Qu’est-ce que la fission nucléaire ?

Adeline M

La fission nucléaire, qu’est-ce que c’est au juste ? En France, l’énergie nucléaire représente plus de 70 % de la production d’électricité. Le développement du parc nucléaire français a permis au pays de réduire sa dépendance aux énergies fossiles, telles que le pétrole ou le charbon. Désormais, elle fournit en électricité de nombreux pays européens. Mais, sachez-le, tout cela repose sur un seul phénomène physique, la fission nucléaire. Voici son principe et la manière dont elle permet de produire de l’énergie.

La France et l’énergie nucléaire

Le pays possède l’un des parcs nucléaires les plus importants au monde. Ce fort développement est expliqué par l’absence ou la trop faible quantité de ressources fossiles, comme le pétrole, le charbon ou le gaz. Suite aux différents chocs pétroliers dans les années 70 et à la rareté des ressources sur son territoire, la France s’est tournée vers la prometteuse énergie nucléaire, qui fonctionne grâce au principe de la fission nucléaire.

L’électricité produite par toutes les centrales nucléaires, notamment grâce à la fission nucléaire, est injectée dans le réseau de distribution, pour alimenter les foyers et les industries.

N’émettant aucun effet de serre, l’énergie nucléaire génère de fortes puissances, ce qui permet d’alimenter tout le pays et les voisins européens. Cette électricité a aussi l’avantage d’être très compétitive en termes de tarifs.

Elle a néanmoins des inconvénients. Le problème du traitement des déchets radioactifs est l’un des inconvénients majeurs. L’autre problème attaché aux centrales nucléaires concerne la durée d’utilisation des réacteurs, environ 40 ans, pour une sureté optimale. En France, les centrales sont contrôlées tous les 10 ans. Ceci permet de vérifier qu’elles ne représentent aucun risque et qu’elles répondent aux normes de réglementation très strictes concernant leur mode de fonctionnement, qui passe notamment par la fission nucléaire.

Le principe de l’énergie nucléaire, un processus qui repose sur la fission nucléaire

L’énergie nucléaire est produite par les centrales dédiées. Comme les centrales thermiques classiques, elles sont équipées d’un foyer (le réacteur), d’un générateur de vapeur, d’une turbine, d’un alternateur et d’un transformateur. La centrale nucléaire se compose de 3 circuits indépendants : primaire, secondaire et de refroidissement.

Le réacteur nucléaire, un élément clé

Le réacteur nucléaire est le foyer de la centrale. C’est ici que la chaleur est produite afin de générer la vapeur qui va entraîner les éléments des différents circuits. Pour ce faire, la centrale utilise la fission nucléaire. En quelques mots, la fission nucléaire consiste à faire éclater les noyaux d’atomes d’uranium pour produire une grande quantité d’énergie. La chaleur intense va faire monter en température l’eau qui entoure le réacteur, jusqu’à ce qu’elle atteigne les 300 °C. Maintenue sous pression, à environ 155 bars grâce au pressuriseur, elle ne bout pas. La chaleur obtenue est ensuite transmise au circuit secondaire.

Le générateur de vapeur

Dans le circuit secondaire, le générateur de vapeur est l’élément qui va permettre de créer du gaz. L’eau chaude du premier circuit (réacteur) va faire monter en température l’eau de cet équipement. Le liquide va bouillir et dégager de la vapeur. La pression générée va ensuite faire tourner la turbine qui est couplée à l’alternateur.

La turbine et l’alternateur

Couplés l’un à l’autre, la turbine et l’alternateur sont la dernière étape qui permet de produire de l’électricité. En tournant, la turbine entraîne l’alternateur qui va ainsi générer un courant alternatif.

Le transformateur

Grâce au transformateur électrique, le courant électrique alternatif généré par l’alternateur est élevé. Ceci va permettre de le transporter à travers les lignes de très haute tension.

Le circuit de refroidissement

À la sortie de la turbine, la vapeur est dirigée vers le condensateur. Ce dernier contient de l’eau froide en provenance du fleuve ou de la mer. Ce liquide passe d’abord dans les tours aéroréfrigérantes, ces grandes cheminées d’où s’évapore de la fumée blanche. Au contact de l’eau froide, la vapeur est retransformée en eau puis repart vers le générateur.

L’énergie nucléaire repose donc en grande partie sur la fission nucléaire. Ce phénomène est capable de produire une grande quantité d’énergie.

Le phénomène de fission nucléaire

Fission nucléaire mode d’emploi ! La fission nucléaire a été découverte en 1938, par Otto Hahn et Lise Meitner, un chimiste allemand et une physicienne autrichienne. Le phénomène de fission nucléaire a été utilisé pour générer de l’électricité dans la toute première centrale nucléaire en 1951, aux États-Unis. En France, la première centrale nucléaire a été érigée en 1957, près de Chinon. La fission nucléaire est le processus principal permettant de produire de l’énergie dans une centrale nucléaire.

Le combustible utilisé par les centrales nucléaires est l’uranium 235, un isotope de l’uranium, qui est un métal lourd et radioactif présent dans les couches terrestres. Certaines centrales utilisent de l’uranium 238 ou du plutonium 239, tous deux composés d’un noyau atomique fissible. L’uranium 235 est composé d’un noyau atomique avec une haute quantité de protons (92) et de neutrons (143), ce qui le rend très instable et fissible, d’où la possibilité d’aboutir à une fission nucléaire.

Lorsqu’un neutron est absorbé par le noyau d’uranium 235, il se produit un phénomène appelé la fission nucléaire induite. En pratique, la fission nucléaire pousse le noyau à se diviser en fragments de masse identique, appelés produits de fission. À ce moment, d’autres neutrons sont libérés. Ils sont de nouveau capturés par les noyaux atomiques des produits de fission, ce qui crée une réaction en chaîne continue.

La fission nucléaire induite génère une grande quantité d’énergie dans le cœur du réacteur. C’est cela qui va produire la chaleur nécessaire à l’alimentation du couple turboalternateur, pour créer de l’électricité.

Dans une centrale nucléaire, les réactions en chaîne sont contrôlées, ce qui signifie que le nombre de neutrons libérés est volontairement réduit à 1. Sans ce contrôle permanent, la réaction en chaîne deviendrait de plus en plus intense et incontrôlable.

Bien choisir son offre d’électricité

En France, l’électricité consommée est en grande partie nucléaire. Le reste est issu des énergies fossiles et des énergies renouvelables. Pour ne pas payer trop cher, il est important de bien choisir son fournisseur d’électricité pour bénéficier d’offres attractives.

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La fission nucléaire a permis à la France de devenir énergétiquement autosuffisante. Bien que les énergies renouvelables soient en plein essor, l’Hexagone reste dépendant à l’énergie nucléaire.

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