Débats républicains
Par Thierry DE LAROCHELAMBERT
Mardi 22 mai 2007
article publié dans la lettre 539
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Les points de débat soulevés par un lecteur (Johannès Robyn) dans ReSPUBLICA n°538 appellent quelques précisions et commentaires sur mon étude « l'urgence énergétique ».
Il s'agit de la surcapacité de production électrique quant aux besoins actuels et à court terme en énergie électrique finale spécifique, terme habituellement utilisé pour désigner les usages ad hoc de l'électricité pour lesquels elle est irremplaçable ou elle offre la meilleure efficacité sur l'ensemble du cycle de la source à l'usage final (éclairage, électronique, électrochimie, électrométallurgie, électromécanique, informatique, télécommunications, magnétisation, optoélectronique, lasers, etc.).
Il n'est donc évidemment pas question de « tout électrique », et les usages non spécifiques tels que le chauffage électrique ou le fonctionnement du parc automobile ou des avions n'est pas à prendre en compte dans une utilisation rationnelle de l'énergie basée sur les flux d'énergie actuels.
D'ores et déjà, au vu des puissances disponibles actuelles et de leurs fluctuations, les chiffres tout à fait officiels que j'ai rappelés dans le volet V-1 montrent une forte surcapacité de base.
Dire que l'argument de surcapacité est « irrecevable » me paraît plutôt court et contraire à la réalité de la production électrique française actuelle, sauf à se placer dans une perspective irréaliste d'un remplacement de toutes les utilisations actuelles des énergies fossiles par le vecteur électrique... Je rappelle tout de même que l'électricité ne représente en 2006 que 22,9% de la consommation d'énergie finale en France.
Les chiffres que j'ai donnés sont issus des études officielles (EDF, rapport CHARPIN, ADEME) et de bureaux d'étude spécialisés en énergie (SCIC les 7 vents du Cotentin, DETENTE), tous très fournis et documentés. Chacun peut se les procurer assez facilement sur le web et les lire. Le qualificatif de « fantaisiste » n'est en aucun cas admissible, tout autant que l'affirmation selon laquelle les évaluations des coûts qui y sont faites seraient « hors contexte historique et technologique » et d'un genre « généralement très approximatif »: les coûts présentés sont ceux du réacteur EPR, improprement appelé de 3ème génération. Ils sont parfaitement actuels, et même actualisés au sens économique du terme. Cette accusation ne tient donc pas.
J'ajoute que de nombreuses études internationales corroborent les coûts présentés en détaillant les hypothèses retenues ou non (coûts du minerai d'uranium, de l'enrichissement de l'uranium, du retraitement des combustibles irradiés, du démantèlement des centrales, du stockage des déchets, des assurances). Parmi elles, je citerai celles du Ministère du Commerce et de l'Industrie britannique[1] qui présente un inventaire complet des différents postes dans le coût d'investissement par kW et dans le coût de production par MWh de l'électricité nucléaire; de la Commission Européenne[2]; du PSIRU[3]; de STORM et SMITH [4]; de l'IPSEP[5], jusqu'à celle de l'autorité de régulation du marché de l'énergie turque[6]. Elles sont très variées et issues de milieux aux intérêts très différents.
On trouve même dans ces études les coûts des accidents nucléaires selon l'estimation du prix de la vie. C'est ainsi que dans l'étude 1 par exemple, on apprend que la probabilité de l'accident majeur (fusion du coeur avec fuite de confinement de la radioactivité à l'extérieur de la centrale) est évalué à 2 millionièmes en France et à 4 milliardièmes au Royaume-Uni (500 fois moins), avec un coût associé de l'ordre de 0,03 à 0,3 £/MWh (0,044 à 0,44 Euro/MWh) suivant les hypothèses sur les taux de crédit et la valeur de la vie. Il y est aussi dit que « les coûts nucléaires sont incertains » pour toutes les raisons que j'ai déjà évoquées, en particulier sur les durées de construction officielles qui vont du simple au double, les taux d'intérêt, les coûts du combustible et du démantèlement, etc. Les chiffres donnés dans cette revue internationale vont de 734 Euros à 4405 Euros/kW pour l'investissement et de 17,6 à 88,1 Euros/MWh ! Ceux que j'ai présentés sont tout à fait inclus dans cette plage.
Les chiffres du parc éolien du Chemin d'Eblis sont ceux de la société EDF-Energies Nouvelles qui le construit; ils ne peuvent pas être mis en doute, je pense.
Dans aucun des volets de mon étude je n'ai affirmé que les éoliennes devaient assurer « toute la production » d'électricité! Ce serait stupide, compte tenu de l'intermittence du vent. Un lecteur attentif aura bien vu que j'ai soigneusement décrit les puissances éoliennes potentielles énormes dont bénéficie notre pays (je rappelle que c'est le deuxième potentiel européen après le Royaume-Uni) et l'énergie récupérable raisonnablement à long terme par le biais des éoliennes de puissance les plus modernes (volets II et III).
