« C’est dans les vieilles casseroles que l’on fait les meilleures soupes » : le dicton s’appliquerait-il aussi au nucléaire ? Lors de son audition dans le cadre d’une commission d’enquête sur la production et le prix de l’électricité à l’horizon 2035-2050, Jean-Marc Jancovici a suggéré de ne plus construire d’EPR. Selon le très médiatique polytechnicien, nous devrions construire d’anciennes générations de réacteurs dont la conception et la réalisation sont parfaitement maîtrisés. Du moins, le temps d’industrialiser les réacteurs nucléaires de quatrième génération.

Jean-Marc Jancovici devient un habitué des commissions d’enquête ! Après avoir été interrogé, l’année dernière, lors de la commission d’enquête sur la souveraineté énergétique, il a cette fois été auditionné dans le cadre d’une commission portant sur la production, la consommation et le prix de l’électricité à l’horizon 2035-2050. En apportant sa vision de l’avenir de la production d’électricité en France et dans le monde, il a soulevé la question de l’intérêt de construire des réacteurs EPR plutôt que des réacteurs d’ancienne ou de future génération. « Peut-être qu’une des options, c’est de laisser l’EPR au placard pour le moment et de construire des réacteurs comme ceux qui sont actuellement en service ». Selon le scientifique, les réacteurs actuels sont plus simples à construire, tout en respectant l’état de l’art en matière de sécurité grâce à des mises à niveau régulières.

À l’inverse, si les EPR ont été conçus dans une optique de sécurité maximale, leur design complexe rend leur construction fastidieuse, et ralentit leur déploiement. Tous les projets EPR actuels en sont la preuve, multipliant les retards à Flamanville comme à Hinkley Point. Or, toujours selon Jean-Marc Jancovici, l’électrification de nos usages et les objectifs de décarbonation imposent d’accélérer la cadence en matière de puissance nucléaire ajoutée au réseau.

Sauter la troisième génération de réacteurs pour passer directement à la quatrième

En réalité, selon l’ingénieur, l’enjeu de la filière nucléaire française et internationale réside dans le développement le plus rapide possible de réacteurs de quatrième génération. Selon lui, il serait pertinent de mettre en place un programme Fast Track avec quelques pays concernés pour valider plusieurs designs et démarrer la construction de prototypes dans les plus brefs délais. Cette solution permettrait, toujours selon le scientifique, de pouvoir commencer à déployer des réacteurs de ce type d’ici 10 à 20 ans selon les technologies.

Si les réacteurs de quatrième génération suscitent autant d’intérêt, c’est parce qu’ils pourraient fonctionner avec de l’uranium naturel ou de l’uranium appauvri. Cela permettrait de produire 50 à 100 fois plus d’énergie avec une même quantité de minerai par rapport aux technologies actuelles. Avec cette solution, la France pourrait valoriser jusqu’à 99 % des 250 000 tonnes d’uranium appauvri qu’elle stocke sur son sol, et pourrait ainsi se passer de l’extraction d’uranium pendant plusieurs siècles tout en minimisant la quantité de déchets à stocker.

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Tripler la puissance installée des énergies renouvelables d’ici 2030 semble irréaliste, mais c’est pourtant ce que propose un scénario récent de transition climatique. Celui-ci préconise une part dominante de ces sources renouvelables (du solaire et de l’éolien en particulier) face au nucléaire dans le mix énergétique de 2050, afin d’atteindre rapidement la neutralité carbone.

Limiter le réchauffement climatique à 1,5 °C est l’un des objectifs climatiques fondamentaux adoptés par 195 pays dans le cadre de l’Accord de Paris. Le scénario « Net Zéro » de BloombergNEF (BNEF) reconnaît que relever ce défi sera difficile, mais pas impossible si des actions significatives sont prises immédiatement. Selon les experts de BNEF, les gouvernements doivent se concentrer principalement sur la décarbonation du secteur électrique dans les six prochaines années.

Bien que des progrès considérables aient été réalisés dans la transition énergétique, il est essentiel d’intensifier ces efforts pour assurer une décarbonation efficace. Le rapport préconise une augmentation massive des nouvelles installations solaires et éoliennes, visant à tripler la puissance installée d’ici 2030. Un triplement supplémentaire sera nécessaire d’ici 2050 pour atteindre la neutralité carbone. Ce scénario implique des investissements colossaux estimés à 215 000 milliards de dollars, ainsi que l’utilisation de près de trois millions de kilomètres carrés de terres pour les infrastructures énergétiques, soit 15 fois plus que la superficie exploitée en 2023.

Une transformation urgente du secteur électrique

Selon le scénario Nez Zéro, les actions menées entre 2024 et 2030 seront cruciales pour établir une trajectoire permettant d’atteindre les objectifs climatiques mondiaux à long terme. La décarbonation d’autres secteurs difficiles à verdir, comme l’aviation et la sidérurgie, devrait ainsi attendre après 2030. Pour ces industries, les technologies à faibles émissions ne sont pas encore développées à une échelle suffisante.

Durant cette période 2024 – 2030, les efforts devraient se concentrer sur la transformation rapide du secteur de l’électricité, avec une priorité donnée aux énergies renouvelables comme le solaire et l’éolien. D’ici 2030, l’ensemble des installations devrait atteindre une puissance de 11 térawatts (TW), soit le triple de la puissance actuellement installée. Les efforts pourraient réduire de 93 % les émissions de carbone du secteur électrique d’ici 2035. Pour compenser les variations de production inhérentes au solaire et à l’éolien, une augmentation des capacités de stockage est également prévue dans le scénario, avec une projection de 4 TW de puissance de batterie d’ici 2050, soit 50 fois plus que la puissance actuelle.

Concernant l’évolution actuelle des énergies solaire et éolienne, les deux technologies semblent suivre une trajectoire en phase avec le modèle de BNEF. Ces énergies ont, en effet, connu une croissance exponentielle au cours de ces dernières années. La capacité solaire a été multipliée par neuf et celle de l’éolienne par trois durant la dernière décennie. L’ONG International Solar Energy Society (ISES) estime même que le solaire pourrait, à lui seul, décarboner l’économie mondiale d’ici 2042 si la tendance actuelle se maintient.

Un scénario délaissant le nucléaire ?

Le scénario Net Zéro met en évidence un fort accent sur les énergies renouvelables et attribue une part modeste au nucléaire. Pour 2050, l’objectif de puissance installée pour le nucléaire est de seulement 1 TW, contre 31 TW pour le solaire et l’éolien. Cela représente moins de trois fois la puissance nucléaire installée en 2021, qui s’élevait à 395 GW à l’échelle mondiale.

Il faut savoir qu’actuellement, les nouvelles installations photovoltaïques et éoliennes fleurissent à un rythme effréné, contrairement aux nouvelles centrales nucléaires, dont la puissance installée stagne. La faute à un manque d’ambition et des délais de construction bien plus longs que les énergies renouvelables.

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À quelques mois d’un probable rachat d’Atos par un repreneur étranger, les activités stratégiques du géant du numérique sont-elles assurées de rester sous contrôle de l’État français ? Si le doute était permis, les dernières déclarations de Bruno le Maire se veulent plutôt rassurantes, y compris concernant le nucléaire civil. 

Alors qu’EDF vient de récupérer les activités nucléaires de General Electric, la vente d’Atos menace-t-elle la sûreté nucléaire française ? La question est plus que jamais à l’ordre du jour. Le géant français du numérique, qui gère de nombreuses activités stratégiques à l’échelle nationale, fait face à des difficultés financières colossales, avec près de 5 milliards d’euros de dette. Si plusieurs potentiels acheteurs se sont manifestés, aucun n’est français, ce qui pose problème en matière de souveraineté.

Ainsi, lorsque les contours d’une potentielle vente se sont dessinés, le ministère de l’Économie a fait savoir à l’administration d’Atos son intention de sécuriser toutes les activités stratégiques relatives à la Défense nationale, pour éviter qu’elles ne passent sous giron étranger. Parmi ces activités, on peut citer les supercalculateurs associés à la dissuasion nucléaire, ou encore différents produits de cybersécurité. Cependant, rien n’avait été annoncé concernant les activités liées au contrôle commande des centrales nucléaires françaises.

