Sécheresses prolongées, crues exceptionnelles… De plus en plus fréquents, ces phénomènes extrêmes menacent le fonctionnement et la sûreté des réacteurs nucléaires. Un défi à l’heure où les projets de centrales se multiplient dans le monde, sur fond de course à l’électrification et de recherche de souveraineté énergétique. Face au risque climatique, Etats et exploitants s’adaptent et revoient les stratégies d’implantation.
Mars 2011 : l’accident de la centrale de Fukushima, frappée par un tsunami, provoque une onde de choc mondiale. Les réactions s’enchaînent, notamment en Europe. L’Allemagne accélère son calendrier de sortie du nucléaire, prévue depuis 2002, la France, troisième parc nucléaire du monde, s’engage à réduire la voilure. L’atome entame sa traversée du désert. Quinze ans plus tard, la situation a radicalement changé. Porté par les chocs géopolitiques qui poussent les Etats à réduire leur dépendance aux hydrocarbures et à retrouver des marges de souveraineté énergétique, l’atome connaît un véritable renouveau. Réduire la part du nucléaire était « une erreur stratégique de l’Europe », a même reconnu Ursula von der Leyen, la présidente de la Commission européenne le 10 mars dernier lors du deuxième Sommet sur l’énergie nucléaire à Paris.
Des Etats-Unis à la Pologne en passant par l’Egypte et le Kenya, les projets se multiplient. Selon l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA), 72 réacteurs sont en construction dans le monde et 120 autres sont planifiés, avec des calendriers concrets. Mais quid de leur résilience au changement climatique ? Les menaces sont légion comme l’illustre la carte ci-dessous : canicules, tempêtes, inondations, sécheresses… Comment l’industrie nucléaire s’adapte-t-elle à ces nouveaux enjeux ? Quels impacts pour le parc de réacteurs existants et les nouveaux qui devront être capables de produire jusqu’à la fin du siècle ?
Sécheresse et inondation, des risques majeurs
Majoritairement conçues à une époque où les phénomènes climatiques étaient moins intenses qu’aujourd’hui, les centrales sont confrontées à des conditions d’exploitation plus compliquées. D’après l’AIEA, le nucléaire est exposé à cinq grandes catégories de risques climatiques : les vagues de chaleur qui affectent le refroidissement des réacteurs, les sécheresses réduisant la disponibilité en eau de refroidissement, les inondations susceptibles de couper l’alimentation électrique des centrales, les tempêtes qui menacent aussi les infrastructures électriques, tout comme les épisodes de froid extrême.
Selon l’OCDE, plus de 60% des centrales nucléaires dans le monde sont situées en bord de mer ou de rivière, ce qui les rend particulièrement sensibles aux variations hydrologiques et aux risques de submersion. Or, le changement climatique complique l’accès à l’eau qui constitue pourtant un enjeu crucial pour les exploitants de centrales nucléaires. Thomas Pelte, chef du service ressources en eau et milieux à l’agence de l’eau Rhône Méditerranée Corse, note que la température moyenne annuelle entre 1960 et 2020 dans le bassin du Rhône s’est déjà élevée de 1,8 C° et son débit a diminué de 15 % en été. Pour autant, EDF installera encore une partie de ses nouveaux réacteurs le long des fleuves, contrairement à la Chine qui a décidé désormais de concentrer ses centrales en bord de mer face au stress hydrique que connaît le pays.
Les stratégies entre les pays diffèrent car si les impacts du changement climatique se font ressentir partout dans le monde, c’est à des degrés divers. Aux Etats-Unis, la Nuclear Regulatory Commission (NRC) et l’Electric Power Research Institute (EPRI) ont documenté une augmentation des incidents liés à des phénomènes extrêmes, notamment des blocages des captages d’eau, des pertes de lignes électriques ou des contraintes thermiques sur les circuits secondaires.
Des risques qui ne sont pas théoriques à l’instar de la tempête Goretti qui s’est abattue au mois de janvier en France et a poussé EDF à mettre à l’arrêt ses trois réacteurs de Flamanville en Normandie, dont l’EPR de dernière génération. En cause : une forte présence de sel marin charrié par les embruns qui a généré des arcs électriques ayant fait perdre partiellement la connexion avec le réseau. Un phénomène que les exploitants nucléaires n’avaient jusqu’à présent pas ou peu documenté.
Hypothèses climatiques revues et corrigées
Sur les 438 réacteurs nucléaires en activité aujourd’hui, beaucoup ont été construits sans intégrer les risques liés au changement climatique. “Ce n’était pas un sujet lors de la construction des premiers sites en France dans les années 70 et 80. Cela ne veut pas dire pour autant que les aléas climatiques n’étaient pas pris en compte. Ces réacteurs ont été dimensionnés selon des hypothèses de référence s’appuyant sur les aléas climatiques observés dans le passé”, se remémore Olivier Dubois, commissaire au sein du collège de l’Autorité de sûreté nucléaire et de radioprotection (ASNR). Des hypothèses qui s’appuyaient sur des aléas climatiques qui ont évolué depuis le début du XXIe siècle : “En France, la prise de conscience date des années 2000, particulièrement lors de la canicule de 2003 lors de laquelle les températures de référence ont été dépassées, cela a entraîné un tournant pour toute la filière nucléaire, notamment pour EDF qui a lancé un plan “grands chauds” ”, ajoute-t-il.
