Annexe Le Nucléaire : P P E 2019-2028

Annexe inutile au sujet précédent :  Des Miettes d'EDF.

La mettre en forme était utile pour le Naïf qui se veut travailleur et appliqué, mais elle ne peut servir pour des lecteurs moins obsédés qu'à leur permettre en parcourant ce tout petit morceau de 1 % de PPE  de percevoir ce que représente le fait de parcourir les  99 % de ce qui est la vision pédagogique programmée du futur de l'énergie en France.

Lecteur sensible s'abstenir.

Le Nucléaire  :  P P E    2019-2028

Le parc nucléaire français est actuellement constitué de 58 réacteurs électronucléaires répartis sur 19 centrales différentes pour une puissance installée de 63,2 GWe et une production de 393,2 TWh en 2018, soit 71,7 % de la production électrique totale. Le parc se décompose en 3 paliers suivant la puissance des réacteurs :

• 34 réacteurs 900 MWe ;    

• 20 réacteurs 1300 MWe ;                                                         64 Gigas avec Flamanville  (note du naïf)

• 4 réacteurs 1450 MWe.

 Le réacteur EPR de Flamanville de 1 650 MWe est actuellement en phase de construction pour un chargement du combustible estimé à fin 2022. Les deux réacteurs de la centrale de Fessenheim seront fermés au premier semestre 2020.

Les réacteurs du palier 900 MWe atteindront très prochainement 40 ans d’exploitation et passeront leur 4ème visite décennale dans la période 2019-2025, alors que les réacteurs du palier 1 300 MWe la passeront dans la période 2025-2035.

64 giga, rendement 0.8 (hors CGT) produisent 450 TWh ce qui représente 95% de la consommation nationale. La houille blanche et un zest de thermique gaz font le reste et assure souplesse et sécurité.

C'était avant les lois scélérates. Et le pognon de dette consacré aux sottises des EnR.   Note auteur

La France dispose par ailleurs d’une industrie couvrant l’ensemble du cycle du combustible, c’est-à-dire des opérations de fabrication et de fourniture de combustible aux réacteurs puis de gestion du combustible usé, depuis l’extraction du minerai jusqu’à la gestion des déchets.  

 Le cycle du combustible français repose actuellement sur le « mono recyclage » : les combustibles usés à l'uranium enrichi sont recyclés une fois afin d’en extraire le plutonium et l’uranium utilisés pour produire des combustibles recyclés : le MOx (actuellement utilisé dans 22 des 58 réacteurs du parc électronucléaire français) et l’URE (qui sera utilisé à moyen terme dans les 4 réacteurs du parc autorisés). Les combustibles MOx et URE usés sont ensuite entreposés dans l’attente d’une valorisation ultérieure. 

Le plafond de capacité nucléaire installée en France

La capacité installée en France est plafonnée à la capacité actuelle de 63,2 GW. Ce plafond a été instauré par la loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte : « l’autorisation d’exploiter une installation de production d’électricité ne peut être délivrée lorsqu’elle aurait pour effet de porter la capacité totale autorisée de production d’électricité d’origine nucléaire au-delà de 63,2 GW ».

Le rendement énergétique

Les centrales nucléaires existantes présentent un rendement moyen de 33 %, et jusqu’à 37 % en moyenne pour l’EPR. La question du recours à de la cogénération nucléaire pourrait se poser, mais présenterait des défis spécifiques en termes de déploiement industriel compte tenu des difficultés à modifier des installations existantes et de la distance séparant les installations nucléaires des principaux centres de consommation de chaleur notamment urbains.

Les coûts du parc nucléaire existant

Le « coût du nucléaire » peut être abordé à partir de différentes notions de coûts : le coût marginal (qui détermine l’ordre d’appel des moyens de production), le coût de production restant à engager (comprenant les dépenses d’exploitation et d’investissement à venir), le coût complet économique (qui tient compte de l’amortissement et de la rémunération du capital). Par ailleurs, la facture pour le consommateur dépend  essentiellement de la régulation, et notamment du dispositif de l’accès régulé à l’énergie nucléaire historique (ARENH).