Qu’il s’agisse d’un « oubli » ou d’une question de gestion des priorités, Bruno Le Maire s’est enfin montré rassurant sur le sujet, dans une récente interview sur News. Il a ainsi déclaré qu’ « il n’est pas question que ce contrôle de commandes des centrales nucléaires puisse désormais partir je ne sais trop où, elle doit rester sous le contrôle de la puissance publique », avant d’ajouter qu’il « ferais en sorte que le contrôle-commande des centrales nucléaires, qui aujourd’hui est dans Atos et pas encore dans le périmètre que nous avons sécurisé, soit dans le périmètre (…) qui restera sous le contrôle de la puissance publique. »

WorldGrid, derrière le pilotage des centrales nucléaires et le compteur Linky

Derrière le contrôle commande des centrales nucléaires, on retrouve WorldGrid, une société spécialisée dans les activités de supervision de la production, du transport et de la distribution de l’énergie. Ses logiciels se retrouvent dans un grand nombre de centrales nucléaires, en France, mais aussi au Royaume-Uni, en Russie et en Chine. Au total, c’est près de 15 % du parc mondial qui est concerné. La société WorldGrid est également derrière les fameux compteurs Linky, devenu l’incontournable compteur communicant de la France. Pour l’heure, deux noms reviennent avec insistance concernant le rachat de WorldGrid, à savoir EDF, mais aussi Assystem, un groupe français spécialisé dans l’ingénierie, principalement dans le domaine du nucléaire.

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La position de la Belgique vis-à-vis du nucléaire a connu des rebondissements ces 20 dernières années. Alors qu’une décision vient d’être prise au sujet de l’avenir de l’atome dans le pays, les prochaines élections pourraient relancer le débat.

Les relations de notre voisin belge avec le nucléaire sont faites de hauts et de bas depuis 2003. À cette date, il était prévu de faire sortir le pays de l’atome d’ici 2025. Ainsi, sur les sept réacteurs présents sur le territoire, la Belgique en a arrêté deux en 2022 et 2023. Puis, il a été question de prolonger de dix ans le fonctionnement de deux réacteurs qui devaient initialement être déconnectés du réseau en 2025.

L’avenir de l’atome est-il relancé en Belgique ?

Fin 2023, l’avenir de l’atome semblait enfin se stabiliser en Belgique lorsqu’un accord a été signé entre l’État et Engie qui gère le parc nucléaire belge. Ce pacte prévoit notamment de prolonger l’activité de deux réacteurs jusqu’en 2036. Mais à la faveur des élections législatives, régionales et européennes qui se tiendront le 9 juin prochain, la question du nucléaire revient sur le tapis. Trois médias belges, la RTBF, la VRT et La Libre se sont en effet associés à deux universités pour mettre en place un test en ligne qui permet de synthétiser les réponses des partis politiques à un certain nombre de questions. Les partis ont ainsi dû se positionner sur la mesure suivante : « le prochain gouvernement doit décider de construire une nouvelle centrale nucléaire ». Et les réponses sont divisées.

Dans le rang des partis francophones favorables à une telle mesure, on retrouve le MR (mouvement réformateur), les Engagés et le parti DéFI même si les deux derniers sont plutôt favorables au développement des centrales fonctionnant grâce à de petits réacteurs modulaires (SMR). Il s’agit des réacteurs de nouvelle génération, moins puissants que les réacteurs classiques, mais moins onéreux et plus faciles à fabriquer. C’est en fait le MR qui se montre le plus favorable à la construction de nouvelles centrales classiques, arguant du fait que c’est un moyen de production qui permet de remplacer les centrales au gaz et d’éviter le rejet de tonnes de CO₂. En effet, il faut savoir qu’avec l’abandon du nucléaire en Belgique, le pays mise sur le gaz pour remplacer ses réacteurs, en association avec le développement des énergies renouvelables.

Des opinions divergentes sur le nucléaire selon les partis politiques belges

Du côté des partis francophones anti-nucléaires, se trouvent le parti écologiste « écolo » ainsi que le parti socialiste (PS) et le Parti du Travail de Belgique (PTB). Les écologistes sont fermement opposés au nucléaire et demandent d’en sortir dès que possible, justifiant leur position de la manière suivante « pourquoi choisir une énergie sale, dangereuse et bien plus chère alors que des alternatives existent ? ». Le PS reconnaît l’intérêt de poursuivre les recherches sur les petits réacteurs, mais préfère surtout augmenter les investissements en faveur des énergies renouvelables. Enfin, le PTB propose de prolonger les réacteurs actuels plutôt que de construire de nouvelles centrales. Le parti veut aussi investir dans les énergies renouvelables et poursuivre la recherche dans le nucléaire.

À savoir que du côté des partis flamands, on note également une division des points de vue. Seul le parti écologiste flamand Groen s’oppose à la construction de nouvelles centrales alors que les autres partis flamands se montrent soit favorables, soit plus ouverts à cette proposition.

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La Norvège va-t-elle céder au chant des sirènes du nucléaire ? C’est de plus en plus probable. Outre un soutien public grandissant, le pays vient de lancer une enquête pour étudier un possible recours à l’atome afin d’accélérer la décarbonation du pays. 

Le ministère norvégien de l’Énergie vient de lancer une enquête publique portant sur une potentielle intégration de l’énergie nucléaire dans le mix énergétique de la Norvège. L’enquête vise à montrer en quoi l’énergie nucléaire pourrait répondre aux besoins énergétiques de la Norvège d’ici une vingtaine d’années, et devra décrire les contours d’un programme nucléaire norvégien en abordant les thématiques de la sécurité énergétique, ou encore de la gestion des déchets nucléaires. Cette enquête surprend de prime abord, elle témoigne d’une ouverture de plus en plus marquée du pays pour l’énergie atomique.

Selon un sondage Ipsos, ce soutien au nucléaire est ainsi passé de 2 % en 2017 à 29 % à l’heure actuelle.  Cette tendance marque un changement de mentalité dans un pays qui n’a jamais eu de centrale nucléaire commerciale. Seuls quelques réacteurs de recherche ont été mis en service depuis les années 1960. Si les résultats de cette enquête ne sont attendus que dans deux ans, certains acteurs industriels norvégiens sont déjà dans les starting-blocks. C’est notamment le cas du développeur Norsk Kjernekraft, qui projette de construire deux réacteurs SMR dans les villes d’Heim, et d’Aure, pour une puissance totale de 1,5 GW.

La Norvège émet plus de CO2 qu’on ne le pense

La Norvège brille par un mix électrique exceptionnellement bas-carbone, grâce à la prédominance de l’énergie hydraulique qui produit 88,1 % (chiffre de 2022) de l’électricité du pays. Elle est suivie par l’éolien avec 10,1 %, tandis que les centrales thermiques jouent un rôle anecdotique, en fournissant 1 % de l’électricité du pays. Malgré ce mix électrique, le pays n’est pas exempt d’émissions de CO2. Son mix énergétique est, lui, dominé à 54 % par les énergies fossiles. La part d’énergie fossile y est plus importante qu’en France. De plus, la consommation d’énergie primaire par habitant y est 63 % plus élevée qu’en France.

Associé à sa production hydroélectrique, le recours au nucléaire permettrait à la Norvège d’accélérer l’électrification des usages, et en particulier du transport. Sur ce secteur, le pays est déjà un exemple du genre avec plus de 100 000 immatriculations de voitures électriques en 2022, soit 82 % des voitures neuves vendues cette année-là.

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Fréquemment évoquée par les opposants au nucléaire, la question de la gestion des déchets demeure l’un des défis majeurs de l’industrie. Tandis que les éléments hautement radioactifs seront stockés en couche géologique profonde, d’autres matériaux valorisables s’accumulent dans d’immenses piscines de l’usine de retraitement du combustible de la Hague. En 2023, ces installations étaient remplies à 97 %. L’Autorité de sûreté nucléaire (ASN) met ainsi en garde contre le risque de saturation de ces bassins en cas d’aléas.

Après utilisation dans les réacteurs nucléaires, les combustibles usés sont d’abord stockés pour refroidissement dans les piscines des réacteurs pendant plusieurs années. Par la suite, ils sont transférés dans les usines de retraitement d’Orano, à La Hague ou à Marcoule. Ils sont alors transformés en des combustibles appelés « MOX » (mélange d’oxyde de plutonium et d’uranium) qui sont réutilisés par EDF pour alimenter d’autres réacteurs. Cependant, les combustibles MOX usés ne peuvent pas être de nouveau recyclés (du moins, pas encore à une échelle industrielle). Ils sont donc stockés dans des piscines spécifiques dans l’usine de La Hague. Ces bassins reçoivent environ une centaine de tonnes de ces matériaux par an, et à la fin de l’année 2023, ils en contenaient plus de 10 125 tonnes. La saturation de ces piscines représente une préoccupation constante pour l’ASN, car un manque d’espace pour stocker les déchets pourrait potentiellement conduire à l’arrêt des réacteurs.

Nos réacteurs risquent-ils l’arrêt forcé ?

En 2020, Orano avait évalué que les piscines disposaient encore de 200 emplacements, suffisants pour environ dix années d’entreposage. Leur saturation était donc anticipée vers la fin de cette décennie. Face à cette échéance, EDF a déjà lancé le projet de construction d’une nouvelle piscine, qui ne sera cependant opérationnelle qu’en 2034. Pour pallier la contrainte temporaire, Orano explore plusieurs solutions afin de retarder la saturation. Une des méthodes envisagées est la densification. Déjà approuvée par l’ASN, cette technique consiste à remplacer les paniers actuels (contenant les combustibles usés) par des modèles plus compacts, augmentant ainsi la capacité des bassins de 3 600 tonnes supplémentaires. L’entreposage à sec est également considéré comme une alternative viable.

