pdf savoir cycle nuc vf

La prospection minire . . . . . 10

Lextraction minire . . . . . . . . 12

Le traitementdes minerais duranium. . . . . 14

La conversion de luranium . . . . . . . . . . . . . . . 16

Lenrichissement de luranium . . . . . . . . . . . . . . . 18

La fabrication du combustible . . . . . . . . . . . . 20

La conception des racteurs . . . . . . . . . . . . . . 26

L'utilisation du combustible dans le cur du racteur . . . 30

La fabrication des quipements . . . . . . . . . . . 32

Les services nuclaires . . . . . 36

Le traitement du combustible us . . . . . . . . 42

Le recyclage du combustible us . . . . . . . . 46

Le conditionnement des dchets . . . . . . . . . . . . . . . . 48

Lnergie nuclaire dans le monde . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Le cycle de lnergie nuclaire . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Le combustible nuclaire 8

Les racteurs nuclaires 24

Le traitement et le recyclage du combustible us 40

Assainissement et dmantlement 50

27/29, rue Le PeletierF - 75433 Paris Cedex 09Tl. : 33 (0)1 44 83 71 00Fax : 33 (0)1 44 83 25 00

Fort dune prsence industrielle dans plus de 40 pays, AREVA est un expert mondial

dans les mtiers de lnergie. Le groupe propose ses clients des solutions technologiques

pour produire lnergie nuclaire et acheminer llectricit. Il dveloppe galement

des systmes dinterconnexion, principalement pour les secteurs des tlcommunications,

de linformatique et de lautomobile.

Les 75 000 collaborateurs dAREVA sengagent ainsi au cur des grands enjeux

du XXIme sicle : accs lnergie pour le plus grand nombre, prservation de la plante,

responsabilit vis--vis des gnrations futures.

www.areva.com

Le cycle de lnergie nuclaire

Lexique . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

Pa

pie

r s

an

s c

hlo

re -

Fa

bri

ca

tio

n c

ert

ifi

e IS

O 1

40

01

AREVA - Direction de la Communication - Mars 2004Conception et ralisation : Nouvelle Approche groupe Victor

CRDITS PHOTOS : P. Bauduin A. Bianci Y. Geoffray E. Joly R. Leenhardt G. Liesse C. Pauquet J.-L. Peyromaure R. Quatrain J.-C. Rey Robert Studio AVE Studio Pons F. Watbled W. Wright P. Berenger Black Box Images CAMECO J.-C. Carisey E. Cervo Dark Horse Studio J.-C. Grelier G. Hallary

S. Jezequel P. Lefevre P. Lessage F. Pitchal J. Roux J.-M. Taillat EDF/J.-C. Raoul MAGNUM/ H. Gruyaert DR Illustrations 3 D : Raimbault Philippe

Etchart Julio / Still Pictures / BIOS.

Lnergie nuclaire dans le monde

1

*Source : nergie dans le monde,

bilan et perspectives Les ditions de Physique

SAVOIR PLUSAu cours de notre sicle, la population mondiale atteindravraisemblablement 10 milliards dindividus et la demandedlectricit devrait crotre de plus de 80 % entre 2000 et 2020. Pour satisfaire ces besoins gigantesques, nous naurons pas trop de toutes les sources dnergie.

50 ans aprs la mise en services du premier racteur, le nuclaire se

place au quatrime rang des sources d'nergie primaire, aprs le ptrole,

le charbon et le gaz. En 2002, on comptait 441 racteurs en

fonctionnement dans le monde. Les Etats-Unis totalisaient eux seuls

104 racteurs pour un total de 100 000 MWe, soit environ un quart de

la capacit mondiale. L'lectricit d'origine nuclaire reprsente 78 % de la

production d'lectricit en France, 57 % en Belgique, 46 % en Sude, 40 %

en Suisse, 39 % en Core du Sud, 34 % au Japon, 30 % en Allemagne,

30 % en Finlande, 26 % en Espagne, 22 % en Grande-Bretagne, 20 % aux

Etats-Unis, 16 % en Russie 32 racteurs sont en construction dans

le monde, dont 21 en Asie.

(Source : Nuclear Power statistics for 2002, Agence Internationale de lEnergie Atomique) 2

Prs de 360 000 mgawatts installs

Centrale nuclaire de Saint-Laurent-des-Eaux (France).

Ville de Tokyo (Japon).

Centrale nuclaire de Daya Bay (Chine).

Pollution sur la ville de Mexico.

1

2

3Scurit dapprovisionnement et comptitivit

Aujourdhui, environ 75 % de lnergie est produiteen utilisant des combustibles fossiles. Au rythmeactuel de consommation, il reste pour environ 40 ans de ptrole, 56 ans de gaz naturel et197 ans de charbon*. Il faut souligner aussi que 80 % des routes ptrolires connues sont au Moyen-Orient et 50 % des futures routes du gaz traversent des rgions politiquement peu stables.Autant de facteurs qui plaident en faveur dune plus grande plural i t nergt ique, dans laquelle lnergie nuclaire a toute sa place.En effet, les gisements duranium exploits dansdiffrentes rgions du monde et les stocks existantsgarantissent une scurit dapprovisionnement long terme.Le recours l'nergie nuclaire permet galementd'viter d'ventuelles importations de combustiblesfossiles si le pays nen dispose pas sur son sol,ce qui reprsente de relles conomies. Dautrepart, il permet dobtenir un cot de lnergiecomptitif, mme dans des conditions de marchdrgul, et face des prix parfois bas des ner-gies fossiles. Il permet surtout de garantir des prixstables sur le long terme, indpendant des varia-tions erratiques des cours du ptrole (du fait dufaible poids que reprsente la matire premire

nergtique dans le cot du kWh d'originenuclaire). Enfin, la comptitivit du nuclairesera invitablement renforce quand seront misesen place les modalits (taxe carbone, sques-tration ou autres) dinternalisation dans leurscots des impacts environnementaux de lutilisationdes combustibles fossiles.

441 racteurssen servicedans le monde

Rpartition en % selon le type de racteur(puissance installe)

REP (y compris VVER)RACTEURS EAU PRESSURISE

REBRACTEURS EAU BOUILLANTE

CANDU-AGRRACTEURS EAU LOURDE OU REFROIDIS AU GAZ

RBMKRACTEURS EAU ET GRAPHITE

AUTRES RACTEURS

Nombre de racteurs par zone gographique Source AIEA - 2002

AFRIQUE

EUROPEDE L'EST

EUROPEDE L'OUEST

ASIE

AMRIQUEDU NORD

AMRIQUEDU SUD

118

6

146 67102

2

66

6 42

22

Les racteurs sous pression (REP) sont, de trs loin, les plusutiliss dans le mondepuisquils reprsententenviron 66 % du parc

actuel, devant les rac-teurs eau bouillante(REB). Les filires eaulourde (CANDU) ou refroidies au gaz (AGR)regroupent 6 % des

racteurs en service. Les racteurs RBMKconus lpoque sovitique reprsentent 4 % du parc mondial.

3

4

4

UnitsEn physique, lnergie sexprime enjoules (J) et en lectricit, on utilise lekilowattheure (kWh). Lorsquon voquela consommation nergtique dunpays, on parle de tonne quivalentptrole (tep). Par exemple, 1 tonne decharbon = 0,667 tep et 1 Mgawattheure(MWh) = 0,077 tep. Le MWh nuclairevaut 0,26 tep, cest--dire la quantit de ptrole quil aurait fallu brler pour le produire dans une centrale thermique.

COMPRENDRE

3

Leffet de serreLeffet de serre sexplique par la rtention, dans latmosphre, dune partiede lnergie que le Soleil envoie la Terre. Cest un phnomne natureld essentiellement la prsence de vapeur deau dans lair. Sans lui, la temprature moyenne la surface de la plante serait de 18C au lieu des 15C actuels ! Une diffrence de 33C qui permet la vie de se maintenir sur Terre. Toutefois, lactivit humaine est lorigine delmission croissante de gaz qui restent longtemps dans latmosphre.Ce phnomne accentue l effet de serre naturel et provoque un rchauffement puisquau cours du sicle dernier, la tempraturemoyenne sest leve de 0,6C. Les principaux gaz effet de serresont le dioxyde de carbone (CO2), le mthane, le protoxyde dazote et les gaz fluors.

COMPRENDRE

Lutte contre leffet de serre

A lorigine du rchauffement gnral de latmosphre, le problme de leffet de serre estplantaire. Laugmentation de ce phnomne, lorigine naturel, est essentiellement due aux activits humaines. Quelles solutions pour enrayerce problme ? Rduire nos missions de gaz effet de serre en encourageant les conomiesdnergie et en privilgiant le recours dessources non-mettrices : les nergies renouve-lables et lnergie nuclaire. En France, parexemple, le programme lectronuclaire permet

notre pays denregistrer un taux dmissionde gaz carbonique (CO2) par habitant 10 foismoins important quen Allemagne o le nuclairereprsente 30 % de la production d'lectricit et13 fois moins quau Danemark o le nuclaire estabsent. A lchelle mondiale, lnergie nuclairepermet dviter lmission de 2,3 milliards detonnes de gaz carbonique*.

*En supposant que le nuclaire soit remplac uniquement par des centrales charbon.

4

5

Expert mondial dans les mtiers de lnergie, AREVA propose ses clients dessolutions technologiques pour produire lnergie nuclaire.

Parce que le nuclaire constitue aujourdhui une rponse efficace aux enjeuxmajeurs pour la plante poss par la production de gaz effet de serre,AREVA a construit dans la dure une offre dnergie propre, efficace etrespectueuse des intrts des gnrations futures.

Le cycle de lnergie nuclaire

6

MinesChimie

Enrichissement

Fabrication du combustible

Traitement ducombustible

us

Recyclage :fabrication

combustibleMOX

Uranium naturel

Uranium recyclable

Plutonium

Stockage des rsidus

ultimes

Uranium enrichi

Uranium appauvri

Racteurs et Services

7

Le combustible nuclaire

10

La prospection minire

Sur Terre, luranium est un lment mtallique 1 000 fois plus abondant que lor. Il est prsentdans tous les types de terrains, notamment dansles massifs granitiques.