Le coût du nucléaire est ainsi constitué de différentes composantes relatives aux investissements de jouvence et de maintenance, aux dépenses d’exploitation (personnel, combustible etc.), au démantèlement, à la gestion des déchets et à la rémunération du capital initial investi dans la construction du réacteur.

Le coût marginal des réacteurs nucléaires est très bas (inférieur à 10 €/MWh), ce qui le positionne favorablement dans l’ordre d’appel des moyens de production d’électricité sur le marché français et européen, juste après les énergies renouvelables fatales (dont le coût marginal est quasiment nul) mais avant les moyens de production carbonés (lignite, charbon, gaz, fioul). C’est l’une des raisons pour lesquelles le mix électrique français, bien que ne présentant pas de surcapacités importantes contrairement à certains de nos voisins européens, est structurellement exportateur.

Le coût de production du nucléaire existant, le coût restant à engager, qui correspond aux décaissements actuels et à venir concernant les investissements et les dépenses d’exploitation (personnel, combustible etc.), est estimé en moyenne sur le parc à 32-33 €/MWh en tenant compte du programme du Grand Carénage. Ce coût est peu sensible aux évolutions de prix de l’uranium. Il n’intègre pas les coûts de démantèlement et de gestion des déchets radioactifs couverts par des actifs dédiés déjà constitués par les exploitants nucléaires.

La Cour des Comptes avait également évalué le coût de production du nucléaire existant à 61,6 €2012/MWh en raisonnant en termes de coût complet économique : l’ensemble des dépenses de fonctionnement et de fin de vie des réacteurs est pris en compte, de même que l’investissement initial amorti et rémunéré sur l’ensemble de la durée de vie du parc. Ce coût a toutefois été calculé avant le programme d’optimisation du Grand Carénage, qui a permis de faire passer le montant total d’investissements prévus entre 2014 et 2025 de 55 Md€2013 à 45 Md€2015, et avant le plan d’économie d’EDF sur ses charges d’exploitation, dont l’impact baissier est d’environ 1 €/MWh.

Enfin, le consommateur est quant à lui protégé par le dispositif ARENH (42 €/MWh depuis 2011), qui constitue à la fois le prix de la composante nucléaire dans les tarifs réglementés de vente (TRV) et le prix auquel les fournisseurs alternatifs d’électricité peuvent venir s’approvisionner auprès d’EDF, dans la limite de 100 TWh. Les offres de marché d’EDF étant aussi construites à partir de l’ARENH, ce sont bien l’ensemble des consommateurs français qui bénéficient de ce dispositif.

On peut également citer en ordre de grandeur certains coûts caractéristiques :

• Grand Carénage (programme piloté par EDF comprenant des investissements de renforcement postFukushima, des investissements de maintenance et d’adaptation des réacteurs du parc existant en vue du passage des prochaines visites décennales) : coût estimé en 2017 à 45,6 Mds€ (en euros 2016) sur la période 2014-2025, ce montant est bien pris en compte dans le calcul du coût restant à engager (dont il représente environ 10 €/MWh sur la base d’une durée de vie des réacteurs jusqu’à leur 5ème visite décennale) ;

• Démantèlement et gestion des déchets : charges brutes estimées fin 2015 à 110 Mds€ pour l’ensemble des exploitants nucléaires (EDF, CEA, Orano et Andra) et calculées en particulier pour une durée d’exploitation des réacteurs du parc nucléaire existant de 50 ans pour le palier 900 MW et de 40 ans pour les autres réacteurs à compter de leur date de mise en service.

Ces coûts sont à prendre avec précaution car ils sont régulièrement actualisés par les entreprises exploitantes (en particulier pour le Grand Carénage), dépendants de l’évolution du marché (pour les activités du cycle du combustible notamment) mais également étalés sur l’ensemble de la durée de vie d’un réacteur.