Malgré ces initiatives, l’ASN reste préoccupée par les risques élevés d’un arrêt forcé des réacteurs en cas d’imprévus. De plus, des difficultés sont rencontrées dans le processus de recyclage de l’usine alors que certains des combustibles MOX sont inutilisables. Ces derniers doivent être stockés directement dans l’eau, augmentant la quantité de combustibles entreposés au-delà des prévisions.

Une saturation désormais reportée à 2040

Initialement prévu entre 2025 et 2035, l’arrêt de 12 réacteurs nucléaires de 900 MWe alimentés par des combustibles MOX a été reporté par le gouvernement français. Cette décision influence directement la gestion des déchets nucléaires à Orano la Hague, car elle repousse la perspective de saturation des piscines, qui est désormais prévue pour 2040. En prolongeant l’exploitation des réacteurs, les combustibles MOX usés restent dans les réacteurs plus longtemps pour y être refroidis. Leur retrait s’effectue ainsi de manière progressive, et leur accumulation dans les piscines d’entreposage se fait en un rythme plus lent. Si les réacteurs avaient été arrêtés comme initialement envisagé, les combustibles usés devraient être immédiatement retirés et stockés.

Parallèlement, Orano pourrait avoir progressé dans l’industrialisation de la production de combustibles MOX multirecyclé (MR) d’ici la nouvelle échéance. Ce type de combustible, destiné aux futurs EPR 2, fait l’objet de recherches depuis 2017 en vue de développer un procédé de multirecyclage à grande échelle. Un assemblage test du MOX MR est prévu pour être introduit dans un réacteur à eau pressurisée entre 2025 et 2028. Néanmoins, l’ASN reste toujours sur sa position malgré le changement, et rappelle que l’installation de nouvelles capacités de densification et d’entreposage à sec doit rester une « priorité de premier ordre ».

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Jamais un réacteur nucléaire avait produit autant d’électricité en une seule année. Le réacteur n°2 de la centrale de Taishan (Chine), de type EPR, a battu un record absolu de production. En 2023, celui-ci a été capable de produire 12,8 TWh d’électricité grâce à un excellent facteur de charge. Ce record pourra-t-il être battu, dans les années à venir, par Flamanville, l’unique EPR français ?

Décidément, le réacteur n°2 de la centrale de Taishan multiplie les records. L’EPR a battu, en 2023, le record de production d’électricité par un réacteur nucléaire avec 12 884,1 TWh. Un record qui lui appartenait déjà, puisqu’il était parvenu à produire 12 454,8 GWh d’électricité en 2020, dès sa deuxième année d’exploitation. Ce record de production a été rendu possible grâce à un facteur de charge remarquable de 88,6 %.

Avec ses performances, Taishan 2 apporte une lueur d’espoir la filière des EPR dont les difficultés se sont enchaînées avant même le début du chantier du premier EPR, en août 2005. Les différents chantiers internationaux ont cumulé les incidents, engendrant un retard de 9 ans pour le réacteur finlandais de Olkiluoto 3, et 12 ans pour Flamanville. Au Royaume-Uni, les deux réacteurs en construction de la centrale Hinkley Point affichent déjà un retard de 4 ans sur le planning initial.

Flamanville pourra-t-il faire mieux ?

Pour l’heure, difficile de savoir si ce record pourra être battu. Les différents EPR construits à travers le monde affichent tous une puissance quasiment équivalente. Ainsi, dans les années à venir, les records de production annuels devraient principalement se jouer sur les conditions opérationnelles de chaque réacteur, et sur leur gestion. À titre d’exemple, Taishan 1, mis en service seulement quelques mois avec Taishan 2, n’a jamais dépassé les 12 TWh de production à cause de nombreuses défaillances, l’empêchant de fonctionner à pleine puissance sur de longues périodes. Depuis sa mise en service, il affiche un facteur de charge de seulement 48,6 % contre 77,7 % pour Taishan 2. Du côté de Flamanville, espérons que la mise en service signe la fin des difficultés, et puisse fonctionner avec un facteur de charge élevé. Toutefois, un premier arrêt pour maintenance prévu fin 2025 l’empêchera de revendiquer un facteur de charge élevé lors des premières années de fonctionnement.

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Alors que le démarrage de l’EPR de Flamanville est prévu dans quelques semaines, comment la réaction nucléaire est-elle initiée pour la toute première fois dans un réacteur neuf ? Loin du simple appui sur un bouton, l’opération met en jeu des matériaux très spécifiques qui constituent tout un pan de la technologie nucléaire.

L’Autorité de sûreté nucléaire (ASN) vient de transmettre le 7 mai 2024 son autorisation pour la mise en service du réacteur EPR de Flamanville. Cette autorisation va permettre de procéder aux multiples opérations nécessaires au démarrage du réacteur : chargement du combustible nucléaire dans le réacteur, réalisation des essais de démarrage, et enfin exploitation commerciale du réacteur.

EDF va donc enfin pouvoir dérouler son calendrier, 17 ans après le premier coup de pioche. Ce dernier prévoit que le réacteur démarre au cours de l’été 2024. Sa puissance sera ensuite progressivement augmentée, jusqu’à atteindre 100 % de sa puissance nominale d’ici la fin de l’année. Mais comment les ingénieurs initient la toute première réaction nucléaire afin « d’allumer » un réacteur flambant neuf ?

Les neutrons, fondamentaux dans le démarrage de la réaction en chaîne

Lorsque l’on démarre sa voiture, on tourne une clé, ou sur les modèles plus récents, on appuie sur un bouton, et le moteur démarre. Toutefois, les choses sont plus complexes mécaniquement. Prenons le cas d’un moteur diesel. Pour ce dernier, il est nécessaire d’utiliser un démarreur pour lancer le moteur, et permettre, à l’aide d’une bougie de préchauffage, de produire la première flamme. Le moteur est alors amorcé, et le cycle de combustion est ensuite auto-entretenu. Comment produire l’équivalent de cette première flamme pour l’EPR de Flamanville, et plus généralement pour un réacteur nucléaire ?

Rappelons le fonctionnement de base d’un réacteur nucléaire : il repose sur la réaction en chaîne de fission nucléaire. Dans le cas d’un réacteur à eau pressurisée (REP) comme ceux du parc français, un neutron réagit avec un noyau d’atome d’uranium-235. Cette réaction va produire une grande quantité d’énergie, des noyaux d’atomes plus légers (les produits de fission), ainsi que plusieurs neutrons. Le nombre de neutrons est variable à chaque fission, il est approximativement égal à 2,5 neutrons en moyenne. Ces derniers pourront réagir à leur tour avec d’autres noyaux d’uranium-235, produisant toujours plus de neutrons, et donc toujours plus de fissions, et ainsi de suite, conduisant à une croissance exponentielle du nombre de fissions. D’où le nom, bien sûr, de réaction en chaîne.

Cette croissance de la « population de neutrons » se traduit par une croissance tout aussi exponentielle de la quantité de chaleur générée, et donc in fine de la puissance du réacteur. Par l’action de nombreux facteurs (température des composants du cœur, absorption des neutrons par les absorbants neutroniques dissous dans le caloporteur et ceux contenus dans les grappes de contrôle), la population de neutrons est régulée. Cela se traduit par la stabilisation du nombre de fissions, et donc de la puissance, au niveau souhaité.

Dans ce schéma, nous n’avons pas évoqué un point, pourtant essentiel : d’où vient le premier neutron ? Comment produire « la première flamme », pour reprendre l’analogie précédente avec un moteur automobile ?

Les sources de neutrons entrent en jeu

Il faut en effet un premier neutron pour produire la première fission qui va initier la réaction en chaîne. Pour ce faire, on utilise ce qu’on appelle une « source de neutrons ». Il s’agit d’un matériau radioactif, qui, au cours de sa désintégration, va produire un neutron, éjecté avec une grande énergie, c’est-à-dire une grande vitesse. Ce neutron pourra ensuite réagir avec un atome d’uranium-235 voisin, et amorcer la réaction de fission.

Dans la pratique, il est préférable d’avoir une source de neutron très radioactive, de sorte qu’elle génère dès le début un très grand nombre de neutrons. Cela permet au réacteur de démarrer plus rapidement. Dans le cas contraire, en effet, en dépit du fait que la réaction progresse selon un rythme exponentiel, il faudrait attendre une très longue durée pour que la population de neutrons soit suffisante pour produire des puissances sensibles à nos échelles.

