Implanter les industries nucléaires dans les pays émergents

REPÈRES

REPÈRES
Lors de la Con­férence min­istérielle inter­na­tionale sur l’énergie nucléaire au XXIe siè­cle, tenue à Pékin en avril 2009 sous l’égide de l’AIEA, le Secré­taire général de l’OCDE a fait val­oir que « l’énergie nucléaire est en mesure de sat­is­faire une par­tie sig­ni­fica­tive de la demande future tout en réduisant les ten­sions sur les marchés des hydro­car­bu­res et le risque du change­ment cli­ma­tique mon­di­al ». C’est ce qui est traduit par les scé­nar­ios prospec­tifs des prin­ci­pales agences ou organ­i­sa­tions inter­na­tionales. Avec les incer­ti­tudes liées à ce type d’exercice, la puis­sance élec­trique d’origine nucléaire atten­due pour 2030 est, selon l’AIEA, de 450 à 680 GWe. Cela impli­quera la con­struc­tion de plusieurs cen­taines de réac­teurs nou­veaux dans le monde d’ici 2030, cor­re­spon­dant à une puis­sance de 200 à 450 GWe.

Dans l’ensem­ble des régions du monde, on observe un réel regain d’in­térêt pour le nucléaire. Des pays dis­posant déjà d’un parc de cen­trales nucléaires enga­gent des plans impor­tants de pro­lon­ga­tion de durée de vie ou enga­gent de nou­velles constructions.

On observe un regain d’in­térêt pour le nucléaire

D’autres pré­par­ent le renou­velle­ment de leurs parcs exis­tants. Des pays ” nou­veaux entrants ” en Afrique du Nord, au Moyen-Ori­ent, en Asie du Sud-Est, en Amérique cen­trale ou du Sud se pré­par­ent à faire appel dans leur poli­tique énergé­tique à l’én­ergie nucléaire à l’hori­zon 2020–2030. Les pro­jec­tions réal­isées par l’in­dus­trie nucléaire esti­ment que 30 % à 50 % de la crois­sance du parc mon­di­al se réalis­era dans des pays n’ayant pas ou peu d’in­dus­trie nucléaire à ce jour, ce qui con­duit, à l’hori­zon 2030, à estimer à une cen­taine au moins le nom­bre de réac­teurs neufs dans des pays aujour­d’hui non équipés.

Cela implique de lever les inter­ro­ga­tions rel­a­tives à la sûreté nucléaire, à la résis­tance à la pro­liféra­tion des matières nucléaires et à la sécu­rité vis-à-vis des actes de malveillance.

De nouvelles perspectives techniques

Quarante ans d’expérience

Des briques internationales
Les indus­triels con­cep­teurs-con­struc­teurs (Are­va, Gen­er­al Elec­tric, Rosatom, Toshi­ba-West­ing­house) investis­sent sur la pro­lon­ga­tion de durée de vie et dans les nou­veaux mod­èles. Les organ­i­sa­tions publiques de recherche inter­vi­en­nent en sou­tien sur les mécan­ismes de base et tra­vail­lent égale­ment sur Généra­tion 4. Les enjeux indus­triels et la forte con­cur­rence qui se dévelop­pent per­me­t­tent néan­moins une coopéra­tion inter­na­tionale par­ti­c­ulière­ment active : le Forum Généra­tion 4 fédère large­ment les capac­ités des USA, de la France, du Japon, de la Russie, d’Eu­ratom, de la Chine et de la Grande-Bre­tagne sur le développe­ment de briques tech­nologiques. Au plan européen, la plate-forme tech­nologique SNETP (Sus­tain­able Nuclear Ener­gy Tech­nol­o­gy Plat­form) est chargée d’or­gan­is­er la future R & D européenne pour le développe­ment de l’én­ergie nucléaire. Elle regroupe plus de 70 organ­i­sa­tions : cen­tres de recherche tech­nologique, uni­ver­sités, indus­triels, élec­triciens et organ­ismes d’ex­per­tise pour les autorités de sûreté.

L’én­ergie nucléaire a con­stam­ment pro­gressé depuis ses orig­ines voici plus de quar­ante ans, tant en effi­cac­ité économique qu’en amélio­ra­tion de la sûreté des réac­teurs nucléaires, mal­gré l’oc­cur­rence d’un acci­dent majeur comme Tch­er­nobyl. Le retour d’ex­péri­ence du type de réac­teur le plus courant de par le monde (les réac­teurs à eau légère) cor­re­spond à l’équiv­a­lent de plusieurs mil­liers d’an­nées-réac­teurs, ce qui per­met de dis­pos­er d’une base d’analyse extrême­ment large et donc de pou­voir pro­gress­er continûment.

