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76. Production et distribution d'électricité

Éditeur de chapitre :  Michael Grue


 

Table des matières 

Figures et tableaux

Profil général
Michael Grue

Production d'énergie hydroélectrique
Neil Mc Manus

Production d'électricité à partir de combustibles fossiles
Anthony W.Jackson

Production d'énergie nucléaire

WG Morison

Sécurité de la production, de la transmission et de la distribution d'énergie électrique : un exemple américain
Janet Renard

Dangers
Michael Grue

Questions environnementales et de santé publique
Alexander C. Pittman, Jr.

Tables

Cliquez sur un lien ci-dessous pour afficher le tableau dans le contexte de l'article.

1. Maîtriser les risques chimiques et biologiques
2. Maîtriser les risques physiques et de sécurité
3. Caractéristiques des centrales nucléaires (1997)
4. Principaux risques environnementaux potentiels

Figures

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Dimanche, Mars 13 2011 19: 03

Profil général

En 1993, la production mondiale d'électricité était de 12.3 billions de kilowattheures (Nations Unies, 1995). (Un kilowattheure est la quantité d'électricité nécessaire pour allumer dix ampoules de 100 watts pendant 1 heure.) On peut juger de l'ampleur de cette entreprise en considérant les données des États-Unis, qui produisent à eux seuls 25 % de l'énergie totale. L'industrie américaine des services publics d'électricité, un mélange d'entités publiques et privées, a produit 3.1 billions de kilowattheures en 1993, utilisant plus de 10,000 1995 unités de production (US Department of Energy 430,000). La partie de cette industrie qui appartient à des investisseurs privés emploie 200 XNUMX personnes dans l'exploitation et la maintenance électriques, avec des revenus de XNUMX milliards de dollars américains par an.

L'électricité est produite dans des centrales qui utilisent des combustibles fossiles (pétrole, gaz naturel ou charbon) ou utilisent l'énergie nucléaire ou l'hydroélectricité. En 1990, par exemple, 75 % de l'électricité française provenait des centrales nucléaires. En 1993, 62 % de l'électricité produite dans le monde provenait d'énergies fossiles, 19 % de l'hydroélectricité et 18 % du nucléaire. Les autres sources d'énergie réutilisables telles que l'éolien, le solaire, la géothermie ou la biomasse ne représentent qu'une faible proportion de la production électrique mondiale. Depuis les centrales électriques, l'électricité est ensuite transmise via des réseaux ou grilles interconnectés aux systèmes de distribution locaux et jusqu'au consommateur.

La main-d'œuvre qui rend tout cela possible a tendance à être principalement masculine et à posséder un degré élevé de compétences techniques et de connaissance du « système ». Les tâches que ces travailleurs entreprennent sont très diverses et ont des éléments communs avec les industries de la construction, de la fabrication, de la manutention, du transport et des communications. Les quelques articles suivants décrivent en détail certaines de ces opérations. Les articles sur les normes de maintenance électrique et les préoccupations environnementales mettent également en évidence les principales initiatives réglementaires du gouvernement américain qui affectent l'industrie des services publics d'électricité.

 

Noir

Dimanche, Mars 13 2011 19: 09

Production d'énergie hydroélectrique

Les êtres humains ont appris à exploiter l'énergie de l'eau courante il y a plusieurs millénaires. Depuis plus d'un siècle, l'électricité est produite à partir de l'énergie hydraulique. La plupart des gens associent l'utilisation de l'énergie hydraulique à l'endiguement des rivières, mais l'énergie hydroélectrique peut également être générée par l'exploitation des marées.

Les opérations de production hydroélectrique couvrent un vaste terrain et de nombreux climats, allant du pergélisol arctique à la forêt tropicale équatoriale. L'emplacement géographique de la centrale aura une incidence sur les conditions dangereuses qui peuvent être présentes, puisque les risques professionnels tels que les insectes et les animaux agressifs, ou même les plantes vénéneuses, varient d'un endroit à l'autre.

Une station d'hydrogénation se compose généralement d'un barrage qui emprisonne une grande quantité d'eau, un déversoir qui libère le surplus d'eau de façon contrôlée et un centrale. Digues et d'autres structures de confinement et de contrôle de l'eau peuvent également faire partie de la centrale hydroélectrique, bien qu'elles ne soient pas directement impliquées dans la production d'électricité. La centrale contient des canaux conducteurs qui guident l'eau à travers des turbines qui convertissent le flux linéaire de l'eau en un flux rotatif. L'eau tombera à travers les pales de la turbine ou s'écoulera horizontalement à travers elles. La turbine et le générateur sont connectés l'un à l'autre. Ainsi, la rotation de la turbine entraîne la rotation du rotor du générateur.

Le potentiel d'énergie électrique du débit d'eau est le produit de la masse de l'eau, de la hauteur à laquelle elle tombe et de l'accélération gravitationnelle. La masse est fonction de la quantité d'eau disponible et de son débit. La conception de la centrale déterminera la hauteur de l'eau. La plupart des conceptions puisent l'eau près du sommet du barrage, puis la rejettent au fond dans un lit de rivière en aval existant. Cela optimise la hauteur tout en maintenant un débit raisonnable et contrôlable.

Dans la plupart des centrales hydroélectriques modernes, les turbogénérateurs sont orientés verticalement. Ce sont les structures familières qui dépassent du rez-de-chaussée dans ces gares. Cependant, presque toute la structure est située sous ce qui est visible au niveau du rez-de-chaussée. Cela comprend le puits du générateur et, en dessous, le puits de la turbine et le tube d'admission et de décharge. Ces structures et les canaux de guidage de l'eau sont pénétrés à l'occasion.

Dans les centrales d'époque plus ancienne, le turboalternateur est orienté horizontalement. L'arbre de la turbine dépasse d'un mur dans la centrale électrique, où il se connecte au générateur. Le générateur ressemble à un très gros moteur électrique à boîtier ouvert de style ancien. Témoignage de la conception et de la qualité de construction de ces équipements, certaines installations du début du siècle sont toujours en activité. Certaines stations actuelles intègrent des versions mises à jour des conceptions des anciennes stations. Dans de telles centrales, le canal d'eau entoure complètement le turbogénérateur et l'entrée se fait par un carter tubulaire qui traverse le canal d'eau.

Un champ magnétique est maintenu dans les enroulements du rotor du générateur. L'alimentation de ce champ est fournie par des bancs de batteries au plomb-acide ou au nickel-cadmium remplis de soude caustique. Le mouvement du rotor et le champ magnétique présent dans ses enroulements induisent un champ électromagnétique dans les enroulements du stator. Le champ électromagnétique induit fournit l'énergie électrique qui est fournie au réseau électrique. La tension électrique est la pression électrique qui résulte de l'écoulement de l'eau. Afin de maintenir la pression électrique, c'est-à-dire la tension, à un niveau constant, il faut modifier le débit d'eau à travers la turbine. Cela se fera au fur et à mesure que la demande ou les conditions changent.

Le flux d'électricité peut provoquer des arcs électriques, comme par exemple dans l'ensemble excitateur du rotor. Les arcs électriques peuvent générer de l'ozone qui, même à de faibles niveaux, peut endommager le caoutchouc des tuyaux d'incendie et d'autres matériaux.

Les générateurs hydroélectriques produisent des courants et des tensions très élevés. Les conducteurs des générateurs se connectent à un transformateur d'unité et de celui-ci à un transformateur de puissance. Le transformateur de puissance augmente la tension et réduit le courant pour la transmission sur de longues distances. Un faible courant minimise les pertes d'énergie dues à l'échauffement pendant la transmission. Certains systèmes utilisent du gaz hexafluorure de soufre à la place des huiles conventionnelles comme isolant. Les arcs électriques peuvent produire des produits de décomposition qui peuvent être beaucoup plus dangereux que l'hexafluorure de soufre.

Les circuits électriques comprennent des disjoncteurs qui peuvent couper rapidement et de manière imprévisible le générateur du réseau électrique. Certaines unités utilisent un jet d'air comprimé pour rompre la connexion. Lorsqu'une telle unité entre en action, elle produit un niveau extrêmement élevé de bruit impulsif.

Administration et exploitation des stations

La plupart des gens connaissent les aspects de l'administration et de l'exploitation des centrales de la production hydroélectrique, qui créent généralement le profil public de l'organisation. L'administration de la centrale électrique cherche à s'assurer que la centrale fournit un service fiable. L'administration comprend le personnel de bureau impliqué dans les fonctions commerciales et techniques, et la gestion. Le personnel d'exploitation de la station comprend les directeurs et les superviseurs de l'usine et les opérateurs de processus.

L'hydrogénération est une opération de procédé, mais contrairement à d'autres opérations de procédé, comme celles de l'industrie chimique, de nombreuses stations d'hydrogénation n'ont pas de personnel d'exploitation. L'équipement de production est commandé à distance, parfois sur de longues distances. Presque toutes les activités de travail ont lieu lors de l'entretien, de la réparation, de la modification et de la mise à niveau de l'usine et de l'équipement. Ce mode de fonctionnement exige des systèmes efficaces qui peuvent transférer le contrôle de la production d'énergie à la maintenance pour éviter un démarrage inattendu.

Les dangers et la structure de gestion

Les services publics d'électricité sont traditionnellement gérés comme des organisations « ascendantes ». C'est-à-dire que la structure organisationnelle a traditionnellement fourni une voie de mobilité ascendante qui commence par des postes de niveau d'entrée et mène à la haute direction. Relativement peu d'individus entrent latéralement dans l'organisation. Cela signifie que la supervision et la gestion d'un service public d'électricité auront probablement connu les mêmes conditions de travail que les personnes qui occupent actuellement des postes de premier échelon. Une telle structure organisationnelle peut avoir des implications en ce qui concerne l'exposition potentielle des travailleurs à des agents dangereux, en particulier ceux qui ont des effets cumulatifs chroniques. Prenons par exemple le bruit. Les employés qui occupent actuellement des postes de direction pourraient eux-mêmes avoir subi une perte auditive grave lorsqu'ils étaient employés dans des emplois exposés au bruit professionnel. Leur perte auditive pourrait ne pas être détectée dans les programmes de tests audiométriques de l'entreprise, car ces programmes n'incluent généralement que les employés qui sont actuellement exposés à des niveaux élevés de bruit au travail.

Maintenance des équipements de production

La maintenance des équipements de production se subdivise en deux grands types d'activités : la maintenance électrique et la maintenance mécanique. Bien que les deux types de travail puissent se produire simultanément et côte à côte, les compétences et le travail nécessaires pour les effectuer sont complètement différents.

L'entretien peut nécessiter l'arrêt et le démantèlement d'une unité. Le débit d'eau à la prise est contrôlé par des vannes de tête. Les vannes de tête sont des structures en acier qui sont abaissées dans le canal d'admission pour bloquer l'écoulement de l'eau. Le blocage de l'écoulement permet à l'eau de s'écouler des canaux intérieurs. Le niveau d'eau au repos à la sortie de la turbine (tube de tirage) est inférieur au niveau du carter de volute et des aubes de la roue de turbine. Cela permet d'accéder à ces structures. Le carter de volute est une structure conique en forme de spirale qui dirige le flux d'eau autour de la roue de turbine de manière uniforme. L'eau passe du boîtier de défilement à travers des aubes directrices qui dirigent le débit et des aubes mobiles (portillons) qui contrôlent le volume.

Au besoin, la génératrice et la turbine peuvent être retirées de leur emplacement normal et placées au rez-de-chaussée de la centrale électrique. L'enlèvement peut être nécessaire pour repeindre ou dégraisser et réparer et remplacer les enroulements, les roulements, les freins ou les systèmes hydrauliques.

Parfois, les pales de la roue, ainsi que les portillons, les aubes directrices et les structures conductrices d'eau dans le boîtier de volute et le tube de tirage, subissent des dommages dus à la cavitation. La cavitation se produit lorsque la pression dans l'eau tombe en dessous de sa pression de vapeur. Lorsque cela se produit, des bulles de gaz se forment et la turbulence provoquée par ces bulles érode les matériaux que l'eau touche. Il peut être nécessaire de réparer les matériaux endommagés par soudage ou en réparant et en recouvrant les surfaces en acier et en béton.

Les structures en acier peuvent également nécessiter des réparations et un nouveau revêtement si elles sont corrodées.

Dangers

Il existe une variété de risques associés à la production d'énergie hydroélectrique. Certains de ces risques sont partagés par tous les employés qui travaillent dans l'industrie, tandis que d'autres sont limités à ceux qui sont impliqués dans des activités de maintenance électrique ou mécanique. La plupart des dangers qui peuvent survenir sont résumés dans les tableaux 1 et 2, qui résument également les précautions.

Tableau 1. Contrôle des expositions à certains risques chimiques et biologiques dans la production d'énergie hydroélectrique

Exposition

Où il peut être trouvé

Travailleurs touchés

Approches de contrôle

Poussières abrasives
(dynamitage)

La poussière peut contenir des matériaux de grenaillage et de la poussière de peinture. La peinture appliquée avant 1971 peut contenir des BPC.

Mécaniques
facile
ouvriers

-Système de contrôle de la poussière
-Équipement de protection individuelle
-Protection respiratoire
-Mesures d'hygiène personnelle
-Surveillance médicale (selon les circonstances)

Amiante

L'amiante peut être présent dans les freins des génératrices, les tuyaux et l'isolation électrique, les revêtements pulvérisés, l'amiante-ciment et d'autres produits ; l'exposition dépend de la friabilité et de la proximité de la source.

