{"id":44544,"date":"2019-08-03T11:19:51","date_gmt":"2019-08-03T09:19:51","guid":{"rendered":"https:\/\/legrandcontinent.eu\/fr\/?p=44544"},"modified":"2019-08-03T11:19:59","modified_gmt":"2019-08-03T09:19:59","slug":"nucleaire-et-canicule-les-centrales-nucleaires-sont-elles-adaptees-aux-chaleurs-extremes","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/legrandcontinent.eu\/fr\/2019\/08\/03\/nucleaire-et-canicule-les-centrales-nucleaires-sont-elles-adaptees-aux-chaleurs-extremes\/","title":{"rendered":"Nucl\u00e9aire et canicule : les centrales nucl\u00e9aires sont-elles adapt\u00e9es aux chaleurs extr\u00eames ?"},"content":{"rendered":"\n

Paris<\/em>. Le 24 Juillet 2019 EDF annon\u00e7ait des restrictions de production d\u2019\u00e9lectricit\u00e9, pour un total de 5GW <\/span>1<\/sup><\/a><\/span><\/span>, d\u00fb \u00e0 la forte hausse des temp\u00e9ratures. Les centrales nucl\u00e9aires de Golfech, Saint Alban, Tricastin, et Bugey ont d\u00fb baisser leur puissance ou mettre certains r\u00e9acteurs en arr\u00eat complet. Ces centrales sont au bord de cours d\u2019eau majeurs comme le Rh\u00f4ne et la Garonne. En France, 40 r\u00e9acteurs sur 58 sont refroidis par des fleuves.<\/p>\n\n\n\n

Les centrales nucl\u00e9aires n\u00e9cessitent de grands volumes d\u2019eau pour refroidir la vapeur qui actionne leurs turbines. Dans un r\u00e9acteur nucl\u00e9aire comme dans toute centrale thermique de production d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 <\/span>2<\/sup><\/a><\/span><\/span>, pr\u00e8s de deux tiers de l\u2019\u00e9nergie produite passe dans un condenseur pour \u00eatre rejet\u00e9e dans l\u2019environnement : soit directement dans l\u2019eau (centrales en \u00ab circuit ouvert <\/em> \u00bb en mer ou rivi\u00e8re), soit dans l\u2019air au travers des grandes tours de r\u00e9frig\u00e9ration (centrale en \u00ab circuit ferm\u00e9 \u00bb). La Figure 1<\/em> montre les dispositifs qui op\u00e8rent dans chacun de ces deux modes de refroidissement.<\/p>\n\n\n\n

L\u2019effet des rejets thermiques d\u2019une centrale nucl\u00e9aire sur la temp\u00e9rature de l\u2019eau est plus fort pour les syst\u00e8mes en circuit ouvert <\/span>3<\/sup><\/a><\/span><\/span> <\/span>4<\/sup><\/a><\/span><\/span>, tout particuli\u00e8rement en bordure de cours d\u2019eau, car les circuits ouverts ne disposent pas de tours de r\u00e9frig\u00e9ration pour r\u00e9duire par diffusion atmosph\u00e9rique le volume de leurs rejets thermiques fluviaux. Le r\u00e9gime thermique d\u2019un cours d\u2019eau varie \u00e9galement en fonction de sa topographie, de son couvert v\u00e9g\u00e9tal rivulaire, de son d\u00e9bit, et de la s\u00e9v\u00e9rit\u00e9 de son \u00e9tiage \u2013 c\u2019est-\u00e0-dire son niveau le plus bas dans l\u2019ann\u00e9e, un ph\u00e9nom\u00e8ne qui se superpose \u00e0 la p\u00e9riode des basses eaux saisonni\u00e8res. La combinaison de ces donn\u00e9es hydrologiques et g\u00e9omorphologiques font de chaque cours d\u2019eau un cas particulier. Elles sont n\u00e9anmoins int\u00e9gr\u00e9es d\u00e8s la conception d\u2019une centrale nucl\u00e9aire afin de garantir que les besoins en eau de ses circuits de refroidissement seront toujours satisfaits, y compris durant les \u00e9pisodes caniculaires <\/span>5<\/sup><\/a><\/span><\/span>. <\/p>\n\n\n\n\n\n

