Réacteur atomique: question

Je viens de discuter avec mes collègues chimistes de l‘hydrogène comme forme d’énergie alternative et ils me dissent que c’est problématique parce que la production n’est pas constante et que de ce fait la combustion est loin d’être optimal. J’ai répondu quand dans un réacteur nucléaire non plus on ne pouvait pas gérer la reaction comme on le voulait. Je veux dire qu’on ne peux pas produire plus ou moins d’électricité comme on le veut. Ils m’ont répondu qu’au contraire on peut accélérer ou ralentir la reaction nucléaire à souhait.
Je suis surpris car je croyais que c’était la raison pour laquelle la France surproduisait du courant et qu’elle devait en vendre à l’étranger.
Qu’en est-il exactement?

On peut moduler les réactions nucléaires. Moins bien qu'avec une centrale thermique. Mais, en respectant quelques règles un réacteur nucléaire ça se pilote très bien.

Si on veut de l'électricité à l'exportation, c'est :
- parce que c'est très rentable, le prix sur les marchés étrangers dépend du prix de l'électricité produite par les centrales à fioul et c'est presque le double du nucléaire;
- parce qu'il n'ont pas besoin d'électricité aux même heures que nous.

En fait, c'est ce deuxième critère qui est déterminant. La consommation de l'électricité dépend de nombreux critères : météo, période dans l'année, moment de la journée, jour de la semaine. Quand un producteur se construit un parc, il sait qu'il va y avoir des moyens de productions qui pourront tourner moins de 400 heures par an, comme les turbines à combustion qu'EDF a sur le site de Gennevilliers, tandis que d'autres vont fonctionner en base tout au long des 365 jours de l'année.
Ensuite, le RTE envoie des appels d'offres aux divers producteurs selon le programme prévisionnels qu'ils savent très bien établir. En cas d'aléas, les producteurs possèdent une certaine surcapacité instantanée qui permet d'empêcher l'écroulement du réseau. En cas de gros aléas, si cette surcapacité est atteinte, c'est l'écroulement du réseau, sauf si on arrive à délester certains consommateurs.
Mais, maintenant, imaginons que je possède une centrale qui produise 1000 MW. Le RTE m'achète que 900 MW de 8h à 12h. Je vais avoir un manque à gagner. Je peux très bien proposer cette électricité en trop à l'étranger à un prix supérieur au coût de production, mais inférieur au prix du marché du pays concerné. En fait, grâce au nucléaire, la France à l'une des électricités les moins chères d'Europe, et EDF profite de cet avantage. A tel point que les concurrents d'EDF se plaignent qu'ils ne peuvent pas lutter contre cela. Ben oui, ils ont pour la plupart investi dans des centrales thermiques ou des turbines à gaz. Des moyens de production qui ne coûtent pas chers à construire, mais qui produisent une électricité chère et polluante. Ce qui risque de la rendre plus chère avec les mesures prises pour lutter contre le réchauffement global.

De là les demandes pour que l'électricité, même si elle ne produit pas de CO2 soit taxée, ou les demandes pour demander à ce qu'EDf soit obligée de vendre de l'électricité à prix coûtant à ces concurrents français pour que ceux-ci puissent la vendre au prix du marché en France ou ailleurs.
EDF a été contrainte, par la commission européenne de vendre aux enchères des capacités de production à ces concurrents. Comme c'était aux enchères, même si le prix était inférieur à celui du marché, EDF n'a pas perdu grand chose. Ses concurrents étaient contents avant la crise, parce qu'il y avait des industriels pour l'acheter à un prix avantageux pour les 2 parties. Même si l'Europe manque d'électricité, c'est moins le cas et il gagnent moins d'argent que prévu.

Sinon, pour une réponse plus prosaïque...
Je me trompe peut-être, mais il me semble qu'on peut, dans une certaine mesure, réguler la réaction nucléaire en plongeant plus ou moins les barres de combustibles dans le réacteur.
Un ou une spécialiste pourrait-il/elle confirmer ou infirmer cette information ?
Avec un développement, ce serait même parfait.

MisterLo a écrit:

Sinon, pour une réponse plus prosaïque...
Je me trompe peut-être, mais il me semble qu'on peut, dans une certaine mesure, réguler la réaction nucléaire en plongeant plus ou moins les barres de combustibles dans le réacteur.
Un ou une spécialiste pourrait-il/elle confirmer ou infirmer cette information ?
Avec un développement, ce serait même parfait.

