Quelque disciple d’un Amédée Gordini ayant fait autrefois de la Renault 8 et de l’Alpine Renault deux redoutables machines de course a sans doute inspiré l’idée à madame Borne que doit exister le moyen de doper le rendement de nos centrales électronucléaires, à l’instar de celui du moteur à combustion interne par la turbocompression. On souhaite bien du plaisir aux professionnels que le pouvoir a chargé de jouer une telle martingale, ceux auxquels le pays doit l’admirable transition écolo énergétique d’EDF, boostée comme chacun sait par un marché du kWh élargi et optimisé.
Considérons donc le cahier des charges remis par le Premier Ministre à ces derniers, rapporté comme suit par La Tribune :
« J’ai demandé à EDF de mettre à l’étude une augmentation de puissance du parc nucléaire français, en lien avec l’ASN […] une mesure pouvant contribuer à augmenter la production d’électricité nucléaire, qui reste encore inférieure à son potentiel ».
Selon Sylvie Richard, directrice du programme de grand carénage d’EDF, doper ainsi nos capacités permettrait des gains de puissance de l’ordre de « 4 – 5 % » pour certains réacteurs, 3 % au total, soit l’équivalent de la puissance de« deux réacteurs ».
L’étude technique évaluera prioritairement les modifications possibles dans le circuit secondaire, là où la vapeur produite dans le circuit primaire est envoyée dans les turbines géantes du turbo-alternateur pour être transformée en électricité. Le circuit secondaire est choisi en priorité, car « les enjeux de sûreté devraient [y] être moins structurants que sur le circuit primaire », la partie abritant le combustible nucléaire.
Ajoutons que le gouvernement compte travailler sur la réduction de la durée des arrêts de maintenance et sur « l’excellence opérationnelle » pour relever la production d’EDF dans une fourchette située entre 350 et 380 Térawattheure (TWh) encore loin des 430 TWh produit en 2005.
Ainsi, ingénieurs et techniciens d’EDF ont pour missions de réduire la durée des arrêts de tranches et d’améliorer les procédures d’exploitation et d’entretien du circuit secondaire de nos 56 tranches, de sorte à obtenir un meilleur rendement de leur production ; ceci sans toucher autant que faire se peut aux procédures homologues du circuit primaire, une litote signifiant qu’il est impossible de toucher à ce circuit sans contrevenir aux Règles Fondamentales de Sûreté (RFS), aux Règles de Conception et de Construction des Matériels Mécaniques (RCCM) et aux autres Règles de Surveillance en Exploitation des Matériels de l’ilot nucléaire (RSEM), des matériels pour la plupart classés Importants Pour la Sûreté (IPS).
C’est pourtant au niveau du dimensionnement et des modalités d’exploitation du circuit primaire que siègent les plus grandes marges d’accroissement d’un rendement de la tranche nucléaire aujourd’hui guère supérieur à 35-36 %. Or, pour ce qui est du dimensionnement, on n’imagine pas mesdames Borne et Pannier-Runachet aller jusqu’à se mettre en tête d’installer des générateurs de vapeur, des pompes primaires et des pressuriseurs plus performants que ceux en place… pas plus d’ailleurs que de nouvelles turbines et de nouveaux alternateurs sur le circuit secondaire !
Une évidence aussi patente appelle donc forcément la démonstration ci-après qu’il y a loin de la coupe aux lèvres entre les ambitions improvisées du gouvernement et leur réalisation concrète, même agréée par des responsables EDF dont on se demande s’ils ont bien les pieds sur les planchers machines.
Produire plus de kWh en limitant la durée des arrêts de tranche
Cette durée est la somme des durées optimisées des opérations élémentaires constituant le chemin dit « critique » d’un arrêt. Ce chemin n’est autre que le programme de l’intervention ayant nécessité d’arrêter la tranche : renouvellement du combustible ; réparation fortuite, accidentelle, imposée par la sûreté ou par la maintenance prédictive ; exigences d’exploitation diverses décrétées par la direction du site, par ses organismes de tutelle… ou imposée par telle situation sociale.
Toutes les interventions d’entretien, de modifications, de recharge ou de renouvellement des consommables, d’optimisations diverses des dispositifs techniques d’exploitation ayant été programmées pour l’occasion doivent se faire en temps dit « masqué », c’est-à-dire durant la progression du chemin critique caractérisé ci-avant, en s’efforçant d’en altérer le moins possible la durée théorique.
Où l’on ne distingue que deux moyens de réduire notablement la durée des arrêts :
- Disposer quantitativement et qualitativement des compétences aptes à s’acquitter des travaux requis dans les délais prescrits les plus exigeants.
