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Le « grand carénage » du parc nucléaire français : enjeux et modalités de la prolongation du fonctionnement des centrales
// 17 June 2014 // 8

Dans un contexte de remise en cause de la part du nucléaire dans le mix électrique (concrétisé par le projet de loi « Transition énergétique pour la croissance verte » voté par l’Assemblée le 14 octobre dernier), EDF se prépare à mener le plus vaste chantier de maintenance exceptionnelle jamais réalisé sur les centrales nucléaires de l’hexagone.  

Représentant 73% de la production d’électricité en France (2013), le parc nucléaire constitue un pilier du système énergétique français. Néanmoins, les réacteurs nucléaires mis en service entre 1977 et 1999, avec une durée de fonctionnement initialement estimée à 40 ans, font aujourd’hui l’objet d’un vaste plan de maintenance et d’amélioration visant à prolonger leur fonctionnement jusqu’à 60 ans.

Actuellement chiffré à 55 milliards d’euros d’investissements d’ici 2025 selon EDF, le programme « grand carénage » orchestre de multiples projets. Ces derniers portent notamment sur la gestion du vieillissement des installations et le rehaussement du niveau de sureté à la suite de l’accident de Fukushima Daiichi survenu en 2011.

L’objectif de cet article est d’étudier les enjeux et les modalités de ce vaste programme d’investissements et de le mettre en perspective avec les évolutions en cours de la politique énergétique française.

Les enjeux du « grand carénage » : un parc vieillissant dont on souhaite porter la durée de fonctionnement à soixante ans

Le parc nucléaire français comporte 58 réacteurs regroupés sur 19 sites nucléaires exploités par EDF. L’âge des réacteurs s’échelonne de 15 à 37 ans, et 27 d’entre eux ont plus de 30 ans de fonctionnement. Ces derniers se rapprochent de la limite initiale de durée de fonctionnement estimée à 40 ans. Or, à l’exception de la centrale de Fessenheim (dont la fermeture n’est toujours pas confirmée par les autorités politiques), aucune mise à l’arrêt de réacteurs n’est prévue. En l’absence de prolongation de la durée de fonctionnement ou de la construction de nouveaux réacteurs, l’arrêt des centrales atteignant 40 ans concernerait 51 des 58 CNPE (centre nucléaire de production d’électricité) actuellement en service d’ici 2030, soit 85% de la puissance  actuellement en exploitation

Parc nucleaire

Tranches nucleaires

Compte tenu de leur vieillissement, de nombreux composants des réacteurs doivent être entretenus et remplacés une fois que les conditions de fonctionnement et de sûreté requis ne sont plus atteintes. Il est estimé que tous les éléments d’un réacteur sont remplaçables à l’exception de l’enceinte de confinement en béton et de la cuve métallique du réacteur (qui peuvent néanmoins subir des réparations ponctuelles). Les autres composants sont surveillés afin de pouvoir être remplacés de façon anticipée. Ces travaux de maintenance lourde permettront également d’intégrer de nouvelles normes de sûreté décidées à la suite de l’accident de Fukushima.

Une telle prolongation permettrait à EDF de continuer à bénéficier de ces actifs et de prolonger la durée de leur amortissement, avec pour effets un renforcement de leur rentabilité, une stabilité du prix du kWh et le maintien de l’avantage compétitif d’une électricité peu chère pour l’économie. Actionnaire du groupe EDF à hauteur de 84,5%, l’Etat français en bénéficierait par l’intermédiaire des dividendes versés annuellement.

Afin de pouvoir réaliser ces opérations, le programme « grand carénage » doit planifier précisément l’ensemble des activités à réaliser et assurer la disponibilité des moyens de financement nécessaires. Les investissements à mener d’ici 2025 sont estimés à 55 milliards d’euros par EDF avec une décomposition en quatre parties :

Investissement Grand Carenage

Un pic d’investissements est planifié entre 2015 et 2022 et les investissements restent importants sur toute la période du programme. Actuellement, les visites décennales N°3 ont été effectuées sur douze réacteurs et pour dix d’entre eux (excluant les deux réacteurs de Fessenheim) les visites décennales N°4 auront lieu entre 2020 et 2023. Ces visites décennales N°4 conditionneront la prolongation de leur fonctionnement au-delà de 40 ans (attribuée par l’ASN) et constituent des dates butoirs pour la réalisation des opérations de maintenance exceptionnelle. En termes financiers, les investissements à prévoir sont d’un ordre de grandeur comparable à ceux engagés lors de la construction initiale des réacteurs.

Le principal défi sera de réaliser les opérations en maitrisant les coûts et en respectant les délais afin de minimiser les impacts sur les activités d’exploitation.