Techniques classiques de prospection et mesures de radioactivit

La prospection utilise les diffrentes mthodes habituellement appliques la recherche degisements mtallifres : tudes gologiques et gophysiques, chimie des sols et des eaux,sondages... Elle sappuie aussi sur la dtectionde la radioactivit des minerais uranifres, enparticulier sur la mesure des rayonnementsgamma laide de compteurs de type Geiger-Muller ou de scintillomtres. Classiquement, la prospection part dun vaste territoire, slectionnsur des considrations gologiques, pour seconcentrer progressivement sur les zones prsen-tant des anomalies ou indices significatifs de min-ralisations exploitables. Dans un premier temps,les prospecteurs utilisent lavion ou lhlicoptre.Lorsque des indices encourageants sont localiss,

des quipes de terrain effectuent des prlvementspar excavation ou par forage et des tudes de plusen plus fines sur des surfaces de plus en plusrduites. Les minralisations ainsi repres serontmises en exploitation si la rentabilit conomiquedu gisement le justifie.

Au Canada, des gisements parmi les plus riches du monde

Les travaux de prospection mens dans denombreux pays ont permis la dcouverte degisements assurant une excellente scurit dapprovisionnement long terme :

au Canada, dans la province de la Saskatchewan,les gisements de McClean Lake, Midwest, Cigar Lake et McArthur River, dcouverts entre 1981 et 1988, font partie des gisements offrant les plus fortes teneurs duranium au monde : de 20 200 kg duranium par tonne de minerai, soit une richesse 10 100 fois suprieure celle des gisements exploits prcdemment.

A ltat pur, luranium est un mtal gris et dur,

trs dense. On ne le trouve jamais sous sa forme

native (cest--dire sous forme de mtal) mais

sous forme de minerai. Cet lment est

relativement rpandu dans lcorce terrestre,

raison de 3 grammes par tonne en moyenne.

Cependant , seu les des concent ra t ions

importantes peuvent justifier son exploitation.

Le travail des prospecteurs permet de dcouvrir

de nouvelles rserves dans diffrentes rgions

du monde et garantit ainsi lapprovisionnement

en uranium long terme. 2

Sur les cinq continents, rechercher luranium

1

11

Ces trs fortes teneurs sont associes destonnages eux aussi parmi les plus importantsdans le monde (180 000 tonnes duraniumexploitables pour le seul gisement de McArthurRiver). Allies des conditions gologiques difficiles, elles imposent de vritables dfis technologiques pour la mise en valeur de ces gisements ;

au Niger, au Kazakhstan, en Australie..., destravaux de prospection sont mens et plusieursgisements sont en exploitation ou en cours de dveloppement.

SAVOIR PLUSUranium, en lhonneurde la plante UranusDcouvert en 1789 par Klaproth, cetlment fut baptis ainsi en lhonneurde la plante Uranus, qui venait dtredcouverte par lastronome Herschel la fin du XVIIIme sicle.

Prospection hliporte.

Minerai duranium.

Sondage de prospection.

Camp de prospection au Kazakhstan.

1

2

3

4

2

4

3

12

Lextraction minire

AREVA produit annuellement

7 200 tonnes de concentr

duranium. Les exploitations

ciel ouvert ou souterraines

mettent en uvre toutes

les techniques minires

classiques. Des mthodes

dextract ion spci f iques

ont t mises au point au

Canada, o des gisements

forte teneur en uranium sont

exploits.

Mettre en uvre des techniques minires adaptes chaque gisement

1

Exploitations ciel ouvert ou souterraines

Lexploitation de la plupart des gisements duraniumseffectue selon les mthodes classiques utilisesdans les mines mtallifres. Lorsque les corps minraliss sont proches de la surface, ils sontexploits par mine ciel ouvert. Dans les autrescas, la mine est souterraine, avec accs par puitet descenderie. Labattage du minerai relve destechniques minires classiques. Lexposition desmineurs la radioactivit est lie aux rayonnementsgamma, linhalation du gaz radon qui se dgagedes roches et de poussires fines de minerai. La conception et la surveillance des chantiers tend minimiser ces risques, par notamment, une ventilation importante des lieux de travail. De plus, le port de dosimtres individuels permetde sassurer du respect des normes rglemen-taires pour chacun. Les personnels font galementlobjet dune surveillance mdicale renforce.

Techniques exceptionnellespour gisements exceptionnels

La teneur de certains gisements canadiens (jusqu200 kg duranium par tonne de minerai, contremoins de 10 kg ailleurs) ncessite la mise enuvre de techniques spcifiques, sans entre dupersonnel dans le gisement. Pour lexploitationdu gisement de Cigar Lake, au Canada, unemthode originale dabattage hydraulique a tdveloppe. En raison de la mauvaise tenue desterrains, le sol est congel grce un liquiderfrigrant qui circule dans des tuyauteries enterres. Un jet deau haute pression dsagrgela roche, ainsi congele, puis le minerai mlang de leau est collect et pomp hors de la zonede production. Lextraction seffectue donc defaon entirement automatise, sans quaucunmineur ne soit en contact direct avec le mineraiextrmement riche.

13

La lixiviation in situ est une autre technique dexploitation par sondages qui vite galement,cette fois pour des raisons conomiques, laprsence de mineurs sur le l ieu mme de labattage. Elle est adapte la valorisation degisements, situs dans des milieux gologiquesqui sy prtent, et faible teneur en uranium. Elle est notamment utilise actuellement sur lexploitation pilote du gisement de Muyunkum auKazakhstan. Son principe consiste dissoudreluranium (lixiviation) contenu dans le minerai enplace (in situ), par injection dune solution acideou alcaline, et pomper vers la surface lecompos ainsi obtenu. Cette technique permetdviter davoir transporter jusqu la surface degrandes quantits de minerai qui ne contien-draient que peu duranium.

SAVOIR PLUS

Aprs cessation de lexploitation dunemine vient le temps du ramnagementdu site. Lensemble des oprations, quivont de la mise en scurit au remodelageet la revgtalisation, est contrl parlAdministration.Les object i fs de ramnagement des si tes miniers sont dassurerscurit et salubrit pour le public etlenvironnement trs long terme, maisgalement de russir l intgrationpaysagre et de permettre autant quepossible linstallation de nouvellesactivits sur les sites ramnags, en partenariat avec les collectivits

territoriales et les acteurs socio-conomiques locaux. Cest ainsi que de nombreux sitesminiers reviennent des utilisationsagr icoles ou forest ires et quecertaines exploitations ciel ouvertsont amnages en plans deau.De nombreuses mines exploites, et maintenant fermes, ont fait lobjetde tels traitements, comme les sitesminiers en Haute-Vienne ou dans leLanguedoc-Roussillon. AREVA gregalement les ramnagements desites au Gabon et aux USA (Texas et Wyoming).

Le ramnagement de sites miniers

2 3 4

Mine souterraine de COMINAK, Niger.

Barrire de conglation, McArthur, Canada.

Mine du Tail, en exploitation et ramnage, Vende, France.

2

1

3 4

14

Le traitement des minerais duraniumDu minerai brut au yellow cake, concentrer luranium

Une fois extrait et ramen

la surface, luranium doit

tre spar de sa gangue

rocheuse et dbarrass

dun maximum dimpurets.

Afin dviter le transport

inutile de tonnages impor-

tants sur des distances

souvent longues, cette

opration de concentration

seffectue proximit imm-

diate des sites miniers.

Dans les usines de concentration implantes proximit des mines, les roches uranifres(minerais) sont concasses et finement broyes. Elles font ensuite lobjet de traitements chimiquesqui peuvent varier dune installation lautre enfonction des caractristiques des minerais. Les diffrents processus suivent cependant des tapes trs semblables :

attaque du minerai par voie alcaline ou acidepour mettre luranium en solution ;

sparation de la solution uranifre et desrsidus sableux ;

prcipitation de luranium sous forme duranate(de magnsie, de soude ou dammonium) ouencore sous forme de peroxyde duranium. Aprsschage, les concentrs duranium ont laspect dunepoudre gnralement jaune vif, appele yellowcake (gteau jaune). Le yellow cake contientenviron 75 % duranium, soit 750 kg par tonne.Le yellow cake, qui reste le terme gnriquecommunment utilis, est toutefois de plus en plussouvent transform et commercialis sous laforme dU308, dont la teneur en uranium dpassealors 80 %.

1

3

15

Minerai duranium.

Broyeur et concasseur de lusine de traitement du minerai de McClean au Canada.

Yellow cake.

Contrle de lenvironnement, site de McClean au Canada.

SAVOIR PLUSLimpact sur lenvironnementcontrl en permanenceDes actions sont engages pour rduirelimpact d aux activits des sites miniers(stations de traitement des effluentsliquides, filtrage des effluents gazeux).En 2001, plus de 200 000 analyses ontt ralises sur lensemble des sites. Les rsultats de ces analyses de contrledans lenvironnement font lobjet dunelarge diffusion, au moyen de lettresdinformation priodiques.

1

2

3

4

SAVOIR PLUS

McClean, une usine de concentration la mesuredes gisements nord-amricainsLes minerais extraits des gisements canadiensde McClean Lake et de Cigar Lake sont traitspar lusine de McClean. Cette usine modulaire,qui dispose actuellement dune licence dexploitation de 3 000 tonnes duranium paran pourrait voire sa capacit doubler voire tripler,devenant lune des plus grandes usines deconcentration du monde.

