Canicule, sécheresse, inondation…clairement les effets du changement climatiques sont déjà là et cela risque de ne pas s’arranger avec le temps. On entend souvent que le nucléaire ne serait pas adapté pour ce futur climat plus extrême. Vérifions cela ensemble ! ⬇️⬇️ #Thread

5:37 PM · Jul 19, 2021

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Que disent les études scientifiques sur l’évolution du climat ? Suivant les scénarios d’émissions, les études compilées par le GIEC modélisent une élévation des températures entre +1,5°C et +5°C d’ici la fin du siècle. En parallèle, le niveau des mers pourrait monter jusqu’à 75cm
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Pour les cours d’eau en France, l’élévation de température sera autour de +2°C dès 2050. De son côté, le projet Explore 2070, porté par l’Office Français de la Biodiversité, anticipe une baisse du débit moyen annuel des cours d’eau en France de l’ordre de 10% à 50%. Que faire ?
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Pour les canicules, EDF dimensionne les équipements clefs des centrales pour fonctionner dans le cadre de températures extrêmes que l’on estime arriver en moyenne une fois tous les 10 000 ans, en prenant en compte le changement climatique sur la durée de vie de la centrale.
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Pour les sécheresses, il est important de noter que si la situation devenait risquée en termes de sûreté, le réacteur serait arrêté. La chaleur dégagée (dite « résiduelle ») serait alors bien moindre et les prélèvements en eau nécessaires seraient alors jusqu’à 100x plus faible.
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En été, on voit souvent dans la presse que des centrales sont arrêtées en raison de canicule/sécheresse, ce n’est pas tant pour des raisons de sûreté mais plutôt pour respecter des limites de rejets thermique. En effet, dans le cadre de la préservation de la faune et de la
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flore aquatique, les centrales ne doivent pas trop réchauffer les rivières. En effet, la protection de la biodiversité est un enjeu clef des politiques environnementales et le nucléaire doit donc s’y inscrire pleinement.
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Pour bien comprendre la suite, voici les deux conceptions possibles pour le refroidissement : *En circuit dit « Ouvert », l’eau prélevée est importante (50m3/s) mais la quasi-totalité est retournée à la source. Dans ce cas, il n’y pas les fameuses tours aéroréfrigérantes.
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*En circuit dit « fermé », l’eau prélevée est faible (2-4m3/s) mais, au lieu d’être rejetée à la source, est refroidit en s’évaporant en partie (même principe que la transpiration !) puis retourne ensuite dans la centrale. Sur plusieurs cycles, 40% de l’eau prélevée sera évaporée
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A l’heure actuelle en France, 14 réacteurs sont en circuit ouvert en bord de mer, 10 sont en circuit ouvert en bord de rivière et 32 sont en circuit fermé (donc avec tours aéroréfrigérantes) en bord de rivière.
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Cette notion de prélèvement d’eau vs consommation (ce qui ne retourne pas à la source) est très importante. Ainsi, en moyenne sur le parc français, 98% de l’eau prélevée par les centrales nucléaires est retournée à la source (donc seulement 2% est « consommée » par évaporation).
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Une fois cela en tête, on comprend bien que les centrales qui risquent d’avoir des rejets thermiques trop importants dans les cours d’eau sont celles en circuit ouvert. En effet, avec la présence d’un aéroréfrigérant, les rejets thermiques se font principalement…dans l’air !
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En France, quelles sont les pertes de production liées à ces arrêts pour canicule/sécheresse ? Elles sont faibles : D’après RTE, le gestionnaire du réseau de transport électrique, elles sont en moyenne de 1,4 TWh/an, c’est-à-dire moins de 0,4% de la production nucléaire annuelle
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La grande majorité des pertes viennent de trois centrales : Chooz, Bugey et Saint-Alban. Les deux dernières s’expliquent car elles sont en bord de rivière sans tours aéroréfrigérant et la première est limitée par un accord spécifique France-Belgique sur le partage de l’eau.
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On remarque au passage qu’aucune centrale en bord de mer, qui n’ont pourtant pas de tours aéroréfrigérantes, n’est touchée. En effet, la mer, par sa taille, a un pouvoir de dilution thermique très important, ce qui met les centrales à l’abri des problèmes de canicule/sécheresse.