Ainsi, on utilise par exemple une source de californium-252. Cet élément synthétique, qui n’existe plus à l’état naturel sur Terre, a une période radioactive courte de 2,6 ans, et il produit une très grande quantité de neutrons. D’après une publication de Martin et al., une source de la taille du petit doigt, et contenant 50 mg de californium, produit jusqu’à cent milliards de neutrons chaque seconde. Point important, l’énergie de ces neutrons, à savoir en moyenne 2,1 mégaélectronvolts (MeV), est tout à fait compatible avec celle des neutrons dans les réacteurs nucléaires. Elle est donc tout à fait propice pour réagir avec l’uranium-235 et produire la fission nucléaire.

Le processus de démarrage du réacteur

Avant le démarrage, les grappes de contrôle sont abaissées dans les assemblages de combustible, qui constituent le cœur du réacteur. Elles contiennent un absorbant neutronique qui empêche la réaction en chaîne de s’amorcer, en dépit de la présence des sources primaires dans le cœur. La situation est donc stable et la puissance est nulle. Au moment du démarrage, les grappes sont relevées pour permettre aux neutrons émis par le californium de réagir avec l’uranium-235. La hauteur des grappes, le nombre de grappes actionnées, ainsi que la concentration d’absorbant neutronique dilué dans l’eau sont précisément calculés pour contrôler la montée en puissance, et le niveau de puissance souhaité. Ainsi, peu à peu, la puissance va s’élever dans le réacteur. Il atteindra la pleine puissance après une longue période de test permettant de vérifier, à chaque niveau de puissance, le bon fonctionnement de l’installation.

Les sources ont été livrées à Flamanville en début d’année

Les source de californium sont intégrées dans des grappes dites « primaires », dont la géométrie est similaire à celle des grappes de contrôle du réacteur. Ces grappes sont constituées d’un ensemble de tubes allongés, destinés à se déplacer dans des canaux dédiés situés dans les assemblages de combustible. Pour l’EPR de Flamanville, les sources de californium ont été livrées et montées début février. Et ce sont des opérations bien sûr éminemment délicates, du fait de leur très forte radioactivité.

Outre l’amorçage du réacteur, les sources primaires serviront également à tester et calibrer les moyens de mesure de la population de neutrons dans le cœur, des appareils complexes, indispensables au pilotage du réacteur. Après un cycle de fonctionnement, elles seront retirées du cœur. Le relais sera ensuite assuré par des sources dites « secondaires », constituées d’antimoine et de béryllium. Ces dernières ne sont pas radioactives, mais, après un cycle de fonctionnement, elles seront activées et généreront à leur tour un grand nombre de neutrons. Les sources secondaires seront à leur tour retirées après plusieurs cycles. Le cœur sera en effet alors devenu assez radioactif pour générer par lui-même ses propres neutrons, nécessaires au démarrage des fissions à l’issue des arrêts du réacteur.

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En Belgique, la saga sur la sortie du nucléaire dure depuis 2003. La Chambre des Représentants vient d’approuver l’accord signé entre l’État et Engie qui gère le parc nucléaire belge, afin de prolonger la durée de vie de deux réacteurs. Une bonne nouvelle pour l’énergéticien français qui va pouvoir envisager l’avenir plus sereinement.

La Belgique est dotée de sept réacteurs nucléaires répartis sur deux sites exploités par Engie : Doel, situé dans la province de Flandre orientale et Tihange qui est dans la province de Liège. En 2021, le nucléaire représentait environ la moitié de la consommation annuelle d’électricité du pays. La Belgique fait partie des pays qui a fait le choix de sortir du nucléaire. Ainsi, une loi a été adoptée à cet effet en 2003 pour une sortie du nucléaire prévue initialement d’ici 2025. Mais à la faveur des changements de coalition et du contexte géopolitique, le scénario a été réécrit plusieurs fois.

La politique énergétique belge, entre fermetures et prolongations de ses centrales nucléaires

En septembre 2022, malgré la guerre en Ukraine qui a bousculé le marché énergétique européen, la Belgique ferme un premier réacteur situé à Doel. En janvier 2023, le mouvement se poursuit avec la déconnexion d’un second réacteur sur le site de Tihange. Avec ces fermetures, la Belgique a perdu 2 gigawatts (GW) de production électrique que le pays entend compenser avec les énergies renouvelables et de nouvelles centrales à gaz.

L’Etat belge avait ensuite annoncé la prolongation pour dix ans de deux réacteurs qui devaient être arrêtés en 2025. Pour Engie, ces changements de cap sont compliqués à gérer puisque le prolongement de l’activité d’une centrale ne s’improvise pas. Il faut prévoir un calendrier de maintenance qui doit s’anticiper. Pareil en cas de déconnexion d’un réacteur, les opérations de démantèlement sont complexes et demandent du temps pour mettre en place l’organisation idoine.

Un accord conclu entre l’État belge et Engie pour prolonger deux réacteurs

Finalement, en décembre 2023, l’État belge et Engie se sont mis d’accord après des mois de négociations. L’État s’est engagé à prolonger jusqu’en 2036 l’activité de deux réacteurs les plus récents du parc. L’accord prévoit qu’Engie transfère à l’État la responsabilité des déchets nucléaires, moyennant le versement de 15 milliards d’euros. En plus, 8 milliards seront versés au titre du démantèlement futur du parc nucléaire.

Cette entente est inédite puisqu’elle prévoit la création d’une coentreprise détenue à parts égales entre l’État et l’énergéticien français pour gérer les deux réacteurs dont la durée de vie est prolongée. Un organisme public indépendant nommé Hedera est également créé pour s’occuper de la gestion financière des déchets nucléaires et des passifs nucléaires qui correspondent aux installations nucléaires mises hors service pour lesquelles aucun moyen n’est disponible pour les assainir et les démanteler. Pour Engie, cet accord permet de gagner un peu de visibilité sur la gestion du parc nucléaire pour les années à venir. En avril 2024, la Chambre des Représentants a validé cet accord qui doit encore recevoir le visa de la Commission européenne.

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À l’occasion de son discours prononcé à La Sorbonne, Emmanuel Macron a donné sa vision de l’Europe de demain. Un continent sur lequel l’électricité produite par l’atome franchirait les frontières.

Le 25 avril, le président de la République a prononcé un discours sur l’Europe dans le grand amphithéâtre de la Sorbonne, sept ans après une première allocution au même endroit. À quelques semaines du scrutin européen, cette intervention présidentielle était très attendue des observateurs politiques.

L’atome, au cœur de la politique énergétique européenne ?

Du côté de l’énergie, le président de la République n’y est pas allé par quatre chemins. Il a clairement annoncé vouloir « construire l’Europe de l’atome » alors même que les États membres de l’Union européenne (UE) sont très divisés sur la question. D’un côté, il y a les pronucléaires, menés par la France qui rassemble d’autres pays comme la Pologne, la Bulgarie, la Croatie et l’Estonie. Rassemblés en Alliance du nucléaire, ces États entendent s’appuyer sur l’énergie nucléaire pour décarboner leur production d’électricité. À l’opposé, les antinucléaires emmenés par l’Allemagne sont farouchement opposés, principalement en raison des risques liés à l’exploitation des centrales et de la difficulté de traitement des déchets nucléaires.

Dans son discours, Emmanuel Macron rappelle donc la position de la France au sujet du nucléaire et semble vouloir en finir avec la division pro et antinucléaire. Pour lui, tout ce qui compte est de pouvoir produire de l’électricité décarbonée : « qu’importe qu’ils soient produits avec du renouvelable ou du nucléaire, on s’en fiche. Si, sur le sol européen, on sait produire des électrons décarbonés, c’est une chance parce que ça évite l’électron carboné et ça évite celui qu’on importe ». Le message est clair. Il faut éviter d’importer et d’avoir recours aux énergies fossiles. D’ailleurs, Emmanuel Macron s’est félicité de la capacité de l’UE à réduire sa dépendance aux hydrocarbures russes, depuis la guerre en Ukraine.

Le président de la République rappelle également l’importance des interconnexions sur le territoire européen en affirmant qu’« il nous faut bâtir une Europe de la libre circulation des électrons décarbonés ». Aujourd’hui, le sol européen est maillé autour de plus de 400 interconnexions qui permettent aux États de vendre ou acheter de l’électricité en fonction de leurs besoins. Rappelons que la France est championne de l’exportation d’électricité sur le territoire européen.

L’UE doit devenir un leader mondial dans 5 secteurs énergétiques stratégiques

Le président français souhaite également que l’Union européenne devienne d’ici 2030 un « leader mondial » dans cinq secteurs stratégiques qui bénéficieraient de dispositifs de financement dédiés. Parmi eux, on retrouve les nouvelles énergies qui comprennent l’hydrogène, les petits réacteurs modulaires (SMR) et la fusion nucléaire. S’agissant de l’hydrogène, la France devrait voir sa filière se développer dans les prochaines années. Ainsi, un projet d’usine de production d’hydrogène vert est en cours au Havre. Porté par l’entreprise Lhyfe, il va bénéficier d’un soutien de l’État pouvant aller jusqu’à 149 millions d’euros, puisqu’il a été reconnu comme projet important d’intérêt européen commun (PIIEC) par la Commission européenne. L’hydrogène vert sera un outil permettant de décarboner l’industrie.

