Résumé : toutes les centrales nucléaires françaises ont besoin d’eau froide pour alimenter le circuit de refroidissement. Actuellement, 75% des réacteurs dépendent d’un fleuve pour le prélèvement en eau froide. Si les centrales ne disposent pas de tours aéroréfrigérantes, elles doivent rejeter l’eau “réchauffée” à la source. Les normes de débit minimal ou de température de l’eau amont / aval peuvent ponctuellement baisser la production d’un réacteur. Le nucléaire n’est pas le seul moyen de production d’électricité bas-carbone impacté par le changement climatique.

Point d'attention : chez adapt, nous sommes indépendants, nous sommes pour l’énergie qui a le moins d'impact sur l'environnement, c’est-à-dire celle que nous ne consommons pas ! Nous sommes ni anti-nucléaire, ni anti-renouvelables, nous sommes anti-fossiles !

Image de couverture : Ouest-France/Franck Dubray

Introduction : le nucléaire en France

Depuis la décision de fermer des centrales nucléaires plus tôt que prévu, le sujet du nucléaire est sensible en France, et dans le monde. Pendant l'été 2022, certains hommes politiques ou influenceurs ont encore fait des fausses déclarations sur les avantages ou inconvénients du nucléaire, notamment concernant la relation entre le nucléaire et le changement climatique. Qu'en est-il réellement ?

En France continentale, le nucléaire est la principale source de production d’électricité bas-carbone (c'est à dire qui émet peu de Gaz à Effet de Serre). En 2020, cette technologie a représenté 66% de la production nette d’électricité (335 TWh / 510 TWh selon le Ministère de la Transition Ecologique).

Suite à la fermeture de la centrale de Fessenheim, la production d’électricité nucléaire est permise par un ensemble de 18 centrales qui regroupent 56 réacteurs.

L’ensemble des réacteurs en fonctionnement sont des réacteurs à eau pressurisée, qui fonctionnent avec 3 circuits d’eau sous pression (à l’état liquide).

Pour comprendre l’impact du changement climatique sur la production d’électricité nucléaire, il faut bien comprendre pourquoi une centrale nucléaire a besoin d’eau pour fonctionner (comme d’autres centrales de production d’électricité fonctionnant à la vapeur, comme certaines centrales charbon).

Les trois circuits d'eau d'un réacteur nucléaire français

Voici comment ces 3 circuits d’eau garantissent la sécurité des installations :

  1. Le circuit primaire, circuit fermé, est en contact avec le réacteur, qui produit une grande quantité de chaleur. Il permet de transférer la chaleur du cœur vers le générateur de vapeur du circuit secondaire. 
  2. Le circuit secondaire, circuit fermé, est celui en contact avec le générateur de vapeur, qui sert à produire de l’électricité en soit (l’eau du circuit est transformée en vapeur pour faire tourner la turbine, qui entraîne à son tour un alternateur). L’eau sous format gazeux repasse au format liquide lorsqu’elle est refroidie au contact du circuit de refroidissement (3ème circuit).
  3. Le circuit de refroidissement, circuit ouvert cette fois, prélève de l’eau (froide) qui est issue d’un fleuve ou de la mer. Cette eau froide est réchauffée avec le circuit secondaire. Pour “refroidir” cette eau “réchauffée”, deux options existent.

3.1. Pour refroidir cette “eau réchauffée”, certaines centrales en bord de rivière peuvent utiliser des tours aéroréfrigérantes. Les tours aéroréfrigérantes refroidissent l’eau au contact de l’air (ce sont d’ailleurs les mêmes tours que pour d’autres centrales électriques, comme le charbon). 

Principe de fonctionnement d'une centrale nucléaire : avec aéroréfrigérant

3.2. Les centrales qui ne disposent pas de tours aéroréfrigérantes, l’eau est ensuite rejetée à la source à une température légèrement plus élevée.

Principe de fonctionnement d'une centrale nucléaire : sans aéroréfrigérant

Au global, selon l’Institut de Radioprotection et de Sûreté Nucléaire (IRSN), 98% de l’eau prélevée est restituée au milieu naturel (« 98 % de l’eau prélevée par une centrale dans un fleuve, une rivière ou la mer, principalement pour refroidir les réacteurs, est restituée au milieu naturel, alors que les 2% restants s’évaporent pour refroidir les réacteurs »).

Répartition des réacteurs selon la source d’eau froide

Source de prélèvement de l'eau froide des réacteurs nucléaires français en 2022

Actuellement, 75% des réacteurs français sont situés en bord de fleuve (42 / 56, si on considère que la centrale du Blayais au bord de l’estuaire de la Gironde en fait partie). Ces réacteurs ont donc besoin de tirer de l’eau des fleuves, et pour ceux dépourvus de tours aéroréfrigérantes, de pouvoir relâcher de l’eau un peu plus chaude dans les fleuves. Pour ne pas perturber la faune et la flore, certaines valeurs de différence de température amont / aval et de température limite aval sont définies par l’Autorité de Sûreté Nucléaire (ASN).

Les 25% restants sont situés au bord de la mer, ils prélèvent de l’eau de mer, qu’ils rejettent au large via des canalisations au fond de la mer pour un impact minime de la faune et de la flore.

Il est aussi possible qu’un réacteur nucléaire à eau pressurisée utilise une source d’eau différente de l’eau de mer ou de l’eau des fleuves pour son circuit de refroidissement, mais ce n'est pas le cas des réacteurs nucléaires français. C’est le cas des 3 réacteurs à eau pressurisée de la centrale de Palo Verde en Arizona qui utilisent les eaux usées des villes environnantes (cas unique au monde).

L’impact du changement climatique est pris en compte

Le réchauffement climatique impacte la production des centrales qui utilisent l’eau des fleuves dans leur circuit de refroidissement de deux façons :

  1. Pour toutes les centrales situées en bord de fleuve, avec les sécheresses, le débit minimal de certains fleuves peut se trouver diminué. Si ce débit est inférieur au débit minimum de production, EDF doit réduire la capacité de certains réacteurs, comme ça a déjà été le cas à Saint-Alban en Isère.
  2. Pour les centrales sans aéroréfrigérant situées en bord de fleuve, avec l’augmentation des températures de l’eau des fleuves, les normes environnementales de protection de la biodiversité peuvent contraindre le rejet d’eau « réchauffée » du circuit de refroidissement en aval de la centrale, et donc limiter sa production.

Depuis la canicule de 2003, EDF a mis en place le plan « Grand Chaud » pour « procéder à l’amélioration de l’efficacité du refroidissement de certaines de ses centrales et à renforcer l’électronique des bâtiments réacteurs afin de pouvoir supporter des températures supérieures à 50 °C » (lien vers le plan de transition climatique du groupe EDF).

En 2021, le gestionnaire du réseau électrique RTE a plaidé pour que l’emplacement des futures centrales nucléaires tienne compte du changement climatique, et « privilégier des emplacements possibles le long de la mer » (ou « sur certains cours d'eau qui sont le moins impactés par le changement climatique », c’est-à-dire à fort débit).

Pour rappel, le nucléaire n’est pas la seule technologie bas-carbone impactée par le changement climatique. La baisse des débits hydriques affecte négativement l’hydraulique, les cendres des incendies de plus en plus fréquents recouvrent la surface des panneaux solaires et en diminuent la production, et enfin l’éolien produit peu lors des fortes canicules.

L’énergie est précieuse, surtout si elle bas-carbone !

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Sources complémentaires pour aller plus loin