2

4

Chimie de luranium, convertir le yellow cakeen composs utilisables

16

La conversion de luranium

Luranium, mme concentr sous forme de

yellow cake, est inutilisable tel quel dans

les racteurs nuclaires. En effet , l235U,

isotope fissile indispensable la raction

nuclaire, nest prsent que pour 0,7 % dans

luranium naturel. Or les racteurs les plus

rpandus ncessitent des teneurs en uranium

235 de 3 5 %. Il faut donc enrichir luranium

naturel en isotope 235. Pour pouvoir tre

enrichi, le yellow cake, une fois raffin,

doit tout dabord tre transform en hexa-

fluorure duranium (UF6).1

De lUF4 lUF6

Les oprations de conversion donnent au concentruranifre la puret indispensable la fabricationdu combustible nuclaire. Elles seffectuent gn-ralement en deux temps. Le concentr minier esttout dabord purifi et transform en ttrafluorureduranium (UF4) sur ltablissement de COMURHEX-Malvsi, prs de Narbonne. Lusine COMURHEX-Pierrelatte, situe sur le site du Tricastin dans laDrme, reoit cet UF4 et le transforme son touren UF6. Ce dernier a la proprit de pouvoirpasser de ltat solide ltat liquide ou gazeuxpar de faibles changements de temprature.Ainsi, gazeux 65C, lUF6 convient au procddenrichissement par diffusion gazeuse ou centri-fugation, qui constitue ltape suivante du cycledu combustible. A Pierrelatte, COMURHEX sedistingue comme lune des rares usines au monde effectuer ce mme type doprations partir de luranium issu du traitement des combustiblesuss. Cet UF6 de retraitement sera ensuite enrichiet transform en combustible.

17

SAVOIR PLUS

A Pierrelatte, COMURHEX est aussipremier producteur europen de fluor,produit ncessaire la conversion. Profi-tant de son exprience, ltablissement

du Tricastin a mis au point des drivsfluors non uranifres. Ils sont utilissdans lindustrie lectronique et lindustrieautomobile.

La chimie de luranium mais aussi du fluor

3

2 4

Station dchantillonnage, usine de COMURHEX-Malvsi.

Racteur flammes, usine de COMURHEX-Pierrelatte.

Ttrafluorure duranium UF4,usine de COMURHEX-Malvsi.

Cristaux dhexafluorure duranium UF6, usine de conversion COMURHEX-Pierrelatte.

1

2

3

4

18

Augmenter la concentration en uranium 235

La diffusion gazeuse

Le procd denrichissement par diffusion gazeuserepose sur la diffrence de masse entre les deuxisotopes 235U et 238U. Ces deux isotopes sontcombins avec du fluor pour former de lhexa-fluorure duranium (UF6). LUF6 a la propritdtre gazeux des tempratures et des pressionsmodres. La molcule dUF6 la plus lgre,235UF6, est la plus rapide dans un gaz en mouve-ment. Confine dans un espace, elle frappera laparoi plus souvent quune molcule dUF6 pluslourde, 238UF6. Si cette paroi est poreuse, lesmolcules les plus lgres traverseront la paroiplus souvent que les molcules les plus lourdeset le gaz senrichira en 235UF6. Le diffuseur est llment dans lequel se fait le tri entre lesisotopes. Le gaz est pouss par un compresseurdans des tubes poreux appels barrires dediffusion. Le gaz appauvri part vers les tages prcdents et le gaz enrichi est relanc vers le diffuseur suivant. Le coefficient unitaire denri-chissement tant trs petit, le processus doittre reproduit 1 400 fois lusine dEURODIF pouratteindre la teneur en uranium 235 demande par les clients. Lusine sadapte toutes lesconfigurations en fonction du niveau de puis-sance choisie et des demandes de ses clients :

de 100 kg plusieurs tonnes, dune teneur enuranium 235 de 1 % 5 %. Le rejet de caloriesdans latmosphre se fait par deux tours derefroidissement. A pleine puissance, lusineconsomme prs de 3 000 MWe. Sa capacit deproduction lui permet dalimenter en uraniumenrichi lquivalent dune centaine de racteursde 900 MWe. Elle compte parmi ses clients EDF*et une quarantaine de compagnies dlectricitdans le monde.

La centrifugation

Grce l'accord sign le 24 novembre 2003avec le consortium nuclaire europen URENCO,AREVA accde la technologie de la centrifugationet lance la construction d'une nouvelle usined'enrichissement d'uranium, sur le site du Tricastinen France. Cette technologie permettra de poursuivre cette activit et de rpondre auxbesoins du parc nuclaire mondial en matire d'enrichissement pour les quarante ans venir.

Lenrichissement de luranium

Luranium est principalement compos de deux

isotopes de masses 235 et 238. Luranium 235 est

beaucoup moins abondant ltat naturel que

luranium 238 : il ny en a que 0,7 %, soit 7 kg par

tonne. La plupart des racteurs nuclaires utilisent

comme combustible un uranium enrichi entre 3 et

5 % en uranium 235. Lenrichissement consiste donc

augmenter la concentration en uranium 235 de

faon obtenir une matire utilisable dans les

racteurs nuclaires. Les deux procds denri-

chissement actuellement exploits lchelle

industrielle sont la diffusion gazeuse et la centrifugation.1 2

*Electricit de France

tuve dans le btiment rception-expdition-contrle. Usine denrichissement Georges Besse dEURODIF, France.

Alle de diffuseurs.

Vue extrieure de lusine.

1

2

3

SAVOIR PLUS

Un cylindre allong tourne trs hautevitesse sous vide dans un carter tanche.Selon les gnrations de machines, ce cylindre ou bol est construit enmatriaux mtalliques haute rsis-tance mcanique ou en composite base de fibres de carbone. Les propritsmcaniques de ces dernires ont permisde multiplier de 5 10 fois les perfor-mances des machines. Luranium est introduit sous formedhexafluorure duranium UF6 comme endiffusion gazeuse. Par leffet de la force centrifuge, les

particules les plus lourdes sont envoyes la priphrie, crant un effet de spa-ration isotopique. De faon accrotre leffet isotopique,ce gaz est mis en circulation axialepar des mcanismes physiques. Legaz enrichi en isotope lger, et situ plusau centre du bol, est transport vers lehaut de la machine tandis que le gazenrichi en isotope lourd descend vers lebas. Les produits enrichis et appauvrissont rcuprs aux deux extrmitsde la machine.

Les fonctions fondamentales dune centrifugeuse

19

Schma dune centrifugeuse

3

20

Un processus extrmement rigoureux

Des crayons remplis de pastilles duranium...

Aprs dfluoration, luranium enrichi en 235U seprsente sous la forme dune poudre doxydeprte fournir son nergie. Dans un premier temps, cette poudre est comprimetrs fortement sous forme de petites pastillescylindriques dune dizaine de grammes, qui sontensuite frittes, cest--dire cuites au fourcomme des cramiques industrielles. Aprs avoir t rectifies la meule diamante,les pastilles sont contrles en dimension et endensit. Elles sont ensuite introduites dans de longstubes mtalliques en alliage de zirconium emplisdhlium et souds hermtiquement. Lensembleconstitue un crayon dassemblage combustible.Le choix du zirconium est li sa transparence auxneutrons : il ne freine pas les ractions nuclairesau sein du cur du racteur.En plus de leur fonction de maintien des pastillesselon une gomtrie favorable aux ractionssouhaites, les crayons constituent la premire

barrire dtanchit. Ils doivent rsister defortes contraintes mcaniques et thermiques, eninterdisant le transfert des produits radioactifsvers lextrieur.Dans un racteur eau sous pression de 900 MWe,chaque crayon contient environ 300 pastillesduranium.

...groups en assemblages

Les crayons contenant le combustible propre-ment dit sont groups en assemblages oulments combustibles du cur du racteur.Chaque assemblage contient 264 crayons.Des tubes-guides sont galement prvus danschaque assemblage pour lintroduction desbarres de contrle ncessaires au pilotage du racteur, ainsi quun tube central destin linstrumentation. Les diffrentes pices de structure assurant le maintien des crayons en faisceau sont elles aussi en matriaux peu absorbants afin de ne pas ralentir les ractions etdconomiser le combustible.

La fabrication du combustible

Le cur d un racteur

nuclaire eau lgre

est compos de plusieurs

millions de petites pastilles

duranium enrichi condi-

tionnes dans des assem-

blages combustibles. Des

processus de fabrication

particulirement rigoureux

permettent datteindre les

niveaux de performance et

de sret requis.1

21

Amliorer en permanenceles performances des combustibles nuclairesLes travaux de recherche portentnotamment sur les matriaux des tubeset sur la composition de la cramique quiconstitue les pastilles de combustible.Les combustibles obtenus ont uncomportement en racteur amlior qui leur permet datteindre des taux de combustion plus levs. Ainsi, ilsproduisent, avec la mme quantit dematire, plus dnergie, donc plusdlectricit.

SAVOIR PLUS

2 4

Contrle visuel des pastilles dUO2.

Manutention dun assemblage combustible.

Alliage M5TM, possdantune rsistance la corrosion exceptionnelle.

Contrle visuel dun squelette dassemblage combustible.

1

3

4

2

3

22

La fabrication du combustible

SAVOIR PLUSLa protection du personnelet de lenvironnementToutes les oprations du cycle ducombustible impliquent la manipulationet lutilisation de produits plus ou moinsradioactifs dont il convient de se protger.Les mthodes de protection varientsuivant les caractristiques des produitsen cause et leur niveau de radioactivit. chaque tape du processus, le principede protection reste le mme : en aucunecirconstance, les produits radioactifs nedoivent dlivrer au personnel et auxpopulations des doses de rayonnementsprjudiciables leur sant.

Ligne de pastillage, sortie de presse des pastilles.

Intervention en zone contrle, port du dosimtre.

5

6

5

6

23

ASSEMBLAGE264 crayonsforment un assemblage de 4,06 m de haut.

CRAYONEnviron 300 pastillesbout bout forment un crayon de 3,85 m.

PASTILLE

CUR DU RACTEUR157 assemblages pour une tranche de 900 MWe.

205 assemblages pour une tranche de 1450 MWe.

