Histoire et techniques des réacteurs nucléaires et de leurs combustibles , livre ebook

Histoire et techniques des réacteurs nucléaires
L’agriculture en famille : travailler, réinventer, transmettre
-Coor donné par P -Dominique Gr . Gasselin, enêche J.-P. Choisis, S. Petit, F. Purseigle et S. Zasser
PROfiQuinteSciencesl
et de leurs combustibles
Quintes-QuinteSciences
L’agriculturHistoire et techniquese en famille :
trdes ravailler éacteurs nucléair, réinventer, es
tret de leurs combustiblesansmettre
Coor Dominique Grdonné par P enêche. Gasselin, J.-P. Choisis,
QuinteSciencesQuintesciencesS. Petit, F. Purseigle et S. Zasser
C e livre est une vaste fresque technico-historique sur les réacteurs nucléaires et sur les combustibles
qu’ils utilisent. Il relate d’abord de façon originale toute l’histoire de la connaissance des atomes et de leur C et ouvrage aborde les Facteurs Humains et Organisationnels (FHO) qui s’invitent lors
noyau jusqu’à la découverte majeure que fut la fi ssion puis la réaction en chaîne qui marque la naissance des différentes phases de la vie (de la conception au démantèlement) d’une installation
de l’énergie nucléaire. On y explique ensuite les bases scientifi ques du fonctionnement des réacteurs
à risques.
nucléaires en commençant par exposer les principales notions de physique nucléaire permettant notamment
de comprendre les interactions entre neutrons et noyaux atomiques et d’expliquer la fi ssion. Partant de Les organisations à risques sont avant tout des systèmes humains. Derrière cette entrée
ces fondements, la part la plus importante de ce livre est consacrée à la genèse des différentes en matière quelque peu provocatrice au sein d’univers techniques se cache l’ambition L’agriculturHistoire et techniques e en famille :
«fi lières de réacteurs» et à leur conception. Cela permet de bien comprendre le «pourquoi» et le de mettre en lumière les mécanismes individuels et collectifs qui façonnent ce type
«comment» du développement du nucléaire d’aujourd’hui et d’anticiper celui du futur. La nature et la d’organisation. Sur quels ressorts reposent les comportements à risques ? Pourquoi certains
structure de différentes grandes composantes d’un réacteur nucléaire y sont notamment explicitées et groupes sont-ils incapables de se coordonner ? Pourquoi les organisations répètent-elles trdes ravailler éacteurs, réinventer, comparées en détails. On résume à cette occasion l’histoire du développement de l’énergie nucléaire des
leurs erreurs ? Ces quelques exemples de questions sont de toute évidence au centre des
grands pays qui ont été des pionniers dans ce domaine, dont la France. Cette partie s’achève avec une
enjeux de sûreté et de sa gestion. Pourtant, si les Facteurs Humains et Organisationnels
présentation des réacteurs non électrogènes comme ceux destinés à l’espace ou à la propulsion marine,
font désormais partie du vocabulaire commun des praticiens de la sûreté, ils sont encore
ainsi que les réacteurs du futur, notamment ceux de la quatrième génération. Enfi n, le livre traite de toutes trnucléairansmettr es et de leurs etrop fréquemment assimilés à la notion, trop restrictive, d’erreur humaine. Considérant au les étapes du cycle du combustible nucléaire.
contraire qu’une défaillance humaine ne peut se comprendre sur le même mode qu’une
L’ensemble du livre est ponctué de nombreuses anecdotes souvent inédites ou d’évènements insolites défaillance technique, cet ouvrage proposera un parcours d’exploration de la dimension
rarement rapportés jusqu’ici, qui ont jalonné le chemin de cette aventure unique. combustibleshumaine de la sûreté.