Les modalités du « grand carénage » : concilier une haute performance d’exploitation avec la réalisation des nombreux chantiers de maintenance

Le programme « grand carénage » regroupe un grand nombre d’activités destinées à prolonger la durée de fonctionnement des tranches et à rehausser leur niveau de sécurité. Il comprend notamment :

  • Une centaine de modifications nationales pour chaque palier de tranches, loties en projets. A titre d’exemple :

—     Projet remplacement des générateurs de vapeur (RGV)

—     Projets relatifs à la maintenance exceptionnelle des alternateurs, réchauffeurs, transformateurs et condenseurs

—     Projets liés aux visites décennales N°3 de plusieurs réacteurs

—     Projets transverses comme l’amélioration de l’étanchéité des enceintes, la maitrise du risque incendie (MRI)

—     Projets d’évolutions des systèmes et des installations des centrales pour besoin d’exploitation

  • Les modifications « post Fukushima », mesures décidées à la suite des évaluations complémentaires de sûreté (ECS) menées  à la demande de l’Autorité de Sureté Nucléaire (ASN)  peu après l’accident de Fukushiman Daiichi survenu en 2011. A titre d’exemple :

—     Installation de diesels d’ultime secours (DUS). Implantation de groupes électrogènes de secours destinés à palier tout arrêt de l’alimentation électrique principale

—     Diversification des sources froides reliées au circuit secondaire

—     Installation de centres de crise locaux (CCL). Construction de bâtiments destinés à permettre la gestion d’une situation de crise

La réalisation de l’ensemble de ces activités constitue pour les CNPE un défi organisationnel, financier, technique, industriel et humain.

La capacité des CNPE à réaliser l’ensemble des activités planifiées sans détériorer leurs performances d’exploitation constitue un point de vigilance important. La majorité des modifications de maintenance exceptionnelle à réaliser par les CNPE est planifiée au niveau national dans les centres d’ingénierie nationaux d’EDF (Unité d’Ingénierie d’Exploitation – UNIE, Centre Ingénierie du Parc Nucléaire – CIPN et Centre National d’Equipement de Production d’Electricité – CNEPE). Les CNPE peuvent y ajouter des spécificités propres à leur site mais celles-ci demeurent minoritaires dans la masse d’activités à réaliser.

Annuellement, chaque CNPE analyse et juge de sa capacité à intégrer l’ensemble des activités à réaliser sur ses tranches avant de s’engager dans leur réalisation. Certaines activités, comme l’installation d’un diésel d’ultime secours, peuvent être réalisées tranche en marche (TEM) et ne pas impacter les performances d’exploitation. D’autres activités, comme le remplacement d’un générateur de vapeur (GV), doivent être réalisées lors d’un arrêt du réacteur, impactant sa performance d’exploitation. Les arrêts des réacteurs pour maintenance sont programmés et leur durée est variable en fonction du type d’arrêt (60 jours pour une visite partielle – VP, 90 jours pour une visite décennale – VD). La réalisation d’un nombre croissant d’activités de maintenance dans un espace de temps non extensible constitue une contrainte majeure à gérer par les sites. Des durées d’arrêts trop longues détérioreraient la capacité de production des tranches et pourraient impliquer une perte financière pour EDF. Compte tenu de cette contrainte, les CNPE estiment leur capacité à réaliser les modifications de maintenance et sollicitent éventuellement un décalage de ces activités dans le temps en cas de surcharge identifiée. Néanmoins, des décalages trop fréquents d’activités pourraient s’avérer préjudiciables tant en termes de sureté (risques impliqués par le décalage du remplacement d’un composant usé) que financiers (surcoûts impliqués par l’inflation). Le programme des visites partielles (VP) et visites décennales (VD) à venir va être particulièrement chargé. En dernier lieu, l’objectif est d’obtenir l’autorisation de la part de l’autorité de sureté nucléaire (ASN) pour la prolongation du fonctionnement des réacteurs.

La France n’est pas le premier pays à s’engager dans la prolongation de la durée de fonctionnement de ses centrales nucléaires. Aux Etats-Unis, 73 des 100 réacteurs conçus pour une durée de fonctionnement initiale de 40 ans ont déjà obtenu l’accord de la NRC (nuclear regulatory commission) pour 20 années supplémentaires. Le programme « grand carénage » s’engage donc dans une voie déjà empruntée, avec certes des spécificités liées aux caractéristiques des réacteurs de l’hexagone.