Comme l'a dit Nardu

Citation :

Mais, en respectant quelques règles un réacteur nucléaire ça se pilote très bien.

On peut faire varier la production d'énergie tant qu'on reste dans certaines limites de variation (on peut pas couper instantanément, il faut quelques heures pour tomber de 25% par exemple)
Quant au développement, Nardu va se faire un plaisir de le faire, pour notre plus grand bonheur à tous

Désolé d'avoir relancé, mais c'est qu'en lisant le message de Steph puis celui de Nardu, j'ai trouvé que la réponse était concentrée sur une partie de la question, ignorant quasiment l'autre partie.
Quant au développement, j'ai hâte de lire ça. La vulgarisation technique, ça me plaît toujours.

Je m'intéressais aussi plus à la réaction atomique qu'au marché de l'électricité à vrai dire. J'aurais aimé savoir comment la réaction est modulée au niveau du réacteur.

Le nucléaire expliqué par des physiciens, EDP Sciences

MisterLo a écrit:

Désolé d'avoir relancé, mais c'est qu'en lisant le message de Steph puis celui de Nardu, j'ai trouvé que la réponse était concentrée sur une partie de la question, ignorant quasiment l'autre partie.
Quant au développement, j'ai hâte de lire ça. La vulgarisation technique, ça me plaît toujours.

C'est peut-être que la question n'a pas été perçue clairement.

Avant de savoir si cette énergie est modulable, il faut voir, si même dans ce cas elle est rentable.

Mais, à la lecture du dernier message de Steph, je penche à croire que ce n'était pas le fond de la question.

Physiquement, éliminons tout de suite l'électrolyse ou le cracking de l'eau.
Certaines pistes demeurent encore possibles.

Économiquement, si le prix de la revente de l'énergie crée est supérieure au coût de sa revente, on a également une solution satisfaisante, au moins à court terme.
Mais, actuellement, je ne voix pas...

Bon, cette réponse n'est, sans doute, pas assez détaillée, mais constitue, au moins, une bonne base pour poser des questions.

Steph a écrit:

Je m'intéressais aussi plus à la réaction atomique qu'au marché de l'électricité à vrai dire. J'aurais aimé savoir comment la réaction est modulée au niveau du réacteur.

La réaction nucléaire est pilotée par 3 moyens différents :
- la température du réacteur;
- la position des grappes de contrôle;
- le bore présent dans le réacteur.

Le bore se présente sous forme diluée en acide borique. Le bore capte certains neutrons. En fait, on pilote un réacteur stable. On produit 1 neutron, ce neutron va casser 1 noyau et produit en moyenne 2,5 neutrons rapides. Comme on gère le niveau de réactivité du réacteur on perd 1,5 neutrons et on récupère 1 neutron lent qui va aller casser 1 nouveau noyau. L'énergie récupérée est l'énergie des produits de fissions, l'énergie du "défaut de masse", l'énergie de ralentissement des neutrons rapides et l'énergie des 1,5 neutrons perdus (enfin, une partie). Donc, le pilotage du réacteur consiste à gérer le nombre de neutrons qui vont aller créer des nouvelles réactions.
Si on veut diminuer le nombre de réactions, on va soit augmenter la concentration en bore, soit baisser les grappes, soit augmenter la température du réacteur. Si on veut augmenter la puissance et donc le nombre de réactions, il suffit d'extraire les grappes de contrôle, de diluer pour faire baisser la concentration en bore ou de baisser la température du réacteur.

En fait, on ne joue pas trop sur la température et on essaye de fonctionner à température stable. Le bore permet les ajustements à moyen et long terme et les grappes les ajustements à court terme.

Sur un 900 MW, on peut monter au baisser la puissance à 30 MW/mn sur une amplitude d'environ 700 MW, mais, on ne peut utiliser une amplitude supérieure à + ou - + ou - 50MW que 2 fois par jour. L'amplitude de 50MW peut être utilisée en continu. Les réacteurs plus récent peuvent moduler de + ou - 70MW. Je ne connait pas l'amplitude de l'EPR. En cas de défaut sur le réseau, pour éviter un black out, on peut monter ou baisser de 200 MW instantané ou baisser de 600MW à 200 MW par minute, c'est autorisé seulement en situation d'urgence.

Les centrales thermiques peuvent varier de + ou - 50 %, mais c'est au prix d'une dégradation du rendement et d'un fort rejet de CO2.