Par l’étendue des sujets traités et par les liens étroits qui sont tissés entre l’histoire et la technique, ce livre
Comme le montreront les analyses d’accidents relatés au fil des chapitres, les barrières
n’a pas d’équivalent en France et à l’étranger. C’est le fruit de toute une carrière de l’auteur consacrée à la Coordonné par P. Gasselin, J.-P. Choisis, techniques n’atteignent leur pleine efficacité que si elles sont comprises, appropriées et recherche et à l’industrie nucléaire mais aussi à l’enseignement. C’est également le résultat d’un long et
utilisées par les opérateurs : les systèmes techniques et sociaux sont indissociablement liés.patient travail de plusieurs années guidé par une motivation essentielle: la passion. S. Petit, F. Purseigle et S. Zasser
Dominique Grenêche
Benoît Bernard est Safety analyst en FHO auprès de Bel V (fi liale technique Dominique Grenêche est docteur en physique nucléaire. Il a d’abord été chercheur au Commissariat
à l’Énergie Atomique puis il a occupé divers postes de responsabilité dans cet organisme. Il a ensuite
été chef du service de la sûreté de la gestion des déchets radioactifs à l’Institut de Radioprotection et
de Sûreté Nucléaire, puis conseiller nucléaire au Cabinet du Haut Commissaire à l’Énergie Atomique.
Il a poursuivi sa carrière chez AREVA comme dirigeant des relations internationales scientifi ques et
techniques. Il a mené parallèlement de nombreuses activités d’enseignement en France et à l’étranger
dans des écoles d’ingénieurs ou universités. Il est l’auteur de multiples articles et il a contribué à plusieurs
ouvrages sur le nucléaire. Il est aujourd’hui consultant et expert international.
Les ouvrages de la collection PROfiLa collection QuinteSciences s’adresse à un l ont 978-2-xxxx-xxxx-x978-2-7598-1977-5
pour vocation la transmission des savoirspublic spécialisé. Elle propose des ouvrages de
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Histoire et techniques
des réacteurs nucléaires
et de leurs combustibles
Dominique Grenêche« Un homme qui n’est plus capable de s’émerveiller a pratiquement cessé de vivre. »
Albert Einstein
(Discours et entretiens – 1879-1955)
Imprimé en France
ISBN : 978-2-7598-1977-5
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d’exemple et d’illustration, « toute représentation intégrale, ou partielle, faite sans le
consenteerment de l’auteur ou de ses ayants droit ou ayants cause est illicite » (alinéa 1 de l’article 40).
Cette représentation ou reproduction, par quelque procédé que ce soit, constituerait donc une
contrefaçon sanctionnée par les articles 425 et suivants du code pénal.
© EDP Sciences 2016Table des matières
Avant-propos ................................................................................................. 17
Remerciements ............................................................................................... 21
Structure générale du livre ............................................................................ 23
Sigles principaux ........................................................................................... 27
Partie 1 Historique des découvertes sur les atomes et l’énergie
nucléaire ....................................................................................... 31
Chapitre 1 • Le long chemin vers la connaissance des atomes ...................... 33
1.1 Introduction générale ............................................................................ 33
1.1.1 « Des atomes et des hommes » .................................................. 33
1.1.2 Une histoire qui commence il y a deux milliards d’années ......... 34
1.2 De la philosophie à la physique .............................................................. 37
1.2.1 La naissance de la théorie « atomiste » ....................................... 37
1.2.2 Ceux qui croyaient aux atomes et ceux qui n’y croyaient pas ..... 38
3Histoire et techniques des réacteurs nucléaires et de leurs combustibles
1.3 Enfin, les atomes s’expriment ................................................................. 42
1.3.1 Des rayons inconnus mais célèbres ............................................ 42
1.3.2 La radioactivité et l’entrée en scène de l’uranium ...................... 42
1.3.3 L’ambre et la lumière 46
1.4 Les explorateurs de l’atome .................................................................... 50
1.4.1 Les théoriciens balayent les idées des derniers récalcitrants ........ 50
1.4.2 L’atome atomisé : il n’est plus « insécable » ................................ 52
Chapitre 2 • La fission nucléaire et la réaction en chaîne ............................. 59
2.1 La grande découverte ............................................................................. 59
2.1.1 L’abstraction au service de l’atome ............................................ 59
2.1.2 Le gros œuvre s’achève .............................................................. 61
Une particule bien étrange, issue de l’imagination ..................... 61
La pièce manquante .................................................................. 63
2.1.3 Entre les deux guerres, on bombarde… les noyaux atomiques ... 65
Au-delà des éléments radioactifs naturels .................................. 65
Le mystère s’épaissit 66
2.1.4 Quand l’atome s’éclate .............................................................. 71
2.2 Le « sprint » vers la réaction en chaîne ................................................... 75
2.2.1 Les promesses d’une énergie colossale ....................................... 75
2.2.2 Les brevets et les travaux français ......................