis transférée à l'eau primaire dans le cœur au travers des 200 km de crayons.
Enrichissement

L’uranium naturel contient majoritairement deux isotopes, l’235U (0,7 %) et l’238U (99,3 %). Enrichir l’uranium consiste à augmenter la teneur en 235U. Cette opération est réalisée par ultracentrifugation en cascade : sous l’effet de l’accélération centrifuge, les molécules les plus lourdes sont repoussées à la périphérie, induisant une séparation isotopique. Pour les réacteurs actuels à eau pressurisée, la teneur en isotope 235 de l'uranium est portée entre 3 % et 5 %.
Entreposage de déchets technologiques

Sur leurs sites de production, les déchets technologiques conditionnés sont entreposés dans des zones délimitées physiquement par un marquage au sol. L'entreposage suit un principe de précaution au regard des risques auxquels il est soumis, notamment : - incendie : prévention, détection et extinction ; - rayonnements ionisants : durée d'exposition, distance et écran ; - chimie : rétention et séparation des natures chimiques incompatibles. Un recensement physique des déchets technologiques assure leur traçabilité.
Entreposage de déchets ultimes

Les Conteneurs Standards en inox de Déchets Vitrifiés et Compactés (CSD-V et CSD-C) sont entreposés sur leur site de production en attente d'un stockage géologique. Bien qu'ils ne représentent que 3 % du volume de l'ensemble des déchets générés par les activités nucléaires françaises, ils en concentrent 99 % de la radioactivité.
Entreposage de matières valorisables

Différentes matières valorisables sont entreposées : - l'Uranium appauvri (Uapp), issu de l'étape d'enrichissement de l'uranium. Il contient moins de 0,4 % de 235U. La fabrication du combustible MOX (Mélange d'OXydes d'uranium et de plutonium) figure parmi ses usages ; - l'Uranium de Recyclage issu du Traitement (URT) du combustible usé. Il contient environ 1 % de 235U. Il peut être réenrichi, il est alors qualifié d'Uranium de Recyclage Enrichi (URE) et utilisé en réacteur.
Environnement

Les effluents peuvent présenter des risques radiologiques, chimiques et bactériologiques. Après traitement, ils sont contrôlés puis rejetés dans l'environnement. Les rejets sont soumis à des limites réglementaires à ne pas dépasser pour préserver l'environnement et la santé. Des contrôles sont réalisés dans l'environnement : prélèvements d'air, d'eau, d'échantillons de sol, de matière organique, etc.
Extraction

L’uranium est très répandu dans la croûte terrestre et se trouve dans la nature sous différentes formes. Chaque gisement est unique et nécessite des techniques spécifiques pour extraire le minerai : - exploitation de mines, souterraines ou à ciel ouvert ; - lixiviation in situ : cette technique consiste à faire circuler par des puits injecteurs, dans la couche minéralisée, une solution oxydante qui dissout sélectivement l'uranium. La solution obtenue est ensuite pompée et acheminée vers l’usine de traitement.
Extraction - Séparation

La solution de dissolution, obtenue à partir du combustible usé hors éléments de structure, est traitée afin de séparer les matières valorisables des déchets ultimes. Trois flux sont ainsi générés : - Uranium (U) : environ 95 % de la masse ; - Plutonium (Pu) : environ 1 % de la masse ; - Produits de Fission (PF) et Actinides Mineurs (AM) : environ 4 % de la masse.
Fabrication du combustible

L'hexafluorure d'uranium (UF6) enrichi est transformé en poudre de dioxyde d'uranium (UO2) via une opération de défluoration. Cette poudre est compactée puis frittée afin de former des pastilles d'UO2 enrichi, lesquelles sont ensuite insérées dans des tubes de zirconium appelés crayons. Alternativement, un Mélange d'OXydes (MOX) d'uranium appauvri et de plutonium peut être utilisé en substitution à l'UO2 enrichi. 264 crayons comptant environ 300 pastilles chacun, sont réunis dans une structure métallique formant un Assemblage Combustible (AC).
Fission

La fission, induite par la collision entre un neutron et le noyau d'un atome fissile, est le fractionnement du noyau d'un atome en deux à quatre fragments dénommés « Produits de Fission » (PF). Ce phénomène libère de l'énergie, transformée en chaleur, ainsi que plusieurs neutrons. Ces neutrons vont à leur tour pouvoir induire de nouvelles fissions : c'est la réaction en chaîne.

