Peu satisfaite du sort réservé à l’atome –qui bénéficie pourtant d’un élan présidentiel–, une association représentant la filière imagine un scénario en sa faveur. Prête à sortir du cadre de la loi, elle préconise de grossir le parc nucléaire actuel de 60 GW à 90 GW en 2050. Ambitieux ou irréaliste ?
Alors que se tient la Semaine de l’industrie, il en est une sur qui souffle le chaud et le froid : celle du nucléaire civil. D’un côté, la filière se voyait déjà mise en mode « veille », après l’accident de Fukushima en 2011 et le vote de la loi de 2015 qui plafonne la puissance installée nucléaire à 63,2 GW en France et vise une part de production à 50 % dans le mix électrique. Elle est actuellement malmenée par un parc de production d’électricité qui accumule les retards de maintenance et les opérations de réparation, mettant en danger l’approvisionnement en électricité cet hiver. D’un autre côté, elle est encensée par le président Macron qui annonce vouloir lancer la construction de six nouveaux réacteurs EPR2. Bien que le débat public sur ce programme nucléaire soit encore en cours et que le premier EPR de Flamanville ne soit toujours pas en fonctionnement, l’annonce présidentielle est une sacrée bouffée d’oxygène pour la filière.
Mais pour l’association Les voix du nucléaire, ce potentiel avenir radieux n’est pas suffisant. Elle souhaite plus d’ambition pour la filière de l’atome et a publié en ce sens une autre vision, à rebours des scénarios 100 % renouvelable ou même de ceux visant une part de 50 % de nucléaire. À l’instar de sa fondatrice et présidente, Myrto Tripathi, l’association veut fortement réhabiliter l’énergie nucléaire et tranche dans le vif en revendiquant une position plus militante que les acteurs industriels*.
100 GW de nucléaire en 2070
Même si ses promoteurs disent faire des choix permettant d’éviter de nombreux écueils, ce scénario pro-nucléaire, appelé TerraWater, repose a minima sur trois paris très ambitieux.
Premièrement, il suppose une très forte électrification des usages en France. Cette option est certes dans presque tous les scénarios de transition énergétique, mais rarement au niveau où Les voix du nucléaire l’imagine. Selon elle, la consommation d’électricité devrait passer de 480 TWh en 2021 à 792 TWh en 2050. Pour éviter de fortes contraintes de sobriété et d’efficacité énergétiques à la population, l’association croit préférable de lâcher la bride :
- à l’industrie, avec passage de 115 à 280 TWh d’électricité par an, dont seulement 25 TWh pour l’hydrogène ;
- au transport routier, en passant de quasiment rien aujourd’hui à 110 TWh en 2050, dont 75 TWh pour la mobilité légère et 35 TWh pour la mobilité lourde (via l’électrification des autoroutes par caténaires !) ;
- au chauffage électrique, contenu grâce à un gain de seulement 30 % par rénovation des bâtiments, qui serait assuré par 63 TWh de pompes à chaleur et 23 TWh de dispositifs résistifs ; et à l’eau chaude sanitaire et la cuisson des aliments qui sont entièrement électrifiés et consomment respectivement 60 TWh et 23 TWh en 2050. Toutes les solutions gaz/méthane pour ces usages sont supprimées.
Ce choix de consommer de l’électricité à tout va – même bas-carbone – est très étonnant dans un monde où la nécessité de baisser l’empreinte écologique (matières, déchets dont ceux qui sont radioactifs, ressources en eau, etc.) exige la sortie de ce modèle hyper-consumériste.
Dans le scénario TerraWater, la production est dimensionnée pour être toujours un peu supérieure à la consommation. La production de pointe (1 TWh en 2041) assurée par des turbines à combustion biomasse n’est pas visible sur ce graphe. Source : Les voix du nucléaire.
