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Fermeture de la centrale de Fessenheim : beaucoup d’idées reçues…

Publié en ligne le 26 juin 2020 - Énergie -

Le premier réacteur de la centrale nucléaire de Fessenheim (Haut-Rhin) a été mis à l’arrêt définitif le 22 février 2020. Le second réacteur devrait également être arrêté fin juin 2020, 42 ans après la mise en service de la centrale.

Le gouvernement français a justifié sa décision de fermer la centrale de Fessenheim en affirmant qu’elle « correspond à l’engagement de la France de réduire la part du nucléaire dans la production d’énergie » et que « cette fermeture constitue une première étape dans l’objectif de réduire à 50 % la part du nucléaire dans le mix énergétique français, et ce d’ici à 2035 » [1].

L’engagement à réduire la part du nucléaire à 50 % en 2025 remonte à un accord de campagne entre François Hollande – alors candidat à la présidentielle – et le parti Europe Écologie-Les Verts (EELV) [2]], historiquement antinucléaire. Cet engagement électoral a été intégré dans la loi de transition énergétique pour la croissance verte de 2015 [3] puis repris par le candidat Emmanuel Macron. Pour des raisons de faisabilité, la date butoir a cependant été repoussée à 2035 [4].

La réduction de la part de l’énergie nucléaire dans le bouquet électrique français correspond donc bien à un engagement inscrit dans la loi. Cependant, l’origine de cet engagement est électorale et il ne s’agit pas d’un engagement de la France vis-à-vis d’autres États, le choix du bouquet énergétique étant de la compétence nationale et non pas européenne.

De nombreux arguments ont été mis en avant pour justifier la fermeture de la centrale ; cet article s’attachera à passer en revue les principaux.

Fessenheim est la plus ancienne centrale nucléaire française en activité

« Située dans le Haut-Rhin, Fessenheim a été mise en service en 1977. C’est la plus ancienne des 19 centrales nucléaires françaises » (site du gouvernement français [1]).

Le premier argument mis en avant pour justifier la fermeture de la centrale de Fessenheim réside dans son âge. Pour autant, cet argument à lui seul ne peut suffire pour justifier la fermeture d’une centrale. En effet, l’ancienneté ne préjuge en rien du niveau de sûreté ou de rentabilité économique d’une centrale, qui sont les deux notions pertinentes pour justifier d’une fermeture. Ces deux aspects sont infiniment plus complexes et dépendent notamment de la façon dont le réacteur a été conçu, construit, exploité précédemment (usure plus ou moins marquée des composants suivant leur sollicitation), de la façon dont il est exploité actuellement (référentiels de sûreté, règles de conduite) et des investissements qui sont réalisés pour maintenir et améliorer le niveau de sûreté au cours du temps.

De plus, la centrale de Fessenheim est loin d’être la plus vieille du monde encore en activité. Ce record est détenu par la centrale suisse de Beznau, mise en service en 1969, soit près de dix ans avant Fessenheim. Aux États-Unis, la centrale de Beaver Valley – qui a servi de référence pour la construction de Fessenheim – a été mise en service en 1976. En 2009, l’autorité de sûreté nucléaire américaine (la Nuclear Regulatory Commission, NRC) l’a autorisée à fonctionner pour vingt années supplémentaires, soit jusqu’à 60 ans [5], comme plusieurs autres réacteurs aux États-Unis. En 2019 et 2020, les réacteurs à eau pressurisée des centrales américaines de Turkey Point et de Peach Bottom ont même été autorisés à fonctionner jusqu’à 80 ans par la NRC [6].

La centrale de Fessenheim a été conçue pour fonctionner 40 ans

« Les centrales nucléaires n’ont pas été conçues ni testées pour durer plus de 40 ans. Les ingénieurs ont conçu les réacteurs et étudié les propriétés des matériaux et leur résistance pour une durée de fonctionnement de 30 à 40 ans. Autrement dit, ils n’ont pas testé la capacité des réacteurs à fonctionner au-delà. À partir de 40 ans, les réacteurs entrent donc dans une phase de vieillissement qui n’a pas été prévue par les ingénieurs et que la filière nucléaire ne maîtrise pas » (site de Greenpeace France [7]).