Maintenance électrique
ouvriers, mécanique
facile
ouvriers

-Adopter les meilleures pratiques en vigueur pour les travaux impliquant l'amiante-
contenant des produits.
-Équipement de protection individuelle
-Protection respiratoire
-Mesures d'hygiène personnelle
-Surveillance médicale (selon les circonstances)

Batterie
explosion
Annonces

Un court-circuit entre les bornes des bancs de batteries peut provoquer une explosion, un incendie et une exposition au liquide et aux aérosols de l'électrolyte.

Maintenance électrique
ouvriers

- Blindage des cosses de batterie et des conducteurs non isolés
-Pratiques et procédures pour assurer des conditions de travail sécuritaires autour de cet équipement

enrobage
décomposition
Annonces

Les émissions peuvent inclure : le monoxyde de carbone, les pigments inorganiques contenant du plomb et d'autres chromates et les produits de décomposition des résines de peinture. Les BPC peuvent avoir été utilisés comme plastifiants avant 1971. Les BPC peuvent former des furanes et des dioxines lorsqu'ils sont chauffés.

Mécaniques
facile
ouvriers

-Ventilation d'échappement locale
-Protection respiratoire
-Mesures d'hygiène personnelle
-Surveillance médicale (dépend de la composition du revêtement)

Chlore

L'exposition au chlore peut se produire lors de la connexion/déconnexion des bouteilles de chlore dans les systèmes de traitement de l'eau et des eaux usées.

Les opérateurs

-Suivez les directives de l'industrie du chlore lorsque vous travaillez avec des bouteilles de chlore
-Respirateur d'évacuation

Dégraissage
solvants

Le dégraissage des équipements électriques nécessite des solvants aux propriétés spécifiques d'inflammabilité, de solvatation et d'évaporation rapide sans laisser de résidu ; les solvants répondant à ces caractéristiques sont volatils et peuvent présenter des risques d'inhalation.

Maintenance électrique
ouvriers

-Ventilation d'échappement locale
-Équipement de protection individuelle
-Protection respiratoire

Diesel
émissions d'échappement

Les émissions comprennent principalement le dioxyde d'azote, l'oxyde nitrique, le monoxyde de carbone, le dioxyde de carbone, le dioxyde de soufre et les particules contenant des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP) provenant des véhicules ou des moteurs utilisés dans la centrale.

Tous les travailleurs

-Interdire la circulation des automobiles et des camions dans les bâtiments.
-Système d'échappement local pour collecter les gaz d'échappement à la source
-Convertisseurs catalytiques sur les systèmes d'échappement

Restes d'insectes

Certains insectes se reproduisent dans les eaux rapides autour de la station ; après l'accouplement, les adultes meurent et les carcasses se décomposent et sèchent; certaines personnes développent des allergies respiratoires
sensibilisation aux substances contenues dans la poussière.

 

 

Après le drainage, les larves d'insectes vivant dans les canaux d'eau peuvent tenter d'abaisser leur corps dans l'eau restante en produisant des cordes en forme de fil; certaines personnes peuvent développer une sensibilité respiratoire allergique à la poussière résultant du dessèchement de ces matériaux.

Tous les travailleurs



 

 

 

 


Ouvriers d'entretien

-Les insectes qui passent une partie de leur vie dans les eaux rapides perdent leur habitat suite à la construction d'un
station d'hydrogénation. Ces organismes peuvent utiliser les canaux d'eau de la station comme habitat de substitution. La poussière des restes séchés peut provoquer une sensibilisation allergique.

-Les mesures de contrôle comprennent :
Un éclairage qui n'attire pas les insectes volants
Moustiquaires aux fenêtres, portes et ouvertures dans l'enveloppe du bâtiment.
Passer l'aspirateur pour enlever les carcasses

Huiles et lubrifiants

Les huiles et les fluides hydrauliques recouvrent les enroulements du rotor et du stator ; la décomposition des hydrocarbures en contact avec des surfaces chaudes peut produire des hydrocarbures aromatiques polycycliques (HAP). L'exposition peut se produire par inhalation et par contact avec la peau. Le contact avec la peau peut provoquer une dermatite.

Maintenance électrique
ouvriers, mécanique
facile
ouvriers

-Équipement de protection individuelle (selon les circonstances)

Ozone

L'ozone généré par la formation d'arcs dans le rotor et d'autres équipements électriques pourrait poser un problème d'exposition, selon la proximité de la source.

Tous les travailleurs

- Entretenir les équipements électriques pour éviter les arcs électriques

Fumées de peinture

Les aérosols de peinture contiennent de la peinture pulvérisée et du diluant; le solvant dans les gouttelettes et la vapeur peut former un mélange inflammable ; le système de résine peut comprendre des isocyanates, des époxydes, des amines, des peroxydes et d'autres intermédiaires réactifs.

Des vapeurs de solvant peuvent être présentes dans les zones de stockage et de mélange de peinture et dans la cabine de peinture ; des mélanges inflammables peuvent se développer à l'intérieur des espaces confinés lors de la pulvérisation.

Passants, peintres

- Cabine de peinture au pistolet
-Équipement de protection individuelle
-Protection respiratoire
-Mesures d'hygiène personnelle
-Surveillance médicale (selon les circonstances)

Polychloré
biphényles (PCB)

Les PCB ont été utilisés dans les fluides isolants électriques jusqu'au début des années 1970 ; des fluides ou des résidus d'origine peuvent encore être présents dans les câbles, les condensateurs, les transformateurs ou d'autres équipements ; l'exposition peut se produire par inhalation ou par contact avec la peau. Un incendie ou un échauffement extrême pendant le service peut transformer les BPC en furanes et en dioxines.

Maintenance électrique
ouvriers

-Équipement de protection individuelle
-Protection respiratoire
-Surveillance médicale (selon les circonstances)

Hexafluorure de soufre
et panne
Annonces

La décomposition par arc électrique de l'hexafluorure de soufre produit des substances gazeuses et solides d'une toxicité considérablement plus élevée.

La libération de grandes quantités d'hexafluorure de soufre dans les espaces de fondation peut créer une carence en oxygène en déplaçant l'atmosphère.

Maintenance électrique
ouvriers

-Ventilation d'échappement locale
-Équipement de protection individuelle
-Protection respiratoire
-Surveillance médicale (selon les circonstances)

Soudage et brasage
fumées

Cadmium, plomb, argent dans la soudure




Les travaux concernent principalement les aciers au carbone et inoxydables ; une soudure de l'aluminium peut se produire. Le rechargement est nécessaire pour réparer l'érosion due à la cavitation.
Les émissions comprennent : les gaz de protection et les flux, les fumées métalliques, l'ozone, le dioxyde d'azote, l'énergie visible et ultraviolette.

Électricité
facile
ouvriers

 

 

Mécaniques
facile
ouvriers

-Ventilation d'échappement locale
-Équipement de protection individuelle
-Protection respiratoire
-Mesures d'hygiène personnelle

- Surveillance médicale (dépend de la composition du métal de base et du métal en fil ou en tige)

 

Tableau 2. Contrôle des expositions à certains risques chimiques et biologiques dans la production d'énergie hydroélectrique

Exposition

Où il peut être trouvé

Travailleurs touchés

Approches de contrôle

Travail maladroit
postures

Un travail prolongé dans une posture inconfortable peut entraîner des lésions musculo-squelettiques.
Le risque de chute existe autour des fosses et des ouvertures dans les structures.

Tous les travailleurs

-Équipement conçu pour refléter les principes ergonomiques
-Formation en conditionnement musculaire, lifting et soin du dos
-Pratiques de travail choisies pour minimiser la survenue de blessures musculo-squelettiques

Espaces confinés

Le barrage, les structures de contrôle, les vannes de contrôle, les canaux de conduite d'eau, les générateurs et les turbines contiennent de nombreux puits, puisards, réservoirs et autres espaces clos et partiellement clos qui peuvent devenir appauvris en oxygène, confiner des atmosphères dangereuses ou contenir d'autres conditions dangereuses.

Tous les travailleurs

-Appareils de test d'air
-Systèmes de ventilation portatifs
-Équipement de protection individuelle
-Protection respiratoire

Noyade

La noyade peut survenir à la suite d'une chute dans de l'eau en mouvement rapide dans le bief d'amont (zone de prise d'eau) ou le canal de fuite (zone de rejet) ou dans une autre zone. L'eau extrêmement froide est présente dans les latitudes plus élevées pendant les mois de printemps, d'automne et d'hiver.

Tous les travailleurs

-Barrières de confinement du personnel
-Systèmes antichute
-Gilets de sauvetage

Électrocution

Les zones de la station contiennent des conducteurs sous tension non blindés ; les équipements contenant des conducteurs blindés peuvent devenir sous tension après le retrait du blindage. Le risque d'électrocution résulte d'une entrée délibérée dans des zones non autorisées ou d'une défaillance accidentelle des systèmes de protection.

Tous les travailleurs

-Établir des pratiques et des procédures pour assurer des conditions sécuritaires de travail avec des équipements électriques.

Électromagnétique
champs (y compris
fréquence radio)

Les équipements de production et autres équipements électriques produisent des champs CC et CA de 60 Hz (et plus); l'exposition dépend de la proximité de la source et du blindage offert par les structures. Les champs magnétiques sont particulièrement difficiles à atténuer par blindage. L'importance de l'exposition n'a pas encore été établie.

Fréquence radio : les effets sur les humains ne sont pas entièrement établis.

Tous les travailleurs

-Danger non établi en dessous des limites actuelles

Moocall Heat

Les générateurs dégagent une chaleur considérable; les générateurs et les échangeurs de chaleur peuvent décharger de l'air chauffé dans la centrale électrique ; la structure de la centrale électrique peut absorber et rayonner l'énergie solaire dans le bâtiment ; les blessures causées par la chaleur peuvent survenir pendant les mois les plus chauds, selon le climat et le niveau d'effort.

Travailleurs d'intérieur

- Déviation de l'air chauffé vers le toit, blindage, commandes techniques
-Boissons de remplacement d'électrolytes
-Équipement de protection individuelle

Bruit

Le bruit en régime permanent des générateurs et d'autres sources et tâches pourrait dépasser les limites réglementaires ; les brise-roche à air comprimé produisent des niveaux de bruit d'impact très élevés ; ceux-ci pourraient se décharger à tout moment.

Tous les travailleurs

-Appliquer la technologie de contrôle du bruit.
-Protection auditive personnelle

Travail posté

Les opérations postées peuvent produire des stress physiologiques et psychosociaux; les stress psychosociaux peuvent être particulièrement graves pour les petits nombres impliqués dans les petites communautés isolées où ces opérations ont tendance à être situées.

Les opérateurs

-Adopter des horaires de travail qui reflètent les connaissances actuelles sur les rythmes circadiens.

Vibration main-bras

Les vibrations produites par les outils à main électriques et les équipements portatifs sont transmises par les poignées.

Maintenance électrique
ouvriers, mécanique
facile
ouvriers

-Utiliser des outils répondant aux normes en vigueur pour les vibrations main-bras.
- Gants absorbant les vibrations

Vibration, corps entier

Les vibrations transmises par la structure provenant du mouvement de rotation des générateurs et de la turbulence des écoulements d'eau sont transmises à travers les sols et les murs.

Tous les travailleurs

-Surveiller et entretenir l'équipement rotatif pour minimiser les vibrations.

Unités d'affichage visuel

L'utilisation efficace des postes de travail informatisés dépend de l'application des principes visuels et ergonomiques du bureau.

Employés de bureau
(la gestion,
personnel administratif et technique)

-Appliquer les principes ergonomiques du bureau à la sélection et à l'utilisation des écrans vidéo

Liés à la météo
d'ouvrabilité

L'énergie ultraviolette peut causer des coups de soleil, des cancers de la peau et des cataractes.

Le froid peut provoquer un stress dû au froid et des engelures.
La chaleur peut provoquer un stress thermique.

Travailleurs de plein air

- Des vêtements de travail qui protègent du froid
-Vêtements de travail qui protègent contre le rayonnement solaire
-Protection des yeux qui offre une protection contre le rayonnement solaire
-Crèmes solaires (consulter un avis médical en cas d'utilisation prolongée)

 

Effets environnementaux

La production d'énergie hydroélectrique a été promue comme étant respectueuse de l'environnement. Bien sûr, il apporte d'énormes avantages à la société grâce à la fourniture d'énergie et à la stabilisation du débit d'eau. Mais une telle production d'énergie n'est pas sans coût environnemental, qui a reçu ces dernières années de plus en plus de reconnaissance et d'attention du public. Par exemple, on sait maintenant que l'inondation de vastes zones de la terre et de la roche par de l'eau acide conduit à la lixiviation des métaux de ces matériaux. Une bioaccumulation de mercure a été constatée chez des poissons pêchés dans l'eau de ces zones inondées.

L'inondation modifie également les schémas de turbulence dans l'eau ainsi que le niveau d'oxygénation. Ces deux éléments peuvent avoir de graves effets écologiques. Par exemple, les montaisons de saumon ont disparu sur les rivières endiguées. Cette disparition s'est produite, en partie, parce que les poissons ne peuvent pas localiser ou traverser un chemin vers le niveau d'eau supérieur. De plus, l'eau en est venue à ressembler davantage à un lac qu'à une rivière, et l'eau calme d'un lac n'est pas compatible avec les remontées de saumon.

