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@vous la parole : le nucléaire

mis à jour le 8 02 2012

Pour sa collection Doc’en Poche - Entrez dans l’actu, la Documentation française a fait appel aux internautes de vie-publique.fr pour connaître leurs questions les plus fréquentes sur des thèmes d’actualité. La rubrique "@ vous la parole", qui rassemble les questions des internautes postées sur le blog de vie-publique.fr ou adressées directement à Doc’en Poche ainsi que les réponses rédigées par la rédaction de Doc’en Poche, est publiée, à la fois, dans l’ouvrage "Parlons nucléaire en 30 questions" et sur vie-publique.fr.

Doc’ en poche : Entrez dans l'actu

Sommaire

Toutes les FAQs citoyens

La France peut-elle se passer du nucléaire civil sans voir sa force de dissuasion mise en péril ?

La France peut se passer du nucléaire civil sans voir sa force de dissuasion mise en péril. En effet, un arsenal nucléaire repose sur la possession de trois matières "stratégiques" : l’uranium enrichi 235 et le plutonium 239 pour les bombes A (comme atomique), qui utilisent la fission, et le tritium pour les bombes H (pour hydrogène), plus modernes, utilisant la fusion. Or la France a produit une quantité suffisante d’uranium 235 et de plutonium 239, grâce respectivement à l’usine de Pierrelatte et aux réacteurs de la filière uranium naturel-graphite-gaz (UNGG) de Marcoule. Ces installations sont aujourd’hui définitivement fermées ou même démantelées. En revanche, pour le tritium, il est nécessaire de continuer à en produire car il disparaît relativement rapidement, sa période (temps au bout duquel sa radioactivité est réduite de moitié) étant de douze ans. En France, les réacteurs de la Direction des applications militaires du Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) en fabriquent par irradiation de lithium. Ces réacteurs ne seraient évidemment pas concernés par une "sortie du nucléaire" (civil).

La dissuasion nucléaire est un principe stratégique : prévenir toute agression majeure d’un ennemi potentiel en le menaçant de dommages inacceptables. Ainsi l’arsenal nucléaire d’un pays modeste comme la France est-il susceptible de dissuader toute attaque même d’une grande puissance dotée d’un arsenal très supérieur.

La dissuasion repose sur des armes nucléaires et sur des vecteurs pour les transporter jusqu’au point d’impact. Les premiers vecteurs furent des avions (comme Enola Gay pour Hiroshima et Bockscar pour Nagasaki), puis des missiles basés au sol. Aujourd’hui, on préfère les sous-marins lanceurs d’engins (missiles) pratiquement indétectables.

Dans certains pays, on peut craindre le détournement d’usines d’enrichissement de l’uranium et de retraitement des combustibles irradiés pour produire des matières nécessaires aux bombes A. Une sortie du nucléaire civil dans ces pays, impliquant un arrêt de ces usines, réduirait ce risque potentiel de "prolifération" des armes nucléaires.

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Qu’est-ce que le mox ?

Le mox est un mélange d’uranium et de plutonium recyclés pouvant servir de combustible dans le cœur des réacteurs. En effet, le combustible nucléaire doit être renouvelé avant que la matière fissile nécessaire à la réaction en chaîne soit totalement épuisée. On peut décider de retraiter le combustible usé. Cela permet de séparer des déchets nucléaires proprement dits les matières réutilisables, l’uranium qui contient encore un peu d’isotope 235 et le plutonium. L’uranium peut être ré-enrichi et recyclé. Le plutonium pourra servir de matière fissile dans les cœurs des réacteurs à la place de l’uranium 235. En pratique, on le mélange avec de l’uranium naturel, ou appauvri (sous-produit de l’usine d’enrichissement), ou encore issu du retraitement de combustibles irradiés. Ces deux matériaux, uranium et plutonium, s’utilisent sous la forme d’oxydes, d’où la dénomination de "mox" (mixed oxide, c’est-à-dire oxyde mixte).

Aujourd’hui, 20 réacteurs à eau sous pression (REP-900) utilisent du mox à raison d’un tiers des assemblages combustibles. Ces réacteurs ne peuvent pas être entièrement chargés en mox car ils n’ont pas été conçus pour cela à l’origine. L’EPR, en revanche, pourra être chargé complètement en mox.

Le mox des REP est fabriqué dans l’usine Mélox de Marcoule. Sa capacité de production maximale est de 250 tonnes par an. Actuellement, elle en fournit environ 150 tonnes par an avec des teneurs massiques de plutonium entre 3 et 11 %.