Contrairement à ce qui est affirmé de manière un peu téméraire par le lecteur, les coûts d'entretien de « ce genre d'engins » ne sont pas « généralement fort sous-estimés » mais au contraire très précisément évalués car les industriels qui investissent et gèrent ces parcs sont très majoritairement privés et soumis à des contraintes sévères de rentabilité de leurs investissements en R&D. Leurs chiffres d'affaire mais aussi les études de coûts que je détaille dans le volet V-2 paru dans ReSPUBLICA n°538 sont publics.
La polémique habituelle sur le bruit des éoliennes est sans objet: les recherches aérodynamiques sur les profils de pale, particulièrement sur les décollements d'air aux extrémités, et la mise au point de matériaux composites extrêmement lisses et souples ont permis de réduire de manière drastique le bruit de traînée de pales; de même, les dernières génératrices multipolaires permettent de se passer des multiplicateurs bruyants ou de réguler le synchronisme par mécanismes multiplicateurs à pas variable. L'intensité sonore des éoliennes est passée en dessous de 40 décibels à 300 m à pleine puissance (c'est moins que le bruit dans votre salon sans télé ni chaîne hifi!), bien moindre que le bruit du vent dans vos oreilles (car les éoliennes ne tournent qu'en présence de vent..). Les éoliennes sont de toutes façons soumises aux limites maximales réglementaires de nuisance sonore de voisinage (3 dB la nuit, 5 dB le jour).
Quant à l'esthétique d'une grande éolienne, en quoi serait-elle pire que celle des pylônes THT, des zones industrielles ou des tours de refroidissement?
Les chiffres que j'ai cités sont publics et internationaux. Il n'y a rien à ajouter. Un MWh nucléaire génère beaucoup moins d'emplois qu'un MWh économisé dans la consommation d'énergie électrique d'une installation grâce à un procédé énergétiquement plus efficace ou qu'un MWh éolien. Le coût de ce MWh n'inclut pas seulement celui de la main d'oeuvre mais de la maintenance, des protections (travailler en milieu radioactif coûte très cher), des matériels loués, utilisés et consommés, etc. Le raisonnement économique n'est donc pas aussi simple que celui évoqué par le lecteur.
N'étant ni « antinuc » (sic) comme il l'insinue, ni « pronuc », ni « écolo », ni « anti-écolo », je ne me sens pas concerné par la remarque selon laquelle « les antinuc seraient pour un esclavage éternel » dont je laisse la responsabilité à son auteur. Il faudra qu'il en débatte avec un véritable « antinuc ».
Je veux bien que l'on construise des centrales nucléaires en n'utilisant que de l'électricité nucléaire, mais ce n'est pas le cas. Les engins de chantier et de transport consomment encore largement du pétrole, tout comme la fabrication du béton, du ciment, etc. L'extraction de l'uranium, la fabrication du combustible, la construction des bâtiments consomment des produits issus pétroliers ou de la chaleur et de l'énergie produite à partir de pétrole.
Mais il faut être conséquent: si l'on affirme que « l'énergie nécessaire pour la construction et pour le fonctionnement aussi bien que pour le démantèlement d'une centrale serait évidemment majoritairement d'origine nucléaire aussi » (pourquoi ce conditionnel si c'est une vérité?), il faut alors défalquer toute cette consommation de la consommation électrique finale, au titre de l'autoconsommation du cycle nucléaire, puisque cette électricité n'est pas disponible pour les consommateurs! Voir à ce sujet mon article sur « La production d'électricité en France » dans ReSPUBLICA n° 536.
Je peux rassurer notre lecteur sur les comparaisons internationales des différentes filières de production électriques en matière de coût énergétique et de production de gaz à effet de serre: elles sont parfaitement sérieuses et scientifiques, très documentées et basées sur les méthodes universellement adoptées que sont l'analyse de cycle de vie du système étudié (qu'il soit nucléaire, fossile ou renouvelable), et l'analyse économique entrée/sortie.
Toutes les études scientifiques internationales issues des publications de recherche universitaire que je cite dans mon étude sont fondées sur ces méthodes et référencées en bas de chaque volet, avec le nom des revues scientifiques internationales réputées dans lesquelles publient tous les chercheurs du monde entier, qu'ils soient universitaires ou industriels ou gouvernementaux, leurs auteurs et leurs dates de parution. Elles sont ouvertes, publiques et rigoureuses; on peut s'y fier.
J'ai pris soin de citer toutes mes sources, il me semble.
C'est l'objet du volet VI-1 qui paraîtra prochainement dans ReSPUBLICA.
Toute centrale thermique à cycle direct non combiné doit utiliser l'eau d'un fleuve ou de la mer pour assurer son refroidissement en vertu du 2ème Principe de la thermodynamique. Si l'eau prélevée passe directement dans les condenseurs des turbo-alternateurs, elle voit sa température s'élever d'une dizaine de degrés avant d'être rejetée dans sa source et peut parcourir plusieurs kilomètres avant que la température du cours d'eau ne s'homogénéise en aval. Ceci entraîne un phénomène d'évaporation, constituant un prélèvement net d'eau sur le débit du cours d'eau.