Les inondations détruisent également l'habitat du poisson et peuvent détruire les zones de reproduction des insectes, dont dépendent les poissons et d'autres organismes pour se nourrir. Dans certains cas, les inondations ont détruit des terres agricoles et forestières productives. L'inondation de vastes zones a également soulevé des inquiétudes concernant le changement climatique et d'autres changements dans l'équilibre écologique. La retenue d'eau douce qui était destinée à s'écouler dans une masse d'eau salée a également soulevé des inquiétudes quant aux changements de salinité.

 

Noir

L'exploitation des centrales électriques au charbon implique une série d'étapes qui peuvent exposer les travailleurs à des blessures traumatiques et à des agents chimiques et physiques dangereux. Ces dangers peuvent être maîtrisés grâce à une combinaison d'une bonne conception, de travailleurs compétents et d'une planification des travaux. Une bonne conception garantira que tous les composants respectent les codes nécessaires à l'intégrité et à la sécurité de fonctionnement. Cela garantira également que la disposition de l'équipement permet une opérabilité et une maintenabilité sûres et continues grâce à un accès facile. Les travailleurs compétents seront conscients des dangers sur le lieu de travail et seront en mesure de créer des plans pour faire face aux dangers auxquels ils sont confrontés. Ces plans identifieront les dangers et appliqueront les contrôles appropriés, qui peuvent impliquer une combinaison de mise hors tension, de barrières physiques et d'équipement de protection individuelle. L'analyse de l'expérience des accidents montre que les centrales électriques modernes ont une performance de sécurité comparable à d'autres industries mécaniques lourdes. Au sein du personnel de la centrale, la plupart des accidents avec arrêt de travail sont subis par le personnel de maintenance. Les blessures impliquent fréquemment des entorses et des foulures des tissus mous du corps, les blessures au dos étant les plus courantes. On trouve également des maladies professionnelles associées à une exposition chronique au bruit et, occasionnellement, à l'amiante.

L'exploitation d'une centrale électrique moderne peut être envisagée en plusieurs étapes.

Manutention du charbon

Cela comprend la réception du charbon (par chemin de fer ou par eau), le stockage et la récupération pour alimenter les turbogénérateurs. Des équipements lourds (tracteurs-grattoirs et bulldozers) sont utilisés pour créer des tas de stockage compactés, ce qui est nécessaire si l'on veut éviter les feux à combustion spontanée. La manutention ultérieure se fait par des convoyeurs jusqu'à la centrale électrique. L'exposition à la poussière de charbon (conduisant à une éventuelle pneumoconiose) peut être contrôlée par la pulvérisation d'eau du tas de charbon et l'utilisation de cabines de contrôle fermées équipées de filtres à poussière. Certaines tâches associées à des niveaux élevés de poussière de charbon nécessitent des respirateurs avec absorbeur de particules à haute efficacité (HEPA). Les niveaux de bruit font que la plupart des travailleurs de cette zone de travail reçoivent une exposition supérieure à 85 dBA (entraînant une perte auditive), qui doit être contrôlée par l'utilisation de bouchons d'oreille et de casques antibruit, et un programme de conservation de l'ouïe.

Plusieurs risques de sécurité conventionnels se trouvent dans cette zone de l'usine. Travailler près de l'eau nécessite une attention particulière aux procédures et également à l'utilisation de gilets de sauvetage. Conduire de l'équipement lourd sur des piles de stockage inégales pendant la nuit nécessite un éclairage de zone à grande échelle, tandis que les risques de levage et de poussée liés au dégagement manuel des goulottes de transport du charbon (qui sont susceptibles de se bloquer, en particulier lorsque l'hiver est rigoureux) sont mieux contrôlés par une goulotte amovible. couvercles, qui offrent un accès facile. L'exploitation et l'entretien des systèmes de convoyeurs étendus nécessitent la protection des poulies d'entraînement et d'extrémité, des tendeurs et d'autres points de pincement.

Fonctionnement chaudière-turbine

Le fonctionnement d'une combinaison chaudière-turbine haute pression doit impliquer un ensemble rigoureux de contrôles pour assurer un fonctionnement sûr. Ces contrôles comprennent l'intégrité physique de l'équipement et la compétence, les connaissances et l'expérience du personnel d'exploitation. L'intégrité des composants haute pression est assurée par une combinaison de spécifications appropriées contenues dans les normes d'ingénierie modernes et des inspections de routine des joints soudés à l'aide de techniques d'imagerie visuelles et non destructives (rayons X et méthodes fluoroscopiques). De plus, des soupapes de surpression, qui sont régulièrement testées, garantissent qu'il n'y a pas de surpression de la chaudière. Les compétences et les connaissances nécessaires du personnel peuvent être créées grâce à un processus interne de développement du personnel couplé à une accréditation gouvernementale qui s'étend sur plusieurs années.

L'environnement de la centrale électrique est un ensemble de systèmes d'ingénierie complexes pour transporter le combustible, l'air de combustion, l'eau de chaudière déminéralisée et l'eau de refroidissement vers la chaudière. En plus des dangers de la vapeur à haute pression, il contient une variété d'autres dangers conventionnels et chimiques/physiques qui doivent être reconnus et contrôlés. En fonctionnement, le danger le plus répandu est le bruit. Des enquêtes montrent que tout le personnel d'exploitation et de maintenance a une exposition moyenne pondérée dans le temps de plus de 85 dBA, ce qui nécessite le port de protections auditives (bouchons ou manchons) dans une grande partie de la centrale et des tests audiométriques réguliers pour s'assurer qu'il n'y a pas de détérioration de l'audition. Les principales sources de bruit comprennent les pulvérisateurs de charbon, l'unité turbine-alternateur et les compresseurs d'air de service de la station. Les niveaux de poussière dans la centrale électrique pendant le fonctionnement dépendent de l'attention portée à l'entretien de l'état de l'isolation thermique. Ceci est particulièrement préoccupant car beaucoup d'isolants plus anciens contiennent des niveaux élevés d'amiante. Une attention particulière aux contrôles (principalement le collage et le confinement de l'isolation endommagée) peut atteindre des concentrations d'amiante en suspension dans l'air qui sont indétectables (<0.01 fibre/cc).

La dernière étape du processus d'exploitation qui crée des risques potentiels est la collecte et la manipulation des cendres. Habituellement situé à l'extérieur de la centrale, la collecte des cendres se fait généralement avec de grands précipitateurs électrostatiques, bien que l'utilisation de filtres en tissu ait augmenté ces dernières années. Dans les deux cas, les cendres sont extraites des fumées et conservées dans des silos de stockage. Tous les processus de manipulation ultérieurs sont intrinsèquement poussiéreux malgré les efforts d'ingénierie pour contrôler les niveaux. Ce type de cendres (cendres volantes, par opposition aux mâchefers qui se sont accumulés au fond de la chaudière) contient une fraction importante (30 à 50 %) de matière respirable et est donc une préoccupation potentielle pour les effets possibles sur la santé des travailleurs exposés. . Deux composants de la cendre ont une importance potentielle : la silice cristalline, associée à la silicose et éventuellement au cancer du poumon subséquent, et l'arsenic, associé au cancer de la peau et du poumon. Dans les deux cas, il est nécessaire de réaliser des évaluations d'exposition pour déterminer si les limites réglementaires sont dépassées et si des programmes de contrôle spécifiques sont nécessaires. Ces évaluations, impliquant des enquêtes avec des échantillonneurs personnels, devraient inclure tous les travailleurs potentiellement concernés, y compris ceux qui peuvent être exposés lors des inspections des systèmes de dépoussiérage et des surfaces de broyage et de chauffage dans la chaudière, où l'arsenic est connu pour se déposer. Les programmes de contrôle, si nécessaire, devraient inclure des informations aux travailleurs sur l'importance d'éviter l'ingestion de cendres (ne pas manger, boire ou fumer dans les zones de manipulation des cendres) et sur la nécessité de se laver soigneusement après avoir été en contact avec les cendres. Les niveaux de poussière rencontrés lors de ces enquêtes sont généralement tels que les bonnes pratiques de sécurité indiquent un programme de contrôle respiratoire pour l'exposition aux poussières nuisibles totales. La base de données sur la mortalité industrielle gérée par l'Institut national américain pour la sécurité et la santé au travail, par exemple, ne contient aucune entrée pour les décès attribuables à l'exposition à la silice ou à l'arsenic dans l'industrie américaine des services publics d'électricité.

Entretien

C'est pendant la phase d'entretien que l'exposition la plus élevée aux agents conventionnels et chimiques/physiques se produit. Compte tenu de la complexité de la centrale électrique moderne, il est extrêmement important qu'il y ait un processus efficace pour isoler l'équipement afin qu'il ne puisse pas être alimenté pendant les réparations. Ceci est généralement réalisé grâce à un système contrôlé de serrures et d'étiquettes.

Un large éventail de risques conventionnels sont rencontrés lors de la maintenance. Ils impliquent :

  • travail en hauteur (protection contre les chutes)
  • stress thermique
  • gréement et grutage (sécurité du chargement)
  • travail en espace confiné (risques atmosphériques et conventionnels)
  • excavation (effondrement de tranchée)
  • travailler/soulever dans des environnements exigus (entorses et foulures).

 

Dans tous les cas, les dangers peuvent être gérés par un processus d'analyse par étapes qui identifie les dangers et les contrôles correspondants.

Une grande variété de produits commerciaux dangereux sont utilisés et rencontrés dans les activités de maintenance de routine. L'amiante est courant, car il a été largement utilisé comme isolant thermique et est un composant de nombreux produits commerciaux. Des processus de contrôle doivent être en place pour s'assurer que tous les matériaux contenant de l'amiante sont correctement identifiés par analyse microscopique (la capacité sur site améliore considérablement le temps de réponse). Les méthodes de contrôle réelles utilisées pour la tâche dépendent de l'échelle de l'activité. Pour les travaux à grande échelle, il s'agira de construire des enceintes fonctionnant sous pression légèrement réduite (pour éviter les fuites) et de s'assurer que les travailleurs sont équipés de protection respiratoire en suivant des procédures rigoureuses pour éviter toute contamination externe. Dans tous les cas, les matériaux contenant de l'amiante doivent être complètement humidifiés, ensachés et étiquetés pour élimination. Un examen attentif est nécessaire pour s'assurer que tout l'amiante est retiré avant de poursuivre. Les expositions des travailleurs doivent être enregistrées et des radiographies pulmonaires périodiques associées à des tests de la fonction pulmonaire détermineront l'apparition de toute maladie. Les résultats positifs de ces examens doivent entraîner le retrait immédiat du travailleur de toute nouvelle exposition. Les pratiques actuelles reflètent un niveau élevé de préoccupation pour les expositions à l'amiante dans l'industrie des services publics d'électricité.

Pour la grande majorité des autres matières dangereuses utilisées sur le lieu de travail, les quantités impliquées sont faibles et l'utilisation peu fréquente, de sorte que l'impact global est insignifiant. La catégorie la plus importante d'expositions aux matières dangereuses est celle associée à des opérations particulières plutôt qu'à des produits particuliers.

Par exemple, le soudage est une activité courante qui peut donner lieu à une série d'effets indésirables possibles sur la santé. L'exposition à la lumière ultraviolette de l'arc provoque une cécité temporaire et une grave irritation des yeux («œil d'arc»); les vapeurs d'oxydes métalliques inhalées peuvent provoquer la « fièvre des fondeurs » ; et les oxydes d'azote et l'ozone formés aux températures élevées de l'arc peuvent provoquer une pneumonie chimique et d'éventuels problèmes respiratoires chroniques. Les contrôles à appliquer comprennent des protections oculaires pour protéger les travailleurs à proximité de la lumière diffusée, une ventilation par aspiration locale ou une protection respiratoire (par un respirateur purificateur d'air).

Une activité courante similaire est le meulage et le décapage à l'abrasif, où le problème est l'inhalation d'oxyde métallique respirable et de particules abrasives. Dans ce cas, le contrôle se fait généralement par le choix d'un agent abrasif (le sable a maintenant été abandonné au profit d'agents plus bénins tels que les cosses de légumes) couplé à une ventilation par aspiration locale suffisamment élevée.

L'autre activité entraînant des expositions importantes est l'application de revêtements protecteurs sur les surfaces métalliques. Les revêtements peuvent contenir une variété de solvants qui sont libérés dans l'atmosphère de travail. L'exposition des travailleurs peut être contrôlée soit par une ventilation par aspiration locale, soit, si cela n'est pas pratique, par une protection respiratoire.

 

Noir

Dimanche, Mars 13 2011 19: 12

Production d'énergie nucléaire

Dans tous les réacteurs nucléaires, l'énergie est produite au sein du combustible par une réaction en chaîne de fissions des noyaux de ses atomes. Le combustible nucléaire le plus courant est l'uranium-235. Chaque fission divise un atome de combustible en deux nouveaux atomes de produit de fission et expulse également de son noyau des neutrons qui provoquent d'autres fissions des atomes. La majeure partie de l'énergie libérée par la fission est emportée par les produits de fission et est à son tour convertie en énergie thermique dans les atomes de combustible adjacents lorsqu'ils arrêtent ces produits de fission en mouvement rapide et absorbent leur rayonnement. Les neutrons emportent environ 3 % de l'énergie de la fission.

Le cœur du réacteur est empêché de devenir trop chaud par un réfrigérant liquide ou gazeux, qui produit également la vapeur (directement ou indirectement) pour entraîner la turbine. Des matériaux absorbant les neutrons sont incorporés dans des barres de commande, qui peuvent être déplacées dans et hors des cavités du cœur du réacteur pour réguler la vitesse de réaction de fission à celle souhaitée par l'opérateur de la centrale. Dans les réacteurs à eau sous pression, des matériaux absorbants peuvent être introduits dans le système de refroidissement du réacteur via des absorbants solubles.