\n \n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n <\/picture>\r\n \n
Figure 1  : Mode de r\u00e9frig\u00e9ration d\u2019une centrale thermique en circuit ouvert (9.1) et ferm\u00e9 (9.2) <\/figcaption>\n <\/a>\n<\/figure>\n\n\n

En France comme ailleurs, la temp\u00e9rature de l\u2019air, de l\u2019eau et des rejets thermiques \u00e0 l\u2019ext\u00e9rieur des centrales nucl\u00e9aires est surveill\u00e9e en permanence conform\u00e9ment aux r\u00e9gulations environnementales en vigueur <\/span>6<\/sup><\/a><\/span><\/span>. Si la temp\u00e9rature mesur\u00e9e exc\u00e8de les limites de conception de la centrale \u2013 par exemple en cas de fortes chaleurs, de d\u00e9bit anormalement faible, ou de fort \u00e9tiage \u2013 la puissance est ajust\u00e9e \u00e0 la baisse pour ne pas affecter la s\u00fbret\u00e9 des r\u00e9acteurs. Cependant, cela est rarement le cas. Le principal facteur de contrainte, ou en d\u2019autres termes celui qui conduit le plus fr\u00e9quemment \u00e0 une baisse de puissance des r\u00e9acteurs comme celle observ\u00e9e en France cet \u00e9t\u00e9, est le param\u00e8tre environnemental.<\/p>\n\n\n\n

En effet, afin de pr\u00e9server l\u2019environnement des cours d\u2019eau en France, la temp\u00e9rature de l\u2019eau rejet\u00e9e ne doit pas d\u00e9passer 28\u00b0C, sous peine de perturber les \u00e9quilibres \u00e9cosyst\u00e9miques aquatiques \u00e0 l\u2019aval des centrales nucl\u00e9aires. La temp\u00e9rature des cours d\u2019eau exerce une influence directe sur la r\u00e9partition des migrateurs, la cha\u00eene alimentaire, les cycles reproduction, le taux de croissance et le m\u00e9tabolisme des esp\u00e8ces aquatiques. Elle r\u00e9gule aussi la r\u00e9tention de nutriments, la d\u00e9composition organique et les taux plafond d\u2019oxyg\u00e8ne dissous dans l\u2019eau. En particulier, des temp\u00e9ratures \u00e9lev\u00e9es (28 \u00e0 30\u00b0C) ont un effet majeur sur le (sur) d\u00e9veloppement des algues, v\u00e9g\u00e9taux et parasites aquatiques. La variabilit\u00e9 spatio-temporelle de la temp\u00e9rature des cours d\u2019eau reste mal mesur\u00e9e sur le long terme <\/span>7<\/sup><\/a><\/span><\/span>. D\u00e9termin\u00e9e par l\u2019\u00e9nergie du relief et le m\u00e9lange des contributions hydrologiques (eau de fonte, eau de surface, eau souterraine, etc.), cette variabilit\u00e9 est accentu\u00e9e par l\u2019urbanisation, les retenues d\u2019eau, les \u00e9tangs, le d\u00e9boisement des berges (diminution de l\u2019ombrage), et par les rejets thermiques comme ceux des centrales nucl\u00e9aires.<\/p>\n\n\n\n