Le second pari, comme le laisse présager l’orientation pro-nucléaire de l’association, est de massifier fortement le recours à l’atome. À tel point que son appétit pour les technologies de fission ressemble à de la boulimie. Elle imagine en effet que la filière nucléaire serait capable à la fois de pousser les réacteurs existants au-delà de 60 ans, de construire 26 EPR2 puis d’installer plus de 50 GW de réacteurs d’autres technologies (IVe génération, SMR…). Du jamais vu ! Ainsi, 29 des 56 réacteurs existants atteindraient au moins 70 ans, obligeant à gérer les risques liés au vieillissement des cuves et à remplacer au moins une fois les composants de chaudronnerie du circuit primaire, comme le générateur de vapeur. Pour les EPR2 (dont la conception n’est pas finalisée), les trois paires de réacteurs envisagées par EDF seraient construites entre 2026 et 2041, et un programme de construction de deux réacteurs par an prendrait le relais à partir de 2035 jusqu’en 2050. On arriverait ainsi à 90 GW de nucléaire en 2050 et 100 GW en 2070 (voir graphique ci-dessous). Il n’est pas du tout certain que la filière nucléaire soit capable d’assurer un tel rythme de construction. Et à quel coût ? Terrawater ne le dit pas, mais selon un rapport qui évalue le coût des six premiers EPR2 à plus de 51 milliards d’euros, ce n’est pas moins de 215 milliards d’euros qu’il faudrait investir au total pour les seuls EPR. Malgré tous ces efforts pour augmenter significativement le parc nucléaire, sa part n’excéderait jamais 70 % de toute la production d’électricité. Tout ça pour ça…
Quelle place pour les EnR ?
Le troisième pari de TerraWater est celui des énergies renouvelables. Une technologie est particulièrement promue : les stations de transfert d’énergie par pompage (Step). Aux 5 GW actuellement en service viendraient s‘ajouter 42 GW de ces installations nécessitant de créer deux bassins entre lesquels l’eau circule. Là encore, du jamais vu, car aucune Step n’a été construite en France depuis les années 80. Et les délais sont longs : la construction récente d’une des plus puissantes Step d’Europe (0,9 GW) en Suisse à Nant-de-Drance a duré plus de 10 ans… Certes ces Step permettraient de disposer d’un stockage d’énergie (8 TWh de capacité réversible selon Les voix du nucléaire) et pourraient être en partie installées sur des sites hydroélectriques existants. Mais, reconnaît l’association, cela nécessitera une adaptation des usages des réservoirs d’eau et obligera à mobiliser environ 250 km² de terrains (Alpes, Pyrénées, Auvergne) et à exproprier 12 000 personnes. Un immense défi d’acceptabilité sociale !
Pour le reste, TerraWater compte sur 55 GW de solaire photovoltaïque en 2050 et 35 GW d’éolien terrestre, soit bien moins que dans tous les autres scénarios (RTE, Ademe et négaWatt), ainsi que sur 22,5 GW d’éolien en mer, soit le même niveau que les scénarios N03 de RTE et S2-S3 nucléaire de l’Ademe. Les agrocarburants et le biogaz sont peu développés et surtout réservés au transport maritime et aérien. Par ailleurs, le bois-énergie – réduit au niveau des particuliers – serait consacré à des turbines à combustion pour assurer le besoin de pointe électrique : avec 20 GW prévus dans le scénario, ce serait une centaine d’installations de 200 MW à mettre en service entre 2027 et 2034 ! Un défi de plus, sans compter le fait que la combustion de la biomasse pour ce type de turbine pose des problèmes d’encrassage. Au final, cela veut aussi dire qu’un parc de production fortement nucléarisé aurait besoin de ce « back-up » thermique, reproche qu’on fait d’habitude au scénario 100 % renouvelable…
À la vue de tous ces paris ambitieux, voire démesurés, il semble bien que le scénario TerraWater n’ait rien de réaliste.
* Acteurs industriels comme Orano et Framatome, bien heureux tout de même de financer Les voix du nucléaire à hauteur de 100 000 euros cette année.
Un scénario qui voit la production photovoltaïque diminuer après 2050, alors qu’à cet horizon ce sera le mode de production d’électricité le moins onéreux, tout ça pour laisser de la place à de nouveaux réacteurs nucléaires après 2050, oui ça semble complètement irréaliste…
Un système énergétique basé à 100 % sur les énergies renouvelables est en passe de devenir un courant scientifique dominant.