Les réacteurs nucléaires à eau pressurisée exploités en France sont issus d’une conception américaine (licence Westinghouse pour les réacteurs 900 MW électrique – MWe), francisée pour les autres types de réacteurs plus puissants. La NRC avait fait le choix de ne certifier les réacteurs que pour quarante ans (durée prolongeable par tranches de vingt ans) pour des raisons économiques et d’adéquation avec la réglementation anti-monopole américaine. La NRC indique ainsi sur son site que ce sont « des considérations économiques et anti-monopole, et non des limitations de la technologie nucléaire, qui ont déterminé la durée initiale de 40 ans pour les permis de réacteur » 1 [8]. Il ne s’agit pas d’une décision technique, même si la NRC ajoute qu’« en raison de cette période sélectionnée, certains systèmes, structures et composants peuvent avoir été conçus sur la base d’une durée de vie prévue de 40 ans ».

En France, le système est différent et l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN) ne délivre des autorisations de fonctionnement que pour des périodes de dix ans. Tous les dix ans, le niveau de sûreté des réacteurs est donc réévalué au cours d’un réexamen en considérant des objectifs plus contraignants, en fonction du retour d’expérience non seulement français mais aussi mondial, et en vérifiant que l’usure des réacteurs ne remet pas en cause leur sûreté. Et lorsque certains composants de la centrale risquent de ne plus respecter leurs spécifications, ils sont remplacés (voir encadré). De plus, l’évolution des sciences et des techniques (considérable depuis les années 1970-1980) permet d’apprécier les marges de sûreté disponibles de façon beaucoup plus précise qu’à la conception.

L’usure des composants d’une centrale

Évidemment, les réacteurs vieillissent. Néanmoins, tous les systèmes ne sont pas sensibles de la même façon à l’usure ou à la corrosion. Cela dépend par exemple de la façon dont ils sont sollicités, exposés à des rayonnements ou à de l’usure thermique ou mécanique. Mais surtout, tous les éléments d’une centrale peuvent être remplacés ou réparés (et le sont effectivement lorsqu’ils ne respectent plus leurs spécifications), à l’exception essentiellement de la cuve du réacteur et de l’enceinte de confinement en béton du bâtiment réacteur.

La cuve du réacteur. Elle a été conçue en considérant une durée prévisionnelle de quarante ans. Cependant, EDF a anticipé depuis les années 2000 que ce point pourrait limiter le prolongement de la durée de vie des réacteurs. L’entreprise a donc mis en place des gestions du combustible dites « faible fluence » (la fluence correspond à l’endommagement de la cuve par les neutrons émis dans le cœur, qui est le principal facteur de vieillissement pour les caractéristiques mécaniques des matériaux de la cuve). L’usure de la cuve a ainsi été réduite de l’ordre d’un facteur 2 (variable selon les réacteurs). Plus récemment, d’autres mesures ont été prises, telles que l’introduction de grappes d’absorbants neutroniques fixes en hafnium en périphérie du réacteur, ce qui diminue encore la fluence reçue par la cuve. La cuve « s’use » donc beaucoup moins vite, ce qui permet de l’utiliser plus longtemps. Enfin, des « éprouvettes » (à savoir des pièces d’essai destinées à tester le matériau de la cuve pour caractériser son comportement mécanique) ont été placées près du cœur lors de la construction. Elles permettent ainsi à chaque visite décennale de suivre l’évolution de l’acier irradié pour s’assurer que ses propriétés mécaniques restent satisfaisantes [1]. Ainsi, suivant l’histoire particulière de chaque cuve et le résultat des analyses menées chez EDF et, de façon indépendante, à l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), la plupart d’entre elles devraient pouvoir atteindre 60 ans tout en respectant les normes de sûreté.