La plupart des produits de fission sont instables et donc radioactifs. Ils se désintègrent en libérant un rayonnement d'un type et d'une vitesse caractéristiques de chaque élément de produit de fission, et un nouveau produit de filiation qui peut également être radioactif. Cette séquence de désintégration se poursuit jusqu'à ce qu'elle aboutisse finalement à des produits de filiation qui sont stables (non radioactifs). D'autres produits radioactifs se forment dans le réacteur par absorption de neutrons dans le noyau des atomes de matières non fissiles, comme l'uranium 238, et de matériaux de structure, comme les guides, les supports et les gaines de combustible.

Dans les réacteurs qui fonctionnent depuis un certain temps, la décroissance des produits de fission et la création de nouveaux produits de fission atteignent un quasi-équilibre. À ce stade, le rayonnement et la production d'énergie résultante de la désintégration des produits radioactifs représentent près d'un dixième de tout ce qui est produit dans le réacteur.

C'est cette grande quantité de matières radioactives qui crée les risques propres aux centrales nucléaires. Dans les conditions d'exploitation, la plupart de ces matières radioactives se comportent comme des solides, mais certaines se comportent comme des gaz, ou deviennent volatiles à haute température dans le réacteur. Certaines de ces matières radioactives pourraient être facilement absorbées par les organismes vivants et avoir des effets importants sur les processus biologiques. Ainsi, ils sont dangereux s'ils sont libérés ou dispersés dans l'environnement.

Types et caractéristiques des centrales nucléaires

Les réacteurs thermiques utilisent des matériaux appelés modérateurs ralentir les neutrons rapides produits par la fission afin qu'ils puissent être captés plus facilement par les atomes d'uranium 235 fissiles. L'eau ordinaire est souvent utilisée comme modérateur. D'autres modérateurs utilisés sont le graphite et le deutérium, un isotope de l'hydrogène, qui est utilisé sous forme d'oxyde de deutérium - eau lourde. L'eau ordinaire est principalement constituée d'oxyde d'hydrogène et contient une petite proportion (0.015 %) d'eau lourde.

La chaleur est évacuée du combustible par un liquide de refroidissement, qui produit directement ou indirectement de la vapeur pour entraîner la turbine, et qui contrôle également la température du cœur du réacteur, l'empêchant de devenir trop chaud et d'endommager le combustible ou les matériaux de structure. Les réfrigérants couramment utilisés dans les réacteurs thermiques comprennent l'eau ordinaire, l'eau lourde et le dioxyde de carbone. L'eau a de bonnes caractéristiques de transfert de chaleur (chaleur spécifique élevée, faible viscosité, facilement pompable) et est le liquide de refroidissement le plus couramment utilisé dans les centrales nucléaires. Le refroidissement d'un cœur de réacteur avec de l'eau sous pression ou bouillante permet des densités de puissance de cœur élevées, de sorte que de grandes unités de puissance peuvent être intégrées dans des cuves de réacteur relativement petites. Cependant, le système primaire de refroidissement du réacteur utilisant de l'eau doit fonctionner à haute pression afin d'atteindre les pressions et températures de vapeur utiles pour un fonctionnement efficace de la turbine-alternateur à vapeur. L'intégrité de la limite du système de refroidissement du réacteur est donc très importante pour toutes les centrales nucléaires refroidies à l'eau, car c'est une barrière qui protège la sécurité des travailleurs, du public et de l'environnement.

Le combustible de tous les réacteurs de puissance refroidis à l'eau, et de la plupart des autres réacteurs, est du dioxyde d'uranium céramique, gainé de métal, d'acier inoxydable ou d'un alliage de zirconium. Le dioxyde d'uranium fritté fournit un combustible non combustible qui peut fonctionner pendant de longues périodes et retenir ses produits de fission à des températures élevées sans distorsion ou défaillance significative. Les seuls réacteurs thermiques en fonctionnement utilisant un combustible autre que le dioxyde d'uranium sont les centrales Magnox (qui sont refroidies au dioxyde de carbone), et celles-ci sont progressivement mises hors service à mesure qu'elles atteignent la fin de leur durée de vie.

Les matériaux absorbant les neutrons (tels que le bore, le cadmium, l'hafnium et le gadolinium) utilisés sous diverses formes, comme dans les barres de contrôle gainées d'acier ou en solution dans les caloporteurs ou les modérateurs, peuvent entrer et sortir du cœur du réacteur afin de contrôler la vitesse de réaction de fission à n'importe quel niveau désigné. Contrairement à la production d'électricité à partir de combustibles fossiles, aucune augmentation de la quantité de combustible n'est nécessaire pour augmenter le niveau de puissance produit dans une réaction de fission en chaîne.

Une fois qu'une augmentation du taux de production d'énergie de fission est amorcée, elle se poursuivra jusqu'à ce qu'elle soit arrêtée par l'insertion dans le cœur de la quantité appropriée de matériaux absorbant les neutrons et de modérateur. Une telle augmentation de puissance est causée par un excédent de neutrons dans la réaction de fission en chaîne par rapport à ce qui est nécessaire pour une simple réaction en chaîne à l'équilibre. Par conséquent, le taux de fission et la production d'énergie qui en résulte peuvent être contrôlés de manière très sensible en ajoutant ou en supprimant de très petites quantités de matériaux absorbant les neutrons. Si une réduction soudaine du niveau de puissance est nécessaire, une quantité relativement importante de matériau absorbant les neutrons est injectée dans le cœur. Chaque concept de réacteur a sa propre caractéristique de réactivité qui détermine les conceptions des dispositifs absorbant les neutrons de contrôle et d'arrêt pour assurer un contrôle efficace de la puissance et un arrêt sûr et rapide en cas de besoin. Cependant, les mêmes principes de base de contrôle et de sécurité s'appliquent à tous.

Les principaux types de réacteurs thermiques de puissance en service aujourd'hui sont illustrés dans la figure 1, et les principales caractéristiques sont données dans le tableau 1. Dans les illustrations simplifiées de la figure 1, des boucliers en béton sont représentés entourant les réacteurs et les circuits primaires. Les boucliers, qui comprennent une variété de conceptions, fournissent généralement à la fois une protection contre le rayonnement direct du réacteur et assurent également le confinement de toute fuite provenant des systèmes de refroidissement du réacteur ou du modérateur, et sont généralement conçus pour résister aux pressions importantes qui pourraient résulter en cas de une défaillance majeure des systèmes de refroidissement.

Figure 1. Types de centrales nucléaires

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Tableau 1. Caractéristiques des centrales nucléaires (1997)

Type de réacteur

Carburant

Modérateur

Liquide de refroidissement et son env. pression
(en barres)

Génération de vapeur

Nombre de
d'exploitation
unités

Production nette
(MWe)

PWR

Dioxyde d'uranium enrichi
(2% à 5% U-235)

Eau légère

Eau légère
(160 barres)

Indirect

251

223,717

PHWR (type CANDU)

Dioxyde d'uranium non enrichi
(0.71 % U-235)

Eau lourde

Eau lourde
(90 barres)

Indirect

34

18,927

BWR

Dioxyde d'uranium enrichi
(2% à 3% U-235)

Eau légère

Eau légère
bout au coeur
(70 barres)

direct et gratuit

93

78,549

GCR (type MAGNOX)

Uranium métal non enrichi
(0.71 % U-235)

Graphite

Gaz carbonique
(20 barres)

Indirect

21

3,519

EGR

Dioxyde d'uranium enrichi
(2.3 % U-235)

Graphite

Gaz carbonique
(40 barres)

Indirect

14

8,448

LWGR (type RBMK)

Dioxyde d'uranium enrichi
(2% à 2.5% U-235)

Graphite

Eau légère
bout au coeur
(70 barres)

direct et gratuit

18

13,644

FBR

Plutonium à oxyde mixte

Aucun

Sodium
(10 barres)

Indirect

3

928

 

Dans un réacteur à eau sous pression (REP) centrale, le caloporteur primaire et le modérateur du réacteur sont identiques : de l'eau ordinaire purifiée, qui est séparée du circuit secondaire eau d'alimentation/vapeur par une paroi métallique dans les générateurs de vapeur (parfois appelés chaudières), à travers laquelle la chaleur est transférée par conduction. La vapeur alimentant le turbo-alternateur n'est donc pas radioactive et l'installation de turbo-alternateur à vapeur peut être exploitée comme une centrale électrique conventionnelle. Étant donné que l'hydrogène dans l'eau primaire de refroidissement / modérateur absorbe une fraction importante des neutrons, il est nécessaire d'enrichir la teneur en isotopes fissiles d'uranium 235 du combustible entre 2% et 5% pour soutenir une réaction en chaîne pratique pour la production d'électricité à long terme.

Dans toutes les centrales nucléaires en exploitation avec les réacteurs à eau lourde sous pression (RELP), le modérateur du réacteur et le caloporteur primaire sont de l'eau lourde à très forte teneur en deutérium isotopique (>99 %). Dans le CANDU PHWR, qui constitue presque tous les PHWR en fonctionnement, le modérateur est séparé du fluide de refroidissement primaire et maintenu à une température et une pression relativement basses, ce qui fournit un environnement pratique pour localiser les instruments de surveillance et de contrôle, et une capacité de refroidissement de secours intégrée en cas d'une défaillance de la tuyauterie de liquide de refroidissement primaire. Le combustible et le caloporteur primaire du CANDU se trouvent dans des tubes de force horizontaux dans le cœur du réacteur. Comme dans les REP, les circuits primaire et secondaire eau alimentaire/vapeur sont séparés par une paroi métallique dans les générateurs de vapeur, à travers laquelle la chaleur est transférée de l'eau lourde primaire vers le circuit eau ordinaire vapeur-eau alimentaire. La vapeur alimentant la centrale turbo-alternateur est donc de la vapeur d'eau ordinaire, non radioactive (sauf pour de petites quantités dues à des fuites), et la centrale turbo-alternateur peut être exploitée comme une centrale thermique classique. Le modérateur à eau lourde et le caloporteur n'absorbent qu'une très petite fraction des neutrons générés lors de la fission, ce qui permet une réaction en chaîne pratique pour la production d'électricité à long terme à l'aide d'uranium naturel (0.071 % d'uranium 235). Les PHWR existants peuvent fonctionner avec du combustible à l'uranium 235 légèrement enrichi, ce qui entraîne une extraction d'énergie totale proportionnellement plus importante du combustible.

Dans un réacteur à eau bouillante (REB) centrale nucléaire, l'eau de refroidissement primaire est partiellement évaporée dans le cœur du réacteur lui-même, et la vapeur qui y est générée est envoyée directement au turbo-alternateur. La pression de fonctionnement dans le réacteur est inférieure à celle des REP, mais la pression de vapeur alimentant la turbine est similaire. La vapeur alimentant la turbine est légèrement radioactive, ce qui nécessite certaines précautions en raison de la contamination potentielle de faible niveau du système turbine/eau d'alimentation. Cependant, cela ne s'est pas avéré être un facteur important dans l'exploitation et la maintenance des REB. Dans les REB, le contrôle de la puissance du réacteur est affecté par la quantité de vapeur dans le cœur, et cela doit être compensé par un contrôle approprié du débit de liquide de refroidissement ou des insertions de réactivité lorsque le niveau de puissance du réacteur est modifié.

Réacteurs Magnox, aussi connu sous le nom réacteurs refroidis au gaz (GLR), sont alimentés avec de l'uranium métal naturel gainé de magnésium. Ils sont refroidis par du dioxyde de carbone à pression modeste, mais génèrent de la vapeur à température relativement élevée, ce qui donne un bon rendement thermique. Ils ont de grands noyaux avec de faibles densités de puissance, de sorte que les récipients sous pression, qui agissent également comme les seules structures de confinement, sont également grands. Les récipients sous pression des premiers réacteurs Magnox étaient en acier. Dans les derniers réacteurs Magnox, une cuve en béton précontraint contenait à la fois le cœur du réacteur et les échangeurs de chaleur à vapeur.

Réacteurs avancés refroidis au gaz (AGR) utiliser du combustible à base d'oxyde d'uranium enrichi (2.3 % U-235). Ils sont refroidis par du dioxyde de carbone à une pression plus élevée que les réacteurs Magnox et ont un transfert de chaleur et une efficacité thermique améliorés. La plus grande densité de puissance du cœur des AGR par rapport aux réacteurs Magnox permet au réacteur AGR d'être plus petit et plus puissant. La cuve sous pression en béton précontraint, qui contient à la fois le cœur du réacteur et les échangeurs de chaleur élevant la vapeur, sert également de structure de confinement.

Réacteurs graphite à eau légère (LWGR) sont un hybride de différents systèmes d'énergie nucléaire. Les seules centrales de ce type en service aujourd'hui sont les réacteurs RBMK situés dans l'ex-Union soviétique, c'est-à-dire en Russie, en Ukraine et en Lituanie. Dans les réacteurs RBMK, l'eau de refroidissement ordinaire s'écoule vers le haut à travers des canaux de refroidissement verticaux (tubes) qui contiennent le combustible et bout dans le cœur. La vapeur produite dans le cœur est envoyée directement au turbo-alternateur comme dans un REB. Le modérateur en graphite qui entoure les canaux de réfrigérant fonctionne à une température suffisamment supérieure à celle du réfrigérant pour que la chaleur générée dans le graphite en modérant les neutrons soit évacuée par les canaux de réfrigérant. Les réacteurs RBMK sont de grande taille et disposent de nombreux canaux de refroidissement (>1,500 XNUMX).

