69 % des Français pensent que
Le Nucléaire émet du CO2
en fonctionnement :
D’abord le CO2, qu’est-ce que c’est ?
Le CO2 est un gaz qui provient de la combustion (oxydation) de produits carbonés (pétrole, gaz, charbon, bois, plantes, organismes vivants, etc.) avec l’oxygène de l’air. Comme on attribue aux émissions de CO2 le dérèglement climatique du fait de son influence sur l’effet de serre (voir), il est important de connaître ses sources.
Comment produit-on la vapeur ?
L’électricité que nous consommons est produite par un alternateur entraîné par une turbine à vapeur. Dans une centrale thermique classique la chaleur nécessaire à la production de cette vapeur provient de la combustion des produits carbonés (charbon, fuel, gaz) qui alimentent la chaudière. Dans un réacteur nucléaire, il n’y a aucune alimentation de la chaudière en produit carboné, il ne peut pas y avoir de combustion, c’est la fission (séparation en plusieurs parties) du noyau d’uranium, qui, par une diminution infinitésimale de sa masse, fournit la chaleur pour produire la vapeur (suivant la fameuse formule e = mc²)[1].
Pas plus qu’une éolienne, un panneau photovoltaïque ou un barrage, un réacteur nucléaire ne fait appel à une combustion pendant son fonctionnement et ne peut alors en aucune manière dégager la moindre quantité de CO2 pendant cette phase (hormis les quantités minimes dégagées par des moteurs de véhicules ou exhalé par la respiration des opérateurs assurant ce fonctionnement, cette dernière n’étant conventionnellement pas prise en compte[2] indépendamment de la quantité infime qu’elle représente).
Et le panache blanc, alors ?
Certains réacteurs sont équipés de tours aéroréfrigérantes qui sont surmontées d’un panache blanc. Ce panache est constitué uniquement de vapeur d’eau provenant d’une rivière, qui est vaporisée (comme dans la distillation de l’eau) pour refroidir et condenser la vapeur de la turbine. Ce panache ne contient donc aucun polluant et il ne participe aucunement à l’effet de serre. Le panache de vapeur rejoint les couches nuageuses, puis va se condenser en pluie lorsqu’il va atteindre une région plus froide, et va ainsi naturellement retourner au réseau fluvial. Ces tours qui ne sont pas un attribut obligé des centrales nucléaires (celles qui sont en bord de mer, en particulier, n’en possèdent pas), n’émettent donc ni « fumées », ni CO2, ni aucun polluant, contrairement à ce qui peut être suggéré par leur utilisation abusive dans la représentation imagée des centrales nucléaires.
Le cycle de vie, pourquoi ?
Avant de pouvoir produire de l’électricité il aura fallu, quel que soit le moyen de production, mettre en place, construire et faire fonctionner tout ce qui est nécessaire à cette production depuis l’extraction des minerais jusqu’à l’acheminement des consommables vers le lieu de production, en passant par de nombreuses autres activités permettant l’usage et l’entretien. Toutes ces activités vont utiliser des processus qui sont générateurs de CO2 (élaboration d’acier, de ciment, transports, etc.). Pour tenir compte de ces émissions, on réalise pour chaque moyen de production une Analyse du Cycle de Vie (ACV ou LCA pour Life Cycle Assessment en anglais) qui tient compte de toutes les émissions depuis la conception jusqu’à la fin de vie..
Ces émissions étant connues, on peut les comparer d’un moyen de production à un autre seulement si on les rapporte au cumul de la production d’énergie de chaque moyen pendant sa durée de vie. Un panneau photovoltaïque de faible durée de vie sera par exemple ainsi pénalisé par rapport à un barrage plus pérenne. Le résultat est tributaire de conditions locales. Suivant par exemple que les fours qui préparent le ciment de la construction sont chauffés au gaz dans un pays ou au fuel dans un autre, les émissions pour produire la même quantité de ciment vont être différentes et vont plus ou moins peser sur le bilan dans chaque pays. On affiche donc en général des valeurs moyennes ou des fourchettes, qui peuvent être réduites pour des conditions locales précises.
La "bible" française du CO2
Les émissions de gaz à effet de serre étant soumises à des réglementations, il a été nécessaire d’établir des tables officielles des émissions, pour la France c’est l’ADEME (Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie) qui en est chargée et met à la disposition du public les résultats pour les différentes formes de production électrique sur son site « Bilan GES ». Ce site est adossé au réseau européen LCDN (Life Cycle Data Network) et présente les résultats sous forme d’émission d’équivalent CO2 par kWh produit pour l’amont et le fonctionnement, le démantèlement étant exclu du bilan GES des moyens de production d’électricité par convention propre à l’ADEME.
Ce bilan distingue la « combustion », c’est-à-dire le fonctionnement même de l’installation et « l’amont », c’est à dire tout ce qu’il est nécessaire de mettre en place pour assurer ce fonctionnement. Une fourchette d’incertitude est affichée.