4

3

2

1

Schma simplifi du cur dun racteur eau sous pression

Les racteurs nuclaires

Centrale nuclaire de Ling Ao en Chine.1

26

Les filires eau ordinaireou lgre

Elles sont reprsentes par les racteurs eaubouillante (REB) et par les racteurs eau pressurise (REP), ces derniers tant, de loin, les plus utiliss dans le monde (66 % du parc actuelen puissance installe). Dans les deux types deracteur, une cuve contient le cur du racteuravec le combustible. La raction de fission en chaneauto-entretenue chauffe les assemblages decombustible. De leau, venant du bas de la cuve,schauffe au contact des parois de ceux-ci.

dans les REB, leau entre en bullition et se transforme en vapeur lintrieur mme de la cuve. Les pompes de recirculation forcentleau qui na pas t vaporise retourner dansle cur, acclrant le mouvement de la circulationnaturelle. La vapeur produite est acheminedirectement par des tuyauteries vapeur vers

le turboalternateur. Lenceinte de confinement empche la dissmination de produits radioactifsen cas dendommagement du cur.

dans les REP, leau rchauffe par les assem-blages de combustible du cur, que lon appelleeau primaire, est maintenue une pressionsuffisamment leve pour lempcher de bouilliret la garder sous forme liquide, do le nom deracteur eau pressurise. Cest le pressuriseurqui contrle cette pression. De plus, cette eau nestpas envoye directement la turbine. Elle circuleen circuit ferm grce aux pompes primaires entrele cur et un gros changeur appel gnrateurde vapeur (GV). Celui-ci permet la transmission dela chaleur de leau primaire vers leau secondairequi elle, entre en bullition, car sa pression est beaucoup plus faible. Cest la vapeur produite par leau secondaire qui est achemine vers leturboalternateur.

La conception des racteurs

Le racteur nuclaire permet de produire volont

une raction de fission en chane et den rgler

lintensit. Lnergie considrable produite par cette

raction est utilise dans une chaudire nuclaire qui

transforme de leau en vapeur. A lintrieur de la centrale

lectronuclaire, la force motrice de cette vapeur

actionne un turbo-alternateur et produit de llectricit. A

la sortie du turboalternateur, la vapeur est retransforme

en eau dans un condenseur refroidi par leau de mer

ou de rivire ou encore par lair frais et humide qui

sengouffre dans les tours en bton appeles aro-

rfrigrants. Cette eau est ramene vers le racteur

nuclaire pour tre nouveau transforme en vapeur

refermant ainsi le cycle.1

Du racteur la centrale nuclaire...

Principe des Racteurs Eau Pressurise (REP)

Alternateur

Gnrateurde vapeur

Pressuriseur

Curde racteur

Pompeprimaire

Mcanismesde commandede grappes

Cuve

Pompe eaualimentaire

Condenseur

Rchauffeur

Eau de refroidissement

Mcanismesde commande de grappes de contrle

Pompes derecirculationeau racteur

Cur du racteur

Rchauffeur

Eau de refroidissement

Condenseur

AlternateurVapeur

Alimentation deau

Cuve

Principe des Racteurs Eau Bouillante (REB)

Eau

Pompe eaualimentaire

Vapeur

27

Circuit primaire

Circuit primaire

Eau

Circuit secondaire

Vapeur

Eau

La conception des racteurs

La fission et la raction en chane sont deux phnomnesprovoqus et valoriss dans le cur des centralesnuclaires. Ils y produisent de lnergie sous forme dechaleur.

Les atomes Toute matire est forme datomes. Tous les atomessont structurs de la mme faon : lessentiel de la masse est concentr dans le noyau central form deneutrons et de protons, lessentiel du volume est occuppar les lectrons qui gravitent autour de ce noyau. Les protons et les lectrons sont porteurs de charges lectriques. Chaque proton est porteur dune chargeposit ive, chaque lectron dune charge ngative. Les neutrons ne sont pas lectriquement chargs. Dans chaque atome, i l y a autant de protons que dlectrons, ainsi, latome est lectriquement neutre. Un lment chimique peut prsenter des variations quantau nombre de neutrons qui composent le noyau de ses atomes. On dit alors quil existe plusieurs isotopes de cet lment.

Les proprits remarquables de luranium 235Latome duranium 235 est peu abondant dans luraniumnaturel, mais il est le seul isotope naturel qui possde une trs grande ractivit aux neutrons. Sous limpact dun neutron, latome se divise en deux atomes pluspetits, en expulsant des neutrons et en librant delnergie : cest le phnomne de fission.

La fission est une raction qui produit une grande quantit dnergieChacun des neutrons expulss lors de la fission dun atomeduranium 235 peut percuter un autre atome duranium 235,donc provoquer sa fission avec un nouveau dgagementdnergie et lexpulsion de neutrons qui vont leur tour... :cest la raction en chane. Cette raction se transmet trs grande vitesse dun atome lautre et permetainsi dobtenir une nergie additionne considrable.

Fission et raction en chane : les mcanismes fondamentaux de lnergie nuclaire

LEPR (European Pressurizedwater Reactor)

LEPR est un racteur de la filire REP. Il utilisecomme combustible de loxyde duranium mod-rment enrichi jusqu 5 % en 235U ou de loxydemixte duranium (MOX). Sa puissance lectriquenette est dans la gamme des 1600 MWe.Il apporte : - des gains importants en performance (dispo-nibilit suprieure 90 %, charges dexploitationrduites) qui se traduisent par une comptitivitaccrue permettant de produire de llectricit un cot infrieur de 20 % celui de llectricitissue du gaz,- des avances significatives en sret : dj infimeavec les REP, la probabilit de fusion du cur est encore rduite dun facteur 10 avec lEPR. De plus, si malgr tout, un tel vnement survenait,il naurait pas de consquences significatives lextrieur de la centrale en raison de lextrmersistance de lenceinte de confinement quirenferme le racteur,- des rponses aux proccupations de dveloppe-ment durable : par conception, lEPR produit plusdlectricit partir dune quantit donne decombustible. Luranium est conomis (-15 %) et laproduction de quantits de dchets rduite (-15 %).

Les racteurs neutrons rapides

Dans ces racteurs, les neutrons nont pas besoindtre ralentis, do leur nom. Le fluide caloporteurest soit un mtal liquide (souvent le sodium) soit un gaz inerte (lhlium). Leur combustiblecontient du plutonium, lment artificiel qui, commeluranium 235, a la proprit dtre f issi le. Le cur des racteurs neutrons rapides contientgalement de luranium 238 qui, bien que ntantpas fissile et ne participant donc pas la ractionen chane, prsente la proprit de se transformeren plutonium en absorbant un neutron. Aussi,

3

4

Chargement du racteur 1 Civaux en France.

Mcanismes de commande de grappes de contrle.

Ingnierie de lEPR.

2

28

2

La zone du racteur nuclaire qui contient le combustible,source de chaleur, sappelle le cur. Un certainnombre de dispositions sont mises en uvre pourrussir la raction de fission en chane auto-entretenuedans le cur du racteur.

Modrateur et caloporteurLes neutrons sont librs par la fission des atomes duranium 235 une vitesse trs leve. Or, leur interactionavec de nouveaux atomes duranium 235 pour produirede nouvelles fissions est beaucoup plus facile silssont lents. Do la pratique qui consiste ralentir les neutrons (on dit les modrer) pour favoriser la raction en chane. Dans les racteurs eau bouillante(REB) et les racteurs eau pressurise (REP), quiconstituent la majorit de la puissance lectronuclaireinstalle dans le monde, le modrateur nest autreque leau dans laquelle baigne le cur. En effet, de la mme faon quune boule de billard est fortementralentie par le choc contre une boule de la mmemasse quelle (alors quelle rebondit contre un murou contre une grosse boule), pour ralentir les neutrons,dont la masse est faible, il faut quils rencontrent desatomes lgers. Les atomes dhydrogne contenusdans leau font donc parfaitement laffaire. Dans ces typesde racteurs, la mme eau sert donc de modrateur et de caloporteur (qui porte la chaleur du curdu racteur vers le turboalternateur). Dans les racteurs dont le fluide caloporteur est lhlium, on utilise du graphite comme modrateur carles atomes de carbone sont suffisamment lgers pourremplir ce rle. Dans les racteurs neutrons rapides,il ny pas de modrateur et le fluide caloporteur, peuttre soit un mtal liquide (sodium, ) ou un gaz (hlium).

COMPRENDRE

Le contrle de la raction nuclairePour rgler lintensit dune raction de fission en chane auto-entretenue, on joue sur le nombre de neutrons dispo-nibles. Pour cela, on introduit de faoncontrle dans le cur du racteur des barres constitues de matriauxabsorbant les neutrons. Pour touffercompltement la raction, on introduitentirement les barres ce qui peut tre fait trs rapidement en cas darrt durgence.

COMPRENDRE

lorsquils fonctionnent en mode surgnrateur, ces racteurs produisent plus de plutonium quilsnen consomment multipliant ainsi considrable-ment la rcupration du contenu nergtique desressources duranium. Lorsquils fonctionnent en mode sous-gnrateur, ces racteurs sontparticulirement bien adapts lincinration desdchets radioactifs.

La filire eau lourde*

Cette filire, qui utilise leau lourde comme mod-rateur, a t surtout dveloppe au Canada avecles racteurs de type CANDU. Lintrt de leau lourdeest quelle absorbe moins les neutrons que leauordinaire ce qui permet dutiliser luranium naturelcomme combustible et se passer ainsi de lenri-chissement. Les autres proprits physiques de leaulourde tant voisines de celles de leau ordinaire,on peut galement lutiliser comme caloporteur.

*D2O, combinaison doxygne et de deutrium (atomedhydrogne lourd) par opposition leau ordinaire, H20,souvent appele eau lgre.