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En 2011, quel est le coût de construction d’une centrale nucléaire par comparaison à celui d’une centrale thermique de même puissance ?

Le ministèreMinistèreEnsemble des services de l’Etat (administration centrale et services déconcentrés) placés sous la responsabilité d’un ministre. de l’Industrie fait régulièrement ces analyses de coût. La dernière publiée de façon détaillée date de 2003 pour des centrales mises en service en 2015. Il ne faut donc pas trop s’attacher à la précision des chiffres. Cependant, les éléments d’informations publiés ensuite montrent que les ordres de grandeurs restent corrects.

La caractéristique essentielle du nucléaire par rapport au thermique classique pour la production d’électricité est l’investissement très élevé. Par exemple, 2 000 euros par kilowatt installé équivaut à environ 60 % du coût du kilowattheure (kWh) produit ensuite. En revanche, le poste "combustible" ne représente qu’un faible pourcentage du coût du kWh : environ 15 %, dont seulement 5 % pour l’achat d’uranium naturel. Les 10 % restants correspondent à l’enrichissement de l’uranium, la fabrication des assemblages combustibles et le traitement des combustibles usés. C’est dire que si, par exemple, le prix de l’uranium doublait, le coût du kWh d’électricité nucléaire ne serait augmenté que de 5 %.

La situation est totalement inverse pour les énergies fossiles. Par exemple, l’achat de gaz à l’étranger, puisqu’il n’y en a pratiquement pas en France, contribue pour plus de 60 % au coût du kWh produit par ce combustible. Si le coût du gaz progresse, le coût du kWh augmentera presque proportionnellement. En revanche, l’investissement pour construire une centrale à gaz est, comparativement, minime : il contribue pour moins de 20 % au coût du kWh.

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Quel est le coût de fonctionnement d’une centrale nucléaire par rapport à celui d’une centrale thermique à gaz ou à hydrocarbures, à puissance fournie comparable ?

Le coût de fonctionnement (ou d’exploitation) comprend les frais de personnel et de maintenance de l’installation.

Le coût d’exploitation d’une centrale nucléaire représente environ 18 % du coût du kilowattheure de l’électricité produite. Il est du même ordre de grandeur pour une centrale à charbon, mais un peu plus faible (12 %) dans une centrale moderne à gaz ou à pétrole qui nécessite moins d’entretien et de personnel.

Le poste largement prépondérant dans le coût du kilowattheure est, pour les centrales nucléaires, l’investissement, et pour les centrales classiques, le combustible.

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Quel est le coût de démantèlement d’une centrale nucléaire de 100 MW par rapport à celui d’une centrale thermique ?

D’abord, la déconstruction d’une centrale nucléaire est forcément plus coûteuse que celle d’une centrale classique, puisqu’il faut conditionner et stocker en tant que déchets radioactifs les matériaux récupérés.

Ce coût de démantèlement d’une centrale nucléaire est assez difficile à définir pour différentes raisons. La première est que l’expérience industrielle dans ce domaine est limitée. Elle est suffisante pour affirmer que les technologies des déconstructions sont maîtrisées. Mais on n’a pas encore bénéficié de l’effet de série qui permettrait de faire baisser les coûts si de nombreux chantiers de démantèlement étaient ouverts. La deuxième raison est que ce coût ne peut que décroître avec le temps. En effet, plus on attend, plus faible est le niveau de radioactivité résiduelle. La troisième raison est que la puissance de la centrale n’est pas le seul élément à prendre en compte : interviennent aussi la nature des matériaux à manipuler et la taille du réacteur. En clair, cela signifie que le coût dépend de la filière du réacteur considéré. Par exemple, la déconstruction des réacteurs UNGG (uranium naturel-graphite-gaz) présente plus de difficultés. En effet, ils sont très volumineux et mettent en jeu une quantité importante de graphite. Ce matériau est devenu faiblement radioactif, à cause du carbone 14 qui s’y est formé.

Des chiffres très variés ont été annoncés : 300 millions d’euros par réacteur aux États-Unis, 500 millions en France et jusqu’à 2,9 milliards en Grande-Bretagne. L’ordre de grandeur retenu par EDF est de 15 % du coût de la construction et bénéficie d’un consensus international.

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Doit-on inclure dans le coût d’une sortie du nucléaire celui du démantèlement des centrales actuelles ? En effet, même sans sortir du nucléaire, ces centrales devront être démantelées en fin de vie.