Formation planétaire

Les planètes se forment à partir de la matière présente dans un disque de poussière et de gaz entourant une jeune étoile, appelé disque protoplanétaire. Les particules de poussière s'agrègent pour former des planétésimaux, lesquels fusionnent pour former des protoplanètes. À leur tour, elles peuvent devenir des planètes, par accrétion continue et hétérogène de matière.

Formation, Recherche et Expertise

La Formation, la recherche et l'expertise couvrent de multiples activités, des sciences fondamentales aux sciences humaines. Elles sont portées par des industriels, des instituts publics ou des universités dont les travaux portent notamment sur la sûreté nucléaire, la radioprotection et les effets des rayonnements ionisants sur les travailleurs, le public et l'environnement. La Commission Internationale de Protection Radiologique (CIPR) émet ainsi des recommandations sur lesquelles repose la quasi-totalité des réglementations et normes internationales et des réglementations nationales en radioprotection.
Générateur de vapeur

Le générateur de vapeur permet d'évacuer la chaleur produite par le réacteur et ainsi de refroidir le circuit primaire. Sa branche monophasique (circuit primaire) est composée d'une multitude de tubes en U qui voient circuler de l'eau liquide à 324 °C provenant directement du réacteur. Au contact de la branche diphasique, cette eau cède sa chaleur au circuit secondaire. Elle ressort des tubes à 289 °C avant d'être de nouveau pompée et réchauffée dans le réacteur.
Générateur de vapeur

Le générateur de vapeur permet de produire de la vapeur pour entraîner la turbine. Sa branche diphasique (circuit secondaire) est composée d'eau sous deux phases : liquide et gazeuse. L'eau liquide est injectée dans le générateur de vapeur à 230 °C et 70 bar. Au contact de la branche monophasique, cette eau liquide se vaporise en récupérant la chaleur de l'eau du circuit primaire. Cette vapeur ressort du générateur de vapeur à 284 °C avant de partir en direction de la turbine.
Grand public - Associations

Les citoyens, individuellement ou regroupés en associations ou syndicats participent aux discussions sur le nucléaire. Ils contribuent à des mesures de la radioactivité dans l'environnement indépendantes des acteurs industriels du secteur. Les pouvoirs publics organisent régulièrement des commissions d'information pour échanger autour de l'actualité des sites industriels voisins. Les grandes orientations stratégiques, comme la construction de nouveaux réacteurs, font l'objet de concertations encadrées par la Commission Nationale du Débat Public (CNDP).
Législateur

Le législateur a en charge d'établir et décliner les réglementations applicables aux activités nucléaires. Il s'incarne aux niveaux européen et national. Il dispose de plusieurs outils pour aborder les questions et enjeux du nucléaire, tels que : - le Haut Comité pour la Transparence et l’Information sur la Sécurité Nucléaire (HCTISN) ; - l’Office Parlementaire d’Evaluation des Choix Scientifiques et Technologiques (OPECST) ; - les commissions parlementaires ; - les conseils aux pouvoirs publics de l'autorité de sûreté.
Motopompe primaire

Le transport de plusieurs gigawatts de chaleur entre le cœur très compact du réacteur et les générateurs de vapeur nécessite un débit considérable pour maintenir l'eau à l'état liquide. De l'ordre de 5 à 7 m3 d'eau par seconde transitent au travers du cœur. Trois à quatre motopompes sont nécessaires pour assurer ce débit, une par générateur de vapeur, constituant autant de « boucles ». Chacun de ces engins d'environ 100 tonnes et 8 m de haut consomme de l'ordre de 6 MW d'électricité.
Moyens de contrôle

Le contrôle de la réaction en chaîne nécessite d'équilibrer continuellement la production de neutrons par les fissions, la production de nouvelles fissions par les neutrons, et les pertes de neutrons. Pour cela, on recourt à des absorbants de neutrons sous différentes formes : du bore dissout dans l'eau à une concentration variant selon les besoins, du gadolinium mélangé à l'uranium dans le combustible ou différents éléments solides dans les grappes de contrôle.
Nucléosynthèse

La nucléosynthèse désigne la formation des éléments chimiques. Primordiale, elle est à l'origine de la présence d'hydrogène et d'hélium dans l'univers. Dans les étoiles, ceux-ci fusionnent pour produire des éléments du tableau périodique de Mendeleïev jusqu'au fer. Les explosions et collisions d'étoiles produisent les conditions extrêmes permettant la fusion d'éléments plus légers en éléments lourds, comme l’uranium.
Pressuriseur