Les caractéristiques de la filière en termes d’emplois

La filière nucléaire emploie environ 220 000 salariés, emplois directs et indirects, soit 6,7 % de l’emploi industriel français. Elle regroupe 2 600 entreprises pour un chiffre d’affaires de 50 Mds€ par an, dont 1,3 Mds€ consacrés à la recherche et développement68. Sur les 2 600 entreprises composant la filière, les PME représentent 65 % des entreprises contre 3,5 % pour les grands groupes et les exploitants (EDF). Ces dernières représentent néanmoins la majorité des emplois de la filière, qui se démarque également par ses emplois qualifiés, la proportion de cadres et d’ETAM (Employés, Techniciens et Agents de Maîtrise) dépassant les deux tiers des effectifs. Il convient également de remarquer le haut niveau de spécialisation des salariés et le fait que la part des effectifs des petites entreprises dédiée aux activités nucléaires est relativement importante (plus de la moitié des effectifs pour 40 % des PME). EDF et les grandes entreprises réalisent 75 % du chiffre d’affaires de la filière, qui est réparti de la manière suivante :

• près de 72 % du chiffre d’affaires est réalisé par les activités de maintenance et d’exploitation du parc électronucléaire et 14 % sur les activités du cycle du combustible ;

• les activités de construction et de fabrication de composants rassemblent 8 % de l’activité de la filière. Il s’agit en particulier des grands projets, notamment l’EPR de Flamanville, ITER (démonstrateur dans le domaine de la fusion) et le réacteur de recherche Jules Horowitz (RJH) à Cadarache ;

• la gestion des déchets radioactifs et l’assainissement occupent une place de l’ordre de 2,5 %.

Les enjeux environnementaux

Le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC) a publié des données69 sur l’impact carbone de la filière nucléaire, qu’il estime en moyenne à 12 gCO2/kWh.

Le CEA a étudié la décomposition des émissions pour l’ensemble des activités de la filière :

• Extraction, conversion et enrichissement de l’uranium : 49 % • Fabrication des combustibles UOx et MOx : 1 %

• Traitement-recyclage des combustibles usés : 7 %

• Stockage des déchets : 2 %

• Construction, exploitation et démantèlement des réacteurs : 40 %

 Les impacts sur le changement climatique de la filière nucléaire sont donc en grande partie liés à la gestion des matières (amont du cycle) et à l’exploitation des réacteurs, y compris leur démantèlement. La stratégie de retraitement mise en place par la France ne pèse a contrario que 7 % des émissions de gaz à effet de serre de la filière.

Les matières et les déchets radioactifs produits par le parc électronucléaire doivent être gérés de façon durable, dans le respect de la protection de la santé des personnes, de la sécurité et de l’environnement, conformément aux dispositions du code de l’environnement. A cette fin, la mise en sécurité définitive des déchets radioactifs doit être recherchée et mise en œuvre afin de prévenir ou de limiter les charges qui seront supportées par les générations futures.

Révisé tous les trois ans, le plan national de gestion des matières et des déchets radioactifs (PNGMDR) constitue un outil privilégié pour mettre en œuvre ces principes dans la durée, selon le cadre fixé par la loi de programme du 28 juin 2006 relative à la gestion durable des matières et des déchets radioactifs. Il vise principalement à dresser un bilan régulier de la politique de gestion de ces substances radioactives, à évaluer les besoins nouveaux et à déterminer les objectifs à atteindre à l’avenir, notamment en termes d’études et de recherches.

Un des enjeux environnementaux qui sera spécifiquement abordé dans la cinquième édition du PNGMDR est la question des déchets de très faible activité (TFA) qui constitueront la très grande majorité du volume de déchets issus du futur démantèlement des réacteurs du parc existant (5 fois plus qu’aujourd’hui selon les estimations de l’Andra70 dans l’Inventaire national des matières et des déchets radioactifs), et ce, quel que soit le scénario de gestion envisagé, notamment en termes d’emprise au sol ou de valorisation. La gestion post-exploitation des sites électronucléaires à l’arrêt devra également faire l’objet d’une attention particulière.