En ce qui concerne les SMR, cette technologie nucléaire de troisième génération est moins puissante qu’un réacteur classique, mais sa construction est plus simple et moins onéreuse. De nombreux projets sont en cours dans le monde. En France, un appel à projets a eu lieu en 2023 concernant les « réacteurs nucléaires innovants », dans le cadre du plan France 2030. Plusieurs projets de SMR ont été retenus et bénéficieront ainsi du soutien de l’État.

Enfin, alors que nos centrales nucléaires fonctionnent grâce à la fission nucléaire qui utilise l’énergie produite par la dislocation de l’atome, des études sont en cours pour exploiter la fusion nucléaire. Plus complexe à mettre en œuvre, la fusion consiste à créer un atome à partir de deux atomes plus légers. Les recherches avancent dans le domaine, notamment aux États-Unis. En Europe, il y a le projet ITER, issu d’une coopération internationale avec plusieurs pays dont le Japon et la Chine. Mais la construction du réacteur a pris du retard et sa mise en route ne devrait pas avoir lieu avant 2030. En clair, pour le président français, l’avenir énergétique de l’UE passera par l’atome, que ce soit par l’exploitation des centrales nucléaires classiques ou par le recours à d’autres technologies nucléaires (SMR, fusion).

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Le projet français Nuward qui porte sur l’élaboration d’un mini réacteur modulaire mené par EDF va pouvoir continuer à bénéficier du soutien de l’État français. La Commission européenne vient de valider le versement d’une subvention conséquente qui devrait faire avancer le développement de cette technologie.

La France compte sur le nucléaire pour décarboner son mix énergétique. Mais au-delà de la prolongation du parc existant et de la construction de nouveaux réacteurs, le pays mise sur une nouvelle technologique prometteuse : les mini réacteurs modulaires abrégés en SMR pour sa version anglaise (small modular reactor).

Feu vert de la Commission européenne pour une aide XXL

En 2023, EDF a créé une filiale dénommée Nuward qui est chargée du développement du SMR français. Par comparaison avec un réacteur nucléaire classique, le SMR est moins puissant, mais présente la particularité d’être plus facile à construire et moins onéreux. Le projet Nuward porte sur le développement de deux réacteurs de 170 mégawatts (MW) chacun avec l’objectif de mettre en service un prototype avant 2035. À terme, EDF souhaite parvenir à développer cette technologique pour fabriquer des SMR en série au cours des prochaines décennies, pas seulement à destination du territoire français, mais pour le marché mondial.

Afin de bénéficier du soutien financier de l’État, indispensable pour mener à bien le projet, il est nécessaire d’obtenir une autorisation préalable de la Commission européenne. Et cette dernière vient d’autoriser le versement d’une subvention de 300 millions d’euros pour le projet Nuward. Cette aide n’est pas la première accordée par l’État français à la filiale d’EDF puisqu’en décembre 2022, Bruxelles avait déjà donné son feu vert pour l’octroi d’une subvention de 50 millions d’euros.

Le nucléaire gagne du terrain à Bruxelles

Cette nouvelle aide devrait permettre de poursuivre les recherche et développement (R&D) du projet jusqu’en début d’année 2027. Pour valider ce soutien financier de l’État français, la Commission a vérifié que plusieurs critères étaient remplis, parmi lesquels le fait que l’aide avait « des effets positifs qui l’emportent sur toute distorsion potentielle de la concurrence et des échanges dans l’UE ».

Cette décision intervient dans un contexte devenu plus favorable pour l’atome à Bruxelles. Après l’Alliance du nucléaire créée en 2023 à l’initiative de la France et qui rassemble plusieurs États favorables à l’utilisation de l’atome pour la décarbonation de leur mix énergétique, il existe désormais une alliance industrielle européenne des petits réacteurs modulaires. Pour la Commission européenne, cette alliance « est la dernière initiative en date visant à renforcer la compétitivité industrielle et à garantir une chaîne d’approvisionnement solide et une main-d’œuvre qualifiée dans l’UE ».

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EDF travaille à l’élaboration des chantiers de construction des six nouveaux réacteurs nucléaires EPR2. Pour cela, une étape vient d’être franchie avec une commande d’un montant historique de 8 milliards d’euros auprès de Framatome. Cette commande est destinée à équiper les futurs réacteurs.

Pour réussir sa transition énergétique, la France compte à la fois sur le développement des énergies renouvelables, mais aussi sur le nucléaire. C’est ce que le Président de la République a annoncé lors de son discours de Belfort en février 2022. Côté nucléaire, cela passera par la construction de 6 nouveaux EPR2 dans un premier temps, avec potentiellement 8 supplémentaires par la suite.

8 milliards d’euros de commande pour démarrer le chantier des futurs EPR2

L’énergéticien tricolore a donc du pain sur la planche. Les sites d’installation des 6 nouveaux réacteurs ont déjà été déterminés. Il faut maintenant poser les jalons des futurs chantiers. Pour cela, EDF vient de signer un accord historique avec sa filiale Framatome. Il s’agit d’une commande portant sur l’achat de 6 cuves et de plusieurs générateurs de vapeur. Cette transaction est remarquable au niveau de son montant, soit 8 milliards d’euros réglés sur les fonds propres d’EDF avec un engagement initial de 2 milliards d’euros.

Ce chiffre n’est pas anodin dans le coût total des travaux. Le financement des chantiers des futurs EPR2 a d’ailleurs déjà fait grincer des dents puisque le montant initialement calculé en 2022 à 51,7 milliards d’euros a grimpé à 67,4 milliards d’euros en 2024. À noter que le détail du financement de ce nouveau programme nucléaire incluant le niveau de participation de l’État devrait être déterminé d’ici la fin de l’année.

Une commande qui est de bon augure pour l’activité de la filière nucléaire

Quoi qu’il en soit, cette commande est une bonne nouvelle pour la filière nucléaire puisqu’elle est la garantie d’une activité soutenue pour les 20 années à venir chez Framatome qui avait déjà anticipé la commande en effectuant les recrutements nécessaires. La construction des éléments commandés pourra ainsi démarrer rapidement. Pour les cuves, le chantier débutera à partir de novembre prochain sur le site du Creusot. Quant aux générateurs de vapeur, ils seront produits dès le mois de mai 2024 au sein de l’usine de Framatome à Saint-Marcel (Saône-et-Loire).

Ces éléments équiperont les réacteurs EPR2 qui seront situés au sein des centrales existantes de Penly (Seine-Maritime), Gravelines (Nord) et du Bugey (Ain). La mise en service de la première paire de réacteurs est attendue pour 2035.

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Les turbines Arabelle vont-elles réellement revenir sous giron tricolore ? Plus de 2 ans après l’annonce du chef de l’État relative au rachat de l’usine de Belfort par EDF, la situation semble être au point mort. Si EDF se fait très discret sur le sujet, un haut cadre de l’électricien français a évoqué le poids du contexte géopolitique actuel sur la transaction.  

En février 2022, lors d’un déplacement à l’usine de production des turbines Arabelle de Belfort, le Président de la République annonçait le rachat de l’usine par EDF, une annonce symbolique après la vente de cette usine à General Electric 8 ans plus tôt. Mais depuis, le silence règne sur le dossier Arabelle. À la fin du mois de mars, Robert Poggi, directeur à l’action régionale du groupe EDF en Bourgogne-France-Comté, s’est laissé à quelques confidences durant une conférence de presse, annonçant que l’avancement du dossier était « une question d’État à État ». Il a ensuite ajouté « Ce n’est plus une question de négociation financière entre GE et EDF, mais plutôt géopolitique entre les États-Unis, la France et la Russie ».

Et pour cause, depuis la déclaration d’Emmanuel Macron, la guerre en Ukraine a bousculé l’échiquier international. Jusqu’à aujourd’hui, les sanctions internationales qui pèsent sur la Russie ne concernaient pas le secteur du nucléaire, mais il est n’est pas impossible que la situation change dans un avenir proche.

La guerre en Ukraine au cœur du problème

À l’échelle de l’usine de Belfort, une combinaison de facteurs pourrait expliquer la complexité de la situation. D’abord, la Russie est l’un des principaux clients de l’usine par l’intermédiaire de ROSATOM, le géant du nucléaire. L’entreprise réalise, actuellement, plusieurs chantiers de construction de réacteurs nucléaires équipés de turbines Arabelle.  C’est notamment le cas pour la centrale nucléaire d’Egypte d’El Daaba, ou encore la centrale turque d’Akkuyu. Alors qu’il possédait l’usine, General Electric a remplacé le logiciel français de commande des turbines Arabelle par son propre logiciel sous brevet américain. Dans ce contexte, si des sanctions étaient mises en place par les États-Unis à l’encontre de la Russie dans le secteur du nucléaire, General Electric pourrait être contraint de ne plus mettre à jour son logiciel de commande, ce qui poserait un problème direct sur la mise en œuvre des turbines. Pour que la situation se débloque, EDF aurait besoin d’une aurait besoin de certitudes de la part de General Electric et du gouvernement américain sur le fait que d’éventuelles sanctions contre la Russie n’impacteraient pas le logiciel de commande.