Les chercheurs sont d’accord : le monde peut atteindre un système d’énergie 100% renouvelable d’ici 2050 ou avant.
Les recherches de 15 grandes universités internationales suggèrent que le nouveau système serait basé en grande partie sur l’énergie solaire et éolienne, le stockage d’énergie, le couplage sectoriel et l’électrification directe et indirecte de presque toute la demande énergétique.
Des centaines d’études scientifiques ont prouvé qu’il était possible de mettre en place des systèmes énergétiques 100 % renouvelables aux niveaux mondial, régional et national d’ici 2050 ou avant. Le nombre d’études publiées a augmenté de 27 % par an depuis l’année 2010 et continue de croître chaque année.
De plus en plus de chercheurs concluent que la totalité de la demande en matière de systèmes énergétiques peut être satisfaite grâce aux énergies renouvelables et que cette solution sera moins coûteuse à long terme, tout en répondant aux exigences de durabilité.
Les principaux piliers de ce nouveau système énergétique sont l’énergie solaire et éolienne, le stockage d’énergie, le couplage sectoriel et l’électrification de tous les secteurs de l’énergie et de l’industrie, ce qui implique des solutions power-to-X et hydrogen-to-X, complétées par l’élimination prochaine du dioxyde de carbone pour contribuer à la stabilisation du climat.
La revue d’actualité est intitulée « On the History and Future of 100% Renewable Energy Systems Research » et publiée dans IEEE Access.
« Selon les Nations unies, plus de 160 entreprises représentant 70 000 milliards de dollars d’actifs se sont engagées à décarboniser l’économie mondiale, ce qui signifie éliminer progressivement les combustibles fossiles d’ici 2050. Nos recherches ont montré que nous disposons des technologies nécessaires pour mettre en œuvre un approvisionnement énergétique mondial entièrement basé sur les énergies renouvelables », déclare le Dr Sven Teske, professeur associé à l’université de Technology Sydney (UTS).
« La science montre clairement qu’un approvisionnement mondial en énergie 100 % renouvelable est techniquement et économiquement possible. La prochaine étape consiste à inclure nos recherches dans les rapports d’évaluation du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC), qui sont actuellement basés sur des recherches de scénarios énergétiques dépassés », poursuit M. Teske.
Le « fort scepticisme » a disparu depuis longtemps
Au départ, la recherche sur les systèmes d’énergie 100 % renouvelable s’est heurtée à un fort scepticisme. Aujourd’hui, les principaux chercheurs de la communauté de recherche sur les systèmes d’énergie 100 % renouvelable ont combiné leurs points de vue. L’article reflète le développement du domaine de recherche, l’état actuel, les critiques passées, et fournit une perspective sur les besoins futurs en matière de recherche.
Plus de 20 auteurs de 15 organisations et de 9 pays ont contribué à cette recherche commune.
« De nombreux jeunes sont déprimés parce qu’ils ont le sentiment que le changement climatique ne peut être arrêté. Nous voulons leur offrir de l’espoir en montrant que notre monde peut satisfaire tous ses besoins énergétiques grâce aux énergies renouvelables à un prix inférieur à celui des combustibles fossiles.
« Cette étude montre que nos idées font désormais partie du courant scientifique dominant », déclare Auke Hoekstra, de l’université de technologie d’Eindhoven, aux Pays-Bas.
Les principales critiques à l’encontre de la recherche sur les systèmes d’énergie 100 % renouvelable portent sur le retour sur investissement énergétique (EROI) des énergies renouvelables, la variabilité et la stabilité du système, les coûts, la demande de matières premières et la perturbation des communautés. Ces aspects sont directement abordés et il est démontré qu’ils appartiennent au passé ou que des solutions existent, de sorte qu’aucun de ces aspects ne doit être considéré comme un obstacle.