Le pressuriseur est un dispositif permettant de maintenir l'eau du circuit primaire sous sa forme liquide, malgré une température dépassant 300 °C. Il est placé sur l'une des boucles du circuit primaire du réacteur et y maintient une pression de 155 bar. Il sert aussi de vase d’expansion pour absorber la dilatation de l'eau ou sa compression lors des variations de charge. Il est en outre doté de soupapes visant à protéger le circuit primaire contre les surpressions.
Source froide

La chaleur extraite au condenseur est diluée dans l'environnement, lequel offre la source froide. L'eau circule dans le circuit tertiaire à un débit d'environ 50 m3/s. Elle est prélevée dans un fleuve ou dans la mer puis filtrée. Le circuit est dit ouvert lorsque l'eau en sortie du condenseur est rendue tiédie à sa source. Il est dit fermé lorsque l'eau ne cède sa chaleur qu'à l'air ambiant dans une tour aéroréfrigérante avant de retourner au condenseur. Environ 1 m3/s s'évapore ainsi puis se mue en un panache nuageux.
Stockage de surface

Le stockage de surface est réservé aux déchets de Très Faible Activité (TFA) et aux déchets de Faible et Moyenne Activité à Vie Courte (FMA-VC). Ces déchets sont principalement issus du fonctionnement, de la maintenance et du démantèlement des centrales nucléaires, des installations du cycle, des centres de recherche et, pour une faible part, de la médecine. La France compte trois centres de stockage de surface dont deux sont en exploitation : l'un dédié aux FMA-VC, l'autre aux TFA et aux déchets issus d'activités non-électronucléaires ; le troisième est en phase de surveillance.
Stockage géologique profond

Le stockage géologique, actuellement à l'état de projet, est prévu pour les déchets de Haute Activité (HA) et de Moyenne Activité à Vie Longue (MA-VL). Ils sont issus du traitement du combustible usé et des réacteurs : - déchets vitrifiés ou compactés ; - déchets technologiques ; - effluents liquides conditionnés ; - autres déchets activés ayant séjourné dans des réacteurs nucléaires.
Surveillance - Mémoire

Les centres de stockage de déchets radioactifs sont conçus pour être sûrs de manière passive une fois fermés et donc ne nécessiter aucune intervention de la part des générations futures. En complément, des actions sont engagées afin de transmettre et de conserver la mémoire de ces centres pour au moins trois à cinq siècles. Au-delà, des réflexions sont en cours pour imaginer des solutions permettant de transmettre ces informations sur de plus longues périodes.
Transport haute tension

Le transport à longue distance de l'électricité implique le recours à des tensions élevées afin de limiter les pertes. Ce réseau est constitué de deux parties : - les lignes très haute tension (HTB2) permettent de transporter l'électricité entre les régions ou les pays ou vers les grandes zones urbaines. Elles ont une tension de 225 kV ou 400 kV ; - les lignes haute tension (HTB) permettent la répartition de l'électricité à l'échelle régionale ou locale. Elles alimentent les industries lourdes ou les transports ferroviaires. Elles ont une tension de 63 kV ou 90 kV.
Turbine

La turbine transforme l’énergie thermique produite par les générateurs de vapeur en énergie mécanique. La détente de la vapeur permet dans un premier temps de convertir l'énergie thermique qu'elle véhicule en énergie cinétique captée par une succession de rotors. Les rotors entraînent alors la ligne d'arbre du générateur. En sortie de turbine, la vapeur est ensuite liquéfiée et continue son cycle dans le circuit eau-vapeur.
Vitrification

Les Produits de Fission (PF), les fines de cisaillage et de dissolution ainsi que les Actinides Mineurs (AM) sont calcinés puis mélangés à du verre en fusion avant d'être coulés dans des conteneurs en inox dits Conteneurs Standards de Déchets Vitrifiés (CSD-V) afin d’offrir un conditionnement sûr et chimiquement stable pour plusieurs dizaines de milliers d’années.
Le saviez-vous ?

La production totale d’électricité en France s’établit à environ 500 TWh par an, dont près de 70 % proviennent de l'énergie nucléaire. En complément, l'électricité est issue à plus de 20 % d'énergies renouvelables - hydraulique, éolien, solaire - de combustibles fossiles et dans une moindre mesure de bioénergies. L'électricité ne représentant toutefois qu'un cinquième de l'énergie consommée en France, les énergies fossiles représentent plus de la moitié de notre mix énergétique, encore très carboné.