Il est évident que les réacteurs existants devront un jour être démantelés et leurs déchets gérés, quelle que soit la décision prise concernant l’avenir du nucléaire.

Si l’on décide de continuer à faire appel au nucléaire, de nouveaux déchets seront produits et, éventuellement, de nouveaux réacteurs seront construits. Toutefois, si l’on développe des réacteurs à neutrons rapides de quatrième génération, ceux-ci pourraient brûler en grande partie leurs propres déchets et ceux des réacteurs précédents, en particulier les actinides mineurs (noyaux atomiques lourds qui n’ont pas subi de fission). Ces déchets posent le plus de problèmes, puisqu’ils sont à longue durée de vie.

En revanche, si l’on décide de sortir du nucléaire, on arrêtera logiquement non seulement les réacteurs mais aussi les usines de traitement du combustible irradié, puisque le recyclage du plutonium et de l’uranium dans les cœurs des réacteurs ne sera plus possible. Il faudra alors non seulement démanteler ces usines, mais aussi stocker en tant que déchets l’intégralité des combustibles usés, et non plus seulement les produits de fission et actinides mineurs, soit une masse vingt fois plus importante.

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Combien de temps faudrait-il pour sortir du nucléaire ?

Sortir du nucléaire suppose de remplacer les centrales nucléaires qui seront arrêtées par d’autres centrales. S’il s’agit de centrales à combustible fossile, notamment à gaz, l’investissement sera relativement modeste, mais le coût du combustible et ses nuisances (émissions de CO2) seront importants. S’il s’agit de centrales éoliennes ou solaires, l’investissement à faire sera beaucoup plus important, d’une part pour construire les machines et, d’autre part, pour développer les techniques de stockage de l’électricité nécessaires pour pallier une production intermittente de ces énergies et obtenir un niveau constant de production.

Par ailleurs, que l’on reste dans le nucléaire ou qu’on en sorte, il faudra diminuer les consommations d’énergie, par exemple par une meilleure isolation des bâtiments. Cela aussi nécessitera d’importants budgets. Dans les deux cas, il faudra également prévoir les dépenses pour le démantèlement des installations obsolètes et le conditionnement des déchets nucléaires.

Il est clair que de telles dépenses ne pourront pas être engagées sur une courte période, même si la conjoncture économique que nous connaissons aujourd’hui s’améliore. L’Allemagne, qui pourtant fait trois fois moins appel que la France au nucléaire (27 % contre 74 % en 2010), s’est donnée une dizaine d’années pour sortir du nucléaire (sortie pourtant déjà préparée depuis dix ans). La Suisse, qui fait appel au nucléaire pour 38 %, s’est accordée dix ans de plus. Si la France prenait la décision d’abandonner l’énergie nucléaire, il faudrait sans doute attendre autour de 2050 pour voir l’arrêt des derniers réacteurs.

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Quelle est la proportion du nucléaire dans la fourniture d’énergie et d’électricité en France, en Allemagne, en Grande-Bretagne, en Russie, en Chine et aux États-Unis ?

Les derniers chiffres disponibles pour l’ensemble des pays datent de 2008. Dans les deux tableaux suivants, la consommation inclut celle de l’industrie de production d’électricité.

Consommations finales d’énergie et d’électricité

Consommations finales d’énergie et d’électricité
Pays Population(millions d’habitants) Consommation finale d’énergie (kep/habitant)* Consommation finale d’électricité (kWh/habitant)* Rapport électricité/énergie (%)
France 64,1 2 582 7 633 25,4
Allemagne 82,1 2 870 7 076 21,2
Royaume-Uni 61,4 2 328 6 001 22,1
Russie 141,8 3 072 6 430 18,0
Chine 1 325,6 1 034 2 454 20,4
États-Unis 304,5 5 064 13 566 23,0
Monde 6 688 1 260 2 782 19,0

* Pour calculer le rapport entre la consommation d’électricité et la consommation d’énergie, on utilisera les conversions suivantes en mégajoules (1 mégajoule [MJ] = 1 million de joules) : 1 kilogramme équivalent pétrole (kep) = 41,868 MJ, 1 kilowattheure (kWh) = 3,6 MJ. Source : AIE, 2011.

En ce qui concerne la part du nucléaire, on ne peut pas raisonner sur la consommation d’électricité qui dépend de la production nationale mais aussi des échanges avec les pays voisins. On peut voir, par exemple en comparant la France et l’Allemagne, que la distinction est importante. Noter aussi qu’il y a des pertes d’électricité durant son transport.