La température élevée en sortie des condenseurs nécessite une chloration régulière de l'eau pour limiter la formation d'algues toxiques et l'injection de produits décapants pour décrasser les échangeurs, générant très régulièrement des dépassements de normes chimiques très importants en sodium, sulfates, phosphates, cuivre et chlorures dans les cours d'eau, régulièrement relevés et dénoncés à EDF par l'Autorité de Sûreté Nucléaire (source ASN). Ceci n'empêche pas la prolifération de ces algues, en particulier des algues bleues, la pollution chimique et bactériologique en aval (qui nécessite parfois l'interdiction de baignade, d'où ma référence au tourisme de loisirs qui ne me semble pas déplacée ni outrancière) et assez généralement mais pas systématiquement, la diminution du taux d'oxygène dissous. Il s'agit bien là d'une « consommation » d'eau au sens industriel puisque remise dans la nature sous forme d'eaux usées au plus strict sens du terme. De plus une température trop élevée peut menacer directement les espèces vivantes dont les températures létales sont assez basses, comme les salmonidés (24 à 26°C) ou les truites (25°C). C'est pourquoi la législation française et européenne limite à 30°C la température maximale admissible pour les cours d'eau (27°C pour certains). Il ne s'agit pas d'un argument « écolo sentimental » mais de réglementation basée sur des critères purement biologiques.
Très régulièrement, les centrales nucléaires fonctionnent illégalement, dans la mesure où les températures des cours d'eau après mélange en aval dépassent régulièrement 30°C en été, de sorte que les préfectures se voient contraintes de délivrer des arrêtés d'autorisation de dépassement. Seulement, la situation critique atteinte en juillet-août 2003 a conduit le ministère de l'industrie, de l'écologie et de la santé à publier un nouvel arrêté le 12 août donnant autorisation permanente de dépassement jusqu'à ce que l'écart atteigne 3 degrés entre l'amont et l'aval (après mélange) pour les installations sans aéroréfrigérant et 1 degré pour celles équipées de tours de refroidissement (1,5 degré pour la Seine et la Moselle), la référence à la température limite de 30 degrés ayant disparu. Un Comité de suivi a dû être créé à l'occasion pour émettre des proposition de gestion de crise et pour étudier les conséquences écologiques de ces réchauffements exceptionnels. S'il est vrai que certaines espèces comme les cyprinidés se développent mieux en eau plus chaude, ce n'est a priori pas le cas de la plupart des espèces courantes comme les truites, les saumons, les anguilles, les brochets, et l'année 2003 a connu une forte mortalité globale des poissons (source ministérielle).
J'en viens au prélèvement physique d'eau dans les tours de refroidissement qui équipent 11 des centrales nucléaires françaises: le débit de certains cours d'eau est trop faible pour rester dans les limites de température raisonnables, ce qui nécessite le recours au processus d'évaporation massive dans ces tours de 150 m de hauteur et de diamètre, surmontées d'un panache de vapeur qui s'en échappe. Un réacteur de 1000 MW électrique évapore ainsi dans l'atmosphère 1 m3 d'eau par seconde prélevé sur le cours d'eau: c'est bien aussi de la « consommation d'eau » puisqu'elle part dans l'atmosphère, comme dans l'irrigation du maïs par aspersion. Et comme pour les aéroréfrigérants des climatiseurs, les tours de refroidissement favorisent la multiplication des légionelles et leur dispersion dans leur voisinage, certaines pouvant être pathogènes (legionella pneumophila). L'ASN a demandé à EDF de renforcer sa vigilance et les mesures de prévention pour contrôler autant que possible ce phénomène[7].
Je me permets donc de redire que la gestion et de la répartition des utilisations de l'eau se posera de manière critique dans les prochaines années, et qu'il vaut mieux devancer et prévenir les crises plutôt que d'ignorer les signes avant-coureurs jusqu'à ce que les situations graves surviennent (je n'ai à aucun moment parlé de catastrophe mais de situations critiques possibles).
[1] New nuclear power generation in the UK: cost benefit analysis, D. KENNEDY, Energy Policy (2007)
[2] The role of nuclear power in a low carbon economy: the economics of nuclear power, Sustainable Development Commission – United Kingdom (mars 2006)
[3] The economics of nuclear power: analysis of recent studies, S. THOMAS, Public Services International Research Unit (2005)
[4] Nuclear Power – The energy balance, J. W. STORM VAN LEEUWEN, P. SMITH (août 2005)
[5] Nuclear power – The cost and potential of conventional and low-carbon electricity options in Western Europe, F. KRAUSE, International Project on Sustainable Energy Paths (1994)
[6] Nuclear power in open energy market: a case study of Turkey, E. ERGOGDU, Energy Policy, 35 pp 3061-3073 (2007)
[7] Prévention des risques liés à la présence de légionelles dans les tours de refroidissement des centrales nucléaires, Lettre de l'Autorité de Sûreté Nucléaire au Directeur de la Division Production Nucléaire d'EDF (16 juin 2006)
par Thierry DE LAROCHELAMBERT
Chaire supérieure de Physique-Chimie en CPGE,
Professeur de mécanique des fluides en École d'Ingénieurs,
Chercheur à l'Université. voir tous ses articles
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