Les enceintes de confinement. Leur comportement est suivi régulièrement, notamment au travers des « épreuves enceintes » réalisées tous les dix ans, qui permettent de vérifier que leur taux de fuite est conforme aux normes en vigueur. Lorsque le critère n’est pas respecté, des réparations locales sont effectuées de façon à ce qu’il soit à nouveau respecté. Il est possible que le vieillissement de certaines enceintes empêche la prolongation de certains réacteurs au-delà de quarante ou cinquante ans, mais il s’agit d’une évaluation au cas par cas. C’est un des sujets de recherche et d’étude d’EDF et de l’IRSN.

Références
1 | IRSN, « Vieillissement des centrales nucléaires. Comment est anticipé, contrôlé et surveillé le vieillissement des composants d’une centrale », sur irsn.fr


Un des enjeux que soulève néanmoins le vieillissement des réacteurs est la capacité à détecter l’usure d’un matériel, en particulier pour ceux qui sont difficiles d’accès. C’est un des points sur lesquels l’ASN et son appui technique l’IRSN sont particulièrement vigilants dans le cadre des réexamens de sûreté.

Lors des premiers réexamens de sûreté, les efforts ont particulièrement porté sur la réduction du risque de fusion du cœur (appelé « accident grave »). Désormais, pour le quatrième réexamen de sûreté des réacteurs de 900 MWe, d’importants efforts sont réalisés pour permettre de gérer un accident avec fusion du cœur et limiter fortement les conséquences potentielles pour la population. Le « grand carénage », programme de maintenance et de mise à niveau déployé par EDF pour exploiter les réacteurs au-delà de quarante ans, ne consiste donc pas qu’à maintenir des systèmes existants, mais apporte une amélioration de sûreté significative face à de nombreux risques.

En conclusion, les réacteurs français sont globalement bien plus sûrs aujourd’hui que lors de leur mise en service. Néanmoins, une attention particulière doit être portée sur les marges restantes sur certains composants sensibles (cuves notamment) et l’inspection des matériels pour vérifier leur conformité.

Quoi qu’il en soit, le fait d’appréhender la sûreté d’un réacteur uniquement par son âge ressemble bien à un raccourci intellectuel économisant l’effort d’aller regarder la complexité des systèmes assurant la sûreté nucléaire. Le meilleur contre-exemple étant certainement le réacteur n°4 de la centrale de Tchernobyl qui n’avait que trois ans lors de la catastrophe. Entre une voiture récente, conduite trop vite, n’ayant fait l’objet d’aucun entretien et dont les systèmes de sûreté opérationnelle sont défaillants, et une voiture plus ancienne sur laquelle on a changé les pièces usées, à jour de son contrôle technique et conduite par quelqu’un de prudent, la plus sûre n’est pas forcément la plus jeune.

Évolution des systèmes et procédures


Les centrales ne font pas que vieillir. À chaque réexamen de sûreté, au fur et à mesure de la prise en compte des retours d’expérience des accidents (Three Mile Island en 1979, Tchernobyl en 1986 et Fukushima en 2011), EDF a ajouté plusieurs systèmes de sûreté, tels que les générateurs diesel d’ultime secours (capables d’alimenter en électricité les systèmes de sûreté en cas de défaillance des deux autres générateurs électriques de secours initialement installés), un dispositif d’éventage-filtration de l’enceinte permettant de filtrer les rejets qui seraient susceptibles de se produire en cas d’accident grave et de réduire très fortement les conséquences radiologiques, des systèmes de gestion des fuites éventuelles, des recombineurs à hydrogène pour éviter le risque d’explosion d’hydrogène (comme à Fukushima), etc. Il faut également ajouter à cela la force d’action rapide nucléaire (Farn) – introduite après l’accident de Fukushima – qui permet de secourir un réacteur accidenté en apportant de façon autonome le matériel nécessaire. Depuis la conception, d’importants changements ont été faits dans la façon de conduire un réacteur en situation accidentelle (passage à l’approche dite « par état »), et les procédures actuelles de sûreté permettent également de réduire le risque d’accident par rapport à leur pilotage initial, par exemple lors de l’arrêt du réacteur.

