Terminale · Énergie · Centrale de Penly, près de Dieppe

Fonctionnement d'une centrale nucléaire

Comment la centrale de Penly (à 10 km de Dieppe, au bord de la Manche) transforme-t-elle la chaleur de la fission en électricité ? Pilote les barres de contrôle, suis l'eau des trois circuits et observe la puissance produite.

☢️

Une centrale nucléaire est une machine thermique : la fission de l'uranium chauffe de l'eau, la vapeur fait tourner une turbine reliée à un alternateur. Les trois circuits d'eau sont séparés et ne se mélangent jamais : c'est une barrière de sûreté essentielle.

Enfoncement des barres de contrôle : 5 %

Les barres absorbent les neutrons : plus on les enfonce dans le cœur, plus la réaction en chaîne ralentit. À 100 %, le réacteur est à l'arrêt.

Débit d'eau de mer pompée : 70 m³/s

L'eau de la Manche refroidit le condenseur puis retourne à la mer, légèrement réchauffée. L'échauffement du rejet est réglementé.

Circuit primaire — eau sous pression (155 bar, ~320 °C) Circuit secondaire — eau ↔ vapeur Circuit de refroidissement — eau de mer

⚙️ Production

Puiss. thermique (1 réacteur)

— MW

Puiss. électrique du site

— MW

Foyers alimentés

—

Échauffement eau de mer

+— °C

⚡ Devenir de l'énergie thermique

Le rendement d'une centrale nucléaire est d'environ 35 % : le reste de la chaleur est évacué vers la mer par le condenseur — c'est une limite de la thermodynamique, pas un défaut de conception.

Formules du chapitre

P_élec = η × P_th (η = 0,35) P_rejetée = P_th − P_élec ΔT = P_rejetée ÷ (ρ × Q × c) (c = 4 180 J·kg⁻¹·°C⁻¹)

🔎 Comment ça marche — les 4 étapes

1La fission chauffe le cœur. Dans la cuve, les noyaux d'uranium 235 se cassent (fission) et libèrent de la chaleur. Les barres de contrôle règlent la puissance en absorbant plus ou moins de neutrons.

2Le circuit primaire transporte la chaleur. De l'eau sous très haute pression (155 bar) reste liquide à ~320 °C : elle emporte la chaleur du cœur vers le générateur de vapeur, en circuit fermé.

3La vapeur fait tourner la turbine. Dans le générateur de vapeur, l'eau du circuit secondaire bout. La vapeur entraîne la turbine, qui fait tourner l'alternateur : l'énergie mécanique devient énergie électrique (400 000 V vers le réseau).

4La Manche refroidit le condenseur. La vapeur détendue est condensée en eau liquide grâce à l'eau de mer pompée dans la Manche, puis repart vers le générateur de vapeur. L'eau de mer retourne à la mer, légèrement réchauffée.

Chaîne énergétique : énergie nucléaire → énergie thermique → énergie mécanique → énergie électrique.

📍 La centrale de Penly, près de Dieppe

Située à Penly (commune de Petit-Caux, Seine-Maritime), sur la falaise au bord de la Manche, à une dizaine de kilomètres au nord-est de Dieppe.
2 réacteurs à eau pressurisée (REP) de 1 330 MW électriques chacun, mis en service en 1990 et 1992.
Refroidie directement par l'eau de mer : pas de tours de refroidissement — c'est pour cela qu'on ne voit pas de panache de vapeur au-dessus du site.
Production de l'ordre de 16 TWh par an, soit une grande partie de l'électricité consommée en Normandie.
Le site a été choisi pour accueillir les deux premiers réacteurs EPR2 du nouveau programme nucléaire français : un grand chantier, et de nombreux emplois de techniciens de maintenance, électriciens, chaudronniers et soudeurs dans la région.

⚛️ Zoom : la fission & la réaction en chaîne 🏭 Comparer : la centrale à vapeur (charbon, gaz…) 🔋 Le mix électrique d'un pays