La bande de + ou - 50 MW s'appelle la marge de réglage. Le RTE demande à chaque fournisseur d'assurer une certaine marge pour la sécurité du réseau. Effectivement, le producteur a financièrement intérêt à produire toujours au maximum et peut chercher à dérègle ses réglages pour que ce soit le cas. Or, sans marge de réglage, le réseau devient très fragile. Donc, le RTE rétribue la participation. Les producteur peut très bien refuser de participer à cette marge, mais dans ce cas, soit il paye un autre fournisseur pour assurer cette marge, soit il est pénalisé par le RTE.

MisterLo a écrit:

Sinon, pour une réponse plus prosaïque...
Je me trompe peut-être, mais il me semble qu'on peut, dans une certaine mesure, réguler la réaction nucléaire en plongeant plus ou moins les barres de combustibles dans le réacteur.
Un ou une spécialiste pourrait-il/elle confirmer ou infirmer cette information ?
Avec un développement, ce serait même parfait.

je suis pas spécialiste du domaine... mais, je pense que ca rentre dans mon domaine de compétence quand meme. ce qui me permet de dire ca n'est autre que le fait que je n'ai pas été pris en photo par un photographe radioactif...

apres cette breve introduction, il me semblait que, dans les reacteurs, les barres de combustible sont fixes, et se trouvent en bas. de la, il y a des barres (à bore? il me semblait que c'etait plutot a carbone... mais bon) qui peuvent etre plongees dans le coeur pour reguler. plus les barres sont enfoncées, plus elles absorbent des neutrons, et moins ceux-ci peuvent servir a faire plus d'electricite en allant faire exploser plus d'atomes instables...

et ce qui explique que le produit radioactif soit fixe et que les barres soient movibles (et au dessus) c'est que, en cas de danger, d'alerte ou de pepin, il suffit de couper l'alimentation qui retient ces barres pour que celles ci, face a la gravite des evenements, se barrent et viennent prendre place dans les trous prevus a cet effet, stoppant net la reaction en chaine..

'jib

[quote="jibus"]

MisterLo a écrit:

, il y a des barres (à bore? il me semblait que c'etait plutot a carbone... mais bon) 'jib

Et aussi des bars à boire.

Anthracite a écrit:

jibus a écrit:

il y a des barres (à bore? il me semblait que c'etait plutot a carbone... mais bon)

Et aussi des bars à boire.

et des bars a manger...

cela dit, vaut mieux eviter de parler de ca avec les mambres gaulois de ce forum... c'est un sujet qu'ils n'aiment pas trop aborder, et tu risques de finir avec un coup de bar..



'jib

jibus a écrit:

apres cette breve introduction, il me semblait que, dans les reacteurs, les barres de combustible sont fixes, et se trouvent en bas. de la, il y a des barres (à bore? il me semblait que c'etait plutot a carbone... mais bon) qui peuvent etre plongees dans le coeur pour reguler. plus les barres sont enfoncées, plus elles absorbent des neutrons, et moins ceux-ci peuvent servir a faire plus d'electricite en allant faire exploser plus d'atomes instables...

et ce qui explique que le produit radioactif soit fixe et que les barres soient movibles (et au dessus) c'est que, en cas de danger, d'alerte ou de pepin, il suffit de couper l'alimentation qui retient ces barres pour que celles ci, face a la gravite des evenements, se barrent et viennent prendre place dans les trous prevus a cet effet, stoppant net la reaction en chaine..

'jib

Dans la majorité des réacteurs, les barres sont mobiles. Dans la majorité des réacteurs, elles entrent par gravité dans le réacteur pour stopper la réaction; elles se trouvent donc en haut. Il existe une filière ou les barres sont en bas et entrent grace à des ressorts. Et une autre filière ou les barres sont horizontales et poussées par un moteur. En fait, les barres de contrôles sont maintenues en dehors du réacteur par un ensemble de bobines mobiles, il suffit de couper l'électricité pour qu'elles chûtent et stoppent instantanément la réaction.

Les barres sont dans un mélange de cadmium, d'argent, de bore et d'un dernier métal en ium dont j'ai oublié le nom.

Mais, il y avait des barres en carbone dans les réacteurs de type tchernobyl.

narduccio a écrit:

Mais, il y avait des barres en carbone dans les réacteurs de type tchernobyl.

ca n'etaient donc pas des barres à bore, mais des barres à ras bord..