L\u2019eau chaude produite par les syst\u00e8mes de refroidissement des centrales nucl\u00e9aires est rejet\u00e9e de fa\u00e7on \u00e0 minimiser le r\u00e9chauffement des cours d\u2019eau dont les strates sup\u00e9rieures absorbent d\u00e9j\u00e0 une grande fraction du rayonnement solaire en p\u00e9riode de canicule. Pour les centrales refroidies en circuit ouvert install\u00e9es sur des fleuves \u00e0 grand d\u00e9bit (Rh\u00f4ne, Loire), le rejet thermique se fait le long de la rive sur plusieurs kilom\u00e8tres pour allonger le panache thermique et ainsi optimiser la progressivit\u00e9 du m\u00e9lange des eaux (Figure 2<\/em>). Cela permet d\u2019\u00e9viter de brusques discontinuit\u00e9s dans les gradients thermiques qui perturberaient les migrations et les m\u00e9tabolismes aquatiques. Pour les centrales circuits ferm\u00e9s, EDF indique que les rejets thermiques sont d\u2019impact minime sur la temp\u00e9rature des cours d\u2019eau (moins de +1\u00b0C de variation) <\/span>8<\/sup><\/a><\/span><\/span>. En effet, comme \u00e9voqu\u00e9 plus haut, une grande partie de la chaleur produite est \u00e9vacu\u00e9e via les tours a\u00e9ror\u00e9frig\u00e9rantes, tandis que les rejets thermiques r\u00e9siduels sont dispers\u00e9s et dilu\u00e9s tr\u00e8s rapidement sur la longueur du cours d\u2019eau attenant gr\u00e2ce \u00e0 des diffuseurs multipores (Figure 2<\/em>). Une \u00e9tude men\u00e9e par des agences r\u00e9gionales et EDF en 2008 conclut que, sur la p\u00e9riode 1977\u20132004, le r\u00e9gime thermique du Rh\u00f4ne (14 r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires implant\u00e9s) a \u00e9t\u00e9 bien \u00e9t\u00e9 affect\u00e9 par le changement climatique mais que l\u2019augmentation observ\u00e9e des temp\u00e9ratures est majoritairement due \u00e0 des facteurs naturels. Ladite \u00e9tude constate en effet que \u00ab les rejets thermiques des centrales ne contribuent que faiblement [au r\u00e9chauffement du Rh\u00f4ne et que] leurs effets sont localis\u00e9s \u00e0 l\u2019aval imm\u00e9diat des installations \u00bb.<\/p>\n\n\n\n\n\n

\n \n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n \r\n <\/picture>\r\n \n
Figure 2  : Diffusion fluviale des rejets thermiques aux centrales de Bugey (Rh\u00f4ne, circuit ouvert) et Golfech (Garonne, circuit ferm\u00e9)<\/figcaption>\n <\/a>\n<\/figure>\n\n\n

\u00c0 l\u2019avenir, en raison du r\u00e9chauffement climatique, les canicules pourraient augmenter en fr\u00e9quence et en intensit\u00e9, y compris dans les pays nordiques. Au cours de l\u2019\u00e9t\u00e9 2018, sur les 126 r\u00e9acteurs en op\u00e9ration en Europe, 7 ont d\u00fb baisser leur puissance en raison des fortes chaleurs, dont 3 dans des pays scandinaves comme la Su\u00e8de <\/span>9<\/sup><\/a><\/span><\/span> et la Finlande <\/span>10<\/sup><\/a><\/span><\/span>. En France, d\u2019apr\u00e8s des donn\u00e9es d\u2019EDF rapport\u00e9es par Le Monde<\/em> <\/span>11<\/sup><\/a><\/span><\/span>, 22 r\u00e9acteurs ont d\u00e9j\u00e0 connu des baisses de puissance ou des arr\u00eats ponctuels entre 2000 et 2019. Selon EDF, l\u2019effet des \u00e9pisodes caniculaires sur la production d\u2019\u00e9lectricit\u00e9 reste marginal : il est de l\u2019ordre de 0,25 % de la production \u00e9lectronucl\u00e9aire annuelle en France, soit 28 heures de baisses de puissance en moyenne par ann\u00e9e et par r\u00e9acteur).<\/p>\n\n\n\n

Les centrales nucl\u00e9aires peuvent n\u00e9anmoins \u00eatre adapt\u00e9es pour r\u00e9sister \u00e0 des chaleurs plus chroniques et s\u00e9v\u00e8res. Par exemple, aux \u00c9mirats Arabes Unis, la centrale de Barakah, de design cor\u00e9en, a \u00e9t\u00e9 dimensionn\u00e9e pour un op\u00e9rer en circuit ouvert avec une temp\u00e9rature de surface de 36,5\u00b0C dans la mer d\u2019Arabie en fonctionnement normal \u2013 les maximales historiques observ\u00e9es dans la r\u00e9gion \u00e9tant de 36,2\u00b0C \u2013 et de 38,5\u00b0C en fonctionnement dit \u00ab accidentel \u00bb. Ces temp\u00e9ratures sont pr\u00e8s de 15\u00b0C sup\u00e9rieures \u00e0 celles pr\u00e9vues pour les r\u00e9acteurs homologues de r\u00e9f\u00e9rence op\u00e9rant en Cor\u00e9e du Sud, Shin-Kori 3 et 4. Pour s\u2019accommoder des temp\u00e9ratures marines plus \u00e9lev\u00e9es dans le Golfe, les d\u00e9bits de refroidissement des condenseurs des unit\u00e9s de Barakah ont \u00e9t\u00e9 augment\u00e9s de 54 %, tandis que leur surface d\u2019\u00e9change a \u00e9t\u00e9 accrue. Les g\u00e9n\u00e9rateurs diesel de secours ainsi que les syst\u00e8mes \u00e9lectriques et HVAC associ\u00e9s ont aussi \u00e9t\u00e9 adapt\u00e9s en cons\u00e9quence <\/span>12<\/sup><\/a><\/span><\/span>. Le v\u00e9ritable handicap li\u00e9 \u00e0 l\u2019op\u00e9ration dans ces conditions plus s\u00e9v\u00e8res n\u2019est donc pas une r\u00e9duction de la s\u00fbret\u00e9 des centrales nucl\u00e9aires : il s\u2019agit surtout de la baisse de l\u2019efficacit\u00e9 thermodynamique de la centrale, qui chute de 2 %. Cela se traduit par une perte nette de 90 MWe par rapport \u00e0 une puissance de r\u00e9f\u00e9rence de 1400 MWe <\/span>13<\/sup><\/a><\/span><\/span>.<\/p>\n\n\n\n