Objectifs et mesures

En dehors de l’évolution du parc nucléaire pour atteindre 50 % de nucléaire dans la production électrique et du lancement d’un éventuel programme de nouveau nucléaire (cf. 4.5. Le mix électricité), les objectifs de développement autour de la filière nucléaire sont développés ci-dessou

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Article 4.5.    Le mix électricité Le tableau ci-dessous présente les moyens de production d’électricité aux horizons de la PPE quand les mesures prévues dans la présente PPE seront adoptées

En 2023, la PPE devrait conduire une production d’environ 155 TWh d’électricité d’origine renouvelable, 34 TWh d’électricité d’origine thermique et 393 TWh d’origine nucléaire, soit 27 % de la production d’électricité d’origine renouvelable et 67 % de la production d’électricité d’origine nucléaire.

En 2028, la PPE devrait conduire une production comprise entre 210 et 227 TWh d’électricité d’origine renouvelable, 32 TWh d’électricité d’origine thermique et entre 382 et 371 TWh d’origine nucléaire, soit entre 33 et 36 % de la production d’électricité d’origine renouvelable et entre 59 et 61 % de la production d’électricité d’origine nucléaire.

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Le maintien des emplois et des compétences de la filière nucléaire dans un contexte de transition énergétique

Confrontée à d’importantes difficultés ces dernières années, la filière nucléaire a fait l’objet d’une réorganisation profonde, notamment avec la restructuration du groupe Areva (création d’Orano et cession du contrôle majoritaire de Framatome à EDF) pour lui permettre de faire face aux défis à venir.

Sur le long-terme, la construction du nouveau modèle énergétique dans lequel le Gouvernement s’est engagé impliquera une évolution de l’emploi et des compétences dans le secteur nucléaire ainsi qu’une transition des territoires qu’il faut préparer. Il existe ainsi un enjeu fort d’accompagnement de cette transition, qui devra être portée par des outils appropriés : les contrats de transition écologique et le plan de programmation de l’emploi et des compétences devront ainsi apporter de la visibilité aux acteurs de la filière pour qu’ils soient parties prenantes de cette transformation.

Cette transition sera également à l’origine d’enjeux importants pour le maintien d’un haut niveau de compétences sur l’ensemble des activités de la filière, du cycle du combustible au démantèlement en passant par la maintenance des réacteurs et en intégrant les enjeux liés à la recherche et à l’innovation comme le souligne la Stratégie nationale de la recherche énergétique (SNRE) adoptée en décembre 2016. Pour répondre à ces questions stratégiques, le Comité stratégique de la filière nucléaire (CSFN) a été relancé au premier semestre 2018 dans une configuration tripartite, Organisations syndicales – Etat – Industriels et un contrat stratégique de filière a été signé le 28 janvier 2019 entre l’Etat et le président du CSFN. Ce contrat définit un ensemble d’engagements réciproques visant à accompagner la mise en œuvre d’un plan d’actions portant sur un nombre limité de projets structurants à forts enjeux construits autour des axes suivants : « Emploi, compétences et formation », « Transformation numérique de la filière nucléaire », « R&D et transformation écologique de la filière nucléaire » et « International ».

Deux sujets seront plus particulièrement à développer sur la période de la PPE.

En premier lieu, un travail important reste à faire pour développer une filière nucléaire du démantèlement avec les chantiers en cours (installations expérimentales du CEA entre autres) et à venir (réacteurs du parc ancien et existant d’EDF). Dès 2013, le CSFN recommandait de « renforcer la filière française du démantèlement, pour répondre aux importants besoins à venir dans tous les pays concernés ». Dans le cadre de l’arrêt prévu de la centrale de Fessenheim et du démantèlement du réacteur Chooz A, la région Grand Est pourrait ainsi bénéficier de l’expertise des pôles de compétitivité comme Nuclear Valley et de la synergie entre la région et les acteurs industriels des régions Auvergne-Rhône-Alpes et Bourgogne-Franche Comté où Nuclear Valley est implanté. Les grands exploitants, EDF et CEA en tête, se sont également engagés dans le développement d’une telle filière, soit par la création d’une ingénierie dédiée au démantèlement, soit par le transfert technologique au niveau de plateformes locales.

