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Le calendrier et l’implantation des centrales en France Contrairement à certains de nos voisins qui disposent de certaines ressources en énergie fossile, comme le pétrole en Mer du Nord pour l’Angleterre, le gaz pour le Danemark ou le charbon pour l’Allemagne, la France, entièrement dépendante de l’extérieur pour ces ressources, a d’abord développé l’hydraulique, puis a fait le choix du nucléaire selon le calendrier suivant :
La carte des centrales publiée dans la dernière lettre de l’AVQV montre qu’elles sont implantées près d’abondantes ressources en eau nécessaires à leur refroidissement. Leur mise en service s’étale entre 1977 et 2002 . Plus les réacteurs sont récents, plus la puissance développée est importante : de 900 à 1350 MW.
Le nucléaire à l’étranger. La liste suivante, non exhaustive, montre par pays en 2003, le nombre de réacteurs, la production annuelle d’électricité nucléaire en milliards de KWh et la part prise par le nucléaire dans la production globale.
On remarque que les pays qui étaient autrefois au-delà du rideau de fer ont fait le choix du nucléaire, choix toujours d’actualité avec la menace de la Russie de couper leur approvisionnement en gaz. La Chine, l’Inde et les Etats-Unis ont des programmes nucléaires ambitieux, non pris en compte dans ce tableau . En ce qui concerne nos voisins européens, les choix sont très contrastés. Ainsi l’Allemagne a décidé le retrait du nucléaire, mais par quoi va-t-elle le remplacer ? Importer un peu plus d’électricité produite chez ses voisins à partir du nucléaire ? Déployer des forêts d’éoliennes et de panneaux solaires dont la production ne correspondra sans doute pas à la demande instantanée ? Utiliser du charbon dont la combustion produira des gaz à effet de serre ?
Le fonctionnement d’une centrale Avant d’aborder les problèmes posés par le nucléaire, je rappellerai comment fonctionne schématiquement une centrale de ce type qui transforme la chaleur issue d’une réaction nucléaire en courant électrique . La fission, c’est l’éclatement en deux fragments du noyau lourd d’un atome bombardé par un neutron libre Cette fission dégage une énergie considérable relâchée sous forme de vitesse communiquée à ces deux fragments, puis de chaleur. La fission libère également 2 ou 3 neutrons qui peuvent à leur tour fissionner un autre noyau lourd, entraînant ainsi une réaction en chaîne. L’uranium , minerai présent dans l’écorce terrestre est extrait de mines situées principalement en Australie, au Canada et en Russie. Après différentes opérations mécaniques et chimiques on obtient un concentré jaune vif qui contient près de 75 % d’uranium comprenant un mélange de 2 isotopes ( 99,3 % d’uranium 238 et 0,7 % d’uranium 235, seul fissile). Ce concentré doit être alors enrichi en uranium 235, transformé en pastilles enfilées dans des tubes (crayons) regroupés en « assemblages ». Dans le cœur du réacteur (1), ces assemblages sont le siège de réaction de fission qui produisent de la chaleur. Ces réactions sont contrôlées par des barres de commande mobiles (2) qui absorbent des neutrons en pénétrant dans le cœur, ralentissant ainsi la réaction.
L’eau sous pression de la cuve du réacteur circule dans le générateur de vapeur (3) . Cette vapeur va entraîner des turbines qui font tourner des alternateurs (4) produisant de l’électricité. La vapeur refroidie par l’eau qui circule dans le condenseur (5), retourne sous forme liquide vers le cœur du réacteur. L’eau du condenseur revient dans à la tour aéroréfrigérante (6) où elle se refroidit au contact d’un courant d’air ascendant Une partie de cette eau s’évapore sous forme d’un panache, l’autre partie retourne à la rivière.
