Implanter les industries nucléaires dans les pays émergents

Com­ment répondre aux besoins en éner­gie d’une popu­la­tion mon­diale qui attein­dra 9 mil­liards d’in­di­vi­dus au milieu du siècle ? La maî­trise de la consom­ma­tion et l’ap­pel aux éner­gies renou­ve­lables ne sont réa­listes que si celles-ci font éga­le­ment appel à l’éner­gie nucléaire. Le déve­lop­pe­ment du nucléaire dans les pays émer­gents requiert des com­pé­tences tech­niques et tech­no­lo­giques longues à construire. Ce choix implique une auto­ri­té de sûre­té indé­pen­dante, une ges­tion des déchets radio­ac­tifs, une accep­ta­tion publique suf­fi­sante. Tech­nique et poli­tique, il engage sur le long terme et néces­site une pré­pa­ra­tion soignée.

REPÈRES
Lors de la Confé­rence minis­té­rielle inter­na­tio­nale sur l’énergie nucléaire au XXI^e 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 vitri­fiésL’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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