Les pro­grès de la tech­nolo­gie nucléaire vont per­dur­er, notam­ment pour la fil­ière ” clas­sique ” des réac­teurs à eau légère ou les futurs réac­teurs de ” généra­tion 4 ” :

Une cen­taine de réac­teurs neufs dans des pays aujourd’hui non équipés

matéri­aux améliorés (plus résis­tants à la cor­ro­sion dans des con­di­tions d’ex­ploita­tion plus var­iée, à la tem­péra­ture, util­i­sa­tion des céramiques et des matéri­aux nanos­truc­turés, etc.), maîtrise des acci­dents graves, meilleure util­i­sa­tion des matières fis­siles, min­imi­sa­tion des déchets radioac­t­ifs, pro­grès dans l’in­stru­men­ta­tion et le con­trôle com­mande du réac­teur, de la main­te­nance, aide à la con­duite, etc.

Deux grandes ten­dances se déga­gent pour les réac­teurs de pro­duc­tion d’élec­tric­ité : pro­longer la durée de vie des réac­teurs actuels et dévelop­per une qua­trième génération.

Prolonger la durée de vie

Lut­ter con­tre le gaz carbonique
La néces­sité de ” décar­bon­er ” l’é­conomie, en par­ti­c­uli­er pour les trans­ports ou les appli­ca­tions indus­trielles, va créer des oppor­tu­nités de nou­velles appli­ca­tions pour l’usage du nucléaire. Par exem­ple, la pro­duc­tion d’hy­drogène pour les raf­finer­ies de pét­role, les car­bu­rants syn­thé­tiques à base de bio­masse de deux­ième généra­tion et les usages directs de chaleur dans les procédés indus­triels. L’émer­gence de ces marchés, d’i­ci une dizaine d’an­nées, pèsera égale­ment sur la demande en réac­teurs nucléaires que ce soit dans les pays déjà équipés ou dans de nou­veaux pays.

La pro­lon­ga­tion de durée de vie des réac­teurs actuels (dits de ” généra­tion 2 ”) et la mise en ser­vice de réac­teurs de ” généra­tion 3 “, à eau légère, qui cap­i­talisent les con­nais­sances et le retour d’ex­péri­ence acquis avec les réac­teurs actuels, tien­nent compte à la con­cep­tion d’amélio­ra­tions impor­tantes de la sûreté telles que la maîtrise des acci­dents graves (fusion du coeur) ou la résis­tance à la chute d’avions commerciaux.

On peut citer l’EPR de 1 600 MWe pro­posé par Are­va, en cours de con­struc­tion en Fin­lande, en Chine et en France à Fla­manville, ou bien l’AP1000 de Toshi­ba-West­ing­house de 1 000 MWe, égale­ment en cours de con­struc­tion en Chine. 

Développer la quatrième génération

Les réac­teurs de ” généra­tion 4 ” promet­tent un nucléaire plus durable. De par leurs car­ac­téris­tiques physiques (réac­teurs à neu­trons rapi­des), ils per­me­t­tent une meilleure util­i­sa­tion de l’u­ra­ni­um via le recy­clage du plu­to­ni­um et la surgénéra­tion et aus­si une forte réduc­tion des déchets radioac­t­ifs à vie longue. Ils inté­greront égale­ment de nou­veaux pro­grès en ter­mes de sûreté, de sécu­rité et de résis­tance à la pro­liféra­tion nucléaire. Ces réac­teurs en cours de développe­ment devraient être déployés vers 2040–2050 en fonc­tion de leurs per­for­mances et des besoins du marché.

Répon­dre aux besoins des pays émergents

Un pays voulant se dot­er de cen­trales nucléaires se pose d’abord la ques­tion de la puis­sance uni­taire de la cen­trale et de la capac­ité du réseau élec­trique. 1 000 à 1 700 MWe, cela peut appa­raître comme des puis­sances élevées.

Des réacteurs de faible puissance

Sécu­rité d’abord
Le déploiement des réac­teurs de ” généra­tion 3 ” et la con­cep­tion des réac­teurs de ” généra­tion 4 ” visent le marché inter­na­tion­al. Ce sont des réac­teurs de fortes puis­sances, de 1000 à 1700 MWe. Ils doivent répon­dre aux exi­gences des autorités de sûreté des dif­férents pays sus­cep­ti­bles de les con­stru­ire. L’har­mon­i­sa­tion des bases tech­niques sur lesquelles les autorités de sûreté fondent leur juge­ment est dev­enue un enjeu cru­cial. L’AIEA tra­vaille depuis des années avec l’aide des experts des États mem­bres à la cod­i­fi­ca­tion des principes de sûreté et à leur mise en place. Les autorités de sûreté des prin­ci­paux pays nucléaires ont une longue habi­tude de coopéra­tion sur les sujets tech­niques dif­fi­ciles et échangent leur expéri­ence depuis plus de trente ans. Pour les nou­veaux réac­teurs, elles ont mis en place l’ini­tia­tive MDEP (Multi­na­tion­al Design Eval­u­a­tion Pro­gram) qui vise à organ­is­er les échanges d’in­for­ma­tions tech­niques pour faciliter et ren­dre plus homogènes les éval­u­a­tions de sûreté.

