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PEES8AE - OPTION

 Les réacteurs nucléaires, le combustible et la maîtrise des impacts sur l'environnement

 

Crédits : 2 ECTS

 Durée : 21 heures

 

Semestre : S8

Responsable(s) :

Fabrice Patisson, Professeur, fabrice.patisson@mines-nancy.univ-lorraine.fr  

Mots clés :  Nucléaire ; réacteur ; production d'énergie ; cycle du combustible ; retraitement

Pré requis :  Cours de département S7 sont utiles mais pas indispensables; bases thermodynamiques et cinétiques.

Objectif général : Maîtriser la nature et les enjeux de la filière nucléaire civile

Programme et contenu : La filière nucléaire produit de 75% de l’électricité en France et 13% dans le monde. Entre réel intérêt du fait des puissances accessibles et des faibles émissions de gaz à effet de serre et inquiétudes vis-à-vis des accidents gaves et du devenir des déchets, le nucléaire se trouve aujourd’hui à la croisée des chemins. Ce cours vise à fournir aux élèves-ingénieurs les connaissances scientifiques et techniques nécessaires à une bonne compréhension de l’ensemble de la filière nucléaire, ainsi que les principaux éléments environnementaux et sociétaux associés. La filière nucléaire est présentée sous ses différents aspects : réacteurs actuels et futurs de production d’électricité, cycle du combustible, dimensionnement des installations, traitement des déchets, recherche de la sûreté… En termes de démarche pédagogique, un juste équilibre est assuré entre des interventions de conférenciers venant d’organismes (CEA) ou de grandes entreprises partenaires (EDF, AREVA) et des séances de cours plus traditionnelles incluant des exercices d’application traités par les étudiants. La méthodologie systémique introduite en SP141 est notamment utilisée pour dimensionner des installations.

Plan : – Le cycle du combustible nucléaire. Etude d’un réacteur de conversion. – Cycle thermodynamique d’une centrale. – Pilotage d’un réacteur nucléaire : principe et simulation. – Transfert de matière entre phases. Application à la partition U/Pu en retraitement. – Transfert de matière et de chaleur couplés. Application à une tour de refroidissement. – Scénarios d’accidents graves dans un réacteur nucléaire ; rôle de la modélisation et de l’expérimentation. – Traitement et stockage des déchets nucléaires : état des lieux et projets.

 

Compétences : 

Niveaux

Description et verbes opérationnels

Connaître 

Appréhender la filière nucléaire sous ses différents aspects. Enoncer la typologie des réacteurs. Définir le cycle du combustible. Répertorier les solutions de retraitement.

Comprendre

Expliquer le fonctionnement d'un réacteur. Interpréter le cycle thermodynamique d'une centrale. Décrire les phénomènes de transport mis en jeu dans les procédés. Redéfinir les enjeux sociétaux du nucléaire.

Appliquer 

Appliquer des concepts connus (thermodynamique, phénomènes de transport) à un domaine d'application spécifique. Résoudre des exercices académiques illustratifs.

Analyser 

Parcourir le cycle du combustible. Décortiquer les circuits d'une centrale. Détailler les mix énergétiques et électriques.

Synthétiser

Rédiger des rapports de TD.

Évaluer

Mesurer les choix énergétiques antérieurs de la France. Juger les choix énergétiques actuels de différents pays. Hiérarchiser avantages et inconvénients du nucléaire pour l'énergie.

Évaluations :

  • Test écrit
  • Contrôle continu
  • Oral, soutenance
  • Projet
  • Rapport
  • Aucune étiquette