Fessenheim et la lutte contre le changement climatique

« Sa fermeture s’inscrit dans les objectifs énergétiques de la France. Cet arrêt s’inscrit également dans un contexte de baisse des émissions de gaz à effet de serre issues de la production d’électricité, grâce à la fermeture progressive des centrales à charbon d’ici 2022 » (site du gouvernement français [1]).

« Il s’agit de la première stratégie nationale bas carbone qui donne une trajectoire secteur par secteur pour atteindre la neutralité carbone au milieu du siècle. C’est beaucoup plus ambitieux qu’auparavant. La France s’engage à réduire la part du nucléaire à 50 % en 2035, ce qui veut dire fermer 14 réacteurs. On donne des objectifs crédibles, qu’on transforme en actes, en fermant le premier réacteur de la centrale de Fessenheim dès février et en fermant les centrales à charbon » (entretien avec Élisabeth Borne, ministre de la Transition écologique et solidaire, Le Monde, 20 janvier 2020).

La communication du gouvernement est subtilement trompeuse en liant deux choses qui n’ont rien à voir : la fermeture des centrales à charbon dont l’intensité carbone (émissions de gaz à effet de serre par unité d’énergie) est en effet très élevée, et la fermeture de réacteurs nucléaires, très faiblement émetteurs de gaz à effet de serre. Selon le Groupe international d’experts sur le climat (Giec), les centrales à charbon modernes émettent environ, en valeur médiane, 820 grammes d’équivalent CO2 par kilowattheure (gCO2éq/kWh) sur l’ensemble de leur cycle de vie (construction et démantèlement compris) contre 12 g CO2éq/kWh pour l’énergie nucléaire (valeur inférieure à l’électricité solaire photovoltaïque) [9].

La logique économique fait que les capacités électrogènes (unités de production d’électricité) sont appelées sur le réseau dans un ordre précis, celui des coûts variables croissants [10]. Le coût de production de l’électricité se divise en effet entre coûts fixes – ce qu’il faut payer indépendamment de la production : construction des installations, personnel… – et coûts variables, qui dépendent de la production. En pratique, ces coûts variables sont ceux du combustible (charbon, gaz, fioul, uranium enrichi…) et du prix sur le marché européen du CO2 émis par les centrales thermiques à flamme (charbon, gaz et fioul).

Au prix du combustible et du CO2 actuels, les capacités électrogènes sont ainsi globalement appelées dans l’ordre suivant : énergies dites « renouvelables » (coûts variables nuls), nucléaire, lignite, gaz, charbon puis fioul [11]. Notons qu’avec le prix actuel du CO2 (22 €/tonne fin mai 2020 [12]) la délimitation entre charbon et gaz (qui émet pourtant entre deux et trois fois moins de CO2 que le charbon par kWh produit) n’est pas nette et dépend de l’efficacité relative des différentes centrales. Toujours est-il que si l’on retire des capacités électrogènes à faibles coûts variables, comme la centrale de Fessenheim, l’absence de leur production sera nécessairement remplacée par la dernière capacité appelée sur le réseau européen. Dans le cas du nucléaire, ce seront nécessairement celles arrivant après dans l’ordre de mérite, soit : lignite, gaz, charbon ou fioul (selon la demande instantanée et la disponibilité des moyens de production).