Derrière cette situation se cache également une guerre économique avec, comme enjeu, le secteur mondial du nucléaire civil. Face aux défis de la transition énergétique, le nucléaire fait face à un regain d’intérêt et les États-Unis comptent bien prendre leur part du gâteau. Pour cela, ce contrôle exercé sur l’usine de Belfort permet au pays de l’Oncle Sam de faire pression à la fois sur la France et sur la Russie. Dans ce même objectif, le pays, qui se fournit en uranium enrichi via ROSATOM, devrait être autonome sur la question à partir de 2025.

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Ancêtre de l’IRSN (Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire), le SCPRI (Service central de protection contre les rayonnements ionisants) avait à sa disposition d’importants moyens mobiles à déployer en cas d’accident nucléaire. Au cœur de ce dispositif, on retrouvait notamment un véhicule unique au monde : une voiture rail dédiée à la mesure de rayonnements radioactifs. 

En 1986, quelques mois après la catastrophe de Tchernobyl, le SCPRI présentait, en association avec la SNCF, la voiture rail Su SCPRI N°025 « mesure de rayonnements radioactifs ». Ce wagon, commandé par le Professeur Pierre Pellerin au début des années 1980, était censé permettre un déploiement rapide sur les lieux d’un accident nucléaire pour réaliser des mesures radiologiques sur la population. Unique au monde, ce wagon pouvait être envoyé partout en Europe, et plus loin encore : les États-Unis auraient prévu, en cas d’accident nucléaire sur leur sol, d’emprunter le wagon français en le transportant à l’aide d’un avion-cargo géant de type Lockheed C-5  Galaxy.

Un wagon entièrement conçu pour les mesures gammaspectrométriques

Réalisé à partir d’une voiture-restaurant de la SNCF, ce wagon a été conçu pour permettre de réaliser des mesures spectrométriques à grande échelle, à savoir 5000 personnes par jour. À l’époque, la SCPRI dispose de deux véhicules lourds de trente tonnes. Mais chaque véhicule ne peut contrôler que 4 personnes à la fois. Le wagon, lui, rend possible le contrôle de 32 personnes en simultané. À l’intérieur, le wagon se compose de deux rangées de sièges, dont les dossiers sont doublés en plomb. En face de chaque siège, on retrouve un compteur de radioactivité placé dans un collimateur conique en plomb. Celui-ci focalise les rayons vers la personne à contrôler. Les mesures permettent de déterminer la quantité et la nature des radioéléments grâce à des spectromètres électroniques situés dans une cabine en verre, à l’extrémité de la voiture.

L’Intérieur de la voiture rail Su SCPRI N°025 / Image : IRSN

Des moyens toujours importants

La voiture rail a finalement été déséquipée en 2008/2009, sans jamais avoir servi dans un contexte d’accident nucléaire. En cas de situation de crise radiologique, l’IRSN dispose tout de même d’une flotte de 15 véhicules, 4 drones et 6 détecteurs de gros volumes embarquables dans des avions ou des hélicoptères afin de mesurer la radioactivité dans l’environnement. L’institut dispose toujours d’un ensemble de moyens permettant de mesurer la contamination interne des personnes, à l’instar de la voiture rail.  On retrouve ainsi 4 véhicules légers, dits « Boxers », capables de réaliser des mesures sur 4 personnes en simultané, ainsi que 4 véhicules lourds, dits « Shelters », capables de de réaliser des mesures sur 10 personnes en simultané.

Un laboratoire mobile moderne de l’IRSN / Image : IRSN

Enfin, 2 laboratoires mobiles d’anthroporadiométrie sont capables de réaliser des examens plus complexes. L’anthroporadiométrie permet, non seulement, d’identifier les radionucléides présents dans le corps, mais également d’en évaluer l’activité. Ces moyens sont, néanmoins, moins importants qu’auparavant puisque l’IRSN peut réaliser 2 500 mesures par jour contre 5 000 pour le seul wagon n°025 du SCPRI.

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📣 La phrase : « l’uranium de retraitement est aujourd'hui entreposé en hangar sans aucune perspective réelle d'utilisation. Il devrait donc être comptabilisé comme un déchet nucléaire, pour davantage de transparence sur leur gestion et leurs coûts. »

🗞️ La source : un post de Greenpeace France publié sur X (ex-Twitter) le 16 novembre 2021.
ℹ️ Le contexte : l’uranium de retraitement est un produit du traitement des combustibles usés à la Hague. Sa valorisation est une composante de la stratégie de recyclage du combustible usé en France. La filière de valorisation a été suspendue en 2013, et vient d’être redémarrée en 2024.
⚖️ Le verdict : Il est vrai que la filière de l’uranium de retraitement avait été suspendue lors du post de Greenpeace, conduisant à l’accumulation d’un stock. Toutefois, la filière n’était que suspendue, et l’uranium de retraitement a d’importantes perspectives d’utilisation.

Qu’est-ce que l’uranium de retraitement ?

Après son utilisation dans un réacteur nucléaire, le combustible nucléaire est un objet très radioactif, et dont la composition a changé du fait des réactions nucléaires. En ce qui concerne le combustible usé consommé en France, il fait l’objet, après utilisation, d’un traitement systématique dans l’usine d’Orano à La Hague.

Ce traitement consiste tout d’abord à séparer les matières nucléaires des matériaux de structure. Ces derniers sont ensuite compactés pour être intégrés dans des colis spécifiques destinés au stockage en couche géologique profonde. Les matières nucléaires, quant à elles, font l’objet d’un processus de tri et de recyclage visant à les valoriser.

On trouve dans leur composition du plutonium (1 %), de l’uranium (95 %), le reste étant constitué de substances appelées actinides mineurs (américium, curium, neptunium, …) et produits de fission. Actinides mineurs et produits de fission ne sont pas valorisables dans l’état actuel des technologies disponibles. Ces substances sont donc vitrifiées et destinées, elles aussi, au stockage en couche géologique profonde. Le plutonium est recyclé pour constituer le combustible MOX (pour Mixed Oxide), fabriqué à l’usine de Mélox, en bordure du site de Marcoule. Quant à l’uranium restant, qui constitue près de 95 % de la masse, il est destiné à être valorisé, et c’est précisément ce qu’on appelle l’uranium de retraitement (URT).

Une valorisation dans les réacteurs actuels

L’uranium de retraitement a des caractéristiques proches de celles de l’uranium naturel. Il a donc le même potentiel énergétique que ce dernier, et il constitue donc une ressource importante. Il peut être réenrichi pour produire de nouveaux combustibles nucléaires destinés aux centrales existantes, combustible alors appelé uranium de recyclage enrichi (URE).

Historiquement, la France a effectué l’enrichissement de l’uranium naturel dans l’usine George Besse, située sur le site de Tricastin. Cette usine utilisait le procédé de diffusion gazeuse, un procédé relativement monolithique qui n’était pas utilisable pour l’uranium de retraitement. En effet, si ce dernier est proche de l’uranium naturel, il comporte néanmoins quelques isotopes de l’uranium qui se seraient ensuite disséminés dans l’ensemble de l’uranium enrichi, ce qui n’était pas souhaitable.

L’opération était donc réalisée en Russie : l’uranium de retraitement était expédié à l’usine de Seversk, filiale de Rosatom située en Sibérie. Il y était enrichi, puis était retourné en France pour être consommé dans les réacteurs du parc actuel. Ce fonctionnement a perduré de 1994 à 2013, avant d’être suspendu. Puis avant de redémarrer, très récemment. C’est en effet, en février 2024, que le réacteur n°2 de la centrale de Cruas-Meysse a démarré avec une première recharge d’uranium de recyclage enrichi.

Des perspectives importantes pour l’uranium de retraitement

Aujourd’hui, les 4 réacteurs de la centrale de Cruas-Meysse sont d’ores-et-déjà certifiés pour recevoir de l’uranium de recyclage enrichi. D’ici 2027, EDF souhaite étendre son utilisation aux réacteurs de 1300 MW des centrales de Cattenom et de Paluel. Puis d’ici 2030, l’énergéticien espère être en mesure d’utiliser 30 % d’uranium de retraitement dans ses centrales.

Par ailleurs, l’usine George Besse, qui ne pouvait effectuer l’enrichissement de l’uranium de retraitement a été arrêtée en 2012. Elle a été remplacée depuis lors par l’usine George Besse II. Cette dernière bénéficie d’un procédé d’ultracentrifugation, plus modulaire, qui permet le réenrichissement de l’uranium de retraitement. Et ce, sans passer par les installations russes.