29

3 4

30

Une transformation progressivedu combustible

Chaque assemblage combustible peut sjournerjusqu cinq ans dans le cur du racteur. Durantcette priode, la fission de luranium fournit lachaleur ncessaire la production dlectricit.Mais le combustible subit aussi des transformationsqui le rendent progressivement moins performant :

la teneur en uranium 235 diminue la suite des phnomnes de fission ;

du plutonium, issu de la capture des neutrons parles atomes duranium 238, se forme et participepar fission la production de lnergie de la mmemanire que luranium 235 ;

la fission de luranium 235 et la fission duplutonium donnent des produits de fission. La capture des neutrons donne aussi dautres actinides, dits actinides mineurs : neptunium,amricium, curium... Ce sont eux qui consti-tuent les dchets ultimes de la raction, car,contrairement aux autres produits, ils ne sont pasrecyclables. Ils prsentent aussi linconvnient derendre le combustible moins ractif, cest pourquoion les appelle isotopes poisons.

Lorsquil est trop us pour entretenir la ractionnuclaire et pour produire de lnergie de manireperformante, le combustible doit tre retir du curdu racteur et remplac par du combustibleneuf. Le combustible us contient encore une forteproportion de matires nergtiques recyclables.

La radioactivit du combustible us est suprieure celle du combustible neuf, ce qui impose desprcautions particulires pour toute manipulation.Avant de procder la rcupration des diffrentesmatires contenues dans le combustible us,les assemblages retirs du cur sjournent dansles piscines attenantes au racteur, o ils sedsactivent. Leau constitue une barrire efficace contre les rayonnements, elle permetaussi de refroidir les assemblages qui, pendantquelques temps, continuent de produire de lachaleur. Ce nest qu lissue de cet entreposageprovisoire, lorsque leur activit a dj fortementdiminu, que les assemblages uss sont transportsjusqu lusine de traitement de La Hague.

Produire de la chaleur puis de llectricit

Lutilisation du combustible dans le cur

Les assemblages combus-

tibles, disposs selon une

gomtrie prcise, forment

le cur du racteur. Pour

un racteur eau lgre

de 900 MWe, le cur

comprend ainsi 72,7 tonnes

d uran ium enr ich i . Ce

combustible se transforme

progressivement. Il suse

et doit tre rgulirement

remplac.1

Assemblages combustiblesdans le cur du racteur.

Emballage de transport de combustibles uss.

1

2

SAVOIR PLUSTransport des combustibles uss : lexigence de sretLa radioactivit des matires nuclaires impose des normes deconditionnement et de transport rigoureusement dfinies entreles diffrentes tapes du cycle du combustible. Pour transporter les combustibles uss des centrales jusquauxusines de traitement, on utilise des emballages robustes de prsde 100 tonnes appels chteaux. Ces chteaux sont conusdans un souci de sret et de scurit absolue, pour letransport des matires radioactives par route, par rail ou parmer. Chaque anne, prs de cinq nouveaux concepts sont dvelopps et 3 000 transports multinationaux sont raliss.

31

SAVOIR PLUS

Ds sa conception, toute installation du cycle du combus-tible nuclaire tient compte de limpratif scurit et du principe ALARA (As Low As Reasonably Achievable ouaussi bas que raisonnablement possible), aussi bien en ce quiconcerne les doses de radioactivit dlivres, qui sont infrieuresaux limites de scurit imposes, quen ce qui concerne la natureet la quantit des effluents : volume des rejets liquides etgazeux, traitement des effluents, rgles dexploitation...

Environnement : respecter et anticiper la rglementation

du racteur

2

100 %

50 %

0

Alors que le combustible neuf contient de lordre de 3 % d235U et 97 % d238U, le mme

combustible aprs sjour dans le cur du racteur contient encore 1 % d235U, 95 % d238U,

1 % de plutonium et environ 3 % de dchets non recyclables (produits de fission et

actinides mineurs). Ainsi, le combustible us compte prs de 97 % de matires recuprables

et valorisables grce aux oprations de traitement et de recyclage.

Matires recyclables

Dchets nonrecyclables

Plutonium1 %

Dchets non recyclables3 4 %

Uranium95 96 %

Composition dun assemblage combustible us

32

quiper les centrales nuclaires

AREVA propose lindustrie lventail

de capacits de fabrication le plus

complet pour lquipement de centrales

nuclaires et leurs composants. Ses

quipes conoivent et fabriquent les

composants de plus de 90 racteurs

dans le monde. Des capaci ts et

des comptences technologiques qui

senrichissent de facto par lexprience

acquise au travers de plus de 1 500

racteurs-annes en exploitation de

centrales nuclaires.

Numro 1 mondial des composants nuclaires

Deux principales entits fabriquent des compo-sants nuclaires. Lusine de Chalon/St-Marcel, enBourgogne du sud, totalement ddie au nuclaire,assure la fabrication des composants lourds dellot nuclaire. Lusine de Jeumont dans le Nordde la France, conoit et fabrique les compo-sants mcaniques mobiles de llot : groupesmotopompes primaires et mcanismes decommande de grappes ainsi que les pices derechange associes comme des moteurs, arbres,joints dtanchit et systmes hydrauliques depompes primaires. St-Marcel et Jeumont fournissentces composants aux centrales nuclaires enFrance et lexport : Afrique du Sud, Belgique,Core, tats-Unis, Grande-Bretagne, Rpubliquepopulaire de Chine, Sude, Suisse. Les deuxsites industriels sont dots de moyens exceptionnelset sont reconnus pour leurs rfrences uniqueset un niveau de qualit absolu. Leurs certificationstmoignent de la conformit aux exigences dAssurance Qualit : ASME, ISO 9001, RCC-M,rglementation franaise des racteurs nuclaires eau pressurise.

Au cur de la chane de ralisationdes chaudires nuclaires : lusinede Chalon/St-Marcel

Cette entit fabrique des cuves, des couvercleset des internes de cuve, des gnrateurs devapeur, des pressuriseurs et des composantsconnexes destins aux producteurs dlectriciten France et linternational, dans le strictrespect des exigences et rglementations envigueur. Lusine intervient dans la conceptiondes quipements nuclaires plusieurs niveaux. En amont, elle adapte les donnes de dimen-sionnement issues de lingnierie aux contrainteslies la production et au contrle qualit. En aval, elle ralise des dossiers danalyse ducomportement.

Une capacit de production sansquivalent en Europe

Depuis sa cration en 1975, prs de 500 compo-sants lourds ont t fabriqus lusine deChalon/St-Marcel pour des centrales dans lemonde entier. La capacit annuelle de productionde lusine est de plus de deux centrales 4 boucles (PWR) soit 2 cuves, 8 gnrateurs de

La fabrication des quipements

1

33

vapeur, 2 pressuriseurs, des composants connexestype accumulateurs, changeurs auxiliaires,internes, supportages et par exemple pourles composants de remplacement, 18 20 gnrateurs de vapeur.

Des moyens exceptionnels

Sur un site de 35 ha, lusine compte 35 800 m2

dateliers couverts. Elle est situe proximitdune darse ouvrant sur la Sane, ce qui facilitele transport des composants par voie fluvialejusqu la Mer Mditerrane et elle bnficiedun emplacement stratgique au sein desrseaux ferrs et routiers europens. Lenca-drement, ingnieurs et techniciens de haut niveaureprsentent plus de 50 % de son effectif. Elle bnficie dun support scientifique de premier plan grce au dpartement Calculs qui offre desmoyens et comptences en calculs en matire dlments finis, tudes de fatigue, mcanique dela rupture, et au Centre technique qui dveloppedes techniques de soudage et de contrles nondestructifs.

2

3

3

2

1 Barge charge dune cuve, dun couvercle de cuve, dun gnrateur de vapeur et dun pressuriseur 900 MWe destins la centrale nuclaire de Ling Ao 1 en Chine.

Vue arienne de lusine de Chalon/Saint-Marcelen France.

Halle dassemblage des composants lourds.

34

Une technologie matrise et une exprience prouve :lusine de Jeumont

Depuis plus dun sicle, les quipes de lusineconoivent, fabriquent et interviennent dans lamaintenance dquipements lectriques et decomposants mcaniques destins la productiondnergie thermique. Sur un site unique sontconcentres les activits de conception, production,essais et maintenance des groupes motopompesprimaires et des mcanismes de commande degrappe. Les quipes interviennent aujourdhuisur plus de 110 racteurs.

Concevoir et raliser des produits performants

L'usine est le seul constructeur de groupesmotopompes primaires complets (GMPP). Elle ena fabriqu plus de 220 GMPP ce jour. Ceux-ci assu-rent la circulation du fluide primaire entre le rac-teur et le gnrateur de vapeur dans chacune des3 boucles (900-1 000 MWe) ou des 4 boucles

(1 300 et 1 450 MWe). Ils contribuent de manireimportante la disponibilit des centrales nuclaireset leur sret. Pour rpondre laugmentationde la taille des centrales, la ncessit dinertieleve, l'usine a conu des GMPP joints darbre fuite contrle qui quipent aujourdhui lesracteurs 900 MWe, 1 300 MWe et 1 450 MWe. Ses quipes apportent leur expertise dans ledomaine des pompes, en particulier pour lestudes de nouvelles gnrations de racteurs.

Amliorer constamment la fabrication des pices de rechange

Utilisant pleinement son retour dexprience entant quOEM (Original Equipment Manufacturer)et en tant que prestataire de services dans le suiviet la maintenance des GMPP et MCG (mcanismesde commande de grappes), lusine sest spcialisedans la fourniture de pices de rechange. Celles-ciintgrent des amliorations constantes au niveaude la conception et de la fabrication.

La fabrication des quipements

4

SAVOIR PLUSDes moyens dessais imposantspour assurer sret et fiabilit des quipements.Lusine de Jeumont dispose de 2 boucles dessaispour tester les GMPP, 3 bancs dessais pour les jointsdarbres, 2 boucles dessais froid et une boucledessais chaud pour les MCG.

SAVOIR PLUSLes mcanismes de commande de grappes (MCG) :la fiabilit garantie pour les installations.

35

Un MCG est un vrin lectromagntiquerigoureusement tanche. Implant sur la partie suprieure du couvercle du racteur, il assure 3 fonctions essentielles : linsertion ou lextraction des barresde contrle du cur du racteur, le maintien de la barre de contrledans la position requise,

la chute des barres de contrle pargravit dans le cur du racteur encas darrt durgence. Lusine de Jeumont fournit les MCGde type L106, L106A, L106RL etfournira galement les mcanismesde commande de grappe desnouvelles gnrations de racteurs.

