Parmi les images associées à l’énergie nucléaire figurent souvent les grandes tours de refroidissement (aéroréfrigérantes) d’où s’échappe un panache. Pourtant, toutes les tranches nucléaires ne comportent pas ce type de structure. Ici, la centrale nucléaire de Chooz-B, constituée de 2 réacteurs et d'autant de tours de refroidissement dans les Ardennes. (©Burnod Jean-Louis)
Lorsqu'il est question de centrales nucléaires, la plupart des personnes pensent spontanément aux grandes tours de refroidissement en béton des centrales nucléaires (tours dites « aéroréfrigérantes » ou « TAR »), d'où s'échappe de la fumée blanche.
Cette « fumée blanche » est constituée de fines gouttelettes d’eau emportées par le courant d’air ascensionnel, formant un panache de dimension variable selon les conditions atmosphériques.
Circuit tertiaire « de refroidissement »
Une tour de refroidissement permet d'évaluer la chaleur issue du condenseur d'un réacteur nucléaire : ce refroidissement au sein d'un circuit tertiaire, dit de « refroidissement », a lieu au contact d'une source froide (eau d’un fleuve ou de la mer) ou à l’air dans ladite tour aéroréfrigérante.
La fumée s'élevant au-dessus des tours aéroréfrigérantes est ainsi créée par le contact de l’eau chaude sortant du réacteur avec l’air ambiant. L’essentiel de cette eau refroidie tombe dans une cuve sous la tour pendant qu’une autre partie, entraînée par l’air ascendant, est évacuée en un nuage de petites gouttelettes qui forment le panache.
L’eau froide récupérée dans la cuve peut être pompée à nouveau vers le condenseur pour servir de source froide dans le cycle de génération de l’électricité. À travers les tubes du condenseur, elle refroidira le circuit de l’eau secondaire, laquelle refroidit à son tour, à travers les générateurs de vapeur, l’eau primaire qui circule dans le réacteur nucléaire (schéma ci-après de fonctionnement d'un réacteur à eau pressurisée, filière du parc nucléaire français).
Schéma de fonctionnement d’un réacteur à eau pressurisée (©Connaissance des Énergies)
Cette fumée blanche est-elle dangereuse ?
L’eau du panache n’a pas été en contact avec la partie nucléaire de la centrale et elle ne présente donc pas de danger, mais elle est surveillée et contrôlée comme tout ce qui émane des centrales.
Les réacteurs nucléaires ont-ils tous une tour de refroidissement ?
Toutes les tranches nucléaires ne comportent pas une tour de refroidissement : en « circuit ouvert », l'eau est prélevée puis rejetée directement dans une source extérieure (fleuve, mer).
Le circuit d’eau de refroidissement est alimenté par une source d’eau située à proximité de la centrale (mer, fleuve, rivière, etc). C’est principalement du débit de cette source extérieure que dépend la présence ou non d’une tour aéroréfrigérante.
Il existe en effet deux types de système de refroidissement différents :
- en circuit fermé : l’eau est prélevée dans un fleuve ou une rivière au débit limité. Réchauffée par le condenseur de la turbine, cette eau est ensuite refroidie au sein d’une tour aéroréfrigérante par le courant d’air qui monte à l’intérieur. Comme indiqué précédemment, une partie de l’eau s’évapore dans l’atmosphère tandis qu’une autre partie est renvoyée vers le condenseur. On a seulement besoin de compenser l’évaporation par un prélèvement modéré d’eau de la rivière ;
- en circuit ouvert : l’eau est prélevée dans un fleuve au débit important ou dans la mer. Après avoir traversé le condenseur de la turbine, l’eau est directement et intégralement rejetée, légèrement plus chaude, vers sa source.
Pas une spécificité nucléaire...
Notons que les tours aéroréfrigérantes ne sont pas spécifiques aux centrales nucléaires. Elles équipent également des centrales thermiques à flamme (charbon, fioul, gaz).