Enfin, outre l’usage en tant qu’uranium de recyclage enrichi dans les centrales actuelles, l’uranium de retraitement peut être utilisé dans des réacteurs de Génération IV dans le cadre de cycles de surgénération. Dans ce type de réacteurs, la partie non fissile de l’uranium peut être transformée en isotopes fissiles, démultipliant ainsi l’énergie disponible, d’un facteur compris entre 50 et 100 fois. Si bien que le stock d’uranium de retraitement est considéré par les autorités françaises non comme un stock inutile, mais comme une réserve stratégique précieuse.

Une ressource ou un déchet ?

Au moment du Tweet de Greenpeace, le 16 novembre 2021, il peut être factuellement affirmé que l’uranium de retraitement n’était utilisé dans aucun réacteur français ; en effet la filière avait été suspendue de 2013 à 2024. Par ailleurs, les réacteurs français susceptibles d’utiliser l’uranium de retraitement en surgénération, à savoir Phénix et Superphénix, avaient eux aussi été arrêtés, respectivement en 2009 et en 1997. Le projet Astrid, qui devait prendre leur relève, avait été lui aussi arrêté en 2019.

Dans l’intervalle, il est donc vrai également qu’un stock d’uranium de retraitement s’est accumulé. Ce stock s’accroit de 1000 t par an, et a atteint environ 20 000 t. Toutefois, il est faux d’affirmer qu’il n’existait aucune perspective réelle, pour preuve le redémarrage de la filière de l’uranium de retraitement en 2024. Ce genre de changement ne s’improvise pas et les études avaient démarré bien avant. Par ailleurs, cela revient à négliger le progrès significatif pour la filière française que constitue l’usine d’enrichissement de George Besse II et sa capacité à réenrichir l’uranium de retraitement.

Quand est-ce qu’une matière nucléaire est une ressource ou un déchet ? Faut-il considérer que la suspension d’une filière pendant une dizaine d’années est constitutif de l’absence de « perspective réelle » ? Là est le nœud de la question. Pour Greenpeace, historiquement opposé au nucléaire, la réponse est oui. L’Autorité de sûreté nucléaire française considère quant à elle : « que la valorisation d’une matière radioactive peut être considérée comme plausible si l’existence d’une filière industrielle d’utilisation de cette matière est réaliste à un horizon d’une trentaine d’années, et que cette valorisation porte sur des volumes cohérents avec les stocks de matière détenus et prévisibles. […] En tout état de cause, l’absence de perspective d’utilisation à l’horizon d’une centaine d’années doit conduire à requalifier la substance en déchet. ».

Dix ans ? Ou trente ans ? Ou cent ans ? Ce sont des débats qui peuvent parfois paraître byzantins. Au-delà de la recherche d’une valeur exacte à l’année près qui n’aurait de toute façon aucun sens, il traduit un point qui n’est pas sans intérêt : il n’est pas tout à fait faux de dire que sans projet concret de valorisation, il est difficile d’affirmer qu’un déchet est une ressource. Toutefois, le redémarrage de la filière en 2024 permet sans doute de clore ce point. Pour un certain nombre d’années.

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Quatorze ans après sa mise hors service suite à la catastrophe de Fukushima, le sort de la plus grande centrale nucléaire au monde n’est toujours pas fixé. Si les travaux de chargement de combustible ont pu commencer, les autorités locales n’ont, elles, pas donné leur accord pour une éventuelle remise en service. 

TEPCO (Tokyo Electric Power Company) pensait peut-être voir la lumière au bout du tunnel. En début de semaine, l’énergéticien japonais annonçait – enfin – le chargement en combustible du réacteur n° 7 de sa centrale de Kashiwazaki-Kariwa, après 14 années d’arrêt. L’espoir n’aura pourtant été que de courte durée puisque quelques jours plus tard, l’entreprise informait dans un communiqué l’arrêt des opérations à cause d’une défaillance technique sur un équipement de chargement.

Si cet incident ne poserait aucun problème de sécurité, il vient s’ajouter à la longue liste des déconvenues qu’a subies TEPCO depuis l’arrêt de la centrale en 2012, suite de la catastrophe de Fukushima. À l’époque, l’entreprise avait procédé à des travaux de mise à niveau comprenant notamment la surélévation d’une digue de 800 mètres de long, et la reconstruction d’un réservoir de stockage de débordement radioactif. En 2021, à l’issue de ces travaux, l’Autorité de réglementation du nucléaire (NRA) avait publié un rapport mettant en évidence de graves infractions à la sécurité, reportant ainsi de manière indéfinie le redémarrage de la centrale. Ce problème de sécurité aurait été causé par un employé ayant oublié, sur le toit de sa voiture, des documents confidentiels relatifs à la sécurité de la centrale !

En décembre 2023, la NRA a finalement levé l’interdiction opérationnelle de l’usine, permettant théoriquement son redémarrage. Néanmoins, le sort de la centrale est encore loin d’être fixé puisque le gouvernement local n’a pas donné son feu vert.

L’histoire mouvementée de la centrale de Kashiwazaki-Kariwa

En 2007 déjà, la centrale avait essuyé un tremblement de terre de magnitude 6,6, dont l’épicentre se trouvait à seulement 19 km du site. À l’époque, les réacteurs s’étaient automatiquement coupés par mesure de sécurité. Il aura fallu près de 16 mois d’évaluation complète de la centrale, et un travail poussé sur la compréhension de l’activité sismique du site pour en permettre le redémarrage. Finalement, seuls 4 des 7 réacteurs seront redémarrés entre 2009 et 2010 avant d’être de nouveau arrêtés à partir de 2011, suite à la catastrophe de Fukushima.

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EDF a pris la décision d’arrêter cinq réacteurs nucléaires le week-end dernier, en raison d’une forte baisse de la demande d’électricité faisant chuter les prix. Une aberration qui montre que le réseau n’est toujours pas en mesure de valoriser la production excédentaire des centrales bas-carbone : nucléaire, éolien et solaire.

La France tourne la page de la crise de l’énergie : nos réserves hydrauliques se portent bien et notre parc nucléaire va mieux, après les arrêts inopinés de nombreux réacteurs et les retards pris dans les opérations de maintenance avec la crise sanitaire. Pour preuve, le prix de l’électricité sur le marché de gros est en chute libre. Cette situation s’explique également par le développement des énergies renouvelables qui permet de bénéficier d’un afflux de production d’électricité, dès que le soleil est radieux, comme c’est le cas en ce début de printemps.

Un réseau inadapté aux fortes productions issues des énergies renouvelables

Mais cette hausse de la production d’électricité issue des énergies renouvelables combinée à une baisse importante de la demande peut aussi perturber le réseau, lequel doit en permanence conserver un équilibre parfait entre l’offre et la demande. Ce week-end, les températures anormalement élevées ont anéanti les besoins de chauffage. La consommation nationale a chuté à des niveaux comparables à un dimanche de juillet. En parallèle, les parcs solaires ont tourné à haut régime, atteignant un pic à 10,7 GW dimanche à 13h15. En conséquence, le prix de l’électricité sur le marché spot en France est resté négatif, plongeant à un minimum de -39,89 €/MWh.

Pour maintenir la balance à l’équilibre entre offre et demande, EDF a donc dû arrêter 5 réacteurs nucléaires. Les sites concernés sont ceux de Dampierre 4 (890 mégawatts [MW]), Golfech 2 (1 310 MW), Paluel 4 (1 330 MW), Tricastin 1 et 3 (915 MW chacun). Tous ont été déconnectés du réseau samedi matin pour être reconnectés dimanche soir, à l’exception du réacteur Tricastin 1 remis en route mardi soir.

La courbe de production du réacteur n°2 de la centrale nucléaire de Golfech, le week-end du 13 au 14 avril 2024 / Energygraph.

Au total, 5,4 GW ont été concernés par cette coupure. On peut toutefois s’interroger sur ces arrêts qui risquent de se renouveler à mesure que le déploiement des énergies renouvelables s’accélère. Le réseau ne semble pas encore tout à fait prêt à accueillir ces nouveaux modes de production décentralisés dont la production dépend des conditions climatiques et n’est pas corrélée aux besoins. Pourtant, déconnecter des réacteurs nucléaires qui produisent une électricité décarbonée apparaît comme un gâchis alors même que ces arrêts sont coûteux.

Des solutions existent pour utiliser le surplus de production électrique

Il est surprenant que des solutions ne soient pas déployées pour valoriser le surplus de production électrique, dans le contexte actuel de décarbonation. Faute de demande, des moyens de production bas-carbone sont aujourd’hui bridés, alors qu’ils pourraient se substituer aux énergies fossiles.

