Faire tourner le système électrique français avec 100 % d’énergies renouvelables ? C’est techniquement envisageable à l’horizon 2050, assure un rapport publié le 27 janvier par le gestionnaire du Réseau de transport d’électricité (RTE) et l’Agence internationale de l’énergie (AIE). Ce document a trouvé un écho certain. Le PDG d’EDF Jean-Bernard Lévy, plaidant pour son projet de construire six nouveaux EPR, ne disait-il pas en octobre 2019 que, face à l’objectif d’une neutralité carbone en 2050, « personne ne pense qu’on puisse l’assurer uniquement avec des renouvelables » ? Ce rapport le dément, à la joie de la ministre de la Transition écologique, Barbara Pompili, antinucléaire historique, qui y voit « un moment copernicien » où « le scénario 100 % renouvelables entre dans le champ des possibles ».
Pilotage et coûts
Possible oui, mais pas forcément faisable. Pour rappel, aujourd’hui, la France, grâce au nucléaire qui fournit 70 % de son électricité, est une championne de l’énergie décarbo-née. Mais même en allongeant leur durée de vie à 60 ans, la quasi-totalité de ses 56 réacteurs auront été mis à l’arrêt en 2050. Du coup, le pays a le choix ou d’en construire de nouveaux ou de les remplacer intégralement par des énergies renouvelables, sachant qu’il s’est déjà engagé
Ce rapport décortique les enjeux techniques d’une telle montée en puissance. Sur ce plan, le nucléaire, énergie performante et pilotable (disponible à la demande) a fait ses preuves : le système électrique français est stable et capable d’encaisser les pics de consommation. Au contraire, la viabilité d’un monde où il n’y aurait que de l’électricité verte reste à prouver. Intermittentes, ces énergies sont moins productives : les éoliennes terrestres tournent à fond moins de 25 % du temps (40 % pour les éoliennes marines) et les panneaux solaires ne captent bien que 10 % du temps. Du coup, il faut les déployer en plus grand nombre que leur capacité de production théorique pour faire face. La France a-t-elle assez de sites ensoleillés ou venteux exploitables ? « Pour le solaire, le potentiel est plus que suffisant, indique Thomas Veyrenc, directeur de la prospective de RTE et coauteur du rapport. Pour l’éolien terrestre, c’est plus limité mais compensable par le développement en mer, prometteur tant la France a une grande façade maritime, avec des vents complémentaires entre Atlantique et Méditerranée. »
Surtout, ces énergies ne sont pas pilotables : elles produisent quand il y a du soleil et du vent, pas quand les consommateurs ont besoin d’électricité. Comment dès lors sécuriser l’approvisionnement ? RTE avertit qu’il faudra des mécanismes d’ajustement considérables. Côté offre, il faudrait se doter de surcapacités de production, constituer des réserves grâce au stockage via l’hydrogène, et densifier considérablement le réseau pour répartir l’électricité variablement produite à partir de multiples sites. Côté demande, il s’agirait de généraliser la gestion informatisée intelligente des logements pour réguler le chauffage ou éteindre automatiquement certains appareils, d’encourager les entreprises à accepter une flexibilité de consommation contre remises tarifaires, voire de jouer sur les batteries des véhicules électriques, qui pourraient être sollicitées pour alimenter le réseau quand elles ne roulent pas. « Toutes ces technologies existent, explique Thomas Veyrenc. Mais le défi, dans un système à très haute part en énergie renouvelable, sera de les mettre en œuvre de manière simultanée à l’échelle d’un pays de la taille de la France. »
Et là se pose la question des coûts. Certes, à comparer le prix au mégawattheure, le nouveau nucléaire aux normes de sécurité post-Fukushima n’apparaît plus compétitif, entre 120 et 70 euros (au mieux) face aux prix d’achat actuels de l’éolien terrestre (60 euros) et marin (45 euros), et au photovoltaïque (45 euros), dont les coûts se sont effondrés. « Mais ce n’est pas le juste indicateur, avertit Veyrenc. Il faudra évaluer le coût complet, lié au stockage, à la flexibilité de la demande, à l’extension des réseaux. »
Selon Nicolas Raillard, expert de The Shift Project, think tank militant pour une économie décarbonée, « passé le seuil des 50 % de renouvelables, l’effort pour adapter tout le système devra être si radical que ça coûterait deux fois plus cher qu’un modèle basé sur 60 % de nucléaire ».
