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Nucléaire : Faut-il mettre à la retraite les centrales françaises ?

Nucléaire : Faut-il mettre à la retraite les centrales françaises ?

Jusqu'à quand prolonger la durée de vie de nos centrales nucléaires pour ne pas en arriver là ?

© AFP Photo / HO / NHK

Tristement prémonitoire ? Le débat du numéro d’Industrie & Technologies sorti le 11 mars 2011 (n°931) traite de l’espérance de vie des centrales nucléaires. Le même jour deux centrales japonaises sont frappées (Fukushima-Daiichi et Fukushima-Daini) par un séisme et un tsunami dévastateurs. Alors que les dégâts constatés (système de refroidissement en panne, montée en température des réacteurs, largage d'hydrogène faiblement radioactif suivi de l'explosion de deux bâtiments de protection, possibilité de fusion des 3 réacteurs) préoccupent les autorités internationales, la controverse sur la sureté du nucléaire est relancée. La Suisse a suspendu, ce matin, ses projets de renouvellement de centrales. Et l'Allemagne pourrait suivre. En France, les écologistes demandent un référendum sur l’abandon du nucléaire, tandis que la ministre de l’Ecologie, Nathalie Kosciusko-Morizet a assuré que les centrales françaises sont préparées à faire face aux catastrophes naturelles les plus sévères. I&T apporte ici un éclairage technologique sur cette question.

Trentenaires et bientôt proches de leur fin de vie théorique. Les plus anciens réacteurs nucléaires doivent-ils être prolongés ? Le peuvent-ils seulement ? Le principal intérêt est économique. Mais la technologie suivra-t-elle ? Dans les centrales nucléaires françaises, industriels et chercheurs scrutent le vieillissement des matériels, tandis que les exigences de sûreté vont croissantes. Derrière cette prolongation, c’est le contour de la filière nucléaire dans l’Hexagone qui est à redessiner.

Fessenheim est une alsacienne de 34 ans. C’est la plus ancienne centrale nucléaire française, hors installations expérimentales. En théorie, la trentenaire a été conçue pour vivre 40 ans. Mais EDF, qui l’exploite, veut la prolonger jusqu’à 60 ans. Dans la foulée, la question se pose pour l’ensemble des 58 réacteurs tricolores. « Aux Etats-Unis, la moitié des réacteurs ont déjà obtenu leur autorisation. La décision est également prise en Belgique, en Hollande, en Suisse, au Canada, au Japon », argue Alain Keramsi, directeur du programme durée de fonctionnement des centrales chez EDF.

La rentabilité est l’argument majeur. L’enjeu est double : exploiter des installations amorties et lisser le renouvellement du parc. Prolonger un réacteur coûte en effet moins cher que d’en construire un neuf. « Mais ne le rend pas pour autant rentable », dénonce Jean-Marie Brom, directeur de recherche au CNRS dans la physique des hautes énergies. Aux débuts du programme nucléaire français, le retour sur investissement était calculé pour durer 30 ans. Suite aux investissements réalisés depuis, il a été prolongé d’une décennie. Avant l’arrêt définitif des réacteurs, le compte à rebours est lancé.

Visibilité à dix ans

 

A quel âge est-il prévu d’arrêter les centrales nucléaires françaises ? Officiellement… aucun. Certes, pour dimensionner les équipements, les ingénieurs ont basé leurs calculs sur une hypothèse de quarante ans. Mais légalement, la mise en service d’un réacteur fait l’objet d’un décret, sans référence à aucune durée de vie.  En contrepartie, une visite de contrôle décennale est imposée. Elle dure quatre à six mois. « Nous vérifions si le comportement de l’installation est conforme aux prévisions. Si c’est le cas, nous accordons l’autorisation d’exploiter pour dix années supplémentaires », résume Guillaume Wack, directeur des centrales à l’Autorité de sûreté nucléaire.

Exemple avec la cuve du réacteur. Elle contient des ''éprouvettes''. Des lingots composés du même matériau que la cuve. Mais placés plus près du combustible, ils sont davantage sollicités. Tous les dix ans, une partie est prélevée et soumise à des contraintes mécaniques pour prédire le futur comportement de la cuve. A l’horizon d’une dizaine d’années.
 

Un parc français vieillissant

1977. Année de raccordement de la première centrale nucléaire au réseau

26 ans. Age moyen des réacteurs

1/3. Sur les 58 réacteurs industriels, 21 ont dépassé les trente ans

Les centrales les plus anciennes ont passé la visite décennale des trente ans. Mais la prochaine pourrait s’avérer plus délicate. « Les dossiers techniques prennent pour hypothèse quarante ans de fonctionnement. Pour aller au-delà, l’exploitant doit en redéposer », insiste Guillaume Wack. Une analyse fine des risques et   des incertitudes s’impose. « Elle suppose de développer de nouveaux outils de prédiction », juge Bernd Grambow, directeur du laboratoire Subatec à l'Ecole des Mines de Nantes. Depuis les années 1960, la modélisation (notamment en mécanique des matériaux) et les puissances de calcul se sont en effet améliorées. « Autrefois, le comportement macroscopique prévalait. Désormais, les calculs sont poussés au niveau atomique », confirme Christophe Béhar, directeur du pôle nucléaire au CEA. Des progrès scientifiques bienvenus pour lever les derniers doutes.