La gestion des risques La production d’électricité à partir du nucléaire ne va pas sans risque. Les exemples de Three Miles Islands en 1979 et de Tchernobyl en 1986 en sont l’illustration. Dans les deux cas, l‘ emballement de la réaction nucléaire a provoqué la fusion du cœur par perte de refroidissement. Si aux Etats-Unis, les conséquences n’ont pas été dramatiques, on ne cerne pas encore aujourd’hui celles de l’accident de Tchernobyl . Le risque zéro n’existe pas, mais on peut prendre des dispositions pour prévenir les accidents ou en limiter les effets à tous les stades de la conception, de la construction, de l’exploitation et du démantèlement.. c’est tout l’enjeu de la sûreté nucléaire. Ainsi pour pallier la défaillance des systèmes de contrôle du phénomène de fission, systèmes qui sont déjà multiples, on empile les barrières successives pour contenir le magma qui pourrait s’écouler lors de la fusion du cœur , gaine enfermant le combustible, cuve du réacteur, enceinte de confinement en béton… La rupture de tubes du générateur de vapeur mettant en relation directe le circuit primaire avec l’extérieur, l’explosion de l’hydrogène produit par la fission nucléaire, les séismes, le terrorisme sont également pris en compte. Des « études probabilistes de sûreté » permettant de quantifier les marges de sécurité avant que ne surviennent de telles défaillances ont été réalisées et les mesures prises afin de réduire au minimum cette probabilité. Les incidents ou accidents, sont classés sur une échelle allant de 1 (anomalie) à 7 ( accident majeur entraînant des effets étendus sur la sûreté et l’environnement ).
La gestion des déchets Il faut d’abord mentionner les rejets autour des centrales, gaz rares ( xénon, krypton…), liquides (tritium ..), mais ceux-ci sont en traces infinitésimales et l’on estime qu’une centrale pollue, dans ce domaine, moins qu’une plate-forme pétrolière en mer. Une autre espèce de déchets, dits à courte vie, sont ceux dont la radioactivité diminue rapidement , en moyenne réduite de moitié en 30 ans. Ce sont les tenues, bottes, outils, filtres…auxquels s’ajoutent les objets utilisés dans les laboratoires du CEA ou dans certains services hospitaliers. Ils représentent 90 % des 20 000 m3 de déchets radioactifs générés chaque année par les activités françaises. Depuis 1969, ces déchets ne sont plus rejetés en mer, mais stockés dans des conteneurs de béton ou de métal, d’abord au centre de La Hague dans la Manche , puis depuis 1992 dans l’Aube. Des précautions sont prises afin que l’eau n’atteigne pas les déchets ce qui pourrait disperser des radioéléments dans le sol. Un troisième centre a été ouvert en 2003 à Morvilliers pour accueillir les déchets à très faible activité ( démantèlement d’installations nucléaires arrêtées, industrie chimique ou métallurgique..) Par contre, en ce qui concerne la gestion des déchets hautement radio actifs, trois axes complémentaires ont été définis par la loi Bataille de 1991 :
Plusieurs amendements récents fixant un calendrier ont été apportés à la loi :
Les concepts du futur La durée de vie d’une centrale nucléaire étant estimée à 40 ans, c’est donc à partir de 2017 que leur remplacement devrait être effectif ( Fessenheim 1977 ) . En 2020 le réacteur de 3 ème génération de type EPR ( European Pressurized water Réactor ) de 1300 Mw devrait être mis en service à Flamanville dans la Manche. Il est conçu avec la même technologie que les réacteurs précédents, mais il est plus sûr. Il possède, entre autre, une quatrième barrière au lieu de trois , un canal d’écoulement du magma en fusion est en effet prévu. Le risque d’explosion de l’ hydrogène a été diminué et la paroi de béton de l’enceinte de confinement doublée. Il est plus économique, le cœur étant plus gros , l’électricité produite devrait revenir à 10 % moins chère. Enfin il produit moins de déchets, car il réutilise plus de combustible irradié. Mais c’est dans le cadre du Forum international Génération IV auquel participe la France que devrait se décider quel sera le type de réacteur de nouvelle technologie retenu. Pour l’instant, 6 projets sont en concurrence, neutrons rapides ou non, très haute température ou non, et refroidissement au sodium, au gaz , au plomb liquide, ou utilisation d’eau supercritique…Chacun a ses défenseurs mettant en avant les avantages que représentent :
Conclusion Quelle que soit l’échéance de la fin du pétrole, il faut s’y préparer. Les énergies renouvelables ? Bien sûr, elles sont indispensables, mais elles ne couvrent actuellement que 20 % de la consommation mondiale d’électricité et encore 90 % provient de l’hydraulique déjà largement développé, le reste demeure largement marginal (éolien 0,5 %, solaire 0,05 %). Les économies d’énergie ? Naturellement, elles sont indispensables, mais la demande d’énergie dans le monde explose et l’on ne voit pas comment on pourrait se passer du nucléaire !
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