Après des années de polémiques autour de la centrale alsacienne, le dernier réacteur en production de Fessenheim a été arrêté durant la nuit du 29 juin 2020.
Pour ses partisans, cette décision doit contribuer à accélérer la transition énergétique. Mais comment ? Annonce-t-elle une production plus importante d’énergies renouvelables ? Et quelles conséquences directes la fermeture d’une centrale nucléaire peut-elle avoir sur notre réseau électrique, notre économie et l’environnement ? Ces questions, parfois techniques, méritent toutefois que nous les regardions de près.
Quel impact sur le réseau électrique ?
La mise à l’arrêt du site nucléaire de Fessenheim va engendrer une baisse de production de 1800 mégawatts (MW) sur le réseau, qui doit être compensée par une solution alternative.
Pour les opposants au nucléaire, la solution est toute trouvée : ces 1800 MW, correspondant à la production nominale de 500 éoliennes récentes, suffiraient pour remplacer la centrale de Fessenheim[1].
Cependant, la puissance de ces éoliennes n’est pas constante et dépend de la vitesse du vent. Cela signifie que la force du vent ainsi que sa direction détermineront la puissance produite. Elles ne pourront donc pas produire à pleine puissance toute l’année.
La réalité est donc plus complexe car il faut prendre en considération les contraintes de fourniture d’électricité par le réseau électrique français.
En France, voire en Europe, l’électricité fournie est transportée par du courant alternatif et ne peut être stockée. Elle varie donc selon la demande à l’instant T. La production doit avoisiner au mieux la consommation sinon des hausses ou baisses de fréquence/tension des lignes du réseau électrique se produiront.
Si ces baisses ou hausses de tension et/ou fréquence deviennent trop importantes, des coupures doivent être réalisées pour préserver le réseau électrique. Un tel scénario pourrait provoquer un blackout, c’est-à-dire une coupure partielle du réseau électrique provoquant l’extinction de tous les équipements électriques professionnels et domestiques de la région concernée.
L’exemple allemand peut nous donner une idée des conséquences d’un arrêt brutal et sans réflexion globale du nucléaire. Le moratoire allemand de 2011, adopté à la suite de l’accident de Fukushima, a entraîné la fermeture instantanée de 7 centrales nucléaires et la programmation de l’arrêt des 11 centrales restantes, avant 2022. Ces dernières centrales ont été remplacées par des centrales à gaz ou charbon – ce qui n’est pas le moindre des paradoxes, au moment même où la lutte contre les émissions de carbone est devenue un enjeu si crucial. La décision allemande signifie surtout que le réseau national a perdu environ 10 GW d’outil de production « contrôlable » sur le réseau. Cela représente une baisse d’environ 5% de la puissance installée disponible car l’Allemagne dispose d’environ 200 GW d’outils de production électrique mais représente 10% de la puissance électrique « contrôlable ».
En 2010, seules deux coupures d’électricité ont été déclarées sur le site allemand wa-stromerzeuger.de. En 2012, 40 coupures ont été signalées. On en recensait environ 60 en 2020. Les coupures répertoriées ont donc sensiblement augmenté avec la fermeture des centrales nucléaires allemandes. Comment expliquer cette situation ?
Le réseau doit fournir une certaine fréquence et tension car tous les appareils industriels et domestiques sont conçus pour fonctionner avec du 50 Hz et une tension dépendant des machines ou appareils (un transformateur interne peut venir adapter la tension du réseau électrique à la tension nominale de l’appareil). Lorsqu’un écart est constaté, des actions doivent être menées pour préserver le réseau et ses utilisateurs.
Dans le cas allemand, l’arrêt des 7 réacteurs nucléaires a généré une baisse de la capacité à moduler l’énergie envoyée sur le réseau. Cela signifie qu’en cas de forte hausse ou baisse de la consommation, ces réacteurs ne permettaient plus d’augmenter ou diminuer la puissance injectée sur le réseau. Cela engendre donc un déséquilibre entre l’énergie produite et l’énergie consommée du réseau.
En d’autres termes, si nous voulons que notre réseau électrique alternatif fonctionne correctement, il est nécessaire que l’énergie produite à chaque instant soit égale à l’énergie consommée. Des variations importantes de demande d’énergie existent selon l’heure (pic de consommation à 19h lors du retour des particuliers à leur domicile après le travail) et selon la période de l’année (pic de consommation lors des journées froides d’hiver). Ces variations d’énergie consommée doivent correspondre parfaitement à l’énergie produite. Il est donc important de moduler (à la hausse comme à la baisse) la production d’énergie pour que l’énergie produite soit égale à l’énergie consommée. Cette condition garantit un fonctionnement optimal du réseau.
Figure 1. Exemple de la variation d’énergie consommée sur 24h en France
Données. RTE
Or toutes les unités de production n’ont pas la capacité de réaliser ces modulations. Les centrales fossiles (nucléaire, charbon, hydroélectrique, biomasse) sont ainsi essentielles pour assurer l’approvisionnement du réseau, car elles nous permettent d’adapter la puissance produite par ces différents types d’énergie. En d’autres termes, ces centrales garantissent la sûreté du réseau électrique actuel, ce que l’éolien ne permet pas. Ainsi, la transition énergétique ne pourra se faire que si des moyens de stockage sont mis en place.