Toutes choses égales par ailleurs, fermer la centrale de Fessenheim impliquera donc un surcroît d’émission de gaz à effet de serre – par rapport au cas où elle aurait été maintenue en activité – que nous évaluons entre 6 et 10 millions de tonnes équivalent CO2par an (MtCO2éq/an) [11]. On rétorque souvent à cet argument que des capacités éoliennes et solaires seront développées dans le même temps et que des efforts peuvent être réalisés afin de réduire la demande électrique, ce qui compensera la fermeture. Certes, ces évolutions peuvent compenser, au moins en partie, l’impact carbone de la fermeture. Cependant, si nous avions consenti ces efforts en parallèle du maintien de Fessenheim, le système électrique européen aurait émis entre 6 et 10 MtCO2éq/an de moins, du fait de la production électrique d’origine fossile que la centrale alsacienne aurait permis d’éviter. N’oublions pas que pour contenir le réchauffement climatique sous 2°C, il ne suffit pas de stabiliser les émissions, mais d’atteindre la neutralité carbone, ce qui implique dans le cas de la France de diviser les émissions domestiques de gaz à effet de serre d’un facteur 15 (464MtCO2éq émis contre 32 MtCO2éq absorbés par les terres en 2017) et pour l’Union européenne d’un facteur 17 (4 323 MtCO2éq émis contre 258 MtCO2éq absorbés par les terres en 2017) [13].

Fermer une centrale nucléaire, un barrage ou un parc éolien déjà construits ne permet pas de se rapprocher de la neutralité carbone. Au contraire, cela augmente les efforts à fournir par ailleurs – en développant d’autres sources d’énergie bas-carbone et en réalisant des économies – qui doivent à la fois compenser ces retraits et remplacer les combustibles fossiles.

La centrale de Fessenheim est construite en zone sismique et inondable

« Pourquoi Fessenheim ? Parce qu’avec une mise en service en 1977 les réacteurs de Fessenheim sont les plus anciens encore en activité et parce que le positionnement de la centrale en zone inondable et sismique conduit encore davantage à vouloir limiter les risques » (tribune publiée par Le Monde le 21 février 2020 [14] et signée de plusieurs membres du gouvernement : Élisabeth Borne, Sébastien Lecornu, Brune Poirson, Emmanuelle Wargon).

Le risque d’inondation de la centrale de Fessenheim en cas de séisme a fait l’objet d’une longue étude lors de la conception des réacteurs et a permis de déterminer le calage des ouvrages. Il a été de nouveau expertisé par l’IRSN en 2015 [15]. Sa conclusion est que « la démonstration de la robustesse sismique des digues et des autres ouvrages de protection contre l’inondation est acquise », sous réserve de quelques compléments, notamment en termes de surveillance des digues. Une inspection de l’ASN en 2018 concluait à ce sujet « que le pilotage et l’animation de l’organisation du site en matière de gestion du risque d’inondation sont gérés de manière globalement satisfaisante » [16].

De façon générale, l’ASN est seule habilitée à juger de la sûreté d’une installation. Il s’agit d’une autorité technique indépendante 2 qui a su montrer à de multiples reprises son intransigeance ces dernières années. Soit le gouvernement a confiance en l’ASN et il doit suivre ses avis, soit il n’a pas confiance. Si tel est le cas, le gouvernement doit le dire clairement, expliquer pourquoi il s’en défie et la réformer afin de restaurer la confiance. Dans tous les cas, le gouvernement n’est pas compétent pour choisir quels avis émis par l’ASN sont valables et lesquels ne le sont pas. C’est sur le respect par le corps politique des avis techniques émis par l’ASN que repose tout l’édifice de sûreté.

En l’occurrence, en ce qui concerne la centrale de Fessenheim, l’avis de l’ASN est sans ambiguïté : « L’ASN considère que les performances en matière de sûreté nucléaire du site de Fessenheim, dans la continuité des années précédentes, se distinguent de manière favorable par rapport à la moyenne du parc » [17]. Il est donc paradoxal d’avancer une raison de sûreté, si la seule autorité compétente pour en juger n’en fournit pas.

Néanmoins, du fait de sa fermeture annoncée par le gouvernement, EDF n’a pas réalisé les nombreuses études et travaux nécessaires pour atteindre le niveau de sûreté actuellement requis pour les réacteurs après un quatrième réexamen de sûreté (prolongation au-delà de 40 ans). Par conséquent, si le gouvernement et EDF souhaitaient continuer l’exploitation de Fessenheim, l’ASN jugerait certainement aujourd’hui que le niveau de sûreté n’est pas suffisant en l’état pour dix années d’exploitation supplémentaires, à moins de réaliser lesdits travaux. Est-ce qu’en anticipant un fonctionnement au-delà de quarante ans, il aurait été techniquement possible de prolonger Fessenheim à un coût acceptable et avec le niveau de sûreté actuellement requis ? C’est probable, mais les études n’ayant pas été faites, personne ne le saura jamais.