« Plus précisément, l’argument souvent avancé selon lequel les énergies renouvelables n’offrent pas, et ne peuvent pas offrir, un meilleur retour sur investissement énergétique que les combustibles fossiles parce que, à l’heure actuelle, des combustibles fossiles sont encore nécessaires pour leur fabrication et leur installation, est fondamentalement erroné – selon la même logique erronée, le charbon n’aurait jamais pu devenir une source viable d’énergie « nette » abondante, puisqu’il a d’abord été alimenté par de l’énergie animale à faible EROI (c’est-à-dire les muscles humains et les voitures à cheval), les muscles humains et les voitures tirées par des chevaux devaient être utilisés pour l’extraire et le transporter depuis les mines) », ajoute Macro Raugei, de l’université Brookes d’Oxford, au Royaume-Uni, et de l’université Columbia de New York, aux États-Unis.
Toutefois, selon les chercheurs de l’article, l’Agence internationale de l’énergie et le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat font preuve d’une grande inertie institutionnelle qui entrave l’adoption de solutions progressistes en matière de systèmes d’énergie 100 % renouvelable.
La transition pourrait être plus rapide, conduisant à un système énergétique moins coûteux pour des niveaux de durabilité plus élevés, si les institutions internationales adoptaient les dernières connaissances issues de la recherche sur les systèmes d’énergie 100% renouvelable.
La recherche sur les systèmes d’énergie 100 % renouvelable a stimulé les objectifs politiques respectifs, ce qui entraîne à son tour de nouvelles recherches dans ce domaine. Un large débat a permis de dégager plusieurs domaines de recherche émergents, tels que le couplage sectoriel et les systèmes énergétiques intelligents, la criticité des matériaux, les variations interannuelles des ressources, la fiabilité et la sécurité des systèmes, ainsi que les émissions négatives de CO2 pour lutter plus rapidement contre l’urgence climatique.
« Les technologies sont déjà là. Les preuves substantielles présentées sont déjà également des preuves empiriques dans plusieurs régions et pays. La capacité d’exploiter les synergies entre l’efficacité énergétique, l’électrification, le chauffage urbain et les électrocarburants est certainement prouvée. Les décideurs doivent maintenant arrêter tout nouvel investissement dans les combustibles fossiles et se concentrer sur la création de systèmes énergétiques intelligents basés sur les énergies renouvelables », déclare Brian V. Mathiesen, de l’université d’Aalborg, au Danemark.
Selon ces 15 universités de premier plan, les entreprises, les ONG et les gouvernements doivent travailler ensemble afin de favoriser l’engagement du public nécessaire à la mise en œuvre de systèmes énergétiques durables distribués. Les chercheurs affirment que les modèles de propriété, de gouvernance et de marché locaux doivent être développés pour s’adapter aux différents contextes et traditions culturelles dans le monde.
On the History and Future of 100% Renewable Energy Systems Research
https://ieeexplore.ieee.org/document/9837910
Super article, bravo.
Concernant la consommation d’électricité en 2050, l’estimation à 792 TWh (480 aujourd’hui) est encore supérieure à celle du scénario « réindustrialisation profonde » de RTE (752). Pourtant, ce dernier suppose un excédent commercial de la France énorme : plus de 200 Mds€, proche de l’excédent de l’Allemagne avant la crise Covid. La cohérence macroéconomique de ce scénario n’a pas été évaluée par RTE lors de la préparation de ce scénario; or, elle est extrêmement douteuse : quels pays auront le déficit commercial pour absorber cet excédent ? Qu’est-ce qui justifierait un tel excédent (en Allemagne, il y a une raison démographique qui n’existe pas en France). Quelles politiques pour générer un tel excédent dans un pays contraint par les règles de l’UE et de l’OMC ?
Vous avez donc parfaitement raison de remettre en cause ce scénario de consommation.
Il se trouve que j’ai lu ce scénario il y a quelques jours.
Je trouve, vous m’excuserez, que cette présentation réalise d’une part une sélection partielle et partiale des données, et d’autre part donne une image trompeuse du dossier. Ce n’est d’ailleurs pas la première fois que je vois cela dans Techniques de l’ingénieur.
Avant de parler de Terrawater, qui mérite effectivement qu’on s’interroge sur quelques points, je voudrais attirer l’attention sur la perspective dans laquelle vous placez votre article.