- Optimiser et alléger les règlements de sûreté et de radioprotection pesant lourdement sur les procédures d’intervention françaises.
Le premier moyen renvoie à l’impossibilité de pallier à court terme un dépouillement des compétences pratiqué sur le temps long par des politiques ineptes, en matières industrielle, d’éducation scolaire et universitaire, d’orientation et de formation professionnelles continues ou non ; quant au second moyen, inutile de s’y attarder, le père Fouettard ASN en détenant sans partage les clés d’une optimisation ergoteuse dont il est de surcroît le maître des horloges, comme nulle part au monde.
Obtenir un supplément de kWh par le fonctionnement plus fréquent en Stretch out
Stretch out est la désignation usuelle du fonctionnement d’une tranche en prolongation du cycle combustible consistant à épuiser jusqu’à la corde le potentiel d’activité de ce dernier. Cette optimisation technico-économique consiste à apporter un supplément de réactivité par la disparition complète du bore neutrophage dans une eau primaire – le modérateur – dont on a fortement abaissé la température (pour rendre négatif le coefficient du même nom) par réduction d’une puissance du cœur seulement contrôlée par les grappes de régulation.
Sauf que, ce faisant, il n’est pas rare que survienne une pollution Xénon contrecarrant sensiblement l’apport recherché du supplément d’activité et que, l’ilotage de la tranche sur ses auxiliaires étant interdit en Stretch out, l’arrêt de cette dernière est définitif au premier incident de réseau imposant son découplage.
Obtenir du seul circuit secondaire un gain de puissance d’au moins 3 %
Ce gain de puissance est attendu du processus énergétique s’exerçant entre l’admission de la vapeur à la turbine et la délivrance de la puissance électrique aux bornes de l’alternateur, c’est-à-dire de l’amélioration en conséquence du rendement du groupe turbo-alternateur. L’alternateur n’étant qu’un organe passif ayant pour fonction de réguler la tension du réseau dont il n’est pas maître de la dégradation causée par la nature des consommations, l’essentiel du challenge imposé par madame Borne aux opérateurs d’EDF ne repose donc que sur la possibilité d’améliorer le rendement de la turbine.
On se fourvoierait gravement en comprenant par là qu’il s’agit d’améliorer le rendement nominal de la machine : le rendement en question est celui du cycle eau-vapeur sommairement schématisé ci-dessous, dont on attend qu’il amène à l’admission du corps Haute Pression (HP) de la turbine une vapeur à au moins 253°C et véhiculant une énergie de quelque 2950 Kilo-Joules/Kg (KJ/Kg) d’enthalpie, pour une tranche de 900 MW.
Il n’aura échappé à personne que l’eau reprise du condenseur pour être transformée en vapeur destinée à la turbine est réchauffée à deux niveaux BP et HP, avant d’être introduite dans le générateur de vapeur.
Optimisation thermodynamique du cycle eau-vapeur
Conformément aux lois de la thermodynamique, obtenir une délivrance optimale de la puissance turbine exige que chaque étape du cheminement de l’eau destinée à la vaporisation soit optimisée en débit et en température. Le schéma détaillé ci-dessus montre clairement comment ce réchauffage préalable de l’eau est tout bonnement obtenu par un prélèvement de vapeur vive à différents étages des corps HP et BP de la turbine, au moyen de six soutirages : deux sur le corps HP, R5 et R6, un à l’échappement du corps HP, R4, et trois sur le corps BP, R1, R2, R3.
Qui peut croire qu’un tel compromis de répartition du débit de vapeur vive entre l’entraînement de la turbine et le réchauffage de l’eau alimentaire résulte d’une improvisation de l’opérateur en poste sur la tranche, à un moment donné ? Qui peut croire possible d’en accroître indéfiniment l’optimisation et à l’absence de sa codification rigoureuse aux différents régimes de la turbine ? Ce serait méconnaître qu’en existe une indépassable optimisation, fruit de nombreux calculs et simulations de cycles itératifs, réalisés dans le cadre du dimensionnement de l’installation.
C’est pourquoi laisser croire possible d’obtenir une augmentation des performances de l’installation par la transgression de telles grandeurs de dimensionnement serait non seulement fallacieux, mais aurait quelque chose d’irresponsable et de dangereux.
Le seul moyen de tirer davantage d’énergie de notre parc électronucléaire
Madame le Premier ministre, madame la directrice du programme de grand carénage d’EDF, peut-être n’en êtes-vous pas convaincues, mais d’évidence, les procédés d’augmentation de la production électrique examinés ci-dessus souffrent tous d’une précarité que, en l’état, notre complexe industriel n’est pas en mesure de surmonter ; sauf le dernier d’entre eux, sur le degré d’optimisation duquel on n’a, hélas, aucune prise.