Réacteurs surgénérateurs rapides (FBR) nécessitent un enrichissement en matière fissile de l'ordre de 20 % et peuvent entretenir la réaction de fission en chaîne principalement en absorbant les neutrons rapides produits lors du processus de fission. Ces réacteurs n'ont pas besoin d'un modérateur pour ralentir les neutrons et peuvent utiliser les neutrons en excès pour produire du plutonium-239, un combustible potentiel pour les réacteurs. Ils peuvent produire plus de carburant qu'ils n'en consomment. Alors qu'un certain nombre de ces réacteurs ont été construits pour produire de l'électricité dans neuf pays du monde, les difficultés techniques et pratiques liées à l'utilisation de fluides caloporteurs métalliques (sodium) et les taux de chauffe très élevés ont fait chuter l'intérêt. Il n'y a maintenant que trois ou quatre relativement petits réacteurs surgénérateurs rapides à métaux liquides (LMFBR) en service en tant que producteurs d'électricité dans le monde, produisant un total de moins de 1,000 XNUMX mégawatts d'énergie électrique (MWe), et ils sont progressivement mis hors service. La technologie des réacteurs de surgénération, cependant, a été considérablement développée et documentée pour une utilisation future si jamais nécessaire.

Carburant et manutention du carburant

Le processus qui commence par l'extraction du minerai uranifère et se termine par l'élimination finale du combustible irradié et de tous les déchets de traitement du combustible est généralement appelé le cycle du combustible nucléaire. Il existe de nombreuses variations dans les cycles du combustible, selon le type de réacteur concerné et la conception des dispositifs d'évacuation de la chaleur dans le cœur du réacteur.

Les cycles du combustible de base des REP et des REB sont presque identiques, ne variant que dans les niveaux d'enrichissement et la conception détaillée des éléments combustibles. Les étapes impliquées, généralement à différents endroits et installations, sont :

  • extraction et broyage d'uranium pour produire du yellowcake (U3O8)
  • conversion de l'uranium en hexafluorure d'uranium (UF6)
  • enrichissement
  • la fabrication du combustible, qui implique la conversion de l'uranium en dioxyde d'uranium (UO2), production de pastilles combustibles, fabrication de crayons combustibles de longueurs égales à la hauteur du cœur du réacteur et fabrication d'assemblages combustibles contenant environ 200 crayons combustibles par assemblage dans un réseau carré
  • installation et exploitation dans une centrale nucléaire
  • soit le retraitement ou le stockage temporaire
  • expédition de combustible irradié ou de déchets d'enrichissement vers un dépôt fédéral/central
  • cession éventuelle, qui est encore au stade de développement.

 

Des précautions sont nécessaires au cours de ces processus pour s'assurer que la quantité de combustible enrichi à n'importe quel endroit est inférieure à celle qui pourrait entraîner une réaction de fission en chaîne significative, sauf, bien sûr, dans le réacteur. Il en résulte des restrictions d'espace matériel dans la fabrication, l'expédition et le stockage.

En revanche, le réacteur CANDU utilise de l'uranium naturel et a un cycle du combustible simple, de l'extraction du minerai à l'élimination du combustible, qui n'inclut pas les étapes nécessaires à l'enrichissement et au retraitement. Le combustible du CANDU est fabriqué de manière semi-automatique en grappes rondes d'un demi-mètre de long de 28 ou 37 barres de combustible contenant de l'UO2 pellets. Il n'y a aucune restriction d'espace dans la fabrication du combustible à l'uranium naturel, ni dans l'expédition ou le stockage du combustible neuf ou usé. L'immobilisation et l'élimination du combustible CANDU irradié sont en cours de développement depuis 17 ans au Canada et en sont actuellement à l'étape de l'approbation du concept.

Dans tous les réacteurs de puissance en fonctionnement, à l'exception du type Magnox, le composant de base du combustible du réacteur est la pastille de combustible cylindrique, composée de dioxyde d'uranium (UO2) poudre qui est compactée puis frittée pour atteindre la densité et les caractéristiques céramiques requises. Ces granulés frittés, qui sont scellés dans un alliage de zirconium sans soudure ou un tube en acier inoxydable pour produire crayons ou éléments combustibles, sont chimiquement inertes vis-à-vis de leur gaine aux températures et pressions normales du réacteur. Même si le revêtement est endommagé ou percé et que le liquide de refroidissement entre en contact avec l'UO2, ce matériau céramique retient la plupart des produits de fission radioactifs et résiste à la détérioration causée par la température élevée de l'eau.

Les réacteurs Magnox utilisent du combustible à base d'uranium naturel recouvert de magnésium et fonctionnent avec succès à des températures relativement élevées, car le réfrigérant, le dioxyde de carbone, ne réagit pas avec ces métaux dans des conditions sèches.

L'objectif fondamental de la conception des crayons combustibles dans un réacteur nucléaire est de transférer la chaleur de fission générée dans le combustible vers le caloporteur, tout en maintenant l'intégrité des crayons combustibles même dans les conditions transitoires les plus sévères. Pour tous les réacteurs en exploitation, des essais approfondis de combustible simulé dans des laboratoires de transfert de chaleur ont démontré que la condition transitoire de chaleur maximale anticipée dans le réacteur peut être prise en charge avec des marges de sécurité adéquates par le combustible spécifique conçu et autorisé pour l'application.

Le nouveau combustible livré de l'usine de fabrication à la centrale n'est pas significativement radioactif et peut être manipulé manuellement ou par des outils de levage/manutention manuels, sans blindage. Un typique assemblage combustible pour un réacteur PWR ou BWR est un réseau carré d'environ 200 crayons combustibles, d'environ 4 m de long, pesant environ 450 kg. Environ 200 de ces assemblages sont nécessaires dans un grand réacteur PWR ou BWR. Le carburant est manutentionné par un pont roulant et placé dans des racks verticaux au sec dans la nouvelle zone de stockage du carburant. Pour installer du nouveau combustible dans un réacteur à eau légère en service tel qu'un REP ou un REB, toutes les opérations sont menées sous une profondeur d'eau suffisante pour fournir un blindage à toute personne se trouvant au-dessus du réacteur. Le couvercle à bride de la cuve du réacteur doit d'abord être retiré et une partie du combustible usé retiré (généralement un tiers à la moitié du cœur du réacteur) par un pont roulant et des ascenseurs de manutention du combustible.

Le combustible usé est placé dans des baies de stockage remplies d'eau. D'autres assemblages combustibles usés dans le cœur peuvent être réarrangés en position (généralement déplacés vers le centre du cœur), pour façonner la production d'énergie dans le réacteur. De nouveaux assemblages combustibles sont ensuite installés dans tous les emplacements vacants du site combustible. Il peut falloir de 2 à 6 semaines pour recharger un réacteur plus gros, selon la main-d'œuvre et la quantité de combustible à remplacer.

Le réacteur CANDU et certains réacteurs refroidis au gaz sont alimentés en puissance par un équipement télécommandé qui retire le combustible irradié et installe de nouveaux éléments ou grappes de combustible. Dans le cas du CANDU, le combustible est constitué de grappes de crayons d'un demi-mètre de long, d'environ 10 cm de diamètre et pesant environ 24 kg. Le combustible est reçu du fabricant dans des caisses en carton et stocké dans une zone de stockage de combustible neuf désignée, prêt à être chargé dans le réacteur. Le combustible est généralement chargé quotidiennement dans un réacteur en fonctionnement pour maintenir la réactivité du réacteur. Dans un grand réacteur CANDU, 12 grappes par jour est un taux de rechargement typique. Les grappes sont chargées à la main sur un dispositif de chargement de combustible neuf qui à son tour charge les grappes dans un machine de ravitaillement qui est contrôlé à distance depuis la salle de contrôle de la station. Pour charger du combustible neuf dans un réacteur, deux machines de ravitaillement télécommandées sont manœuvrées par télécommande et couplées aux extrémités du canal de combustible horizontal à recharger. Le canal est ouvert par les machines de ravitaillement aux deux extrémités tandis que le système de refroidissement est à la pression et à la température de fonctionnement, et le nouveau carburant est poussé à une extrémité et le combustible usé est retiré de l'autre extrémité du canal. Lorsque le nombre requis de grappes de combustible a été installé, les joints de canal sont réinstallés par la machine de ravitaillement, et les machines de ravitaillement peuvent continuer à ravitailler un autre canal ou à décharger le combustible usé dans la baie de stockage remplie d'eau de combustible usé. .

Le combustible irradié déchargé de tous les réacteurs en fonctionnement est très radioactif et nécessite un refroidissement pour éviter la surchauffe et un blindage pour empêcher l'irradiation directe de tout organisme vivant ou équipement sensible à proximité. La procédure habituelle consiste à décharger le combustible usé dans une piscine de stockage d'eau avec au moins 4 m de couverture d'eau sur le combustible pour le blindage. Cela permet une observation sûre du carburant dans l'eau et un accès pour le déplacer sous l'eau vers un lieu de stockage à plus long terme.

Un an après le déchargement d'un réacteur, la radioactivité globale et la production de chaleur du combustible usé diminueront à environ 1 % de sa valeur initiale au déchargement, et dans les 10 ans à environ 0.1 % de sa valeur initiale au déchargement. Environ 5 à 10 ans après le rejet, la production de chaleur a diminué au point qu'il est possible de retirer le combustible de la piscine d'eau et de le stocker sous forme sèche dans un conteneur avec uniquement une circulation naturelle d'air autour du conteneur de combustible. Cependant, il est encore assez radioactif et le blindage de son rayonnement direct est nécessaire pendant de nombreuses décennies. La prévention de l'ingestion de la matière combustible par les organismes vivants est nécessaire pendant une période beaucoup plus longue.

L'évacuation proprement dite du combustible irradié des réacteurs de puissance en est encore aux stades de développement et d'approbation. L'évacuation du combustible usé des réacteurs de puissance dans diverses structures géologiques fait l'objet d'études approfondies dans un certain nombre de pays, mais n'a encore été approuvée nulle part dans le monde. Le concept de stockage souterrain profond dans des structures rocheuses stables est maintenant en cours d'approbation au Canada comme méthode sûre et pratique pour éliminer définitivement ces déchets hautement radioactifs. Cependant, on prévoit que même avec l'approbation du concept d'ici l'an 2000, l'élimination effective du combustible irradié n'aura pas lieu avant 2025 environ.

Opérations en usine

Dans les 33 pays dotés de programmes électronucléaires, il existe des organismes de réglementation qui établissent et appliquent les règlements de sûreté liés à l'exploitation des installations nucléaires. Cependant, c'est généralement le service public d'électricité qui possède et exploite des installations nucléaires qui est tenu responsable de l'exploitation sûre de ses centrales nucléaires. Le rôle de l'opérateur est vraiment une tâche de gestion de collecte d'informations, de planification et de prise de décision, et n'inclut qu'occasionnellement un contrôle plus actif lorsque le fonctionnement de routine est perturbé. L'opérateur n'est pas le système de protection principal.

Toutes les centrales nucléaires modernes disposent de systèmes de contrôle et de sécurité automatiques très fiables et très réactifs qui protègent en permanence le réacteur et les autres composants de la centrale, et qui sont généralement conçus pour être à sécurité intégrée en cas de perte de puissance. L'opérateur n'est pas censé dupliquer ou remplacer ces systèmes de contrôle automatique et de protection. L'opérateur, cependant, doit être en mesure d'arrêter le réacteur presque instantanément si nécessaire, et doit être capable de reconnaître et de répondre à tout aspect du fonctionnement de la centrale, ajoutant ainsi à la diversité de la protection. L'opérateur doit être capable de comprendre, de diagnostiquer et d'anticiper l'évolution de la situation globale à partir d'un grand nombre de données fournies par les systèmes automatiques de données et d'information.

Il est attendu de l'opérateur :

  • comprendre quelles sont les conditions normales dans tous les systèmes pertinents pour l'état général actuel de la centrale
  • reconnaître, à l'aide des systèmes automatiques ou des dispositifs de surveillance spéciaux, l'apparition de conditions anormales et leur importance
  • savoir comment réagir correctement pour rétablir le fonctionnement normal de la centrale ou amener la centrale à un état d'arrêt sûr.

 

La capacité de l'opérateur à le faire dépend de la conception de la machine ainsi que des capacités et de la formation de l'opérateur.

Chaque centrale nucléaire doit disposer en permanence d'opérateurs compétents, stables et bien formés. Les exploitants nucléaires potentiels suivent un programme de formation complet, qui comprend généralement une formation en classe et en cours d'emploi dans les domaines de la science, de l'équipement et des systèmes électriques, de la radioprotection et des politiques et principes d'exploitation. Les simulateurs de formation sont toujours utilisés dans l'exploitation des centrales nucléaires américaines pour fournir à l'opérateur une expérience pratique de l'exploitation de la centrale, lors de perturbations et dans des conditions inhabituelles. L'interface entre l'opérateur et les systèmes d'alimentation se fait par l'instrumentation de la salle de contrôle. Des systèmes d'instrumentation bien conçus peuvent améliorer la compréhension et la réponse appropriée des opérateurs.

Il est d'usage de nommer le personnel clé d'exploitation d'une centrale nucléaire alors qu'elle est encore en construction, afin qu'il puisse conseiller d'un point de vue opérationnel, et puisse rassembler le personnel qui mettra en service et exploitera la centrale. Ils préparent également un ensemble complet de procédures d'exploitation avant que la station ne soit mise en service et autorisée à fonctionner. Les experts en conception et le personnel de réglementation inspectent ces procédures pour vérifier la cohérence de l'intention de conception et des pratiques d'exploitation.

