Les problèmes rencontrés dans les centrales nucléaires en cas de canicule
Une canicule, au sein d’une centrale nucléaire, peut avoir des conséquences à plusieurs niveaux :
Conséquences sur la production
Pour refroidir les réacteurs et les piscines de stockage du combustible usé, les centrales nucléaires ont besoin d’eau froide. Lors d’une canicule, le niveau des cours d’eau et de la mer peut baisser, et cela peut entraîner une réduction de la production d’électricité.
Les centrales nucléaires situées à proximité d’un fleuve sont les plus concernées par cette problématique. En effet, elles fonctionnent en circuit ouvert : l’eau utilisée pour le refroidissement est directement rejetée dans le cours d’eau.
Conséquences sur la sûreté
En cas de canicule, les centrales nucléaires sont conçues pour fonctionner dans des conditions extrêmes. Toutefois, des températures élevées peuvent mettre à rude épreuve les équipements de refroidissement et engendrer des défaillances. Dans certains cas, cela peut entraîner une perte de refroidissement du rédacteur, avec un risque de fusion du cœur.
L’Autorité de Sûreté Nucléaire (ASN), en charge de la surveillance des installations nucléaires, a mis en place des mesures spécifiques pour garantir la sûreté des centrales lors des canicules :
- surveillance renforcée des températures ;
- seuil de température au-delà duquel la production doit être réduite ou suspendue ;
- procédures d’urgence en cas de défaillance.
Importance du groupe diesel de secours
Les groupes électrogènes de secours (GES) sont indispensables à la sûreté des centrales nucléaires. En cas de perte d’alimentations électriques externes, ils assurent le maintien de l’alimentation électrique des systèmes de sauvegarde, nécessaires pour refroidir le réacteur et le combustible usé.
En cas de canicule, ces systèmes peuvent surchauffer et ne plus être opérationnels. La brumisation peut être utilisée pour limiter les risques de défaillance des GES et garantir leur disponibilité.
Comment refroidir une centrale nucléaire en cas de canicule ?
Pour refroidir une centrale nucléaire en cas de canicule, il existe plusieurs solutions :
Augmenter la capacité des systèmes de refroidissement
La solution la plus simple consiste à augmenter la capacité des systèmes de refroidissement existants. Cela peut se faire :
- en ajoutant de nouveaux échangeurs de chaleur ;
- en augmentant la taille des circuits d’eau.
Utiliser la brumisation
Cette technique permet de refroidir le flux d’air traversant les échangeurs thermiques assurant le refroidissement des moteurs des GES. Souvent, elle est utilisée pour le refroidissement des groupes électrogènes de secours.
Réduire la puissance de la centrale
En cas de canicule, on peut aussi réduire la puissance de la centrale pour limiter la quantité de chaleur à évacuer :
- en fermant certains réacteurs ;
- en réduisant la puissance des réacteurs restants.
La brumisation : une solution indispensable pour les centrales nucléaires en cas de canicule
Une solution essentielle pour limiter les risques
La brumisation est une technique qui consiste à vaporiser de l’eau en fines gouttelettes qui vont se vaporiser au contact d’un air sec. Le changement d’état de l’eau (de phase liquide à phase gazeuse) entraîne une réaction adiabatique bien connue en thermodynamique, ayant pour effet d’absorber des calories et de réduire la température de l’air. Lors d’une canicule dans une centrale nucléaire, elle permet de refroidir le flux d’air traversant les échangeurs thermiques assurant le refroidissement des moteurs des GES.
En cas de canicule, la brumisation est une solution essentielle pour limiter les risques pour la sûreté et la production. Concrètement, elle permet de :
- refroidir les groupes électrogènes de secours, qui sont essentiels à la sûreté en cas de perte d’alimentations électriques externes ;
- refroidir les systèmes de refroidissement principaux, en cas de baisse du débit d’eau disponible ;
- refroidir les piscines de stockage du combustible usé, qui contiennent des éléments radioactifs qui doivent être maintenus à basse température.
Avantages de la brumisation pour les centrales nucléaires
La brumisation offre plusieurs avantages pour les centrales nucléaires :
- Efficacité : elle assure un refroidissement efficace des équipements électriques ;
- Flexibilité : une variété d’équipements électriques peuvent être refroidis ;
- Coût : elle est relativement peu coûteuse comparé à d’autres solutions.
En s’appuyant sur sa connaissance des aéroréfrigérants et de la haute pression, AX System a développé des solutions de brumisation fiables et performantes (refroidissement adiabatique des aéroréfrigérants). Ces solutions répondent aux besoins des centrales nucléaires en cas de canicule.
Une solution pour les power plants
La brumisation peut aussi être utilisée pour refroidir les échangeurs thermiques des power plants, notamment les centrales thermiques (gaz, incinération, biomasse). Les power plants sont aussi susceptibles d’être touchés par les canicules, entraînant une augmentation de la température de l’eau de refroidissement et une baisse du débit d’eau disponible.
Nos solutions de brumisation évitent donc de surdimensionner les échangeurs thermiques pour anticiper les éventuelles périodes de canicule.