Une des pistes pour soutenir la demande est le déploiement du véhicule électrique. Il constitue une des solutions pour gérer le surplus de production puisque la recharge est un moyen de stockage. Pour l’heure, le prix élevé à l’achat et les difficultés d’accès à la recharge privée dans certaines zones du territoire constituent un frein pour beaucoup d’automobilistes.

Il conviendrait également d’accélérer la décarbonation de l’industrie pour augmenter son électrification. Grâce aux systèmes de stockage de grande ampleur tels que les STEP et les méga batteries, ils pourraient bénéficier en semaine d’une électricité à bas-coût stockée les week-ends de faible demande, par exemple.

Par ailleurs, le recours à l’hydrogène constitue aussi une autre solution qui permettrait de valoriser un excédent de production, et d’éviter ainsi les arrêts de tranches des réacteurs nucléaires. La filière est en plein développement, notamment avec la construction prochaine d’usine d’hydrogène vert qui devrait voir le jour au Havre en 2028, avec le soutien financier de l’État. Enfin, le surplus de production électrique devrait pouvoir faire l’objet d’un stockage à très grande échelle.

Pour cela, des moyens de stockage massif devraient être développés rapidement. Si certains pays ont déjà pris les devants en investissant dans les batteries et les stations de transfert d’énergie par pompage-turbinage (STEP), ce n’est pas le cas de la France. Aucun des grands scénarios établis pour l’avenir du mix électrique, que ce soit par l’ADEME ou le gestionnaire de réseau RTE, ne considère le stockage comme une pièce indispensable à la transition énergétique. Pourtant, le stockage participe à rendre le réseau électrique plus flexible.

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La start-up Jimmy propose une solution pour décarboner les grandes industries : remplacer les chaudières à combustible fossile par de petits réacteurs nucléaires modulaires (SMR) qui n’émettent pas de CO₂. Une usine de fabrication de ces SMR devrait s’implanter sur la commune du Creusot (Saône-et-Loire).

Face aux enjeux climatiques, les industriels doivent trouver des solutions pour décarboner leur activité tout en préservant leur compétitivité. Plusieurs procédés sont déjà utilisés dans le secteur pour faire des économies et diminuer les émissions de CO₂ : récupération de la chaleur fatale ou stockage de la chaleur, par exemple.

Le nucléaire à la rescousse de l’industrie pour décarboner son activité

La start-up française Jimmy pourrait bientôt proposer une autre solution intéressante pour les industriels. Il s’agit de fabriquer des SMR en série pour remplacer les chaudières à gaz ou fioul traditionnellement utilisés dans l’industrie pour produire de la chaleur. Ces SMR pourront se brancher directement sur les installations industrielles existantes. Et Jimmy a annoncé récemment que sa plateforme de fabrication de ses générateurs thermiques nucléaires sera implantée en France, sur la commune du Creusot. Créé en 2020, Jimmy se définit comme une « start-up industrielle française qui réinvente l’utilisation de la fission nucléaire pour décarboner la chaleur industrielle ».

Détail des installations prévues au Creusot / Image : Jimmy.

D’ailleurs, l’entreprise se devait de trouver rapidement un site pour implanter sa nouvelle usine puisqu’elle doit livrer son premier client fin 2026. L’usine s’étendra sur 125 000 m² comprenant un atelier de stockage et d’assemblage qui entrera en service en 2025 puis en 2026, un atelier d’assemblage pour l’insertion du combustible dans les cuves. Enfin, un atelier de préparation du combustible devrait être opérationnel en 2028. Le projet nécessite un investissement de 100 millions d’euros et devrait créer à terme environ 300 emplois. L’entreprise est soutenue par l’État qui lui a accordé une subvention de 32 millions d’euros dans le cadre du plan France 2030.

Le boom mondial des SMR face aux enjeux climatiques

Le nucléaire est une des solutions utilisées dans le monde pour décarboner le mix énergétique des États. Mais construire un parc nucléaire prend du temps alors que les enjeux climatiques pressent les États à accélérer leurs actions dans le domaine. C’est la raison pour laquelle la technologie SMR a le vent en poupe dans le secteur du nucléaire. Il s’agit de réacteurs miniatures d’une puissance moindre (entre 50 et 300 mégawatts électriques (MWe) par rapport aux réacteurs traditionnels (entre 900 et 1650 MWe). Mais ils présentent l’avantage d’être moins onéreux et plus rapides à construire. Des dizaines de projets de construction de SMR sont en cours dans le monde, dont le projet Nuward en France.

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Mauvaise élève de la classe européenne en matière d’émissions de CO₂, la Pologne entend renverser la tendance en misant sur le nucléaire d’une part et d’autre part sur les énergies renouvelables, avec en particulier l’éolien en mer. Focus sur la stratégie polonaise pour en finir avec sa dépendance au charbon.

La Pologne est à l’avant-dernière place dans le classement des pays d’Europe en matière d’émissions de CO₂ liées à la production d’électricité (2022). En cause, sa forte dépendance au charbon dont il est le plus gros producteur européen avec l’Allemagne. En effet, plus de 60 % de sa production d’électricité est issue du charbon.

La décarbonation du mix électrique passera par le nucléaire en Pologne

Et même si les relations entre la Pologne et la Commission européenne sont régulièrement tendues, et que le gouvernement polonais se montre très difficile en matière d’adoption de nouvelles règles concernant la politique énergétique européenne, le pays avance tout de même dans le domaine. Pour accélérer la décarbonation de son mix électrique, la Pologne a lancé le programme « PEP40 » qui établit sa nouvelle politique énergétique. Dans ce cadre, le pays a décidé de renouer avec le nucléaire civil, avec le projet de construire 2 à 3 centrales d’ici 2043. Les travaux de la première centrale, située à Lubiatowo-Kopalino, doivent débuter en 2026 pour une mise en service à partir de 2033. Elle sera équipée de trois réacteurs d’une puissance de 1 100 MWe.

Pour l’anecdote, la Pologne compte déjà une centrale nucléaire, mais qui est restée inachevée. Située à Zarnowiec, sa construction avait été arrêtée en 1990 à la suite d’un referendum dont le résultat était défavorable à la poursuite des travaux, la population étant marquée par la catastrophe de Tchernobyl quelques années plus tôt.

À noter que la Pologne mise aussi sur les petits réacteurs modulaires (SMR) puisque le pays a donné son accord pour la construction de 24 SMR qui seront répartis au sein de 6 sites et devraient être opérationnels à partir de 2030. En lançant son programme nucléaire, la Pologne espère décarboner sa production d’électricité. Mais la construction de nouvelles centrales prend du temps alors que l’urgence climatique impose d’accélérer le mouvement en faveur de la transition énergétique.

La Pologne entend tirer parti du potentiel éolien de la mer Baltique

Le pays investit donc également dans les énergies renouvelables. Aux côtés du photovoltaïque, l’éolien en mer va se développer dans les années à venir. Pour cela, la Pologne peut compter sur le potentiel exceptionnel de la mer Baltique pour implanter des parcs éoliens en mer. D’autres pays l’ont déjà compris tels que l’Allemagne et le Danemark par exemple. D’ailleurs, à l’été 2022, les pays riverains de la mer Baltique (Danemark, Allemagne, Pologne, Finlande, Suède, Estonie, Lituanie et Lettonie) se sont mis d’accord pour multiplier par 7 leur capacité éolienne offshore d’ici 2030. À l’époque, quelques mois après le début de la guerre en Ukraine, il devenait urgent de se passer du gaz russe dont l’approvisionnement devenait compliqué et de diversifier la production d’électricité.

Du côté de la Pologne, à ce jour, trois projets éoliens en mer sont en cours. Il y a d’abord les trois parcs Baltica qui devraient totaliser une puissance installée de 3,5 gigawatts (GW) avec une mise en service prévue à partir de 2026.

Baltic Power est le deuxième parc éolien en mer qui devrait alimenter la Pologne en énergie décarbonée. Porté par l’entreprise Baltic Power, filiale de la compagnie pétrolière polonaise Orlen, le projet comporte 70 éoliennes pour une puissance totale de 1,2 GW. La mise en service devrait débuter en 2026. Enfin, les parcs MFW Baltyk I, II et III, développés par l’entreprise polonaise Polenergia associée à la société norvégienne Equinor atteindront une puissance de 3 GW. À terme, ce sont plus de 4 millions de foyers polonais qui pourront être alimentés en électricité « verte » grâce à ces trois parcs.

Située à environ 80 km du rivage, la ferme solaire en mer Baltyk III devrait voir sa construction débuter cette année puis une mise en service de la première tranche à partir de 2027. Avec sa capacité de 1 560 MW, le parc Baltyk I est le plus grand parc éolien en construction dans la mer Baltique actuellement. Pour rationaliser les coûts, les trois parcs Baltyk vont partager leurs infrastructures avec par exemple un tronçon commun pour le câble alimentant les trois sites. Selon le PDG de Polenergia, cela « réduira considérablement le processus d’investissement, le rendra plus facile et moins cher ».

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