Il est attendu du personnel qu'il exploite la station de manière systématique et rigoureuse conformément aux procédures d'exploitation et aux autorisations de travail. Le personnel d'exploitation travaille en permanence pour assurer la sécurité du public en menant un programme complet de tests et de surveillance des systèmes de sécurité et des barrières de protection, et en maintenant la capacité de faire face à toute urgence de la centrale. Lorsque les opérateurs peuvent avoir à intervenir en réponse à une altération de l'état de la centrale, il existe des procédures écrites et systématiques pour les guider et fournir les informations détaillées nécessaires au contrôle de la centrale. Ces procédures sont examinées par les comités de sûreté de la centrale et de la réglementation.

Un programme de gestion de la sécurité des opérations bien pensé comprend :

  • connaissance détaillée des domaines critiques pour la sécurité
  • des normes ou des cibles qui définissent une performance acceptable
  • un programme de suivi des performances, de réponse aux problèmes et de communication des résultats
  • un programme d'examen de l'expérience pour établir les tendances, le degré de conformité aux normes et la cause de toute performance inacceptable ou détériorée
  • un moyen d'évaluer l'impact des modifications proposées sur le matériel ou les procédures d'exploitation et de mettre en œuvre des modifications conformes à la norme acceptée.

 

En plus des procédures d'exploitation normale, il existe un système de rapport d'événements dans chaque centrale nucléaire pour enquêter et documenter les défaillances et détériorations des équipements, les défauts de conception ou de construction et les erreurs de fonctionnement détectées par les systèmes de surveillance ou les tests et inspections réguliers. La cause fondamentale de chaque événement est déterminée afin que l'action corrective ou préventive appropriée puisse être développée. Les rapports d'événements, y compris les résultats de l'analyse et les recommandations, sont examinés par la direction de la station et par des experts en sécurité et facteurs humains, qui sont généralement basés hors du site de la station.

Le système de notification des incidents de l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA) fonctionne dans le monde entier pour compléter les systèmes nationaux et garantir que les informations sont partagées entre tous les pays participants. L'Association mondiale des exploitants nucléaires (WANO) assure également un échange d'informations détaillées au niveau opérationnel.

Les réacteurs nucléaires et tous leurs systèmes auxiliaires et liés à la sûreté sont entretenus et testés conformément aux exigences d'assurance qualité à des intervalles planifiés, afin de garantir leur fiabilité tout au long de leur durée de vie. En plus de la surveillance automatique, il existe des tests manuels systématiques et des enquêtes pour détecter des signes de détérioration ou de défaillance des systèmes d'équipement. Celles-ci comprennent une surveillance régulière sur le terrain, une maintenance préventive, des tests périodiques et l'étude des changements dans les conditions de la centrale.

Des objectifs de performance très exigeants sont fixés pour les systèmes de processus et de sécurité afin de maintenir le risque pour le public et le personnel de la station à un niveau acceptable. Pour les systèmes de traitement, qui fonctionnent activement pendant la production d'électricité, les taux de défaillance sont comparés aux objectifs de performance, ce qui peut entraîner des modifications de conception lorsque les performances sont inférieures aux normes. Les systèmes de sécurité nécessitent une approche différente, car ils n'entrent en service qu'en cas de défaillance des systèmes de processus. Des programmes de test complets surveillent ces systèmes et leurs composants, et les résultats sont utilisés pour déterminer combien de temps chacun d'entre eux serait probablement hors service. La durée totale pendant laquelle les systèmes de sécurité sont calculés pour être hors service est comparée à une norme de performance très élevée. Si une défaillance est détectée dans un système de sûreté, elle est corrigée immédiatement ou le réacteur est arrêté.

Il existe également des programmes de tests et de maintenance approfondis lors des arrêts périodiques programmés. Par exemple, tous les récipients sous pression, les composants et leurs soudures sont systématiquement inspectés par des méthodes non destructives conformément aux réglementations du code de sécurité.

Principes de sécurité et caractéristiques de conception de sécurité connexes

Quatre aspects de la réaction de fission en chaîne peuvent être dangereux et ne peuvent être séparés de l'utilisation de l'énergie nucléaire pour produire de l'électricité, et nécessitent donc des mesures de sécurité :

  1. La fission entraîne des rayonnements ionisants, qui nécessitent une protection contre l'exposition directe aux rayonnements.
  2. Des produits de fission hautement radioactifs sont créés, nécessitant des enceintes étanches pour empêcher la contamination de l'environnement extérieur et une éventuelle ingestion.
  3. La réaction de fission en chaîne est un processus dynamique nécessitant un contrôle continu.
  4. La production de chaleur ne peut pas être arrêtée instantanément, car la désintégration radioactive continue de produire de la chaleur après la fin de la réaction de fission en chaîne, nécessitant un refroidissement à long terme.

 

Les exigences de sûreté qu'imposent ces caractéristiques expliquent les différences importantes d'équipements de sûreté et de stratégie d'exploitation d'une centrale nucléaire par rapport à ceux d'une centrale électrique utilisant des combustibles fossiles. La manière dont ces exigences de sûreté sont satisfaites diffère selon les types de centrales nucléaires, mais les principes fondamentaux de sûreté sont les mêmes dans toutes les centrales nucléaires.

Au cours de la procédure d'autorisation, chaque installation nucléaire doit prouver que les rejets radioactifs seront inférieurs aux limites réglementaires spécifiées, tant dans les conditions normales d'exploitation qu'en cas de défaillance ou de conditions accidentelles. La priorité est de prévenir les défaillances plutôt que de simplement atténuer leurs conséquences, mais la conception doit être capable de faire face aux défaillances si, malgré toutes les précautions, elles se produisent. Cela nécessite le plus haut degré d'assurance et de contrôle de la qualité, appliqué à tous les équipements, fonctions de construction et opérations. Les caractéristiques de sécurité inhérentes et les mesures de sécurité techniques sont conçues pour prévenir et contrôler les accidents et contenir et minimiser le rejet de matières radioactives.

En particulier, la production de chaleur et la capacité de refroidissement doivent être adaptées à tout moment. Pendant le fonctionnement, la chaleur est évacuée du réacteur par un fluide caloporteur, qui est pompé à travers des tuyauteries reliées au réacteur et s'écoule sur la surface de la gaine du combustible. En cas de perte d'alimentation des pompes ou de défaillance brutale des tuyauteries de liaison, le refroidissement du combustible serait interrompu, ce qui pourrait entraîner une élévation rapide de la température du combustible, une défaillance éventuelle de la gaine combustible et une fuite de matières radioactives du combustible vers la cuve du réacteur. Un arrêt rapide de la réaction de fission en chaîne, soutenu par une éventuelle activation des systèmes de refroidissement de secours ou d'urgence, éviterait d'endommager le combustible. Ces mesures de sécurité sont prévues dans toutes les centrales nucléaires.

Même lorsque le réacteur a été arrêté, la perte de refroidissement et la défaillance de la capacité de refroidissement de secours ou de secours pourraient entraîner une surchauffe du combustible en raison de la production continue de chaleur de désintégration des produits de fission dans le combustible, comme indiqué à la figure 2. Alors que la désintégration la chaleur ne représente que 1% ou 2% de la production de chaleur à pleine puissance, si elle n'est pas supprimée, la température du carburant pourrait atteindre des niveaux de défaillance en quelques minutes après une perte complète de refroidissement. Le principe de conception de la sûreté des centrales nucléaires exige que toutes les circonstances susceptibles d'entraîner une surchauffe du combustible, des dommages et la libération de matières radioactives du combustible soient soigneusement évaluées et prévenues par des systèmes de contrôle et de protection conçus.

Figure 2. Chaleur de désintégration après l'arrêt du réacteur

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Pour protéger une centrale nucléaire, il existe trois types de dispositifs de sûreté : les caractéristiques inhérentes, les systèmes passifs et les systèmes actifs. Ceux-ci sont utilisés dans diverses combinaisons dans les centrales nucléaires en exploitation.

Caractéristiques de sécurité inhérentes utiliser les lois de la nature pour assurer la sécurité de la centrale. Il existe des caractéristiques de sûreté inhérentes à certains combustibles nucléaires telles que, à mesure que leur température augmente, la vitesse de la réaction de fission en chaîne est ralentie. Il existe des caractéristiques de sécurité inhérentes à certaines conceptions de systèmes de refroidissement dans lesquelles le liquide de refroidissement circule sur le carburant par circulation naturelle pour éliminer de manière adéquate la chaleur résiduelle sans faire fonctionner aucune pompe. Il existe des caractéristiques de sécurité inhérentes à la plupart des structures métalliques qui entraînent un fléchissement ou un étirement sous des charges sévères plutôt qu'un éclatement ou une défaillance.

Caractéristiques de sécurité passive comprennent la levée des soupapes de décharge à poids mort (gravité) par la pression du fluide à décharger, ou l'utilisation de l'énergie stockée dans les systèmes d'injection de liquide de refroidissement d'urgence, ou dans certaines enceintes de confinement conçues pour recevoir l'énergie provenant d'une défaillance de la tuyauterie systèmes et la chaleur de décroissance subséquente.

Systèmes de sécurité active inclure tous les systèmes qui nécessitent des signaux d'activation et une alimentation électrique sous une forme ou sous une autre. Les systèmes actifs peuvent généralement contrôler un plus large éventail de circonstances que les systèmes inhérents et passifs, et peuvent être testés sans restriction pendant le fonctionnement du réacteur.

La conception de la sûreté des centrales nucléaires est basée sur une combinaison sélectionnée de systèmes inhérents, passifs et actifs pour répondre aux exigences réglementaires de sûreté de la juridiction dans laquelle la centrale nucléaire est située. Un degré élevé d'automatisation des systèmes liés à la sécurité est nécessaire pour soulager autant que possible le personnel d'exploitation de la nécessité de prendre des décisions et des actions rapides en cas de stress. Les systèmes de réacteurs nucléaires sont conçus pour s'adapter automatiquement aux changements de puissance de sortie demandée, et généralement les changements sont graduels. Il est particulièrement important que les systèmes liés à la sécurité soient continuellement capables de réagir rapidement, efficacement et de manière fiable en cas de besoin. Pour atteindre ce haut niveau de performance, ces systèmes doivent être conformes aux critères d'assurance qualité les plus élevés et être conçus selon les principes de conception de sécurité bien établis de redondance, de diversité et de séparation physique.

Redondance est la fourniture de plus de composants ou de sous-systèmes qu'il n'en faut pour que le système fonctionne, par exemple, fournir trois ou quatre composants là où seuls deux sont nécessaires pour que le système fonctionne correctement.

Diversité est la fourniture de deux ou plusieurs systèmes basés sur des principes de conception ou de fonctionnement différents pour exécuter la même fonction de sécurité.

Séparation physique de composants ou de systèmes qui sont conçus pour remplir la même fonction de sécurité, offre une protection contre les dommages locaux qui pourraient autrement altérer les performances des systèmes de sécurité.

Une illustration importante de l'application de ces principes de conception de sûreté se trouve dans l'alimentation électrique des centrales nucléaires, qui repose sur plus d'un raccordement au réseau électrique principal, secouru sur site par plusieurs diesels à démarrage automatique et/ou turbines à combustion. , et par des bancs de batteries et des groupes électrogènes pour assurer la fiabilité de l'alimentation électrique des systèmes vitaux liés à la sûreté.

La mesure préventive de base contre les rejets de matières radioactives d'une centrale nucléaire est très simple dans son principe : une série de barrières étanches entre les matières radioactives et l'environnement, afin de fournir une protection contre le rayonnement direct et le confinement des matières radioactives. La barrière la plus interne est le combustible céramique ou métallique lui-même, qui lie la plupart des matières radioactives dans sa matrice. La deuxième barrière est le revêtement étanche et résistant à la corrosion. La troisième barrière est la principale limite de pression du système de refroidissement. Enfin, la plupart des systèmes d'énergie nucléaire sont enfermés dans une structure de confinement résistant à la pression qui est conçue pour résister à la défaillance du plus grand système de tuyauterie à l'intérieur et pour contenir toutes les matières radioactives libérées dans le confinement.

L'objectif fondamental de la conception de la sûreté des centrales nucléaires est de maintenir l'intégrité de ces barrières multiples par une approche de défense en profondeur qui peut être caractérisée par trois niveaux de mesures de sûreté : mesures de prévention, de protection et d'atténuation.

Mesures préventives comprennent : respecter le plus haut niveau d'assurance qualité pendant la conception, la construction et l'exploitation ; des opérateurs hautement qualifiés qui subissent des recyclages périodiques ; utiliser les caractéristiques de sécurité inhérentes ; fournir des marges de conception appropriées ; entreprendre un entretien préventif minutieux, des tests et des inspections continus et la correction des défauts ; surveillance constante; des évaluations approfondies de la sécurité et des réévaluations au besoin ; et l'évaluation et l'analyse causale des incidents et des défauts, en apportant les modifications appropriées.

Mesures protectives comprennent : des systèmes d'arrêt à action rapide ; soupapes/systèmes de surpression automatiques réactifs ; circuits de verrouillage pour se protéger contre les fausses manœuvres ; surveillance automatique des fonctions vitales de sécurité ; et la mesure et le contrôle continus des niveaux de rayonnement et de la radioactivité des effluents afin de ne pas dépasser les limites autorisées.