Cette prolongation est à replacer dans un contexte d’évolution de la politique énergétique française, impliquant une remise en cause de la part du nucléaire dans le mix électrique. Le nouveau projet de loi « Transition énergétique pour la croissance verte » a été déposé le 30 juillet 2014 et a été voté après examen en première lecture par l’Assemblée le 14 octobre 2014. Il prévoit, entre autres, une réduction de la part du nucléaire à 50% de la production électrique, compensée par une croissance des énergies renouvelables (ENR) à 32% du mix électrique.

Cette mesure pourrait avant tout avoir pour effet de plafonner la capacité de production nucléaire à son niveau actuel. En effet, compte tenu de la croissance de la consommation d’électricité, liée à la croissance démographique et aux nouveaux usages de cette énergie (technologies de l’information et de la communication, voitures électriques…), la part du nucléaire pourrait se réduire mécaniquement en cas de maintien du parc actuel à une puissance constante. Les hypothèses assumées par une telle simulation reposent néanmoins sur une croissance de 3,5% de la consommation annuelle d’électricité au cours des douze prochaines années (alors qu’elle a crû en moyenne de 1% par an au cours des douze dernières années).

A la lumière de cet éventuel plafonnement de la capacité nucléaire installée et de l’absence de construction de nouvelles centrales (à l’exception du réacteur supplémentaire de Flamanville), le programme « grand carénage » revêt ainsi toute son importance.

scenario mecanique

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ANNEXES

Grand carénage : terminologie inspirée de la marine. Le grand carénage d’un navire est constitué par la série d’opérations de révision périodique de sa coque en vue de lui redonner ses qualités nautiques.

Types d’opérations de maintenance :

-          Opérations de maintenance courante. Elles ont pour objectif de maintenir la centrale en condition opérationnelle et peuvent inclure des opérations de maintenance préventive. Les paramètres de fonctionnement des matériels et des systèmes sont surveillés afin d’assurer leur bon fonctionnement et limiter le taux d’évènements fortuits. Ce type de maintenance est peu concerné par l’ensemble des opérations à mener afin d’assurer la prolongation de la durée de fonctionnement des tranches.

-          Opérations de maintenance exceptionnelle. Elles s’appliquent en particulier aux grands composants (générateurs de vapeur, turboalternateur, condenseur…) et aux systèmes de contrôle commande. Il s’agit d’opérations lourdes concernant une partie significative du parc, planifiées au niveau national, réalisées une seule fois afin d’éviter la fin de vie technique des matériels et des systèmes, et présentant des enjeux industriels importants (coûts, impacts sur l’arrêt de tranche, ressources…). La majorité des opérations du « grand carénage » s’inscrit dans ce type de maintenance.

Types de fenêtres de maintenance :

 Fenetres de maintenance

Sources :

-          Autorité de sureté nucléaire (ASN), « Le calendrier des réexamens de sureté », http://www.asn.fr/Controler/Actualites-du-controle/Poursuite-d-exploitation/Calendrier

-          IAEA Nuclear Power Database – France : http://www.iaea.org/PRIS/CountryStatistics/CountryDetails.aspx?current=FR

-          Union Française de l’Electricité (UFE), « Pour une transition énergétique responsable », 15 septembre 2014

-          Union Française de l’Electricité (UFE), « Projet de loi Transition énergétique pour la croissance verte : au tour des parlementaires de plancher… », 1er septembre 2014

-          Les Echos, Florance Bauchard, « Centrales nucléaires, plus longue la vie », 30/05/2014

-          EDF – CIPN, 3ième rendez-vous business du nucléaire civil en PACA, « Les grands chantiers du nucléaire civil : le grand carénage du parc nucléaire de production d’EDF », 14 janvier 2014 http://www.ccimp.com/sites/default/files/grand_carenage_-_edf_0.pdf

-          L’Usine Nouvelle, « Nucléaire : le détail des 55 milliards du grand carénage d’EDF », 21 février 2014

-          L’Usine Nouvelle, « La mécanique Proglio pour réduire la part du nucléaire à 50% en 2025 », 18 février 2014

-          Le Firgaro, « Le coup d’envoi est donné pour la loi de transition énergétique », 30 juillet 2014, http://www.lefigaro.fr/conjoncture/2014/07/30/20002-20140730ARTFIG00079-le-coup-d-envoi-est-donne-pour-la-loi-de-transition-energetique.php

-          Nuclear Energy Institute, Fact sheets « Relicensing nuclear energy facilities », http://www.nei.org/Master-Document-Folder/Backgrounders/Fact-Sheets/Relicensing-Nuclear-Energy-Facilities?feed=factsheet

-          Ministère de l’écologie, du développement durable et de l’énergie, « Les chiffres clés de l’énergie » (édition 2013), http://www.developpement-durable.gouv.fr/IMG/pdf/Rep_-_chiffres_energie.pdf

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