J’ai été interloqué par votre appréciation « avenir radieux » pour la filière nucléaire (avec laquelle je n’ai pas le début de la moindre relation professionnelle, pas plus qu’aucune dans le champ de l’énergie: je suis un ingénieur retraité des industries métallurgiques et mécaniques, et je suis auditeur de l’IHEST, promotion Curien). Au delà du sarcasme politique (qui fait alerte d’ailleurs dès le début sur le sérieux de l’article et la présence de « passagers clandestins ») ceci ne résiste pas à l’analyse des faits.
Le Président de la République a annoncé à Belfort 40 GW d’éolien maritime, 100 GW de solaire, et (peut-être) 14 EPR en commençant par 6. Il suffit de lire les scénarios du gestionnaire du réseau électrique (RTE) pour reconnaître que ceci correspond à la mise en oeuvre du scénario N2 de RTE, scénario conduisant à une part de production du nucléaire de 36 % en 2050 pour 700 Twh de base de consommation, réduction donc de moitié de l’équilibre précédent, et en parfaite cohérence avec la LTECV qui limite le nucléaire à 63,2 GW en puissance et 50 % en énergie, de même qu’avec la PPE qui prévoit la fermeture de 14 réacteurs (dont les deux de Fessenheim) d’ici 2035. En quoi ce scénario est-il « radieux » ? Parce que le président de la République semble avoir tourné le dos au « 100 % renouvelable » ?
Vous critiquez ensuite les objectifs poursuivis. C’est votre droit même si je suis en droit de me demander en quoi ceci est conforme à des « techniques de l’ingénieur » et en quoi ceci mériterait d’être reconnu comme « l’expertise technique et scientifique de référence » quand les Académies des sciences et des technologies… disent le contraire de ce que de votre haute sagacité vous croyez être la référence… Et oui, ces académies, considèrent que les hypothèses de consommation de la « stratégie nationale bas carbone » (et donc hypothèses politiques) sur lesquelles (légitimement) RTE s’est appuyé sont très largement sous-évaluées et que des hypothèses « réalistes » pour reprendre vos termes seraient plus proches de 850 à 900 TWh plutôt que 700 TWh (voire 750 TWh dans le scénario N3 de RTE). C’est ce qui a fondé, d’ailleurs, le scénario N4 (que vous n’évoquez pas) produit par Cérémé.
Je pourrais faire la liste de vos affirmations beaucoup plus politiques que techniques.
Le dernier point mérite effectivement une réflexion technique. Il est vrai que la nouveauté instituée par ce scénarios Terrawater réside dans le « water » à savoir l’ambition relative aux STEP. Il est vrai que le pompage-turbinage est le seul moyen véritablement techniquement au point aujourd’hui pour stocker massivement « de l’électricité » (for short), et que la fonction pompage soit activée par une capacité de production momentanément excédentaire (soit par les moyens intermittents pendant des pointes de production soit par le nucléaire pendant des creux de consommation) mais la perspective se heurte d’abord à la possibilité de trouver des sites adaptés en quantité suffisante, et d’autre part, peut-être même surtout, pas la capacité de l’État de faire face aux minorités (illégalement) agissantes pour bloquer de tels projets (comme à Notre Dame des Landes ou Sievens) quand bien même les populations locales y seraient majoritairement favorables.
Il y a matière effectivement à discuter scientifiquement et techniquement du caractère « réaliste » de cette ambition de développement du renouvelable hydroélectrique. Il y a encore plus à discuter du caractère « réaliste » d’une ambition « 100% renouvelable » comme celle de Négawatt, encore plus si vous écartez le développement massif des STEP. Mais il est vrai que vous êtes membre et propagandiste de Négawatt, ainsi qu’on le voit sur le site de cette association antinucléaire, mais cela, vous ne le dîtes à aucun moment… Là est le passager clandestin. On dresse sans fin la liste des « conflits d’intérêts ». Pourquoi donc ne déclarez-vous pas en début d’article que vous êtes militant et contributeur de l’association Négawatt. Vous me permettrez de pensez que vous n’êtes pas « l’expertise technique et scientifique de référence » en matière énergétique.
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