4

5

6

Halle dusinage des corps de pompes primaires.

Mcanismes de commande de grappes.

Usinage pices de joints sur tour numrique.

6

5

Quelques chiffres

Une cuve + un couvercle 1 450 MWe : 432 tonnes et 14 m de hauteur.

Un gnrateur de vapeur 1300 MWe : 460 tonnes et 22 m de hauteur.

Un pressuriseur 1 300 MWe : 117 tonnes et 13,50 m de hauteur.

129 km de tubes sur un seul gnrateur de vapeurde 1 450 MWe.

Un groupe motopompe primaire : 110 tonnes et 8 m de hauteur. 220 GMPP fabriqus ce jour et plus de 400 rviss.

Un mcanisme de commande de grappes : 180 pices et 6,5 m de hauteur. 4500 MCG fabriqus ce jour et 5000 inspects.

36

Plus de 3 000 personnes bases en France, en Allemagne et aux tats-Unis travaillent auservice des exploitants de centrales nuclaires.Ils disposent de la gamme de comptences la pluslarge au monde dans le domaine des services aux racteurs de types PWR, BWR et VVER et interviennent rgulirement dans 30 pays. Leurs prestations comportent des oprationsdinspection, dentretien courant et de main-tenance ainsi que des oprations de rparation,de remplacement de composants ou de mise niveau technologique de certaines installations.Ces oprations sont effectues conformmentaux rgles, codes et normes dictes par lesautorits de sret des diffrents pays et par lesexploitants.

Les inspections et les contrlesnon-destructifs

Ces inspections rglementaires concernent tous les quipements de la chaudire nuclaire etont pour objectif de vrifier la non apparition de dfauts dans les matriaux et structures de ces quipements. Elles rpondent des exigencesdfinies par les autorits de sret et par lesexploitants. Elles sont ralises lors des arrts dela centrale selon des priodicits pralablementdfinies par la rglementation. Elles font largementappel la robotique. Toute une gamme de mthodesde contrles non-destructifs ncessaires cesinspections sont mises disposition : contrlespar ultrasons, contrles par courants de Foucault,contrles radiographiques, examens visuels et tlvisuels, ressuage, test dtanchit, etc.

Les services nuclaires

Aprs leur mise en service et pendant

toute leur dure de vie, les centrales

nuclaires font lobjet doprations

dinspection et de maintenance

destines maintenir en permanence

leur haut niveau de sret et

leurs performances techniques.

Ces oprations sont effectues lors

des arrts de la centrale nuclaire

pour le rechargement en combustible

soit tous les 12, 18 ou 24 mois selon

les cas.

Linspection et la maintenance des centrales nuclaires

1 2

37

3

ARTUR, robot de maintenance utilis lors du remplacement de tuyauterie en environnement hostile.

Mise en place du robot de maintenanceARAMIS pour intervention sur gnrateurde vapeur.

Ralisation dappareils de radioprotection.

2

3

1

La mesure nuclaire : une large palette deservices

Cette activit assure la conception et la fabrication desinstruments et des systmes cls en main de mesure desrayonnements radioactifs. Elle dveloppe une largepalette de services : matriel de radioprotection,outils de mesure de laboratoire ou dquipements indus-triels. Elle opre principalement sur trois marchs :

la recherche fondamentale en physique nuclaire, les laboratoires danalyse (qui mesurent la radio-

activit pour la protection de lenvironnement, la sant...),

lindustrie nuclaire.

Les oprations dentretien, de rparation et de rnovation

Lors des arrts de la centrale, diffrents types doprations dentretien sont effectues. Il sagit,dune part, des oprations courantes ralises chaque arrt et, dautre part, des oprationsplus rares et ralises exceptionnellement aucours de la vie de linstallation, telles que lesrparations ou les remplacements de composants.

Les activits de maintenance ralises chaque arrt

Elles concernent les oprations courantes lies la prparation de la cuve du racteur poureffectuer le rechargement en combustible, lesdiagnostics de ltat du matriel destins prvenir les ventuelles dfaillances et les vri-fications du bon fonctionnement des quipe-ments mcaniques comme les robinets, vannes,pompes ou les quipements lectriques et lesystme de commande du racteur.

Les activits de rparation ou de remplacement de composants

Pour garantir un fonctionnement sr et performantde la centrale tout au long de son existence,des composants de la chaudire nuclaire peuventtre rpars ou remplacs. Il sagit essentiellementdoprations sur les gros composants qui requirentles connaissances et les savoir-faire du constructeurde centrales nuclaires.

Les activits de rnovation

Compte tenu de la dure de vie des centralesnuclaires, de lvolution des exigences de sretet des technologies, il est ncessaire deffectuerpriodiquement des oprations de remise niveau afin de disposer dune technologie toujoursdactualit, damliorer encore le niveau de sretet dvi ter l obsolescence des matr ie ls. Ces activits concernent aussi bien les matrielsmcaniques que les systmes lectriques et de commande du racteur.

38

4 5

Les services nuclaires

SAVOIR PLUS

39

Des oprateurs forms en permanences,des procds qualifisLes oprations sont effectues lintrieur du btiment racteur selon desprocdures trs strictes en matire deformation des oprateurs, de qualificationdes procds mis en uvre et de respectdes rgles de radioprotection. Tous lesoprateurs des services destins raliser ces oprations et tous lesprocds utiliss sont qualifis sousle contrle des autorits de sret et des exploitants. Les mthodes utilisessont valides dans des centres spcia-liss sur des maquettes lchelle 1 descomposants des centrales nuclaires afin de recrer lenvironnement de travailrel. Ces tests permettent en outre dassurer la formation des oprateurs etvrifier le bon droulement des oprationspralablement lintervention en centrale.6

Remplacement dun gnrateurde vapeur la centrale de Gravelines en France.

Amlioration du contrle commande, mise en place du systme TELEPERM XS la centrale nuclaire de Beznau en Suisse.

Entranement des quipes au CETIC (Chalon-sur-Sane,France) pour la rparation dassemblages combustibles.

5

6

4

Le traitement et le recyclage

du combustible us

Le traitement des combustibles uss respecte le

principe de base de la gestion des dchets, qui

consiste rcuprer les matires valorisables et

conditionner les dchets ultimes. Le traitement

permet de grer avec efficacit la fin du cycle du

combustible nuclaire. Choisie par la France et les

pays pour lesquels lutilisation optimale de lnergie

nuclaire est une priorit, cette solution est en

parfait accord avec les principes du dveloppement

durable dont lobjectif est de concilier la fois :

dveloppement conomique, quilibre social, respect

et protection de lenvironnement.

Le traitement offre un triple intrt :

il permet de recycler les matires nergtiques- uranium, plutonium - encore contenues dans le combustible us, dont 96 % sont valorisablessous forme de MOX.

il facilite lentreposage (provisoire) ou le stockage(dfinitif) des dchets non valorisables qui sontisols afin de rduire leur volume, et conditionnsgrce des techniques adaptes.

il permet de rduire par 10 la toxicit long termedes dchets ultimes et par 5 leur volume. Cesderniers sont conditionns comme des produitsindustriels suivant des spcifications techniquesprcises et approuves internationalement.

Le traitement lusine de La Hague

Lusine de traitement de La Hague a t mise enservice en 1966. Elle a depuis t constammentmodernise pour rpondre aux exigences de

ses clients, tout en satisfaisant des critres trsstricts de protection de lenvironnement.Ainsi, latelier de compactage des coques (ACC),rsultat dun important programme de recherche& dveloppement, a t mis en production en 2002.Les coques, embouts et dchets technologiquessont aujourdhui compacts et conditionns encolis standards.Les bnfices sont de trois ordres :

diminution par 5 du volume des dchetstraits,

optimisation de la manutention, du transportet de lentreposage,

accroissement de la rentabilit des oprations.Aujourdhui, lusine de traitement de La Hague se consacre essentiel lement au traitement des combustibles des racteurs eau lgre. Ltablissement assure un service industriel pourle compte de plus de 20 compagnies dlectriciteuropennes, dont EDF*, et japonaises.

42

Le traitement du combustible usUranium, plutonium, produits de fission : sparer, recycler, conditionner les composants du combustible us.

1


Atelier de dchargement sec de combustible. Usine de traitement des combustibles uss de La Hague, France.

Vue arienne de lusine de traitement des combustibles uss de La Hague, France.

Atelier de conversion et conditionnement du plutonium. Usine de traitement des combustibles uss de La Hague, France.

COMPRENDRE

Le plutonium est cr au cur des centrales.

Le plutonium est dorigineart i f ic ie l le. I l se forme parraction nuclaire partir de luranium uti l is commecombustible dans les racteurs.Au cours de cette raction,luranium 238 capture unneutron et se transforme enuranium 239. A son tour,luranium 239 transmute enneptunium 239. Ensuite, tous les deux jours, la moiti duneptunium 239 se transformeen plutonium 239.

43

1

2

3

3

2

Lingnierie nuclaireA l'origine, cette activit consistait concevoir, construire etdmarrer les installations de fin de cycle. Elle a ensuite dvelopp son savoir-faire, apportant aux oprateursmondiaux les services ncessaires ltude et la ralisations de nouvelles installations nuclaires, ainsi qu loptimisationdinstallations existantes. Le mtier dingnierie se dcline en quatre axes :

Ingnierie de procds : industrialisation des procds mis aupoint par les centres de recherche et dveloppement des procds existants pour les adapter des paramtres spcifiques.

Ingnierie de ralisation : conception, ralisation et mise en servicedes installations industrielles.

Ingnierie de services : assistance aux exploitants dans les volutions des installations en fonctionnement.

Ingnierie dassainissement et de dmantlement : accompa-gnement des oprateurs, de la mise larrt dfinitif de linstallation la restauration du site, en passant par les oprations dassainissement et de dmantlement.