Mesures d'atténuation comprennent : les systèmes de refroidissement d'urgence des réacteurs ; des systèmes d'alimentation en eau d'urgence hautement fiables ; des systèmes d'alimentation de secours divers et redondants ; confinement pour empêcher toute fuite de matières radioactives de la station, qui est conçue pour une variété de contraintes naturelles et artificielles telles que les tremblements de terre, les vents violents, les inondations ou l'impact des avions ; et, enfin, la planification d'urgence et la gestion des accidents, qui comprend la surveillance des rayonnements, l'information des autorités de sûreté et l'avis du public, le contrôle de la contamination et la distribution de matériaux d'atténuation.

La sûreté nucléaire ne dépend pas seulement de facteurs techniques et scientifiques ; les facteurs humains jouent un rôle très important. Le contrôle réglementaire permet une vérification indépendante de tous les aspects de sûreté des centrales nucléaires. Cependant, la sûreté nucléaire est principalement assurée non pas par des lois et des réglementations, mais par une conception, une exploitation et une gestion responsables des services publics, ce qui comprend des examens et des approbations appropriés par les personnes ayant les connaissances et l'autorité.

Le seul accident de centrale nucléaire à avoir eu des conséquences très graves pour le public s'est produit lors d'un test de capacité de refroidissement dans une configuration inhabituelle dans une centrale nucléaire RBMK à Tchernobyl en Ukraine en 1986. Dans cet accident grave, le réacteur a été détruit et une grande quantité de radioactivité les matériaux se sont échappés dans l'environnement. Il a ensuite été constaté que le réacteur ne disposait pas d'un système d'arrêt adéquat et qu'il était instable à faible puissance. Les faiblesses de conception, l'erreur humaine et le manque de gestion appropriée des services publics ont tous contribué à l'accident. Des modifications ont été apportées aux réacteurs RBMK encore en activité pour éliminer les graves faiblesses de conception, et les instructions d'exploitation ont été améliorées pour garantir que ce malheureux accident ne se reproduira pas.

On a beaucoup appris de l'accident RBMK et d'autres accidents moins graves de centrales nucléaires (comme l'accident de Three Mile Island aux États-Unis en 1978) et de nombreux accidents et incidents mineurs sur plus de 30 ans d'exploitation de centrales nucléaires. L'objectif de la communauté nucléaire est de s'assurer qu'aucun incident dans une centrale nucléaire ne mette en danger les travailleurs, le public ou l'environnement. Une coopération étroite dans le cadre de programmes tels que les systèmes de notification des incidents de l'AIEA et WANO, l'examen minutieux des groupes industriels et des organismes de réglementation, et la vigilance des propriétaires et exploitants de centrales nucléaires, rendent cet objectif plus accessible.

Remerciements : L'éditeur remercie Tim Meadler et l'Uranium Institute pour avoir fourni des informations pour le tableau 1.


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Production, transport et distribution

Il y a trois étapes d'alimentation électrique ; production, transport et distribution. Chacune de ces étapes implique des processus de production, des activités de travail et des risques distincts.

La plupart de l'électricité est produite à 13,200 24,000 à XNUMX XNUMX volts. Les dangers du processus de production d'énergie électrique comprennent les explosions et les brûlures résultant d'une défaillance inattendue de l'équipement. Des accidents peuvent également se produire lorsque les procédures de verrouillage/étiquetage appropriées ne sont pas suivies. Ces procédures sont en place pour contrôler les sources d'énergie. Avant d'effectuer la maintenance d'un équipement où la mise sous tension, le démarrage ou la libération inattendus d'énergie stockée pourraient se produire et causer des blessures, l'équipement doit être isolé de la source d'énergie et rendu inopérant. Le fait de ne pas isoler correctement ces sources d'énergie (verrouillage/étiquetage) peut entraîner des blessures graves ou la mort.

Une fois l'énergie électrique générée, elle est transmise sur de longues distances à l'aide de lignes de transmission. Les lignes de transmission sont construites entre les sous-stations de transmission situées dans les centrales électriques. Les lignes de transmission peuvent être supportées en hauteur sur des pylônes ou elles peuvent être souterraines. Ils fonctionnent à haute tension. Ils envoient de grandes quantités d'énergie électrique et s'étendent sur des distances considérables. Lorsque l'électricité sort d'une centrale, la sous-station de transmission qui s'y trouve augmente les tensions jusqu'à la plage de 138,000 765,000 à 34,500 138,000 volts. Dans la zone d'exploitation, les sous-stations de transmission réduisent la tension transmise à XNUMX XNUMX–XNUMX XNUMX volts. Cette électricité est ensuite acheminée par des lignes jusqu'aux réseaux de distribution situés dans le territoire de desserte local. Les principaux dangers présents lors du processus de transmission sont d'ordre électrique. Le non-respect des distances d'approche appropriées ou l'utilisation d'un équipement de protection approprié (gants et manchons en caoutchouc) peut entraîner des blessures graves ou la mort. Les chutes sont également source d'accidents graves et peuvent survenir lors de travaux d'entretien sur les caténaires et lors de travaux à partir de poteaux ou de camions nacelles.

Le réseau de distribution relie le réseau de transport à l'équipement du client. La sous-station de distribution réduit la tension électrique transmise à 2,400 19,920–XNUMX XNUMX volts. Un transformateur de distribution réduit encore la tension. Les risques liés aux travaux de distribution sont également de nature électrique. Cependant, il existe le risque supplémentaire de travailler dans des espaces clos (regards et voûtes) lorsqu'il s'agit d'un système de distribution souterrain.

Les sous-stations de transport et de distribution sont des installations où la tension, la phase ou d'autres caractéristiques de l'énergie électrique sont modifiées dans le cadre du processus de distribution final. Les électrocutions représentent le principal danger pour la sécurité dans les sous-stations. De tels accidents sont généralement causés par le non-respect des distances d'approche appropriées par rapport à l'équipement électrique sous tension et/ou le non-respect de l'équipement de protection individuelle approprié, y compris les gants et manchons isolants en caoutchouc.

Risques pour la sécurité de la production, du transport et de la distribution

La norme de production, de transmission et de distribution d'énergie électrique, également connue sous le nom de norme de maintenance électrique codifiée au 29 CFR 1910.269, a été promulguée par l'administration américaine de la sécurité et de la santé au travail (OSHA) le 31 janvier 1994. La norme couvre tous les travailleurs des services publics d'électricité impliqués dans l'exploitation et l'entretien des équipements de production, de transmission et de distribution d'énergie électrique et des équipements associés. De plus, les monteurs de lignes sous contrat, les tailleurs d'arbres de dégagement de lignes sous contrat et les producteurs d'électricité indépendants sont également couverts par les dispositions de 1910.269. D'autres pays et régions ont des réglementations similaires.

Les dangers qui sont directement abordés par la norme OSHA sont ceux de nature électrique qui entraîneraient une électrocution et des blessures résultant d'un choc électrique. Les conséquences d'un contact accidentel avec l'électricité à haute tension sont souvent la mort ou des blessures graves telles que des brûlures au deuxième et au troisième degré, l'amputation de membres, des lésions aux organes internes et des lésions neurologiques.

La norme traite également des décès et des blessures associés à quatre autres types d'accidents - heurté par ou heurté; chutes d'échelles, d'échafaudages, de poteaux ou d'autres élévations ; coincé entre les deux à la suite de l'activation accidentelle de machines lors de travaux d'entretien de routine ; et le contact avec des températures extrêmes qui peuvent se produire lorsque de la vapeur à haute pression est libérée par inadvertance lors de travaux d'entretien sur les chaudières. L'Eastern Research Group (ERG), qui a préparé l'étude d'impact économique pour le projet de règlement OSHA, a signalé qu'"il y avait plus d'accidents associés aux lignes de transmission et de distribution qu'aux sous-stations ou aux installations de production d'électricité". L'ERG a signalé que dans la catégorie des lignes de transmission et de distribution, les travailleurs de ligne, les apprentis travailleurs de ligne et les superviseurs de ligne de travail connaissent les accidents avec perte de temps les plus mortels et les plus graves. Dans la catégorie des sous-stations et de la production d'électricité, les électriciens des sous-stations et les mécaniciens des services publics sont ceux qui subissent le plus d'accidents.

Réduction des accidents

L'OSHA a estimé qu'aux États-Unis, une moyenne de 12,976 86 accidents de travail perdus surviennent chaque année chez les employés de la production, de la transmission et de la distribution d'électricité. Ils signalent également que 1,633 décès surviennent chez ces travailleurs chaque année. L'OSHA estime que 61 80 accidents de travail perdus et 20 décès peuvent être évités chaque année grâce au respect des dispositions de cette norme et des autres normes référencées dans la règle finale. L'OSHA décompose la réduction des blessures et des décès avec arrêt de travail en deux catégories. Le plus grand avantage devrait être obtenu dans les services publics d'électricité, qui représentent environ 1910.269 % des décès. Les entrepreneurs de services publics, y compris les entrepreneurs en électricité et les tailleurs d'arbres de dégagement de lignes, et les établissements non publics représentent les 1910.151 % restants. L'OSHA s'attend également à ce que les services publics d'électricité connaissent la plus grande réduction des accidents de travail perdus. La deuxième catégorie de réduction concerne le référencement des normes existantes dans la norme XNUMX. Par exemple, l'OSHA s'attend à ce que l'employeur fournisse des services médicaux et des premiers soins comme spécifié dans XNUMX.

Les opérations d'excavation doivent être conformes à la sous-partie P de 1926 ; l'équipement de protection individuelle doit répondre aux exigences de la sous-partie I de 1910 ; l'équipement antichute individuel doit satisfaire aux exigences de la sous-partie E de la partie 1926 ; et les échelles doivent être conformes à la sous-partie D de 1910. Voici quelques exemples des nombreuses autres normes OSHA référencées dans la norme de production, de transmission et de distribution d'énergie électrique. L'OSHA estime que ces références favoriseront une reconnaissance accrue des diverses normes de sécurité applicables et, avec la formation des employés et l'accent mis sur la reconnaissance des dangers par le biais de briefings sur le travail, 2 décès supplémentaires et 1,310 XNUMX blessures avec arrêt de travail seront évités chaque année.

Dispositions générales

La norme sur la production, le transport et la distribution d'énergie électrique fournit une approche globale pour le contrôle des dangers rencontrés dans l'industrie des services publics d'électricité. Ceci est considéré comme une norme basée sur la performance, où l'employeur a la possibilité de mettre en œuvre des programmes alternatifs à condition qu'il puisse démontrer qu'ils offrent un niveau de sécurité équivalent à celui spécifié dans la norme. Les dispositions générales de la norme comprennent : les exigences de formation, les procédures de contrôle des énergies dangereuses (verrouillage/étiquetage) pour la production, le transport et la distribution d'énergie ; les procédures d'entrée dans les espaces clos et les procédures de travail en toute sécurité dans les installations souterraines ; les exigences relatives aux travaux sur ou à proximité de pièces sous tension exposées ; exigences pour travailler sur les lignes aériennes; exigences de mise à la terre ; taille d'arbre de dégagement de ligne ; procédures de travail dans les sous-stations ; et les exigences relatives aux outils sous tension, aux outils à main et électriques portatifs, aux échelles et aux équipements de protection individuelle.

La norme est complète et traite de tous les aspects de l'exploitation et de la maintenance des équipements de production, de transmission et de distribution d'électricité.

Dispositions importantes

Certaines des dispositions les plus importantes de la norme incluent des exigences pour les employés d'avoir une formation sur l'aide d'urgence, des séances d'information sur le travail et une formation sur les pratiques de travail liées à la sécurité, les procédures de sécurité et les procédures d'urgence, y compris le sauvetage par trou d'homme et au sommet d'un poteau. Il existe également des exigences vestimentaires spécifiques pour travailler sur des équipements sous tension, et des exigences pour entrer dans des structures souterraines, ainsi que le contrôle des sources d'énergie dangereuses. Un autre élément important de la norme exige que les employeurs certifient que les employés ont reçu une formation appropriée et peuvent démontrer leur maîtrise des pratiques de travail spécifiées dans la norme. Quelques-uns de ces éléments sont discutés plus en détail ci-dessous.

L'OSHA exige que les employés effectuant des travaux sur ou associés à des lignes ou équipements exposés alimentés à 50 volts ou plus soient formés aux premiers secours et à la réanimation cardiorespiratoire (RCP). Pour les travaux sur le terrain impliquant deux employés ou plus sur un lieu de travail, au moins deux employés doivent être formés. Pour les lieux de travail fixes comme une centrale électrique, un nombre suffisant d'employés doit être formé pour s'assurer qu'un employé exposé à un choc électrique puisse être rejoint dans les 4 minutes.

L'employé responsable d'un groupe de travail doit effectuer une séance d'information sur l'emploi avec les employés impliqués dans le travail avant qu'ils ne commencent chaque travail. L'exposé doit couvrir les dangers associés au travail, les procédures de travail impliquées, les précautions spéciales, les contrôles de la source d'énergie et l'équipement de protection individuelle. Pour les tâches répétitives et similaires, il doit y avoir une séance d'information avant le début de la première tâche de chaque jour ou quart de travail. Lorsque des changements importants se produisent, un autre briefing doit être organisé. L'examen de la tâche à accomplir nécessite une planification du travail, et la planification du travail aide à réduire les accidents.

L'OSHA a également exigé que l'employeur certifie que chaque employé a reçu la formation requise pour être qualifié et compétent. La certification doit être faite lorsque l'employé démontre sa maîtrise des pratiques de travail et doit être maintenue pendant toute la durée de l'emploi de l'employé. La formation seule est insuffisante. La compétence doit être démontrée, généralement en testant les connaissances et la compréhension d'un employé sur le sujet traité. Cela permettra de s'assurer que seuls des travailleurs qualifiés travaillent sur des équipements sous tension.

