Les centrales nucléaires produisent principalement de l’électricité grâce à un processus appelé fission nucléaire, dans lequel les noyaux des atomes sont divisés pour libérer une quantité importante d’énergie. Voici une explication simplifiée du fonctionnement d'une centrale nucléaire :
1. Réacteur nucléaire :Le cœur de la centrale nucléaire abrite le réacteur nucléaire, où se produit la réaction de fission. Les barres de combustible à l'uranium, qui contiennent des atomes d'uranium fissiles, sont disposées dans une structure en treillis à l'intérieur du réacteur.
2. Réaction de fission :des neutrons sont projetés dans le combustible à l'uranium, provoquant la division de certains atomes d'uranium en atomes plus petits, libérant ainsi une grande quantité d'énergie thermique et davantage de neutrons dans une réaction en chaîne.
3. Transfert de chaleur :La chaleur produite dans le cœur du réacteur est transférée à l’eau, qui agit comme liquide de refroidissement. L'eau chauffée, appelée liquide de refroidissement primaire, s'écoule dans des tuyaux entourant les barres de combustible.
4. Génération de vapeur :Le liquide de refroidissement primaire s'écoule vers un échangeur de chaleur, où il transfère sa chaleur à une boucle d'eau secondaire. Cette eau se transforme en vapeur à haute pression lorsqu’elle traverse l’échangeur thermique.
5. Activation de la turbine :La vapeur haute pression provenant de l'échangeur de chaleur est dirigée vers les aubes de la turbine, les faisant tourner rapidement. Au fur et à mesure que la vapeur se dilate dans la turbine, son énergie cinétique est convertie en énergie mécanique.
6. Production d'électricité :La turbine en rotation est connectée à un générateur qui convertit l'énergie mécanique de la turbine en énergie électrique par induction électromagnétique. Le générateur produit de l’électricité en courant alternatif (AC), qui est ensuite distribuée au réseau électrique.
Turbines géothermiques :
Les turbines géothermiques produisent également de l'électricité mais utilisent l'énergie thermique présente sous la surface de la Terre. Voici un aperçu du fonctionnement des turbines géothermiques :
1. Réservoir géothermique :Au plus profond de la Terre, il existe des réservoirs d'eau chaude ou de vapeur, souvent à proximité de zones volcaniques ou de limites de plaques tectoniques. Ces réservoirs naturels servent de source de chaleur aux turbines géothermiques.
2. Fluide géothermique :Des puits sont forés profondément dans la terre pour accéder à l'eau chaude ou à la vapeur du réservoir géothermique. Ce fluide est extrait et remonté à la surface par des canalisations isolées.
3. Séparation des fluides :Si le fluide géothermique est un mélange d'eau et de vapeur, il est envoyé vers un séparateur où les deux composants sont séparés. La vapeur est ensuite dirigée vers la turbine, tandis que l'eau est réinjectée dans le réservoir.
4. Activation de la turbine :La vapeur haute pression provenant du séparateur est dirigée vers les pales de la turbine, les faisant tourner rapidement. L'énergie cinétique de la vapeur est convertie en énergie mécanique lors de sa expansion dans la turbine.
5. Production d’électricité :La turbine tournante est connectée à un générateur, semblable aux centrales nucléaires. L'énergie mécanique de la turbine est convertie en énergie électrique par induction électromagnétique au sein du générateur. L’électricité produite est ensuite injectée dans le réseau électrique pour être distribuée.
En résumé, les centrales nucléaires utilisent le processus de fission nucléaire pour générer de la chaleur et produire de la vapeur, qui entraîne une turbine connectée à un générateur pour produire de l'électricité. Les turbines géothermiques exploitent la chaleur naturelle de l’intérieur de la Terre pour créer de la vapeur, qui est ensuite utilisée pour faire tourner une turbine et produire de l’électricité. Les deux technologies génèrent de l’électricité grâce à la conversion de l’énergie thermique en énergie mécanique puis en énergie électrique.