Arrêter des outils de production sans avoir réfléchi au préalable sur ces conséquences est donc une gageure. Nous avons pu récemment entendre les craintes de RTE sur sa capacité à fournir l’électricité cet hiver.
Quel impact sur l’économie ?
La fermeture de Fessenheim aura également un impact socio-économique. En premier lieu, les employés d’EDF ainsi que ses prestataires seront amenés à déménager pour pouvoir continuer à exercer leur travail. Beaucoup de familles vont donc devoir quitter la région alsacienne. De plus, les entreprises locales vont voir les commandes d’EDF et des prestataires diminuer ainsi que les subventions versées. Des conséquences économiques sur la région et les alentours sont donc à prévoir.
Selon Les Échos, l’État versera environ 400 millions d’euros à EDF pour compenser l’arrêt de Fessenheim. Nous avons donc préféré faire subir à la France une dépense de 500 millions d’euros (et sûrement bien plus en prenant en compte les taxes versées par EDF) plutôt que de laisser produire cette centrale et générer un CA de 500 millions d’euros par an. Ce choix politique devra donc être assumé par la France et aura des conséquences sur le montant des impôts.
L’interconnexion du réseau avec la Suisse et l’Allemagne : un préalable à prendre en compte
La région frontalière allemande et suisse dispose de peu d’outils de productions. Les entreprises allemandes et suisses EnBW, ALPIQ, AXPO, BKW ont participé à 30 % dans la construction de Fessenheim et disposaient de ce quota en énergie produite. Il faudra donc être particulièrement vigilant aux outils de productions locaux et des conséquences locales sur le réseau. L’arrêt des réacteurs allemands situés à 100 km ou moins (Philippsburg et Neckarwestheim) devra être suivi de près pour appréhender les conséquences sur le réseau franco-allemand.
Quel impact environnemental ?
L’énergie libérée par les centrales nucléaires est générée par la fission de noyaux d’uranium. Cette énergie peut être calculée grâce à l’équation d’Einstein : E= m*c2. La fission de l’U235 génère une énergie de 200 MeV (200 000 000 Electronvolt = 3.2*10-11 J). À titre comparatif, la combustion du charbon libère 6 eV. Il faut donc générer la combustion de 30 000 000 d’atomes de carbone pour générer la même énergie que la fusion d’un seul atome d’uranium.
Cela permet de mieux comprendre la comparaison charbon / nucléaire. Pour une même génération d’énergie, le nucléaire produit une tonne de déchets, quand le charbon produit 30 000 000 de tonnes de gaz à effet de serre produits.
Du point de vue du bon fonctionnement du réseau, nous avons déjà vu que, si nous voulons absolument fermer les centrales nucléaires, il faut les remplacer par des énergies permettant la modulation. Du point de vue écologique, le type d’unités de production pour compenser l’arrêt de ces réacteurs ne peut évidemment pas être la réouverture de centrales à charbon : la solution idéale est une centrale hydroélectrique.
Dernière remarque : toute réflexion sur l’énergie doit impérativement prendre en compte l’ensemble du cycle des énergies de production (de la conception au démantèlement) pour voir l’impact de l’utilisation des énergies. À l’heure actuelle, il n’existe aucune énergie produite 100 % propre. Par exemple, la construction de panneaux photovoltaïques nécessite des matériaux semi-conducteurs, comme le silicium, dont l’extraction a des conséquences sur l’écologie comme celle de toutes matières premières.
Il est donc important de s’informer sur les avantages et inconvénients de chacune des énergies avant de réaliser le choix du mix énergétique pour la France.
Conclusion
La décision politique de l’arrêt de Fessenheim a donc des impacts économiques et environnementaux mais va également affecter le bon fonctionnement du réseau électrique français. Il ne faut surtout pas négliger ce dernier point car les conséquences d’une coupure de réseau, une expérience dont notre pays n’a pas une grande habitude, peuvent être dramatiques.
L’arrêt de ces réacteurs aura des conséquences locales et nationales, qui n’ont malheureusement pas été partagées en amont de la décision.
Pour faire face à une baisse des énergies modulables, deux solutions me semblent adaptées :
– Remplacement par une centrale hydroélectrique
– Développement des moyens de stockage.
La première solution permet de compenser l’énergie nucléaire par une autre énergie modulable. De plus, si le choix d’une centrale hydroélectrique de type STEP (Stations de Transfert d’Energie par Pompage) est réalisé, nous verrons alors une plus-value pour l’exploitation du réseau. Ces types de centrale permettent d’utiliser l’énergie du réseau, lorsque celle-ci est trop importante, et de pomper l’eau. Lorsque l’énergie produite devient inférieure à l’énergie consommée, l’eau pompée va être utilisée pour produire de l’électricité.
La deuxième solution représente sûrement le plus grand enjeu du 21ème siècle. En effet, si les moyens de stockage sont très largement développés, nous serons donc en mesure de stocker les énergies renouvelables sans aucune conséquence pour le réseau. Une fois stockée, cette énergie sera envoyée sur le réseau dès que l’énergie produite n’est plus suffisante. Cette solution permettrait donc de réduire drastiquement les énergies modulables (nucléaire, charbon, gaz) et voire même de les supprimer.
Avant toute décision sur l’énergie, il est vital de réfléchir globalement et sur le long terme. Dans l’immédiat, il est crucial de conserver nos outils de production actuels. Cela n’empêche pas que la France doive se projeter dès maintenant sur le mix énergétique attendu dans les années à venir.