C’est pourquoi ont été étudiés de nom­breux mod­èles de réac­teurs de faible puis­sance (moins de 600 MWe) qui pour­raient être de con­cep­tion et d’u­til­i­sa­tion plus sim­ples. Tous ces pro­jets n’ont pas dépassé le stade de la planche à dessin. Ces réac­teurs néces­si­tent aus­si la mise en place d’une infra­struc­ture (opéra­teur nucléaire, autorité de sûreté indépen­dante et tis­su indus­triel pour assur­er les opéra­tions de main­te­nance avec la mise en place des for­ma­tions indispensables).

La qua­trième généra­tion sera déployée vers le milieu du vingt et unième siècle

Même pour les mod­èles dits ” sûreté pas­sive “, les sys­tèmes de sécu­rité et de sauve­g­arde restent néces­saires et sont pro­por­tion­nelle­ment plus coû­teux pour des réac­teurs de faible puis­sance que pour des réac­teurs de forte puis­sance. En out­re, les enquêtes réal­isées dans le cadre de l’AIEA mon­trent que le pic des besoins pour ces pays accé­dant au nucléaire se situe dans la gamme 900–1 200 MWe.

Des questions fondamentales

Un pays souhai­tant se dot­er de réac­teurs nucléaires doit se pos­er des ques­tions fon­da­men­tales. Com­ment faire face au besoin de for­ma­tion de l’ensem­ble des inter­venants indus­triels ? Com­ment incul­quer une cul­ture de ” sûreté ” ? Com­ment créer une ” autorité de sûreté forte ” et indépen­dante ? Com­ment lui don­ner une com­pé­tence tech­nique de haut niveau ?

Un véri­ta­ble parrainage
Le chem­ine­ment des grands pays qui ont dévelop­pé le nucléaire a duré plus de trente ans vers la prise de con­science de ce qu’est la ” cul­ture de sûreté ” : un mélange sub­til de tech­nolo­gie mais aus­si de fac­teurs humains et com­porte­men­taux, tant au niveau col­lec­tif qu’au niveau indi­vidu­el. Ce dernier point sera le plus com­plexe à faire mûrir et va néces­siter une coopéra­tion étroite sur le long terme, un véri­ta­ble par­rainage dans le cadre inter­na­tion­al don­né par les con­ven­tions applicables.

Une approche globale

Toutes ces ques­tions ne sont pas nou­velles mais devi­en­nent réelle­ment con­crètes aujour­d’hui. Sous l’égide de l’AIEA et des prin­ci­paux pays nucléaires, la réflex­ion a débouché sur la pré­con­i­sa­tion d’une démarche d’ensem­ble qui per­me­tte de bâtir un sys­tème cohérent : ” con­struc­teur, exploitant nucléaire, autorité de sûreté indépen­dante “. Des pays comme la France ont égale­ment mis en place des struc­tures (Agence France nucléaire inter­na­tion­al) qui per­me­t­tent en amont d’une démarche com­mer­ciale d’aider ces pays à se dot­er des out­ils néces­saires au développe­ment d’un pro­gramme nucléaire. Les réac­teurs qui seront ven­dus dans des pays nou­velle­ment accé­dants seront aus­si des mod­èles éprou­vés de nou­velle généra­tion : c’est claire­ment la demande de ces pays et c’est aus­si du bon sens. Le proces­sus de vente d’un réac­teur doit s’ac­com­pa­g­n­er d’une assis­tance à tous les niveaux : coopéra­tion entre autorité de sûreté du pays d’ac­cueil et autorité du vendeur et ayant déjà autorisé ce type de réac­teur ; coopéra­tion indus­trielle pour ren­forcer le tis­su indus­triel du pays d’ac­cueil, créa­tion d’une capac­ité d’ex­per­tise locale avec une coopéra­tion entre organ­ismes de recherche, cette capac­ité locale est aus­si un vrai moyen pour faire vivre et dévelop­per la cul­ture de sûreté.