En France, \u00e0 la suite des canicules de 2003 et 2006, EDF a lanc\u00e9 en 2008 son projet \u00ab Grands chauds \u00bb pour am\u00e9liorer la robustesse des installations nucl\u00e9aires face \u00e0 l\u2019\u00e9l\u00e9vation des temp\u00e9ratures de l\u2019air et de l\u2019eau. Des travaux de fond ont \u00e9t\u00e9 engag\u00e9s dans les tours de r\u00e9frig\u00e9ration des centrales afin d\u2019\u00e9lever leur performance sans accro\u00eetre les quantit\u00e9s d\u2019eau pr\u00e9lev\u00e9es. Au niveau des stations EDF de surveillance des param\u00e8tres physico-chimiques de l\u2019environnement des centrales, une mise au point compl\u00e8te a \u00e9t\u00e9 men\u00e9e, notamment pour les instruments de mesure de la temp\u00e9rature. Les r\u00e9\u00e9valuations quinquennales de 2009 et 2014 n\u2019ont pas remis en cause les valeurs retenues pour le r\u00e9f\u00e9rentiel \u00ab Grands chauds \u00bb. Ces r\u00e9\u00e9valuations sont partie int\u00e9grante des examens p\u00e9riodiques de s\u00fbret\u00e9 impos\u00e9s par la loi fran\u00e7aise : elles figurent par exemple parmi les volets du 4\u00e8me<\/sup> r\u00e9examen p\u00e9riodique du palier 900 MWe de la centrale de Tricastin (en bordure de Rh\u00f4ne), qui a d\u00e9but\u00e9 en juin dernier <\/span>14<\/sup><\/a><\/span><\/span>.<\/p>\n\n\n\n

Afin d\u2019adapter les centrales aux \u00e9pisodes caniculaires les plus extr\u00eames, des chantiers et mises \u00e0 niveaux similaires \u00e0 ceux pr\u00e9cit\u00e9s pourraient \u00eatre engag\u00e9s dans d\u2019autres centrales de par le monde. Les co\u00fbts de tels travaux seraient \u00e0 surveiller de pr\u00e8s, afin de ne pas affecter davantage la viabilit\u00e9 \u00e9conomique des centrales nucl\u00e9aires \u2013 tout sp\u00e9cialement aux \u00c9tats-Unis, o\u00f9 les conditions du march\u00e9 se sont fortement d\u00e9grad\u00e9es dans les derni\u00e8res ann\u00e9es dans la fili\u00e8re <\/span>15<\/sup><\/a><\/span><\/span>. D\u2019un point de vue \u00e9conomique, l\u2019\u00e9l\u00e9vation des temp\u00e9ratures en elle-m\u00eame constitue une double p\u00e9nalit\u00e9. Aux co\u00fbts des travaux d\u2019adaptation \u00e9ventuels, il faut en effet rajouter une diminution du rendement des r\u00e9acteurs, et donc une baisse des revenus de la vente d\u2019\u00e9lectricit\u00e9.<\/p>\n\n\n\n