Acceptabilité et obstructions
Enfin, il y a la question de l’acceptabilité sociale. Favorables en principe aux énergies vertes, les Français le sont moins quand ils en deviennent les riverains. Comment passer de 8 300 éoliennes à 40 000 alors que deux tiers des projets d’installation sont attaqués en justice ? Comment parier sur 8 000 éoliennes marines posées en 2050, alors que, malgré l’encouragement de l’Etat depuis 2007, aucune n’est encore sortie devant l’obstruction des pêcheurs ? Les fermes solaires, qui devraient passer de 10 000 à 100 000 hectares au sol, sont, elles, accusées d’artificialiser des terres agricoles. La multiplication des lignes électriques nécessaire devrait aussi se heurter à des résistances locales. Et jusqu’où les contraintes de flexibilité de la demande seront-elles indolores pour les modes de production des entreprises et les modes de vie des gens ?
RTE promet de traiter ces questions économiques et sociétales dans son rapport final attendu à l’automne.
« Notre objectif est de donner aux pouvoirs publics les éléments de débat scientifique et documenté pour décider » , pose Thomas Veyrenc. L’exécutif n’a pas prévu de se prononcer avant la présidentielle de 2022. Mais Emmanuel Macron ne fait pas mystère de sa préférence : « Notre avenir énergétique et écologique passe par le nucléaire » , a-t-il affirmé en décembre lors d’un déplacement au Creusot… avec Barbara Pompili.
Gaëlle Macke
* Intermittentes, les énergies éoliennes et solaires sont moins productives. Pour répondre aux besoins, il faut donc les déployer en plus grand nombre que leur capacité de production théorique. (SOURCES : RTE, EDF)
Imiter le soleil pour produire de l’énergie
Et si l’avenir du nucléaire était du côté de la fusion, et non de la fission ? Ce procédé pourrait réconcilier tout le monde. Il s’agirait de fusionner des noyaux d’atomes légers (deutérium et tritium) pour produire de l’énergie, imitant ainsi le soleil. Récupérée sous la forme de chaleur, elle permettrait de générer de la vapeur d’eau et d’actionner ainsi des turbines, comme dans les centrales nucléaires actuelles à fission. Mais, contrairement à la fission, la fusion ne produit pas de déchets hautement radioactifs à vie longue, et elle utilise des combustibles plus abondants que l’uranium. Le deutérium est extrait de l’eau de mer.
Quant au tritium, il s’obtient à partir du lithium présent dans l’écorce terrestre.
Voilà pour le rêve. En pratique, ça se complique… « La clé de la fusion, c’est le confinement des noyaux afin de multiplier les collisions, explique Jérôme Bucalossi, chef de l’Institut de recherche sur la fusion magnétique au CEA. Pour cela, le soleil dispose de sa masse considérable qui comprime en son cœur les noyaux atomiques. Dans un réacteur, il faut trouver d’autres forces. »
L’une des voies de recherche consiste à emprisonner des noyaux de deutérium et de tritium avec de puissants champs magnétiques, à l’intérieur d’une sorte de tube refermé sur lui-même, comme une bouée. Les noyaux ainsi canalisés sont ensuite chauffés à très haute température, ce qui revient à les accélérer, afin de provoquer de nombreuses collisions, si violentes qu’elles s’achèvent en fusion des noyaux. C’est l’enjeu majeur du réacteur Iter en construction près de Cadarache (Bouches-du-Rhône).£Ce projet monumental de 20 milliards d’euros devrait s’achever en 2035. Le cahier des charges est ambitieux. « Iter devra démontrer que l’on peut créer, entretenir, et contenir un plasma à 150 millions de degrés, soit dix fois la température au cœur du soleil, explique Jérôme Bucalossi. Et tester des parois capables d’encaisser une telle quantité d’énergie. »
Malgré ses objectifs ambitieux, Iter reste un réacteur expérimental. L’étape suivante consistera à mettre au point un modèle industriel capable de récupérer la chaleur afin de produire concrètement de l’électricité via des turbines. Les projections les plus optimistes n’imaginent pas un aboutissement avant 2060. Fabrice Nicot (Sciences et Avenir)
Expérimentation.
Le réacteur Iter en construction près de Cadarache (Bouches-du-Rhône). Ce projet monumental mobilisant 20 milliards d’euros d’investissement devrait s’achever en 2035. (Iter/SP)