A chaque produit isol sa destination

Aprs avoir sjourn dans les piscines des rac-teurs des centrales nuclaires, les combustiblesuss poursuivent leur dsactivation en piscinependant 5 8 ans lusine de La Hague. Passcette priode, les assemblages sont sortis de leauet cisaills en tronons de quelques centimtres,ce qui permet den extraire le matriau nuclairepar dissolution dans lacide. Grce des solvants, les produits de fission, le plutonium et luranium sont spars. Luraniumest concentr sous forme de nitrate liquide puisexpdi soit vers lusine COMURHEX-Pierrelatteen vue dune reconversion en UF6, soit verslusine TU5, galement situe Pierrelatte, en vuede sa transformation en oxyde pour un recyclageultrieur. Le plutonium est conditionn sousforme doxyde en botes tanches.

Il peut ainsi tre recycl et intgr dans la fabricationde nouveaux lments combustibles (MOX :combustible oxyde mixte uranium-plutonium).Quant aux dchets, ils font lobjet de condition-nements spcifiques, en colis standards approuvsinternationalement par les autorits de sret, en fonction de leur nature et de leur radioactivit.

Retour des produits issus du traitement leurs propritaires

Les socits clientes qui envoient leurs combus-tibles uss pour traitement l'usine de La Hagueen restent propritaires. Les contrats de traitementprvoient que les parties non-rutilisables ducombustible trait soient conditionnes sousforme de rsidus ultimes et retournes leurspropritaires. Cette opration seffectue laidede moyens de transport spcifiques terrestres oumaritimes.

44

Le traitement du combustible us

1

2

3

Piscine dentreposage des combustibles uss.Usine de traitement des combustibles uss de La Hague, France.

Oprateurs utilisant des tlmanipulateurs.Usine de traitement des combustibles uss de La Hague, France.

Retour de rsidus vitrifis au Japon.

Transport demballages de combustibles uss.

4

45

Transport et entreposage des matires radioactives : lexigence de sretCette activit assure la conception et la ralisation d'em-ballages spciaux, le transport des matires nuclaireset leur entreposage. AREVA dveloppe des solutionssur mesure pour des clients internationaux, dans unsouci permanent de scurit des personnes, de sretdes transports et de protection de l'environnement.

Tlmanipulation et robotiqueLes oprations effectues lusine de La Hague peuvent se dcomposeren trois tapes : la rception et lentre-posage des combust ibles avanttraitement, le traitement proprement ditet le conditionnement des dchets.Compte tenu de la forte radioactivitdes combustibles uss, les contraintesde scur i t et de protect ion dupersonnel et de lenvironnement sonttrs svres. Toutes les manipulations,toutes les oprations mcaniques ouchimiques sont effectues distance,par tlmanipulation ou robots deconduite.

SAVOIR PLUS

1 2

3

4

Un gramme de plutonium 239 peut gnrerautant dlectricit que plus dune tonne deptrole. Fissile, ce produit peut jouer dans un combustible MOX (mlange doxydes d'ura-nium et de plutonium) le rle que tient le 235U dansun combustible neuf. Cest pourquoi, le pluto-nium rcupr dans les combustibles uss entredans la composition des combustibles MOX. Lerecyclage du plutonium dans les combustibleMOX permet :

de diminuer la quantit et la toxicit desdchets : le plutonium, composant important dela radiotoxicit du combustible, est consommau lieu dtre stock,

dconomiser les ressources naturelles : gaznaturel, uranium.

Le MOX, un combustible dont le plutonium est le matriau fissile

En France, le combustible MOX est fabriqudans lusine de MELOX. Situe dans le dpartementdu Gard, elle occupe la place de leader mondialpour la production de combustible MOX. Le MOX contient de 5 11 % doxyde de pluto-

nium mlang loxyde duranium appauvri (UO2) en provenance de lusine TU2 Pierrelatte. Lestechniques de fabrication utilises sont similaires celles mises en uvre pour la production ducombustible nuclaire conventionnel. Commepour le combustible base duranium enrichi, lecombustible MOX est form de pastilles introduitesdans des crayons pour constituer les assem-blages combustibles. Seulement, les diversesoprations doivent tenir compte de contraintesde sret et de scurit spcifiques. Compa-rable au combustible luranium enrichi en termede comportement en racteur, le MOX est utiliscommercialement depuis de nombreuses annesen Europe dans les racteurs eau lgre :1982 en Allemagne, 1985 en Suisse, ou 1987 enFrance. 35 racteurs europens fonctionnentaujourdhui avec du combustible MOX. En France,EDF* utilise du combustible MOX dans 20 rac-teurs sur les 28 techniquement adapts pourrecevoir ce type de combustible. Au Japon, leslectriciens ont prvu de charger 16 18 deleurs racteurs avec ce combustible. Dans lecas franais, les assemblages MOX constituent30 % du cur du racteur, les 70 % restants tant

46

Valoriser les matires nergtiques rcupres par le traitement

Le recyclage du combustible us

Le traitement permet de rcuprer

le plutonium, qui possde la proprit

dtre fissile. Son utilisation pour la

fabrication de combustible MOX valorise

son important potentiel nergtique.

Lors des oprations de traitement, on

rcupre galement de luranium qui

contient encore environ 1 % de 235U dont

une partie est recycle. Le reste est

entrepos sous une forme stable.

Il pourra tre nouveau enrichi lorsque

les conditions du march le justifieront.1


des assemblages contenant de luranium enrichi.Les technologies mises en uvre par AREVAdans la fabrication du MOX peuvent aussi tre utili-ses pour concourir un objectif de dsarmement.Ainsi, dans le cadre des accords internationauxde dsarmement, les tats-Unis et la Russie onttous deux pris la dcision de recycler une partie(68 tonnes) de leur plutonium militaire dclar enexcs sous forme de combustible MOX.

47

Hall de fabrication des assemblages combustibles MOX. Contrle final de lassemblage.MELOX, France.

Presse pastille MOX.

Assemblage combustible MOX.

1

2

3

2

3

Les dchets isols lors des oprations de traitementsont conditionns sur le site mme de lusine de La Hague,en ligne, cest--dire au fur et mesure de leur sparation. Les produits de fissionet les actinides mineurs ainsi que les lments destructure des assemblages sont conditionnsdans des colis standard de dchets.

La vitrification

Des produits de fission (strontium, csium) etdes actinides mineurs (neptunium, amricium)se forment pendant le sjour du combustibledans le racteur. Une fois isols, ils concentrentdans un faible volume la quasi-total i t de la radioactivit du combustible us. Ces produitsnon recyclables constituent des dchets ultimes. Ils sont incorpors dans du verre, qui est ensuitecoul dans des conteneurs tanches en acier inoxydable. Les conteneurs sont alors placsdans des puits ventils avant dtre retourns leurs propritaires, les compagnies d'lectricit.La vitrification permet dimmobiliser les produitsde fission de faon durable, car le verre est insoluble dans leau et reste inerte au contact desagents physico-chimiques naturels.

Le compactage

Les matriaux de structure du combustible,galement non recyclables, sont classs dchetsde moyenne activit. Appels coques et embouts,ces dchets sont compacts sous forme degalettes et placs dans des conteneurs de mmetype que ceux uti l iss dans les ateliers de vitr i f ication. Cette standardisation faci l i te les oprations de manutention, de transport et de stockage.

Le stockage

Le conditionnement des dchets a t conu de faon offrir de trs hautes performances pour leur futur stockage. La dure de vie dunconteneur de verre, par exemple, est compriseentre 100 000 et 10 000 000 dannes. Grce ces caractristiques exceptionnelles et larduction de volume, lentreposage des dchetsest facilit et peut, si ncessaire, senvisagerpendant plusieurs sicles en recourant aux technologies dj labores.

48

Des colis de dchets standardiss, pour des priodes et des niveaux dactivit diffrents

Le conditionnement des dchets

Les tapes du c yc l e du

combustible gnrent des

dchets radioactifs de faible,

moyenne et haute activit, dont

la dure de vie est variable.

Le traitement du combustible

nuclaire us, qui spare

les diffrents composants,

simplif ie la mise en uvre

de conditionnements et de

solutions de stockage adapts

chaque cas. 21

SAVOIR PLUS

Depuis le dbut des oprations detraitement en 1966, le volume deseffluents et des dchets issus dutraitement du combustible us a tconstamment rduit. Aujourdhui, letraitement dune tonne de combustibleus gnre moins de 0,5 m3 de dchetsde haute ou moyenne activit. Sans les oprations de traitement et derecyclage, le combustible us estconsidr comme un dchet et stocken ltat, ce qui reprsente un volumede dchets de haute activit stockerdenviron 2 m3. La toxicit des dchetsultimes est divise par 10 avec letraitement. De nouveaux progrs sontattendus dans les prochaines annes.

Rduire le volume et la toxicit des dchets ultimes

49

Colis standards de verres et dchets compacts.

Coule de verre dans un atelierde vitrification.

Presse de compactage.

Coques cisailles avant compactage.

1

2

3

4

4

3

50

Les socits du groupe sont impliques depuisplus de vingt ans dans des oprations dedmantlement, au sein de leurs propresinstallations du cycle du combustible ainsique sur divers sites en France et linternational.En alliant lexprience dexploitant nuclaire etle savoir-faire des socits spcialises dansles di ffrents mtiers du dmantlement,AREVA met la disposition des oprateursnuclaires une expertise unique au mondepour les accompagner dans leurs projets de dmant lement et d assa in issement . Cette complmentarit permet dintervenirefficacement sur lensemble des projets, depuisla dfinition de scnarios, les tudes de sretet lobtention des autorisations rglemen-taires, jusqu la ralisation des travaux et lagestion des dchets. A ce jour, plus dune trentaine de dmantle-ments dinstallations nuclaires ont t menes.AREVA propose son savoir-faire en matire

de dmentlement dans le monde entier :Hanford (USA), Dounreay (Grande-Bretagne),Tchernobyl (Ukraine), Brennilis (France) ainsi quele SNLE Le Redoutable.