Des inconnues technologiques subsistent

 Dans l’histoire atomique, l’un des plus célèbres retours d’expérience est la centrale américaine Davis Besse. Une visite de contrôle décela une anomalie : le couvercle de la cuve ne tenait plus que par trois centimètres d’épaisseur, contre quinze à l’origine. Cette découverte servit de leçon à tous les réacteurs de technologie Westinghouse, notamment utilisée en France (EDF assure avoir changé tous ses couvercles). Ce type de retour d’expérience – après incidents ou visites de contrôle – a jusqu’ici permis de renforcer la sûreté des réacteurs en exploitation. Et de franchir les visites décennales successives. « Le grand atout d’EDF est la standardisation de son parc. Tous ses réacteurs à eau pressurisée sont de conception voisine », note Bertrand Castanet, ancien responsable du planning stratégique d’Areva. Quand EDF détecte une anomalie, il peut mettre à niveau tous ses réacteurs.

Mais pour allonger la durée de vie des centrales, la maintenance traditionnelle ne suffira pas. Obstacle numéro un, le vieillissement. « La prolongation ne peut se faire qu’en changeant certains appareils, comme le générateur de vapeur », évoque Martine Griffon, vice-présidente exécutive de l'ingénieriste nucléaire Assystem. Quant à la cuve et l’enceinte de confinement, ces composants sont critiques car irremplaçables. « Un flux de neutrons envoyé sur un métal réduit sa résistance mécanique. Les gaz générés, hydrogène et hélium, le fragilisent aussi », détaille Christophe Béhar. Quel impact auront ces phénomènes sur la tenue des matériaux passés les quarante ans ? L’incertitude demeure aussi sur le comportement du béton. Se fissurera-t-il ? L’acier qui le renforce va-t-il se corroder ?
 

Enjeux

- Les 58 réacteurs français en service sont répartis sur 19 centrales nucléaires

- La consommation électrique française a atteint 513,3 TWh en 2010. Et la production 550,3 TWh, dont 74 % issus de l’atome

- Chez EDF, la division ingénierie nucléaire gère la maintenance exceptionnelle et les modifications de conception des réacteurs. Elle emploie 4 000 personnes et prévoit 400 embauches par an de 2010 à 2012.

- Le nucléaire représente 60 % des investissements publics en R&D consacrés à l’énergie

- Un réacteur EPR est aujourd’hui en construction en France, dans la Manche. Raccordement au réseau prévu en 2012

Sources : EDF, RTE, Greenpeace, AIEA

« Il faut aussi anticiper le devenir des câbles de puissance et de contrôle commande », signale Martial Jorel, directeur de la sûreté des réacteurs à l’IRSN (Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire). « Ils passent à travers des parois coupe-feu et ne sont pas toujours simples à changer ». Entre autres inconnues… Ces questions sont d’autant plus cruciales que les exigences de sûreté augmentent avec le temps. « Les premiers réacteurs, encore en service, ne résistent pas à la chute d’un avion. L’EPR, au contraire, possède une double coque en béton pour s’en protéger. Il existe donc un double standard de sécurité », regrette Yannick Rousselet, chargé des questions nucléaires à Greenpeace France.

Comment amener les anciennes centrales, pour les prolonger, aux standards actuels de sûreté ? Jusqu’en 1979, par exemple, la fusion du cœur, jugée peu probable, n’était pas intégrée aux critères. Puis vint l’accident de Three Miles Island aux Etats-Unis. Le cœur du réacteur a fondu. Depuis, ce risque est pris en compte dès la conception des réacteurs. L’EPR possède ainsi un système de récupération du cœur fondu. Pas les centrales que l’on veut prolonger. Faut-il leur imposer un équivalent ?

L’avenir incertain de l’atome

Au final, les modalités découleront d’un compromis technico-économique. A un détail près : comment inscrire l’éventuelle prolongation des centrales dans le futur mix énergétique ? Pour les uns, comme Philippe Clergue, directeur base installée France d’Areva : « cette prolongation permettrait une montée en puissance progressive du nouveau parc nucléaire ». Dans ce cas, « sauf à prendre des risques considérables sur la durée de vie moyenne des réacteurs en service, il est indispensable que de nouveaux réacteurs entrent en fonctionnement … dès 2020 », écrivaient en 2003 dans un rapport les députés Christian Bataille et Claude Birraux.

Mais pour construire quels réacteurs ? Plus sûr, l’EPR est aussi plus cher. Or la France ne réalisera pas d’économies d’échelle par une fabrication en série comme par le passé (ses 58 réacteurs étaient sortis de terre en seulement vingt ans, de 1977 à 1998). Quant à la génération suivante de réacteurs, dite à neutrons rapides, des ruptures technologiques restent incontournables. Leur faisabilité industrielle, à coût compétitif et à niveau de sûreté suffisant, est loin d’être garantie. Pourtant, avant de prolonger ses centrales, la France devra décider de son futur mix énergétique. Quelle alternative existe-t-il à la prolongation des centrales en service ? Le renouvelable, selon les ONG écologistes. Pour le WWF, sa part dans le réseau peut atteindre 95 % en 2050. Greenpeace vient aussi de publier sa feuille de route : un réseau électrique européen alimenté à 68 % par le renouvelable en 2030 et à 99,5 % en 2050. A condition, notamment, d’arrêter 90 % des centrales nucléaires et à charbon dans les vingt ans. Donc de ne pas les prolonger.

Utopique ? L’option renouvelable suppose des innovations, notamment dans l’efficacité énergétique, le stockage de l’énergie et le pilotage du réseau. « Mais il suffirait de réattribuer les fonds. Aujourd’hui, entre 12 et 15 % du budget de la recherche civile publique est consacrée au nucléaire », note Jean-Marie Brom. Entre le nucléaire et le renouvelable, faudra-t-il choisir ?

Thomas Blosseville

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