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Le choix d’un site pour une nouvelle centrale est donc clef. D’où le choix fait par EDF pour le potentiel programme EPR2 en France de proposer deux implantations en bord de mer et une en bord de Rhône (gros fleuve + probablement des tours aéros) francebleu.fr/infos/economie…
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Au niveau mondial, une étude récente publiée dans Nature Energy estime que les pertes liées au changement climatique sur l’ensemble des centrales nucléaires devraient être entre 1,4% et 2,4% par an à la fin du siècle (vs 0,2% par an dans les années 1990). nature.com/articles/s41560-0…
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Si les centrales Bord de mer sont OK, que faire pour les centrales en bord de rivière ? La première solution qui vient à l’esprit est de faire des travaux sur les centrales existantes pour passer de circuit ouvert (sans tour aéro) à circuit fermé (avec tour aéro).
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Même si c’est en théorie possible, le coût risque d’être trop important par rapport aux gains espérés. Par exemple, une étude estime que faire un retro-fit de l’ensemble des 63 centrales concernées aux USA (60GW) coûterait 32Mds$ (travaux + non-production pendant ces travaux).
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En revanche, pour les futurs réacteurs, se doter de tours aéro semble la meilleure idée (et sera quasi obligatoire, cf. article 4.1.7 de l’arrêté INB). La centrale de Civaux fait d’ailleurs figure d’élève modèle dans ce domaine. Elle dispose deux grosses tours aéro, mais aussi
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des petites tours aéros complémentaires pour refroidir une deuxième fois l’eau avant rejet en rivière. Elle n’est donc actuellement pas touchée par des arrêts pour canicule/sécheresse alors qu’elle se situe sur un des plus petits cours d’eau avec une centrale (la Vienne).
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Vu le sujet, je suis aussi obligé de mentionner la centrale de Palo Verde 🙂. En plein désert d’Arizona, elle n’est reliée ni à la mer, ni à aucun cours d’eau, mais utilise pour se refroidir (avec des tours aéros) les eaux usées de la ville de Phoenix située à 70km.
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Enfin, je termine sur l’aspect canicule/sécheresse en mentionnant la technologie du « refroidissement à sec » qui utilise des échanges thermiques entre l’air extérieur et l’eau mais sans évaporation. Cela existe notamment sur des grosses centrales à charbon en Afrique du Sud.
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Cette technologie un peu extrême, non utilisée pour l’instant pour le nucléaire, a peu de chance de devenir répandue pour les grosses centrales. En revanche, c’est ce système qui sera proposé pour le premier SMR (petit réacteur nucléaire) de la société Nuscale en Idaho.
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L’autre risque principal lié au changement climatique est l’inondation (ne vous inquiétez pas ce sera plus court 😉), que ce soit via une crue pour un fleuve ou la montée des eaux pour la mer (submersion).
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Tout comme pour la canicule, les installations sont dimensionnées pour une crue/mer haute arrivant en moyenne une fois tous les 10 000 ans ! Et toujours en prenant en compte le changement climatique (0,75m de montée des eaux sont pris en compte pour HPC ou Flamanville 3).
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A noter que la prise en compte de variations du niveau de la mer n’est pas une nouveauté pour le nucléaire. Exemple : Hinkley Point C en Angleterre, est le lieu avec le deuxième plus grand marnage (différence entre marée haute et basse) au monde : jusqu’à 15m de variation !
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Pour se protéger d’un niveau de mer grandissant ou d’une crue, la meilleure solution est de construire la centrale suffisamment en hauteur et de compléter en construisant une digue anti-inondation. Celle d’HPC culmine à 13,5m au-dessus du niveau moyen de la mer.
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En France, ces mesures préventives sont complétées de dispositifs pour assurer dans des cas encore plus extrême (dits « noyau dur »), une alimentation en électricité (Diesel d’Ultime Secours) et en eau (via une autre source comme une nappe phréatique ou de grands réservoirs).
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Les risques liés au changement climatique sont réels et l’adaptation va devenir un sujet majeur pour le système électrique. Pour le nucléaire, ces risques sont bien pris en compte, régulièrement réinterrogés et des parades sont mises en œuvre par EDF, sous la vigilance de l’ASN.
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Merci d’avoir lu ce thread qui j’espère n’a pas été trop technique mais il y avait beaucoup de choses à dire ! En bonus, une vidéo sur les travaux sur la digue de la centrale nucléaire du Tricastin : invidious.fdn.fr/watch?v=RLB_oSqz…
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