Le nucléaire dans la production d’électricité

Le nucléaire dans la production d’électricité
Pays Consommation électrique (TWh) Production électrique totale (TWh) Production électrique nucléaire (TWh) Part du nucléaire (%)
France 489 549 418 76
Allemagne 581 489 141 29
Royaume-Uni 368 390 53 13
Russie 912 902 152 17
Chine 3 252 3 039 65 2
États-Unis 4 131 4 115 809 20
Monde 6 688 1 260 2 782 19,0

* Y compris les pays n’ayant pas de centrale nucléaire Source : AIE, 2011, pour la consommation et CEA, Élecnuc, 2009, pour les chiffres de production.

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L’EPR est-il plus sûr que nos centrales actuelles ?

Comme on le dit parfois, l’EPR (European Pressurized Reactor) est un réacteur "évolutionnaire", par rapport à ceux fonctionnant aujourd’hui, par opposition aux réacteurs de quatrième génération, dits "révolutionnaires", actuellement en cours de développement. Ces derniers pourraient arriver sur le marché vers le milieu du siècle. En effet, la technologie de l’EPR est semblable à celle des réacteurs à eau sous pression (REP). Mais, grâce à l’expérience acquise, les différents postes ont été mieux optimisés, notamment l’utilisation du combustible (l’EPR peut avoir un cœur constitué complètement en mox) et la sûreté.

En ce qui concerne ce dernier aspect, les cinq principales améliorations sont :

  • une double enceinte susceptible de résister à la chute d’un gros avion ;
  • un réservoir d’eau interne au réacteur ;
  • un système de refroidissement de l’enceinte ;
  • quatre zones indépendantes pour les principaux systèmes de sauvegarde ;
  • un dispositif de récupération du corium (magma formé du combustible et des structures) en cas d’accident grave entraînant la fusion du cœur.

Ces améliorations ne sont pas anodines en termes de coût. Même en escomptant un effet de série si plusieurs exemplaires sont construits, l’EPR restera plus cher qu’un réacteur de deuxième génération (REP). Pour fixer les idées, voici quelques chiffres relatifs à l’EPR de Flamanville.

L’EPR de Flamanville en quelques chiffres
Puissance thermique : 4 500 MWth
Puissance électrique : 1 650 MWé
Coût annoncé au départ : 3,3 milliards d’euros
Coût estimé (en 2011) : 6 milliards d’euros
Effectif sur le chantier : plus de 2 000 personnes
Effectif permanent : 300 personnes
Mise en service prévue : 2016

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Concernant les risques d’accident, ne devrait-on pas distinguer la probabilité que survienne un accident, sur laquelle on peut influer, de ses conséquences imprévisibles ? Est-ce la raison pour laquelle aucun assureur ne prend en charge le risque nucléaire ?

Les améliorations de sûreté doivent porter sur deux tableaux : d’une part, réduire le plus possible la probabilité d’un accident et, d’autre part, minimiser ses conséquences s’il se produisait malgré les mesures de prévention.

La probabilité d’un accident de fusion du cœur d’un réacteur tel l’EPR est estimée à un sur un million par réacteur et par an. Un tel accident peut avoir des conséquences sanitaires minimes (Three Mile Island) ou beaucoup plus importantes (Tchernobyl). Si tous les cas intermédiaires sont possibles, le risque nucléaire se caractérise, du point de vue d’un assureur, par une très faible probabilité de survenance d’un sinistre, mais par une gravité possible extrême. Aucun assureur ne pourrait assurer ce risque : c’est pourquoi, ils se regroupent en "pools" (en France, Assuratome) pour le couvrir. Comme pour les autres risques, ces pools excluent de leurs contrats les conséquences de conflits armés, guerres civiles et cataclysmes exceptionnels tels les séismes ou tsunamis. Alors, seuls les États sont susceptibles d’intervenir.

La communauté internationale s’est organisée pour harmoniser les principes des assurances nucléaires par la Convention de Paris (1960, amendée en 1964 et en 1982) pour les pays de l’Organisation de coopération et de développement économiques (OCDE) et la Convention de Vienne pour ceux qui faisaient partie de l’Europe de l’Est. Cependant, dans d’autres pays, les sites nucléaires ne sont pas assurés et ces conventions ne s’appliquent pas.

