Que d'eau, que d'eau.....

6 Avril 2011

La catastrophe en cours au Japon, mais aussi quelques «incidents» survenus dans d’autres centrales, notamment celle du Blayais, ont montré que l’un de principaux points faibles des installations est le refroidissement des réacteurs, particulièrement ceux qui sont dépourvus de tours de réfrigération et puisent leur eau directement dans la mer ou un cours d’eau.

Petit exemple: La centrale de Bugey.

Cette centrale est installée sur la rive droite du Rhône, et comporte quatre réacteurs de 900 MWe ( MW électriques ).

Les réacteurs 2 et 3 sont refroidis directement par l’eau puisée dans le fleuve. Les réacteurs 4 et 5 sont équipés de tours de réfrigération, et ne puisent donc dans le fleuve que l’eau nécessaire à la compensation des pertes de vapeur d’eau des tours.

Le rendement des réacteurs est d’environ 35%.

Donc pour obtenir 900 MWe, il faut dissiper  1 671 MW thermiques.

Soit 3342 MW thermiques pour les deux réacteurs 2 et 3.

Par arrêté Préfectoral, la centrale est autorisée à dissiper cette puissance dans le fleuve, à condition que le réchauffement de l’eau ne dépasse pas 7,5 °C ( un peu moins en été).

Le manuel du petit thermicien nous apprend que la capacité thermique massique ( chaleur spécifique) de l’eau liquide est 4 186 J/Kg/°K.

Un simple règle de trois montre que le débit de l’eau de refroidissement doit être de 106 m3/seconde !

Exactement le débit moyen de la Marne, ou la moitié du débit moyen de la Seine à Maison Alfort !!

La valeur réelle indiquée dans les relevés du Bugey est 86 m3/s en moyenne, les réacteurs ne fonctionnent pas toujours à la puissance max.

Avec un débit aussi extraordinaire, on imagine aisément les difficultés à surmonter et la puissance des pompes nécessaires.

Pour pomper cette eau et la forcer dans le circuit de refroidissement, la puissance nécessaire dépend en premier lieu de la hauteur.

Pour une dénivelée de 10 m, il faut au moins 10 MW !!!

On comprend mieux pourquoi les équipements à refroidir sont la plupart du temps en dessous du niveau moyen de l’eau du fleuve.

Dans une telle installation il y aura donc une grande vulnérabilité aux risques d’inondations. Si des précautions extrêmes ne sont pas prises pour faire barrage à l’eau, les circuits de commande des pompes seront noyés immédiatement et le refroidissement arrêté.

Si, par-dessus le marché, le réacteur ne peut pas être arrêté, c’est près de 3000 MW qui se dissipent dans l’enceinte de confinement qui contient la cuve et les générateurs de vapeur.

Les conséquences sont celles que l’on peut voir à Fukushima.

Ces installations comportent une autre vulnérabilité, qui est l’alimentation en énergie électrique. En effet, la formidable puissance des pompes nécessite une alimentation par une ligne spéciale à haute tension.

Une défaillance de cette ligne, ou de la station de commutation, entraîne l’arrêt des pompes principales.

Si le réacteur peut être arrêté, les pompes de secours peuvent suffirent à refroidir le réacteur arrêté ( ces réacteurs, même arrêtés, continuent à chauffer ) , grâce à des groupes électrogènes.

Ce fut le cas à la centrale du Blayais, où les groupes électrogènes ont dû fonctionner trois heures de suite pour relayer la ligne Haute tension défaillante….On imagine les conséquences si ces groupes n’avaient pas fonctionné…

Revenons au Bugey.

Les deux autres réacteurs, 3 et 5, sont refroidis par des tours réfrigérantes. Ils ne puisent dans le Rhône QUE  4 m3/s, soit la quantité nécessaire pour compenser la perte de vapeur d’eau qui s’échappe en haut des tours.

Le problème du pompage est donc très différent, on peut envisager de placer les installation à une plus grande hauteur, à l’abri des inondations.

On peut également choisir un site qui ne soit pas nécessairement au bord de la mer ou d’un fleuve important.

Le système des tours réfrigérantes paraît donc LA solution contre beaucoup d’ennuis.

Mais il y a deux inconvénients:

C’est notablement plus cher…

C’est trop visible dans le paysage….

Il faut donc faire des choix. Décider quel prix on est prêts à payer pour la sécurité, et quelles atteinte esthétiques à l’environnement sont acceptables.