Des déchets vitrifiés L’en­tre­posage d’at­tente indéfi­ni n’est pas une solu­tion respon­s­able de la ges­tion des déchets radioac­t­ifs dans la per­spec­tive actuelle de déploiement de l’én­ergie nucléaire. Le traite­ment des com­bustibles usés avec le retour sous forme de déchets vit­ri­fiés (ne con­tenant plus de matière nucléaire) en entre­posage dans le pays d’o­rig­ine doit être priv­ilégié pour une ges­tion plus sûre, plus économique et plus résis­tante à la pro­liféra­tion. Une offre de ser­vice glob­al pour le traite­ment et le recy­clage du com­bustible usé doit être mise en place avec un cadre inter­na­tion­al appro­prié et en par­ti­c­uli­er sous l’égide de l’AIEA. Ce ser­vice doit être mis en oeu­vre sur la base des meilleures tech­nolo­gies aujour­d’hui disponibles et fourni sur une base indus­trielle et com­mer­ciale, ce qui néces­site, en plus des instal­la­tions de traite­ment et recy­clage exis­tant en France et au Japon, un développe­ment de telles instal­la­tions sur une base régionale.

Le cycle du combustible

Il faut égale­ment s’in­téress­er au cycle du com­bustible à la fois au plan indus­triel et com­mer­cial et aus­si dans le cadre de la lutte con­tre la pro­liféra­tion et le détourne­ment poten­tiel des matières nucléaires. L’ini­tia­tive GNEP (Glob­al Nuclear Ener­gy Part­ner­ship) a été mise en place par la précé­dente admin­is­tra­tion améri­caine pour répon­dre à ce besoin. Plus de 25 pays y ont formelle­ment adhéré. Son objec­tif est de per­me­t­tre le développe­ment de l’én­ergie nucléaire sans dis­sémin­er les tech­nolo­gies sen­si­bles du cycle du com­bustible, en dis­tin­guant les États déjà dotés d’in­stal­la­tions des États exploitant unique­ment des réac­teurs et achetant les ser­vices liés au com­bustible : enrichisse­ment de l’u­ra­ni­um et fab­ri­ca­tion du com­bustible nucléaire ; ges­tion du com­bustible usé après pas­sage en réac­teur nucléaire.

Cela implique de la part des pays adhérant au GNEP de renon­cer sur une base volon­taire à la con­struc­tion des instal­la­tions cor­re­spon­dantes, ce qui est poli­tique­ment très dif­fi­cile s’il n’y a pas une régu­la­tion inter­na­tionale forte qui per­met de garan­tir l’ac­cès aux ser­vices et donc d’éviter de met­tre ces États dans une sit­u­a­tion de discrimination.

Les besoins pour les pays accé­dant au nucléaire se situent dans la gamme 900- 1200 MWe

Pour la four­ni­ture de com­bustible nucléaire à ces pays, les mécan­ismes du marché per­me­t­tent de l’as­sur­er, quitte à les com­pléter par la mise en place d’une ” banque de com­bustible ” sous l’égide de l’AIEA qui donne une garantie en dernier ressort.

La sit­u­a­tion est plus com­plexe sur la ges­tion du com­bustible usé : cer­tains pays comme la France le trait­ent pour en recy­cler les matières ” val­oris­ables ” ou en attente du déploiement des réac­teurs de ” généra­tion 4 “. D’autres pays comme la Suède envis­agent de le stock­er directe­ment et beau­coup de pays l’en­tre­posent en attente d’une déci­sion quant à son devenir. Cet entre­posage ” non défi­ni ” doit pren­dre en compte, dans sa con­cep­tion et son exploita­tion, la sûreté et la sécu­rité de l’en­tre­posage sur des dizaines d’an­nées. Des con­sid­éra­tions de géopoli­tique con­duisent à penser qu’il n’est pas raisonnable au plan de la résis­tance à la pro­liféra­tion d’ac­cu­muler dans de nom­breux pays de tels entre­posages (on estime les quan­tités de com­bustible usé à plusieurs dizaines de mil­liers de tonnes).

C’est seule­ment en met­tant en œuvre ces principes qu’on répon­dra à l’at­tente des pays se lançant dans un pro­gramme nucléaire.

Un choix technique et politique

Le développe­ment du nucléaire dans les pays émer­gents requiert des com­pé­tences tech­niques et tech­nologiques qui sont longues à con­stru­ire. Ce choix com­porte aus­si une dimen­sion poli­tique pour que l’au­torité de sûreté soit indépen­dante, pour encadr­er la ges­tion des déchets radioac­t­ifs et des impacts envi­ron­nemen­taux poten­tiels et aus­si pour s’as­sur­er d’une accep­ta­tion publique suff­isante pour que le pro­gramme soit durable­ment accepté.

Le choix du nucléaire est donc un choix tech­nique et poli­tique qui engage un pays sur le long terme et qui néces­site une pré­pa­ra­tion soignée.

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