Aussi, le bon sens professionnel ne saurait-il trop vous suggérer de recourir au plus efficace de ces procédés : renoncer à utiliser notre parc électronucléaire en servile supplétif du parc éolien et le cantonner définitivement à son régime de production de base à 100 % de puissance, comme prévu à l’origine.
La conclusion de l’article me parait être du simple bon sens, qui, hélas, à délaisser un grand nombre de mes compatriotes pour des raisons diverses et variées dont certaines ne sont pas toujours aussi vertueuses qu’elles peuvent apparaitre en première analyse. Il en est ainsi dans notre mix électrique de l’introduction des énergies renouvelables intermittentes et aléatoires et plus particulièrement de l’éolien terrestre qui s’avère être une catastrophe économique et environnementale sans précédent.
Oui faire fonctionner correctement nos centrales nucléaires, sans les obliger à se plier aux caprices de la météo, parait être, et de loin, la meilleure façon de leur donner la possibilité de produire plus d’électricité sans affecter leur fiabilité (et partant leur sécurité) en les obligeant à suivre les turpitudes imprévisibles d’Eole.
Mais cette conclusion ne plaira pas aux petits malins qui voit dans le développement de la filière éolienne des sources de revenus très intéressantes qui n’ont rien à voir avec les bons sentiments et l’idéologie écologique parfois d’une naïveté (à voir!) déconcertante.
Il paraît plus simple de songer à améliorer le rendement de… Mme borne et de son gvt….
Quand est ce que la commission des lois amendera la seconde loi de la thermodynamique? Cet c’est bien elle qui limite le rendement de nos réacteurs. Allez mesdames et messieurs les politiques, un peu de courage! Madame Borne qui se félicitait d’avoir ferme Fessenheim pourrait peut être songer a la reouvrir et annuler la loi qui demande à fermer 12 réacteurs supplémentaires, pourtant toujours en vigueur?
Je propose un projet de lois (thermodynamique) pour le vote à l’assemblée . Il faut absolument arrêter d’enrichir l’uranium en amont ….. ensuite limiter la haute pression dans les turbines à vapeur, pour la redistribuer aux basses pressions qui sont souvent proches de zéro…. ces mesures égalitaires devraient permettre d’adapter le nucléaire aux énergies intermittentes….. en les mettant à égalité d’efficacité…. C’est bien la solution ??? non ! ma carrière politique s’ouvre enfin….
Il ne faut pas se tromper de cible sur ce qui est à optimiser. Pour ma part l’essentiel est d’avoir un kWh là quand on en a besoin et d’un cout raisonnable tout en présentant des nuisances minimales. Le rendement thermodynamique est secondaire. Et gagner un peu de rendement (déjà largement optimisé) en rognant sur les marges et en modifiant sensiblement le circuit secondaire me semble non seulement superflu mais en plus dangereux. Pour des machines aussi sensibles on ne fait des modifications que lorsque l’on y est contraint (ne surtout pas toucher à ce qui marche) ou lorsque le gain espéré est vraiment considérable.
La bonne politique en matière de nucléaire est :
1 de faire marcher l’existant le plus possible à son nominal sans l’utiliser comme variable d’ajustement
2 de relancer la construction, la formation du personnel, la recherche pour les filières futures…
3 d’arrêter de pourchasser des risques imaginaires comme des doses ridiculement faibles aux travailleurs ou des rejets anodins (type un peu de tritium) dans l’environnement.
On a enfin la confirmation que ça n’est pas Mme Borne qui a fait Polytechnique, mais une homonyme dont elle a usurpé le nom.
À mes amis lecteurs, à ceux qui ont réagi à cet article tout particulièrement,
Ces 25 dernières années, aucun cynique bobard n’a été épargné à une opinion publique ne demandant qu’à être abusée, pour justifier la décrépitude planifiée d’un des rares fleurons industriels français. Aujourd’hui, épouvantée par les séquelles économiques durables de ce sabordage concerté, la communauté nationale semble s’être ressaisie. Hélas, si ses désirs n’ont plus rien à voir avec ceux de naguère, elle ne continue pas moins de les prendre pour la réalité. Car les héritiers au pouvoir des marchands du temple auxquels elle a trop longtemps fait confiance sont le pur produit de la médiocratie que ces derniers ont largement eu le temps d’engendrer et de placer aux postes clés de l’administration, de l’économie, de l’industrie, de l’université, de l’éducation nationale et, dans une très large mesure, de la presse.