Les futures centrales nucl\u00e9aires pourraient \u00eatre syst\u00e9matiquement construites en zone littorale, o\u00f9 la ressource hydraulique abonde \u00e0 de relativement basses temp\u00e9ratures. Ces atouts situationnels sont d\u00e9j\u00e0 exploit\u00e9s par les nouveaux projets, \u00e0 l\u2019instar de Barakah (\u00c9mirats Arabes Unis), El-Dabaa (\u00c9gypte), Akkuyu (Turquie), et Flamanville 3 (France). Cependant, le r\u00e9chauffement climatique, l\u2019acidification des oc\u00e9ans et les activit\u00e9s anthropiques \u2013 en particulier la surp\u00eache \u2013 cr\u00e9ent de nouveaux risques pour le refroidissement des centrales nucl\u00e9aires : l\u2019\u00c9cosse en 2011 tout comme la Su\u00e8de en 2013 ont ainsi d\u00fb arr\u00eater en urgence des r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires en bord de mer dont les tuyaux de pompage \u00e9taient bouch\u00e9s par des m\u00e9duses prolif\u00e9rantes. Des incidents similaires sont survenus dans des centrales thermiques littorales conventionnelles au cours des derni\u00e8res ann\u00e9es, comme par exemple aux Philippines ou en Isra\u00ebl <\/span>16<\/sup><\/a><\/span><\/span>. La miniaturisation des r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires pourrait quant \u00e0 elle changer la donne. En effet, les Small Modular Reactors<\/em>, nouveaux r\u00e9acteurs portables de plus petite taille et de faible puissance, conna\u00eetront structurellement moins des contraintes li\u00e9es \u00e0 leur refroidissement dans un contexte de r\u00e9chauffement climatique <\/span>17<\/sup><\/a><\/span><\/span>.<\/p>\n\n\n\n

Perspectives <\/strong> :<\/h4>\n\n\n\n
  • La chaleur et les canicules n\u2019ont aucun impact direct sur la continuit\u00e9 de la production \u00e9lectronucl\u00e9aire car elles sont enti\u00e8rement int\u00e9gr\u00e9es au fonctionnement des centrales dont elles ne mettent en p\u00e9ril ni le fonctionnement ni la s\u00fbret\u00e9. N\u00e9anmoins, les co\u00fbts d\u2019adaptation des r\u00e9acteurs aux milieux tr\u00e8s chauds sont av\u00e9r\u00e9s, tandis que de trop fortes chaleurs font baisser le rendement et la rentabilit\u00e9 des r\u00e9acteurs.<\/li>
  • L\u2019adaptation du design de r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires aux milieux inhospitaliers donne acc\u00e8s \u00e0 la technologie \u00e9lectronucl\u00e9aire \u00e0 un nombre croissant de pays, malgr\u00e9 les handicaps naturels et structurels inh\u00e9rents \u00e0 ces projets (exemples : centrales de Barakah (\u00c9mirats Arabes Unis), El-Dabaa (\u00c9gypte), Akkuyu (Turquie)).<\/li>
  • Par choix ou n\u00e9cessit\u00e9, de plus en plus de pays choisissent d\u2019implanter leurs nouvelles centrales nucl\u00e9aires en zone littorale afin d\u2019optimiser l\u2019apport en eau de refroidissement tout en minimisant l\u2019impact \u00e9cologique des rejets thermiques.<\/li>
  • La miniaturisation des r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires (SMR) offre des pistes prometteuses pour r\u00e9duire et moduler les besoins en refroidissement des r\u00e9acteurs tout en optimisant la distribution et la mobilit\u00e9 spatiales de leurs rejets thermiques.<\/li><\/ul>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

    Le 24 Juillet 2019, en raison de fortes chaleurs, EDF annon\u00e7ait le retrait de 5 GW du r\u00e9seau fran\u00e7ais. Cette baisse de puissance se fait principalement pour des raisons environnementales. Les centrales nucl\u00e9aires ont de fait bien \u00e9t\u00e9 con\u00e7ues pour tol\u00e9rer de forts besoins en refroidissement et des agressions externes comme les \u00e9pisodes caniculaires. Les centrales nucl\u00e9aires peuvent \u00eatre adapt\u00e9es pour r\u00e9sister \u00e0 des climats encore plus s\u00e9v\u00e8res. Ce fut par exemple le cas pour la centrale de Barakah aux \u00c9mirats Arabes Unis, ou m\u00eame en France avec le projet \u00ab  Grands chauds  \u00bb cr\u00e9\u00e9 apr\u00e8s les canicules de 2003 et 2006. 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