Le CO2 émis par le nucléaire sur son cycle de vie
Selon ce « Bilan GES », l’électricité d’origine nucléaire produite en France continentale génère 6 g de CO2 équivalent par kWh produit, à plus ou moins 10% près, valeur valable réglementairement jusqu’en décembre 2021, date à laquelle elle sera réajustée si un changement des conditions le nécessite. La totalité de cette quantité est rejetée par l’amont, le fonctionnement n’en rejette pas.
Cette valeur est inférieure à des valeurs moyennes européennes ou mondiales qui peuvent aller jusqu’à 20 g/kWh. La raison en est que l’enrichissement de l’uranium réalisé en France l’est avec un procédé lui‑même alimenté majoritairement par de l’électricité d’origine nucléaire. S’il est alimenté par de l’énergie d’origine fossile, ce poste peut peser très lourd sur les émissions amont de la production d’énergie nucléaire, d’où ces valeurs plus élevées hors de France. À noter que cette valeur de 6 g/kWh est déterminée pour une durée forfaitaire de fonctionnement de 40 ans pour les réacteurs. Si cette durée pouvait être amenée à une valeur plus élevée, comme ceci se pratique aux États-Unis où certains réacteurs de même type que les réacteurs français sont autorisés pour 80 ans, la valeur en serait proportionnellement réduite.
Le nucléaire par rapport aux autres moyens de production
Le bilan GES de l’ADEME pour la France annonce, en grammes équivalent CO2 par kWh :
Source |
Amont |
‘’Combustion’’ |
Total ACV |
Tolérance |
Charbon |
89 |
969 |
1060 |
± 10% |
Gaz |
67 |
351 |
418 |
± 10% |
Fuel |
102 |
628 |
730 |
± 10% |
Photovoltaïque |
55 |
0 |
55 (26 à 80[3]) |
± 30% |
Géothermie |
45 |
0 |
45 |
± 50% |
Éolien en mer |
15.6 |
0 |
15.6 |
± 50% |
Éolien terrestre |
14.1 |
0 |
14.1 |
± 50% |
Hydraulique |
6 |
0 |
6 |
± 50% |
Nucléaire |
6 |
0 |
6 |
± 10% |
Les énergies fossiles apparaissent fortement émettrices de CO2 en phase de combustion, à l’inverse des renouvelables et du nucléaire qui n’en produisent aucun en fonctionnement. Parmi ces dernières, le photovoltaïque est pénalisé par la fabrication très énergivore des cellules (utilisant souvent du charbon, d’où la valeur haute), sa faible densité d’énergie et sa faible durée de vie (25 ans). L’éolien, que ce soit en mer ou sur terre, avec une faible densité d’énergie et une durée de vie moyenne, se classe entre l’hydraulique et la géothermie ou le photovoltaïque. Seule l’énergie hydraulique fournit un bilan comparable à celui du nucléaire, avec des installations lourdes, mais par rapport au nucléaire une densité d’énergie assez élevée et une durée de fonctionnement plus longue, alors que le nucléaire compense vis-à-vis des autres renouvelables ses installations lourdes par une forte puissance et une durée de vie plus longue. Mais les différences ne sont pas déterminantes, alors que l’écart avec les fossiles est sans appel.
Et pour conclure
Selon le « bilan GES » de l’ADEME, un réacteur nucléaire n’émet aucun CO2 pendant son fonctionnement et parmi les moyens de production qui n’en émettent pas non plus pendant leur fonctionnement (c’est-à-dire les renouvelables), il est en France, avec l’hydraulique, celui qui en émet le moins sur l’ensemble de son cycle de vie normalisé suivant les critères de l’ADEME.
Comme toute forme d'énergie, le nucléaire a des inconvénients et des avantages. Mais sa disponibilité quelle que soit l’heure et les conditions météorologiques ainsi que sa forte densité énergétique qui minimise son emprise au sol par rapport à sa production et son caractère pilotable, en font, du fait de sa faible empreinte CO2, un élément essentiel dans la lutte contre les gaz à effet de serre. Comme l’ont souligné le GIEC, gardien du climat, l’AIE (Agence Internationale de l’Énergie) et de nombreuses autres instances, sans l’aide du nucléaire il sera impossible d’obtenir les réductions d’émissions de CO2 indispensables à la limitation du dérèglement climatique.
[1] Suivant cette formule, une perte de masse de 1 g libère la même énergie que la combustion d’environ 2 500 000 litres d’essence.
[2] On ne comptabilise pas ce CO2, parce qu’il provient de la croissance des plantes cultivées pour alimenter les humains qui le rejettent et est ensuite repris pour la pousse des plantes, il ne s’accumule donc pas dans l’atmosphère.
[3] Suivant les lieux de fabrication (plus ou moins carbonée) et d’implantation (plus ou moins ensoleillée).