C’est ainsi que les Français n’ont pas fini de tomber de charybde en scylla, en croyant apercevoir la voie du salut à chacun des ukases hors sol d’une impéritie généralisée, comme celui de madame Borne. La prochaine grande déconvenue sera le réveil du grand argentier de l’État, à la fin d’un bouclier tarifaire à 45 milliards d’euros !
L’auteur
Quelle bonne idée madame Borne que de pousser les ingénieurs à produire plus d’électricité nucléaire dans les mêmes centrales aux mêmes coûts avec les mêmes règles pour « sauver la France » d’un problème qu’elle n’aurait pas eu sans le sabotage compulsif des gouvernements des 30 dernières années !
Tchernobyl a déjà pété exactement pour cette raison en URSS (une petite magouille pour produire 20% de plus en coupant les sécurités, tournée de la maison) en 1986. On a définitivement pas fini d’importer toutes les bêtises communistes en France, on dirait !
Ce machines doivent être sûre avant tout, fonctionner au nominal, ronronner.
Nous avons des réacteurs issu d’un réacteur militaire de production de plutonium, nous l’oublions trop souvent.
Les choix scientifiques des années 50/60 n’étaient pas sur ce type de réacteur puisque l’énergie atomique était pour l’ensemble des pays de la planète. Kennedy poussé par les militaires a fait un choix qui nous a amené à la ‘catastrophe’ iranienne.
Le réacteur civil auto-stable, don’t le démonstrateur à fonctionné plusieurs années était à sécurité passive, refroidi par l’air et à pression atmosphérique. Il pouvait fonctionner au Thorium non proliférant techniquement. Il y a un élément théoriquement utilisable mais impossible à extraire et à produire en quantité industrielle.
Aujourd’hui on voit refleurir des réacteurs avec du sodium liquide qui est inflammable à l’air et explosif à l’eau. De mon temps, j’ai 57 ans, il y avait une expérience en seconde scientifique sur l’explosion d’un bout de sodium…
Le sodium qui permet un gain de quelques pourcents est une véritable ânerie. Des milliards sont investis, parfois par des influenceurs comme Bill Gates.
Comment justifier de mettre un explosif dans une centrale ?
Le feu au sodium dans la centrale japonaise ne fait plus réfléchir : j’entends on va sécuriser, les japonais étaient donc des crétins ! Il y a de l’humidité dans l’air, l’air est partout : fin de la récréation.
Bonjour vVDB,
Notre surgénérateur Phénix refroidi au sodium a pourtant fonctionné sans encombre de 1973 à 2010, tandis que le BN600 russe utilisant le même caloporteur est exploité depuis 1980, son frère, le BN 800, depuis 2016.
Le risque (calculé) probablement à prendre sur ce plan est sans conteste à la hauteur de la prodigalité attendue de la filière « rapide », notamment pour notre pays qui a déjà en stock, pour elle, plusieurs milliers d’années de combustible ; cf https://www.europeanscientist.com/fr/opinion/lenergie-francaise-de-vivre-de-bien-vivre-de-bien-vivre-longtemps/
Ainsi, la première Ministre donne ses objectifs techniques en validant un projet d’augmentation du « Rendement ». Il faudrait plutôt parler d’augmentation de la puissance produite que du rendement car il n’est pas certain que cette opération n’abaissera pas le rendement. Je pourrait citer des tas de problèmes comme la réduction de la fourniture de puissance réactive maximum, ou encore l’impact en terme d’érosion-corrosion…on est de toute façon limité par le dimensionnement du poste d’eau.
Quand à la réduction de la durée des arrêts de tranche, ce n’est pas non plus une amélioration du rendement mais une augmentation du Kd, coefficient de disponibilité. Il faut savoir que les problèmes actuels sont dus à la désorganisation des arrêts de tranche causée par les confinements inutiles. La situation va dons s’améliorer si il n’y a pas de problème survenant de la même façon que la corrosion sous contrainte. Quand à assouplir les réglementations, on peut ce poser la question car travailler dans le nucléaire est d’abord la grande attente pour savoir quand avoir le feu vert pour travailler. Mais chaque règle a été introduite pour une bonne raison et la modifier doit se faire avec la main tremblante…sauf à accepter que des personnes prennent plus de doses ou soient victimes d’accident du travail. Mais Madame Borne ignore tout cela…Le problème c’est que des ignorants prennent des décisions qui ne sont pas de leur ressort. Madame Borne pitié, laissez faire ceux qui savent.
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