En second lieu, des travaux sur le développement de SMRs (Small Modular Reactor), qui constituent une nouvelle gamme innovante de réacteurs nucléaires, pourraient être menés. Ces réacteurs sont caractérisés par leur faible puissance (autorisant une conception simplifiée par rapport à des réacteurs de grande puissance) et leur construction modulaire standardisée en usine, pouvant les rendre compétitifs économiquement malgré la perte de gains d’échelle. Leur petite taille leur confère intrinsèquement la possibilité de recourir à des dispositifs de sûreté passifs, limitant les risques d’accident. Leur production électrique, plus flexible que des réacteurs de grande puissance, permettrait une meilleure insertion dans un système électrique qui sera de plus en plus contraint par l’intermittence des énergies renouvelables. Des études ont été menées sur les perspectives de marché et la compétitivité du concept développé par le consortium français rassemblant EDF, TechnicAtome, Naval Group et le CEA, qui devront faire l’objet d’approfondissements dans le cadre de l’avant-projet sommaire qui sera mené jusqu’en 2021.

Mesures • Soutenir le développement d’une filière du démantèlement, tant au niveau local qu’au niveau national. • S’agissant du projet français de SMR, engager la réalisation d’études jalonnées d’avant-projet d’ici la prochaine révision de la PPE, permettant de mieux évaluer le potentiel de ces technologies et de développer les compétences.

La transformation des activités du cycle du combustible en fonction de l’évolution du parc nucléaire

La stratégie actuellement mise en œuvre en France est le mono-recyclage et s’inscrit dans une perspective de fermeture complète du cycle du combustible avec à long terme la mise en œuvre du multi-recyclage des combustibles usés dans des réacteurs à neutrons rapides (RNR). La France est aujourd’hui un des seuls pays dans le monde à maîtriser l’intégralité des technologies nécessaires au traitement-recyclage des combustibles usés autour des usines de la Hague dans la Manche et de Melox dans le Gard. Ces usines font travailler environ 10 000 salariés.

Le « mono-recyclage » permet une économie d’uranium naturel de 20 à 25 % (MOx et URE) par une valorisation des matières radioactives (uranium et plutonium), une diminution par 4 du nombre de combustibles usés à entreposer et un meilleur confinement des déchets ultimes. Il présente donc des intérêts pour le système énergétique et constitue en outre une filière économique sur laquelle la France dispose d’une compétence particulière. Pour ces raisons, la politique de traitement-recyclage du combustible usé doit être maintenue.

La France doit poursuivre l’étude des options technologiques qui pourraient assurer la fermeture complète du cycle sur le long terme (multi-recyclage des combustibles usés permettant à terme d’être indépendant énergétiquement vis-à-vis de l’uranium naturel).

Jusqu’à présent, les efforts de recherche s’étaient focalisés sur le déploiement de la filière des réacteurs à neutrons rapides de génération IV refroidis au sodium (RNR). Dans le cadre de la loi sur la gestion des matières et des déchets radioactifs de 2006, des études de conception d’un démonstrateur technologique de RNR, nommé ASTRID, avaient été lancées en 2010. Les études se poursuivent actuellement avec une phase de conception détaillée sur la période 2016-2019.

Pour autant, dans la mesure où les ressources en uranium naturel sont abondantes et disponibles à bas prix, au moins jusqu’à la deuxième moitié du 21ème siècle, le besoin d’un démonstrateur et le déploiement de RNR ne sont pas utiles avant cet horizon. Les travaux relatifs aux RNR ont donc vocation à être réorientés.

En revanche, et à un horizon plus court, le multi-recyclage dans les réacteurs à eau sous pression (REP) de 3ème génération pourrait permettre de stabiliser les stocks de plutonium ainsi que les stocks de combustibles usés contrairement au mono-recyclage. La faisabilité de ce type de solution doit donc être explorée.

Les solutions de multi-recyclage du plutonium en REP nécessitent la mise au point d’un nouveau type de combustible (« MOX 2 »). L’emploi de ce type de combustible est conditionné à un programme approfondi de recherche et développement et à des études d’ingénierie. De plus, une stratégie de multi-recyclage en REP nécessiterait le développement de nouvelles infrastructures du cycle (adaptation des installations de la Hague, et de Melox). 