Que retenir de cette décision de fermeture ?

Contrairement à ce qui a pu être annoncé par le gouvernement ou certains journaux, la fermeture de la centrale de Fessenheim ne répond à aucun impératif environnemental ni de sûreté.

Un choix démocratique n’a pas besoin de justifier d’une quelconque forme de pertinence écologique, économique ou industrielle pour être légitime. La volonté de fermer Fessenheim figurait au programme du candidat Hollande, élu président. Elle est donc intrinsèquement légitime. On peut dès lors regretter que le gouvernement ait choisi d’avancer d’autres arguments contestables, voire trompeurs, que celui du respect d’une promesse électorale pour justifier la fermeture de cette usine. Ceci contribue à disqualifier l’expertise publique.

Références


1 | « Arrêt d’un réacteur à Fessenheim : une première étape pour réduire la part de l’énergie nucléaire », site du gouvernement, 21 février 2020. Sur gouvernement.fr

2 | « Les principaux points de l’accord PS-EELV », Le Monde avec AFP, 16 novembre 2011.

3 | Ministère de la Transition écologique et solidaire, « Loi de transition énergétique pour la croissance verte », 30 mai 2017.

4 | Ministère de la Transition écologique et solidaire, « Stratégie française pour l’énergie et le climat », dossier de presse, novembre 2018.

5 | US NRC, “Beaver Valley Power Station – License Renewal Application”, Renewed License Issued on 11/05/2009.

6 | US NRC, “Status of Subsequent License Renewal Applications”, 16/04/2020,

7 | Greenpeace, « Les 10 raisons de fermer une centrale nucléaire après 40 ans », pétition en ligne, 20 février 2020. Sur greenpeace.fr

8 | US NRC, “Backgrounder on Reactor License Renewal”, 1er octobre 2018.

9 | Schlömer S et al., “Annex III : Technology-specific cost and performance parameters”, in : Climate Change 2014 : Mitigation of Climate Change. Contribution of Working Group III to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, Cambridge University Press, 2014.

10 | RTE, Signal prix du CO2 – Analyse de son impact sur le système électrique européen, 2016.

11 | Cordiez M, « Fermeture de Fessenheim : pour le climat on repassera… », Revue générale nucléaire, 18 février 2020.

12 | Sandbag, Carbon price viewer

13 | Commissariat général au développement durable, « Chiffres clés du climat, France, Europe et Monde », édition 2020.

14 | « La fermeture de la centrale de Fessenheim marque une étape historique », Le Monde, 21 février 2020.

15 | IRSN, « Centrales du Tricastin et de Fessenheim – Robustesse sismique des ouvrages de protection contre l’inondation. », avis IRSN 2015-00268, PT ECS 11 du 26 juin 2012.

16 | ASN, « Lettre de suite d’inspection des installations nucléaires, Contrôle des installations nucléaires de base – Inspection n°INSSN-STR-2018-0751 du 6 novembre 2018 – Thème Inondation ».

17 | ASN, « Conférence de presse Strasbourg région Grand-Est - Bilan 2018 et perspectives 2019 ».

1 Toutes les traductions depuis l’anglais ont été faites par les auteurs de l’article.

2 Son indépendance a notamment été renforcée en lui donnant un statut d’autorité administrative indépendante par la loi sur la Transparence et sûreté en matière nucléaire de 2006.


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Les auteurs

Maxence Cordiez

Maxence Cordiez est ingénieur dans le secteur de l’énergie.

Plus d'informations

Jean-Jacques Ingremeau

Docteur en physique des réacteurs nucléaires.

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