PROPULTION DES ENGINS DE TRANSPORTS

1.  La propulsion nucléaire maritime

Les engins à propulsion nucléaire utilisent un ou plusieurs réacteurs nucléaires. La chaleur produite est utilisée pour produire de la vapeur. Cette vapeur est transmise à des turbines couplées aux hélices de propulsion (propulsion à vapeur). Des turbines couplées à des alternateurs alimentant en énergie électrique tout le bâtiment, et éventuellement des moteurs électriques de propulsion (propulsion électrique). Le combustible peut être soit de l'UO2 (dioxyde d'uranium) proche de celui utilisé dans les centrales civiles.  Ces réacteurs permettent d'avoir un caisson résistant de réacteur compact tout en préservant une sécurité maximale.

Les réacteurs nucléaires navals sont majoritairement de type réacteur a eau pressurisée, Outre l'eau sous pression, deux autres filières de réacteurs au moins ont été historiquement mises en œuvre par les USA et la Russie (URSS) puis abandonnées. Les avantages qu'elles présentent en termes de performance (densité de puissance et énergie) ne contrebalancent pas la simplicité d'exploitation de la filière eau sous pression. ils ont une plus grande densité de puissance dans un petit volume ; certains fonctionnent avec de l'uranium faiblement enrichi (nécessitant des ravitaillements en combustible fréquents), d'autres fonctionnent avec de l'uranium hautement enrichi (plus de 20 % d’uranium 235. De plus la puissance des réacteurs atteint jusqu'à 550MW dans les sous-marins les plus gros et les navires de surfaces. Les sous-marins français ont un réacteur de 48 MW qui nécessite un réapprovisionnement en combustible tous les 7 ans.

Voici le schéma du moteur du porte avion Charles de gaules

 

   

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2.  La propulsion nucléaire spatiale

Le moyen de propulsion utilisé est les réactions chimiques à base d’hydrogène liquide et oxygène liquide.              LH2      et     LOx

Le projet futur consiste à exploiter un petit réacteur nucléaire. Mais il ne s’agit pas de lui faire produire de l’électricité. On exploite directement la chaleur des réactions de fission qui ont lieu dans le cœur du réacteur. De l’hydrogène liquide serait pompé depuis un réservoir et passerait dans des canalisations proches du cœur radioactif . Réchauffé, l’hydrogène se transformerait instantanément en un gaz à haute température, environ 2 500 °C, qui serait éjecté dans l’espace. Plus les températures atteintes par le cœur radioactif sont élevées, plus la vitesse d’éjection est importante. Il est donc important d’atteindre des niveaux de chaleur extrêmes pour améliorer les performances du système de propulsion. Mais certains combustibles nucléaires présentent des limites. Par exemple, l’uranium 235, matière principale des cœurs des réacteurs destinés à la production d’électricité sur Terre, ne peut monter à plus de 2 800 °C. Car, à cette température, il est susceptible de fondre et de percer la cuve où il est gardé. Donc de détruire l’engin même qu’il est censé aider à propulser. De nouveaux combustibles doivent donc être développés. Ils pourraient être composés de carbure d’uranium, par exemple.

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article rédigé par Sébastien A. et  Erwan C.