Il existe des plans pour chacun des risques climatiques identifiés. Ils consistent à établir de nouvelles hypothèses prenant en compte l’intensification des aléas climatiques et de mettre en face les moyens pour assurer la sûreté des réacteurs. “Le rôle de l’ASNR est de vérifier les hypothèses prises par EDF, de les challenger pour s’assurer qu’elles soient suffisamment conservatrices. Une fois cette étape validée, nous vérifions que les installations nucléaires sont capables de fonctionner face à ces hypothèses d’aléas, et si besoin nous vérifions que les modifications requises des matériels sont bien mises en oeuvre”, explique Olivier Dubois.
Retour d’expérience japonais
Parmi les trois grands accidents majeurs de la filière nucléaire, Three Mile Island (1979, Etats-Unis), Tchernobyl (1986, Ukraine), Fukushima (2011, Japon), seul ce dernier est directement lié à un phénomène climatique. Le séisme de magnitude 9,1 sur l’échelle de Richter a provoqué un tsunami dévastateur qui a fait tomber les lignes électriques derrière la centrale nucléaire qui s’est ainsi retrouvée isolée du réseau, sans capacité de refroidir des réacteurs qui sont ainsi entrés en fusion. Quinze ans plus tard, le magma radioactif, appelé corium, est toujours en fusion dans trois bâtiments réacteurs.
Face à l’ampleur de cette catastrophe, la filière nucléaire mondiale a réalisé un retour d’expérience et adapté ses installations dans la plupart des pays, notamment la France. “A la suite de l’accident de Fukushima, chaque centrale nucléaire française a été équipée de moyens supplémentaires pour faire face à une situation qui serait « hors dimensionnement » et qui rendrait inopérants les systèmes de secours. Pour assurer les fonctions de sûreté d’un réacteur nucléaire en cas d’accident, l’installation doit disposer en permanence d’eau et d’électricité pour évacuer la puissance résiduelle du réacteur”, explique EDF. Concrètement, cela s’est traduit par l’installation d’un diesel d’ultime secours, situé en hauteur et dans un bâtiment parasismique, en plus des deux diesels de secours pré-existants, sur chacun des 56 réacteurs qui composent le parc hexagonal », indique l’électricien tricolore.
La création de la Force d’Action Rapide du Nucléaire (FARN) est une autre conséquence directe de l’accident de Fukushima. Les dévastations entraînées par le tsunami ont en effet considérablement compliqué l’accès à la centrale des équipes de secours. « La FARN dispose de personnels spécialement entraînés à la gestion de crise et de moyens mobiles de production d’électricité et d’appoint en eau permettant de réalimenter sous 24 heures un site accidenté qui aurait perdu toutes ses capacités de production d’électricité ou d’appoint en eau. Les installations ont été modifiées de façon à permettre aux équipes de connecter rapidement leurs moyens mobiles sur l’installation », précise EDF. Cette force d’intervention rapide dispose de moyens aéroportés pour accéder directement sur site et rétablir les approvisionnements en eau, en électricité mais aussi en air comprimé, nécessaire au fonctionnement de certains équipements.
Un nucléaire plus onéreux
Si l’adaptation au changement climatique est un processus qui s’établit au fil de l’eau, “les cinquièmes visites décennales (réexamen périodique permettant de définir les conditions de la poursuite de fonctionnement des réacteurs au-delà de leurs 50 ans, ndlr) des centrales nucléaires françaises seront dédiées à l’adaptation au changement climatique, avec une attention particulière apportée sur le sujet de l’utilisation de la ressource en eau” assure EDF.
“Les visites décennales sont un moment privilégié pour adapter les installations et changer les matériels au cas par cas en fonction des caractéristiques des centrales. Pour le palier 900 MW, les visites décennales ont permis d’intégrer plusieurs adaptations. Par exemple à Gravelines (Nord), il a été demandé à EDF de renforcer, rehausser et compléter la digue qui protège la centrale contre les risques d’inondations. Au Blayais, en Gironde, l’entreprise a fait construire des murs pare-houle”, confirme Olivier Dubois.
La grande majorité des réacteurs du palier 900 MW ont achevé leur cinquième visite décennale et ont été adaptées pour faire face à l’intensification des aléas climatiques. Les réacteurs des paliers 1 300 MW et 1 450 MW, construits plus tard, suivront le même processus d’adaptation. Il va sans dire que tous ces investissements renchérissent mécaniquement le coût du nucléaire. Difficile de chiffrer précisément la facture de l’adaptation au changement climatique car EDF ne produit pas d’estimation précise mais cette dernière est un élément clé du plan de “grand carénage”, évalué à plus de 100 Mds€, qui doit permettre à l’électricien d’allonger la durée de vie des centrales françaises à 60 ans, voire davantage.
Les nouveaux réacteurs nucléaires doivent bien évidemment intégrer ces éléments et même se projeter sur le climat de la fin du siècle avec toutes les incertitudes que cela comporte. Raison pour laquelle la doctrine française consiste à laisser de la place pour l’ajout de nouveaux équipements pour des adaptations futures. Autant de précautions qui doivent assurer la sûreté dans le temps, mais qui élèveront aussi le coût du kWh de ces sites.