Un plan de développement chiffré du multi-recyclage, réacteurs et cycle, devra donc être établi par les producteurs, de façon détaillée sur les cinq prochaines années, jusqu’au déploiement industriel. Il se basera sur un programme de R&D qui permettra d’étudier l’intérêt de diverses solutions en matière de sûreté en réacteur, d’évolution éventuelle des conditions d’exploitation, de fabrication en usine, de logistique de transports, etc. L’introduction d’un assemblage test de combustible en réacteur à l’horizon 2025-2028 devra être poursuivie, en vue d’un déploiement industriel potentiel vers 2040.

Enfin, la perspective de fermeture du cycle sur le long terme se traduira par une réorientation des efforts de R&D autour d’un programme visant à renforcer et à maintenir les compétences sur la connaissance de la physique des RNR et des procédés du cycle associé. Ce programme s’appuiera sur le développement de capacités de simulation numérique et un programme expérimental ciblé. Le contenu de ce programme de recherche et développement devra être défini dans les premiers mois de la PPE de façon détaillée et chiffrée. Par ailleurs, une stratégie internationale en vue de capitaliser sur les projets menés sur des réacteurs de Génération IV dans le monde devra être bâtie.

Mesures : • Définir et soutenir un programme de R&D concourant à la fermeture à terme du cycle du combustible nucléaire et mené par les acteurs de la filière. Ce programme reposera à moyen terme sur le multirecyclage des combustibles dans les réacteurs à eau sous pression de 3ème génération, en maintenant la perspective d’un éventuel déploiement industriel d’un parc de réacteurs à neutrons rapides à l’horizon de la 2ème moitié du 21ème siècle

La gestion des déchets radioactifs au regard des orientations en matière de cycle du combustible et de durée de fonctionnement des réacteurs du parc actuel

Concernant la gestion des déchets radioactifs, des filières de gestion à long terme sont d’ores et déjà établies pour les déchets TFA (très faible activité) et FMA-VC (faible et moyenne activité à vie courte) qui représentent la très grande majorité des volumes de déchets radioactifs. La mise en œuvre de solutions de gestion à long terme doit se poursuivre pour les déchets FA-VL (faible activité à vie longue) et HA-MAVL (haute et moyenne activité à vie longue) qui, dans l’attente, font l’objet d’une gestion par entreposage. Aujourd’hui, les inventaires prospectifs de déchets, et notamment ceux sur lesquels reposent la conception du centre de stockage géologique profond des déchets HA-MAVL, ne prennent en compte que les déchets du parc actuel, avec une hypothèse de durée de vie des réacteurs à 50 ans. Ils font l’hypothèse d’un retraitement complet des combustibles usés produit par ce parc. Des études spécifiques, dites études d’adaptabilité de Cigéo, visent cependant à vérifier que le stockage souterrain pourra également, modulo des aménagements accessibles qui pourront être engagés le moment venu, accueillir le cas échéant des combustibles usés.

Mise à part l’hypothèse de retraitement des combustibles usés, les inventaires de production de déchets, tant en matière de production de déchets TFA dans le cadre du démantèlement des installations nucléaires ou de production de déchets HA-MAVL dans le cadre de l’exploitation des centrales, varient assez peu selon les chroniques de fermeture précise des réacteurs.

En revanche, selon la décision qui sera prise ultérieurement en matière de construction de nouveaux réacteurs nucléaires, la question d’une extension ou de nouvelles capacités de stockage géologique pour accueillir les déchets générés par le nouveau parc se posera.

Mesure : Au regard des orientations retenues à ce stade dans le cadre de la PPE en matière d’évolution du parc nucléaire et de stratégie de fermeture du cycle, s’assurer que les hypothèses retenues en matière d’inventaire dans le cadre de la politique de gestion des déchets nucléaires s’avèrent robustes et constituent une base satisfaisante pour la préparation du prochain plan national de gestion des matières et déchets radioactifs.