Quelle que soit leur nature, les installations

industrielles arrivent un jour ou lautre en

fin de vie. Rendues obsoltes par

lvolution des technologies, elles sont

arrtes pour laisser place dautres

modes de production. Les propritaires de

ces installations en restent responsables

et se doivent de prendre en charge leur

devenir. Lenjeu est dliminer les

pollutions rsiduelles gnres pendant

lactivit passe pour, terme, permettre

une rutilisation du site.1

Assainissement et dmantlement

1

2

3

Dmantlement du racteur rapide au sodium, Dounreay (Grande-Bretagne).

Oprations de mise larrt dfinitif sur le site de Marcoule, France.

Site de Hanford (USA).

Lalliance unique dexploitants nuclaires et de spcialistes du dmantlement

51

2

Les installations deMarcoule

Lusine UP1 de Marcoule a t la premireusine de traitement des combustiblesuss. Son dmantlement a dbut en1998. Lobjectif est de transformer lesinstallations en locaux usage conventionnelou en ICPE (Installation Classe pour laProtection de lEnvironnement). Si lestechniques mises en uvre sont djconnues pour la plupart, leur application lchelle dun site industriel reprsenteun enjeu important. Du fait mme de sonenvergure, le dmantlement de lusine deMarcoule constitue une premire mondiale.Le dmantlement comporte troisprogrammes :

Mise lArrt Dfinitif (MAD)Le but est dvacuer les matires nuclairespuis deffectuer un assainissement desinstallations.

Surveillance et Dmantlement (DEM)Le dmantlement consiste dmonter etdconstruire les quipements les pluscontamins en adaptant les systmes de confinement lactivit rsiduelle.

Reprise et Conditionnement desDchets (RCD)Ce programme consiste trier et recon-ditionner divers dchets pour lesquels ilnexistait pas auparavant de solution tech-nique ou de filire dvacuation, de manire les mettre en conformit avec desexigences de sret long terme.

SAVOIR PLUS

Le site de Hanford (USA)Le groupe AREVA intervient sur plusieursaspects de lassainissement de ce grand sitemilitaire : assainissement de cellules et depiscines, caractrisation et stabilisation dedchets radioactifs, fourniture de systmes de traitement deffluents liquides.

Comment sorganise lassainissement dun site industriel nuclaire ?

Les autorisations rglementaires Avant le dbut des travaux, le dmantlement projet doit tre dfini avec prcision. Le planning gnral des oprations est tabli sousla responsabilit de lexploitant nuclaire, de mme que la description des mesures de sret retenues. Ces lments sont soumis auxautorits de sret. Chaque tape fait lobjet dun dcret dautorisation spcifique.

Larrt dfinitif des installations Cette phase consiste vacuer les matires nuclaires puis effectuer un assainissement des installations jusqu un tat radiologiquepermettant deffectuer le dmantlement dans les meilleures conditions. Les oprations de mise larrt dfinitif permettent aussi dallger les mesures de surveillance des installations jusquau dmarrage des travaux de dmantlement.

Le dmantlement proprement dit Dans cette phase, les quipements de production sont dmonts et les locaux dcontamins. Gnralement, les ateliers dits supports (traite-ment des effluents et conditionnement des dchets) ne sont pas arrts, puisquils continueront tre utiliss pendant toute la priode des travaux.

Lassainissement du site Lorsque lopration ne se limite pas quelques installations mais concerne un site industriel dans sa globalit, il peut tre ncessairede procder lassainissement de diverses zones du site, notamment celles ayant t utilises pour entreposer des matires ou dchetspendant la priode dexploitation.

COMPRENDRE

3

52

Actinide(voir aussi Transuraniens) lment chimique dont le noyau contientplus de 88 protons. Ce sont dans lordre,lactinium, le thorium, le protactinium,luranium et les transuraniens. On appellesouvent actinides mineurs le neptunium,lamricium et le curium.

AIEAAgence Internationale de l'Energie Atomique.Organisation internationale sous contrlede lONU, son rle est de favoriser lutili-sation pacifique de lnergie nuclaire etde contrler que les matires nuclairesdtenues par les utilisateurs ne sont pasdtournes pour des usages militaires.

CurRgion dun racteur nuclaire fissioncomprenant le combustible nuclaire etagence pour tre le sige dune ractionde fission en chane.

CoquesMorceaux de tubes dune longueur de 3 cm environ issus du cisaillage en usinede traitement des gaines mtalliques (lescrayons) ayant contenu le combustibledes centrales nuclaires.

DescenderieGalerie incline, partant de la surface,qui donne accs aux infrastructures etaux galeries d'exploitation souterraines. Elleest emprunte par les vhicules de transportdu personnel et les engins miniers.

Isotopelments dont les atomes possdent lemme nombre dlectrons et de protons,mais un nombre diffrent de neutrons. Il existe, par exemple, trois isotopes duranium : 234U (92 protons, 92 lectrons,142 neutrons), 235U (92 protons, 92lectrons, 143 neutrons), 238U (92 protons,92 lectrons, 146 neutrons). Un lmentchimique donn peut donc comprendreplusieurs isotopes diffrents par leurnombre de neutrons. Tous les isotopes dunmme lment ont les mmes propritschimiques, mais des proprits physiquesdiffrentes (masse en particulier).

Plutoniumlment de numro atomique 94 et desymbole Pu. Le plutonium 239, isotopefissile, est produit dans les racteursnuclaires partir duranium 238.

Radioactivitmission, par un lment chimique, dunflux dondes lectromagntiques et/oude particules, ayant pour origine unemodification dans larrangement de sonnoyau ; lmission peut tre spontane(radioactivit naturelle de certains atomesinstables) ou induite (radioactivit artificielle).

Transuraniens(voir aussi Actinides) Elments chimiques dont le noyau contientplus de protons que celui de luranium. Lespremiers transuraniens sont, dans lordrecroissant, le neptunium, le plutonium,lamricium et le curium.

Uraniumlment chimique de numro atomique 92et de symbole U, possdant trois isotopesnaturels : 234U, 235U et 238U. 235U est le seulnuclide fissile naturel, une qualit quiexplique son utilisation comme sourcednergie.

Lexique

AREVA - Direction de la Communication - Mars 2004Conception et ralisation : Nouvelle Approche groupe Victor

CRDITS PHOTOS : P. Bauduin A. Bianci Y. Geoffray E. Joly R. Leenhardt G. Liesse C. Pauquet J.-L. Peyromaure R. Quatrain J.-C. Rey Robert Studio AVE Studio Pons F. Watbled W. Wright P. Berenger Black Box Images CAMECO J.-C. Carisey E. Cervo Dark Horse Studio J.-C. Grelier G. Hallary

S. Jezequel P. Lefevre P. Lessage F. Pitchal J. Roux J.-M. Taillat EDF/J.-C. Raoul MAGNUM/ H. Gruyaert DR Illustrations 3 D : Raimbault Philippe

Etchart Julio / Still Pictures / BIOS.

Lnergie nuclaire dans le monde

1

*Source : nergie dans le monde,

bilan et perspectives Les ditions de Physique

SAVOIR PLUSAu cours de notre sicle, la population mondiale atteindravraisemblablement 10 milliards dindividus et la demandedlectricit devrait crotre de plus de 80 % entre 2000 et 2020. Pour satisfaire ces besoins gigantesques, nous naurons pas trop de toutes les sources dnergie.

50 ans aprs la mise en services du premier racteur, le nuclaire se

place au quatrime rang des sources d'nergie primaire, aprs le ptrole,

le charbon et le gaz. En 2002, on comptait 441 racteurs en

fonctionnement dans le monde. Les Etats-Unis totalisaient eux seuls

104 racteurs pour un total de 100 000 MWe, soit environ un quart de

la capacit mondiale. L'lectricit d'origine nuclaire reprsente 78 % de la

production d'lectricit en France, 57 % en Belgique, 46 % en Sude, 40 %

en Suisse, 39 % en Core du Sud, 34 % au Japon, 30 % en Allemagne,

30 % en Finlande, 26 % en Espagne, 22 % en Grande-Bretagne, 20 % aux

Etats-Unis, 16 % en Russie 32 racteurs sont en construction dans

le monde, dont 21 en Asie.

(Source : Nuclear Power statistics for 2002, Agence Internationale de lEnergie Atomique) 2

Prs de 360 000 mgawatts installs

Centrale nuclaire de Saint-Laurent-des-Eaux (France).

Ville de Tokyo (Japon).

Centrale nuclaire de Daya Bay (Chine).

Pollution sur la ville de Mexico.

1

2

3Scurit dapprovisionnement et comptitivit

Aujourdhui, environ 75 % de lnergie est produiteen utilisant des combustibles fossiles. Au rythmeactuel de consommation, il reste pour environ 40 ans de ptrole, 56 ans de gaz naturel et197 ans de charbon*. Il faut souligner aussi que 80 % des routes ptrolires connues sont au Moyen-Orient et 50 % des futures routes du gaz traversent des rgions politiquement peu stables.Autant de facteurs qui plaident en faveur dune plus grande plural i t nergt ique, dans laquelle lnergie nuclaire a toute sa place.En effet, les gisements duranium exploits dansdiffrentes rgions du monde et les stocks existantsgarantissent une scurit dapprovisionnement long terme.Le recours l'nergie nuclaire permet galementd'viter d'ventuelles importations de combustiblesfossiles si le pays nen dispose pas sur son sol,ce qui reprsente de relles conomies. Dautrepart, il permet dobtenir un cot de lnergiecomptitif, mme dans des conditions de marchdrgul, et face des prix parfois bas des ner-gies fossiles. Il permet surtout de garantir des prixstables sur le long terme, indpendant des varia-tions erratiques des cours du ptrole (du fait dufaible poids que reprsente la matire premire

nergtique dans le cot du kWh d'originenuclaire). Enfin, la comptitivit du nuclairesera invitablement renforce quand seront misesen place les modalits (taxe

pdf savoir cycle nuc vf

Documents