Il existe des exigences vestimentaires pour les travailleurs exposés aux risques de flammes ou d'arcs électriques. L'article exige que l'employeur s'assure que chaque employé qui est exposé aux risques de flammes ou d'arcs électriques ne porte pas de vêtements qui, lorsqu'ils sont exposés à des flammes ou à des arcs électriques, pourraient augmenter l'étendue des blessures subies par l'employé. Les vêtements fabriqués à partir d'acétate, de nylon, de polyester ou de rayonne, seuls ou en mélanges, sont interdits à moins que l'employeur ne puisse démontrer que le tissu a été traité pour résister aux conditions qui peuvent être rencontrées. Les employés peuvent choisir entre des vêtements en coton, en laine ou ignifuges, mais l'employeur doit déterminer, en fonction de l'exposition, si une fibre naturelle comme le coton ou la laine est acceptable ou non. Le coton ou la laine peuvent s'enflammer dans certaines circonstances. Bien que cette section de la norme ait suscité de nombreuses controverses dans l'ensemble de l'industrie, l'interdiction de l'utilisation de matières synthétiques est une étape importante vers la réduction des blessures chez les électriciens.

 

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Dimanche, Mars 13 2011 19: 26

Dangers

L'OSHA dans son préambule à la norme de production, de transmission et de distribution d'électricité (29 CFR Part 1910.269) stipule que « les taux d'incidence globaux des accidents pour l'industrie des services électriques (c'est-à-dire l'industrie des services publics d'électricité, SIC-491) sont légèrement inférieurs aux taux correspondants ». taux pour le secteur privé dans son ensemble » et que « à l'exception des risques électriques et de chute, les employés des services publics d'électricité sont confrontés à des risques qui sont de nature et de degré similaires à ceux rencontrés dans de nombreuses autres industries » (OSHA 1994). Le préambule poursuit en citant Fichiers du Bureau of Labor Statistics (BLS) des États-Unis identifiant les principales sources de blessures pour les services publics d'électricité :

  • chutes
  • surmenage
  • être « heurté par ou contre un objet », entraînant des entorses et des foulures, des coupures, des lacérations et des contusions/ecchymoses.

 

Le préambule note spécifiquement que les chocs électriques ne constituent pas une catégorie de blessures majeures (ou fréquemment signalées). Cependant, les dossiers du travail, de l'industrie et de l'OSHA révèlent que les accidents électriques sont le type le plus fréquent de blessures mortelles ou graves dans l'industrie des services publics d'électricité, suivis des accidents de véhicules à moteur, des chutes et des « heurts/écrasements ».

De nombreux autres risques auxquels sont confrontés les travailleurs des services publics d'électricité dans l'exécution des tâches variées exigées par les employeurs. Les auteurs des articles individuels de ce chapitre notent plusieurs d'entre eux en détail; ici, je mentionnerai simplement certaines des expositions dangereuses.

Les blessures musculo-squelettiques sont les blessures les plus courantes survenant dans cette main-d'œuvre physiquement active et comprennent :

  • vibrations des doigts blancs dues à l'utilisation d'un marteau-piqueur
  • coup de fouet dû à des accidents de la route
  • entorse lombaire
  • blessure à la tête
  • traumatisme du pied et de la cheville
  • ménisque médial déchiré.

 

Les électriciens peuvent travailler dans une grande variété d'environnements : ils grimpent au sommet des pylônes de transmission ruraux et épissent les câbles dans les regards sous les rues animées de la ville ; ils étouffent dans les étages supérieurs des centrales électriques en été et frissonnent en réparant les lignes de distribution aériennes abattues par un blizzard. Les forces physiques auxquelles sont confrontés les travailleurs sont énormes. Une centrale électrique, par exemple, pousse la vapeur sous une telle pression qu'un tuyau rompu peut entraîner des brûlures et la suffocation. Outre la chaleur, les risques physiques dans les usines comprennent le bruit, les champs électromagnétiques (EMF), les rayonnements ionisants dans les installations nucléaires et l'asphyxie dans les espaces confinés. L'exposition à l'amiante a été une source majeure de morbidité et de litiges, et des préoccupations sont soulevées au sujet d'autres matériaux isolants. Les produits chimiques tels que les caustiques, les corrosifs et les solvants sont largement utilisés. Les usines emploient également des travailleurs dans des emplois spécialisés comme la lutte contre les incendies ou la plongée sous-marine (pour inspecter les systèmes de prise et d'évacuation de l'eau), qui sont exposés aux dangers uniques intrinsèques à ces tâches.

Alors que les centrales nucléaires modernes ont réduit l'exposition des travailleurs aux rayonnements pendant les périodes normales d'exploitation, une exposition importante peut se produire pendant les arrêts pour maintenance et ravitaillement. D'excellentes capacités de surveillance des rayonnements sont nécessaires pour protéger correctement les travailleurs entrant dans les zones de rayonnement pendant ces périodes. Le fait que de nombreux travailleurs contractuels puissent entrer dans une centrale nucléaire lors d'un arrêt, puis passer à une autre centrale, crée un besoin de coordination étroite entre les autorités réglementaires et les autorités de l'industrie pour surveiller l'exposition annuelle totale d'un travailleur individuel.

Les systèmes de transmission et de distribution partagent certains des risques de la centrale électrique, mais sont également caractérisés par des expositions professionnelles uniques. Les énormes tensions et courants intrinsèques au système prédisposent aux chocs électriques mortels et aux brûlures graves lorsque les travailleurs ignorent les procédures de sécurité ou sont insuffisamment protégés. Lorsque les transformateurs surchauffent, ils peuvent prendre feu et exploser, libérant de l'huile et éventuellement des PCB et leurs produits de décomposition. Les sous-stations électriques partagent avec les centrales électriques le potentiel d'exposition à l'isolation, aux champs électromagnétiques et aux risques liés aux espaces confinés. Dans le système de distribution, la coupe, la combustion et l'épissure des câbles électriques exposent les travailleurs au plomb et à d'autres métaux sous forme de poussières et de fumées. Les structures souterraines qui supportent le système doivent également être considérées comme des dangers potentiels en espace confiné. Le pentaclophénol, un pesticide utilisé pour préserver les poteaux électriques en bois, est une exposition quelque peu unique au système de distribution.

Enfin, les releveurs de compteurs et les travailleurs de plein air peuvent être exposés à la violence de rue ; les décès au cours de tentatives de vol ne sont pas inconnus de cette main-d'œuvre.

 

Noir

Toute activité humaine a un impact sur l'environnement. L'ampleur et les conséquences de chaque impact varient, et des lois environnementales ont été créées pour réglementer et minimiser ces impacts.

La production d'électricité présente plusieurs risques environnementaux potentiels et réels majeurs, notamment les émissions atmosphériques et la contamination de l'eau et du sol (tableau 1). Les centrales à combustibles fossiles ont été particulièrement préoccupantes en raison de leurs émissions dans l'air d'oxydes d'azote (voir «Ozone» ci-dessous), d'oxydes de soufre et de la question des «pluies acides», de dioxyde de carbone (voir «Changement climatique mondial» ci-dessous) et de particules, qui ont récemment été impliqués comme contribuant aux problèmes respiratoires.

Tableau 1. Principaux risques environnementaux potentiels de la production d'électricité

Type de plante

Air

L'eau*

Terre

Combustibles fossiles

NON2

PCB

Frêne

 

SO2

solvants

Amiante

 

Particules

Métaux

PCB

 

CO

L'huile

solvants

 

CO2

Acides/bases

Métaux

 

Composés organiques volatils

Hydrocarbures

L'huile

     

Acides/bases

     

Hydrocarbures

Nucléaire

Comme ci-dessus plus émission radioactive

   

Hydro

Principalement lixiviat des sols vers l'eau derrière les barrages

Perturbation de l'habitat faunique

   

* Devrait inclure des effets « locaux » tels que l'augmentation de la température du plan d'eau recevant les rejets de l'usine et la réduction de la population de poissons due aux effets mécaniques des systèmes de prise d'eau d'alimentation.

 

Les préoccupations concernant les centrales nucléaires concernaient le stockage à long terme des déchets nucléaires et la possibilité d'accidents catastrophiques impliquant la libération de contaminants radioactifs dans l'air. L'accident de 1986 à Tchernobyl, en Ukraine, est un exemple classique de ce qui peut arriver lorsque des précautions inadéquates sont prises avec les centrales nucléaires.

Avec les centrales hydroélectriques, les principales préoccupations ont été le lessivage des métaux et la perturbation des habitats aquatiques et terrestres de la faune. Ceci est traité dans l'article « Production d'énergie hydroélectrique » de ce chapitre.

Les champs électromagnétiques

Les efforts de recherche concernant les champs électromagnétiques (CEM) dans le monde se sont intensifiés depuis la publication de l'étude de Wertheimer et Leeper en 1979. Cette étude a suggéré une association entre le cancer infantile et les fils électriques situés à proximité des maisons. Les études depuis cette publication n'ont pas été concluantes et n'ont pas confirmé la causalité. En fait, ces études ultérieures ont mis en évidence des domaines où une meilleure compréhension et de meilleures données sont nécessaires pour pouvoir commencer à tirer des conclusions raisonnables de ces études épidémiologiques. Certaines des difficultés pour réaliser une bonne étude épidémiologique sont liées aux problèmes d'évaluation (c.-à-d. la mesure de l'exposition, la caractérisation des sources et les niveaux de champs magnétiques dans les résidences). Même si l'étude la plus récente publiée par le National Research Council de l'Académie nationale des sciences (1996) a déterminé qu'il n'y avait pas suffisamment de preuves pour considérer les champs électriques et magnétiques comme une menace pour la santé humaine, la question restera probablement dans l'œil du public jusqu'à ce que le l'anxiété généralisée est atténuée par de futures études et recherches qui ne montrent aucun effet.

Changement climatique mondial

Au cours des dernières années, le public a pris conscience de l'impact que les humains ont sur le climat mondial. On pense qu'environ la moitié de toutes les émissions de gaz à effet de serre provenant de l'activité humaine sont du dioxyde de carbone (CO2). De nombreuses recherches sur cette question au niveau national et international ont été et continuent d'être effectuées. Parce que les opérations des services publics contribuent de manière significative à la libération de CO2 à l'atmosphère, toute réglementation pour le contrôle du CO2 les rejets ont le potentiel d'avoir un impact sérieux sur l'industrie de la production d'électricité. La Convention-cadre des Nations Unies sur les changements climatiques, le Plan d'action américain sur le changement climatique et l'Energy Policy Act de 1992 ont créé des forces motrices puissantes pour que l'industrie de l'électricité comprenne comment elle pourrait devoir répondre à la future législation.

Actuellement, quelques exemples des domaines d'étude en cours sont : la modélisation des émissions, la détermination des effets du changement climatique, la détermination des coûts associés à tout plan de gestion du changement climatique, la manière dont les humains pourraient bénéficier de la réduction des émissions de gaz à effet de serre et la prévision du changement climatique. .

L'un des principaux motifs de préoccupation concernant le changement climatique est les impacts négatifs possibles sur les systèmes écologiques. On pense que les systèmes qui ne sont pas gérés sont les plus sensibles et ont la plus forte probabilité d'avoir un impact significatif à l'échelle mondiale.

Polluants atmosphériques dangereux

L'Environmental Protection Administration (EPA) des États-Unis a envoyé au Congrès américain un rapport provisoire sur les polluants atmosphériques dangereux des services publics, qui était exigé par les amendements de 1990 à la Clean Air Act. L'EPA devait analyser les risques des installations de production d'électricité à vapeur alimentées par des combustibles fossiles. L'EPA a conclu que ces rejets ne constituent pas un danger pour la santé publique. Le rapport a retardé les conclusions sur le mercure en attendant des études supplémentaires. Une étude approfondie de l'Electric Power Research Institute (EPRI) sur les centrales à combustible fossile indique que plus de 99.5 % des centrales à combustible fossile ne présentent pas de risques de cancer supérieurs au seuil de 1 sur 1 million (Lamarre 1995). Cela se compare au risque dû à toutes les sources d'émission, qui aurait été aussi élevé que 2,700 XNUMX cas par an.

Ozone

La réduction des niveaux d'ozone dans l'air est une préoccupation majeure dans de nombreux pays. Oxydes d'azote (NOx) et les composés organiques volatils (COV) produisent de l'ozone. Parce que les centrales électriques à combustibles fossiles contribuent pour une large part au NO total mondialx émissions, ils peuvent s'attendre à des mesures de contrôle plus strictes à mesure que les pays durcissent les normes environnementales. Cela se poursuivra jusqu'à ce que les entrées des modèles de grille photochimique qui sont utilisés pour modéliser le transport de l'ozone troposphérique soient définies avec plus de précision.

 

Assainissements du site

Les services publics doivent accepter les coûts potentiels de l'assainissement du site des usines à gaz manufacturé (MGP). Les sites ont été créés à l'origine par la production de gaz à partir de charbon, de coke ou de pétrole, ce qui a entraîné l'élimination sur place du goudron de houille et d'autres sous-produits dans de grands lagons ou étangs, ou l'utilisation de sites hors site pour l'élimination à terre. Les sites d'élimination de cette nature peuvent contaminer les eaux souterraines et le sol. Déterminer l'étendue de la contamination des eaux souterraines et des sols à ces sites et les moyens de l'améliorer de manière rentable laissera cette question non résolue pendant un certain temps.

 

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