L’exploitant d’une installation est responsable. Pour une installation nucléaire, il doit s’assurer pour les dommages corporels et aux biens des tiers, jusqu’à un plafond actuellement de l’ordre du milliard d’euros. En revanche, il n’est pas tenu de s’assurer pour les dommages à ses propres installations. Ainsi, Tepco, l’exploitant des six réacteurs de Fukushima Daiichi, n’était plus assuré pour ces installations depuis août 2010 car il avait jugé cette assurance trop élevée.

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En cas de catastrophe dans les centrales frontalières (notamment Fessenheim, Cattenom et Chooz) entraînant une pollution radioactive importante hors du territoire français, quelles solutions sont prévues pour répondre aux doléances des pays voisins ?

Comme Tchernobyl l’a malheureusement démontré, les retombées radioactives d’une catastrophe nucléaire ne connaissent pas les frontières des États. Les risques d’une contamination d’un pays voisin sont évidemment plus importants pour les centrales proches d’une frontière.

Dans ce cas, on peut espérer qu’une aide internationale spontanée et bénévole se mettrait en place, comme on l’a vu à Tchernobyl, par exemple, avec l’aide importante de l’Europe apportée à l’Ukraine pour le nouveau sarcophage, ou à Fukushima, avec l’aide d’Areva pour le traitement des eaux contaminées). La Fédération internationale des Sociétés de la Croix-Rouge et du Croissant-Rouge a élaboré des lignes directrices IRDL (International Disaster Response Laws, lois internationales en réponse à une catastrophe) pour aider les Gouvernements à renforcer leurs propres lois sur l’aide internationale en cas de catastrophe.

La façon la plus efficace de gérer ce problème est sans aucun doute de réduire, autant que faire se peut, le risque d’accident. Ainsi, il est important que des organismes internationaux comme l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) fixent des standards de sûreté pour les réacteurs et s’assurent par des audits qu’ils sont respectés. Dans le domaine du nucléaire, encore plus qu’ailleurs, "mieux vaut prévenir que guérir."

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Après le 11 septembre 2001, le risque d’une attaque terroriste du même type sur un site nucléaire a été beaucoup évoqué. Le site de la Hague a d’ailleurs été protégé quelque temps par des missiles anti-aériens. Ce dispositif n’est-il pas dérisoire étant donné qu’il faudrait décider d’abattre un avion civil avec ses passagers en quelques minutes ? Quelles seraient les conséquences de ce type d’attaque ?

La décision d’abattre un avion civil avec ses passagers pourrait être prise quelle que soit la "cible" visée par l’attaque terroriste. Effectivement, il faudrait agir très vite. Mais, une telle décision n’est évidemment pas du ressort du responsable d’une centrale nucléaire. Ceux qui assurent la sûreté nucléaire doivent en revanche réfléchir, d’une part, sur la vraisemblance d’une chute d’avion sur un réacteur et, d’autre part, sur ses conséquences.

La chute d’un avion sur une centrale nucléaire pourrait être due soit à un avion en perdition, soit à un acte terroriste délibéré. La chute d’un avion en perdition est un événement très peu probable tout d’abord parce que peu d’avions se retrouvent dans cette situation, ensuite parce qu’un réacteur occupe très peu d’espace et enfin parce que le pilote, probablement, ferait tout son possible pour éviter le réacteur. On ne peut pas exclure, en revanche, un acte terroriste du type 11 septembre 2001. Mais un réacteur serait une "cible" difficile à atteindre, même par un pilote expérimenté, car elle moins haute et plus étroite qu’un gratte-ciel.

L’enceinte des réacteurs à eau sous pression (REP-900) résisterait à la chute d’un avion de tourisme mais sans doute pas à celle d’un gros avion de ligne. La double enceinte des REP-1300 est déjà beaucoup plus rassurante. Celle de l’EPR a été conçue pour résister même à la chute d’un gros avion.

Quant aux conséquences, il faudrait des circonstances très particulières pour qu’elles entraînent une contamination radioactive supposant une atteinte du cœur. Seules les parties lourdes d’un avion, comme les moteurs, risquent de faire de sérieux dégâts. Un tel projectile, d’une taille de l’ordre du mètre, devrait percer les enceintes (au moins un mètre de béton), puis la cuve (au moins vingt centimètres d’acier), en visant le cœur dont la taille ne dépasse pas quatre mètres. Si la probabilité de conséquences dramatiques est faible, un attentat du type 11 septembre aurait, en revanche, un impact médiatique considérable.

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