'jib

jibus a écrit:

narduccio a écrit:

Mais, il y avait des barres en carbone dans les réacteurs de type tchernobyl.

ca n'etaient donc pas des barres à bore, mais des barres à ras bord..

'jib

Ce qui me fait penser que dans les sous-marins nucléaires il doit y avoir plus d’une barre à bord.

Anthracite a écrit:

jibus a écrit:

narduccio a écrit:

Mais, il y avait des barres en carbone dans les réacteurs de type tchernobyl.

ca n'etaient donc pas des barres à bore, mais des barres à ras bord..

'jib

Ce qui me fait penser que dans les sous-marins nucléaires il doit y avoir plus d’une barre à bord.

Reste à savoir si ce sont des barres à tribord ou des barres à babord.

Steph a écrit:

Anthracite a écrit:

jibus a écrit:

narduccio a écrit:

Mais, il y avait des barres en carbone dans les réacteurs de type tchernobyl.

ca n'etaient donc pas des barres à bore, mais des barres à ras bord..

'jib

Ce qui me fait penser que dans les sous-marins nucléaires il doit y avoir plus d’une barre à bord.

Reste à savoir si ce sont des barres à tribord ou des barres à babord.

Faudra demander à Ji-Louis, notre spécialiste.

Il y a au moins les barres de plongée

Salut

Une question m'est venue en regardant les tours réfrigérantes de la centrale de Tihange et je ne pense pas que l'on a déjà abordé ce sujet.

Il existe ou existait des satellites avec embarqué à bord une mini centrale nucléaire, qui je suppose est destinée à faire du courant électrique pour maintenir le tout en état de marche le plus longtemps possible. Puisque une centrale à terre à besoin d' évacuer la chaleur en surplus, comment le fait t' on dans les satellites, étant donné que l 'évacuation de chaleur ne peut pas se faire par convection.
Et si on y arrive dans les satellites, pourquoi ne le fait on pas au sol.

Le Vieux

Citation :

Et si on y arrive dans les satellites, pourquoi ne le fait on pas au sol.

Fait pas chaud la haut!
Un des problème des centrales, n'est -il pas le refroidissement de leur marmite???Il me semble qu'elles sont souvent prés d'un fleuve ou de la mer comme a Flamenville???
Blondie.

Salut

Citation :

l me semble qu'elles sont souvent prés d'un fleuve ou de la mer comme a Flamenville???

Oui tout à fait, j'ai entendu dire que cela posait aussi des problèmes de réchauffement des rivières lors d'un étiage trop bas, et par la même occasion d'un manque d'eau pour les transformer les calories en trop en vapeur pour évacuer dans l' atmosphère.

mais dans les satellites, la voie lactée peut elle suffire ?

Le Vieux

Le vide n'est pas un bon conducteur de chaleur (cf double vitrage)
Pour les reacteur nucleaire je ne sais pas, mais pour les besoin de certains instruments on les mets dont une enceinte contenant de l helium liquide ca permet deja d'evacuer la chaleur et aussi de les maintenir a temperature constante et d'avoir de meilleurs resultats.
Le hic c'est que l'helium s'evapore (faiblement mais surement) et conduit a l'arret de fonctionnement

Les satellites régulent leur température à l'aide de radiateurs rayonnant dans l'espace sidéral (oui, monsieur Spock). D'ailleurs, la station spatiale internationale aussi.

C'est un problème particulièrement aigu pour les satellites de surveillance et d'observation du soleil (SOHO) puisqu'ils ont une face surchauffée (orientée en permanence vers le soleil) et l'autre surgelée (toujours à l'ombre).

ji_louis a écrit:

Les satellites régulent leur température à l'aide de radiateurs rayonnant dans l'espace sidéral (oui, monsieur Spock). D'ailleurs, la station spatiale internationale aussi.

C'est un problème particulièrement aigu pour les satellites de surveillance et d'observation du soleil (SOHO) puisqu'ils ont une face surchauffée (orientée en permanence vers le soleil) et l'autre surgelée (toujours à l'ombre).

Effectivement, l'évacuation de la chaleur se fait par radiation...
Ce qui est un procédé efficace, si on s'en réfère à la Terre qui est chauffée par radiation du soleil.

Salut

Citation :

Les satellites régulent leur température à l'aide de radiateurs rayonnant dans l'espace sidéral

Merci, j'y avais bien pensé, mais je ne croyais pas que cela pouvait être suffisant et qu'il devait y avoir un système particulier de transformation de chaleur en électricité dissipant moins de chaleur.

Le Vieux