gestion du temps de stockage profond des déchets radioactifs : ... 104
2.1. Les données économiques et les hypothèses d’un projet « générique » illustratif : ... 105 2.1.1. Le coût d’entreposage des déchets de haute activité : ... 107 2.1.2. Le coût d’encapsulation :... 109 2.1.3. Le coût de stockage : ... 109 2.2. L’effet d’un décalage d'un stockage à "profil temporel rigide" : ... 110 2.3. L’effet de la décroissance de la puissance thermique des colis de déchets par
prolongement de la durée d’entreposage: ... 115 2.4. L’effet dû à un report de la date d’ouverture du stockage, en maintenant fixe la date de fermeture ... 116 2.5. Conclusion sur l’analyse simplifiée d’un cas générique : ... 119 3. Un zoom sur la France : ... 121 3.1. Contexte de la gestion à long terme des déchets de haute activité et à vie longue :... 121 3.2. La chronique de dépenses : ... 124 3.2.1. Le chiffrage de l’ANDRA : ... 124 3.2.2. Le chiffrage des trois producteurs (EDF, Areva et CEA) : ... 125 3.2.3. La décision ministérielle du 15 janvier 2016 : ... 125 3.2.4. Le chiffrage de notre étude : ... 126 3.3. L’effet du décalage du stockage français à "profil temporel rigide" ... 129
3.3.1. La méthode d’analyse économique de la gestion du temps du stockage
profond français ... 129 3.3.2. La démarche théorique – Fonction analytique : ... 133 3.3.2.1. Le coût d’entreposage (en vert, Figure III-24): ... 133 3.3.2.2. La dépense en R&D au laboratoire souterrain Bure (en violet, III-24) : ... 134 3.3.2.3. Le coût du stockage profond (en jaune, Figure III-24): ... 135 3.3.2.4. Le coût des accidents radiologiques éventuels en entreposage : ... 135 3.3.2.5. Le coût des accidents radiologiques éventuels pendant l’exploitation du stockage
profond : ………..139
3.3.2.6. Le gain dû à la vente des brevets technologiques : ... 140 3.3.2.7. Les illustrations numériques : ... 140
95 3.3.2.8. L’influence d’un report du stockage profond sur l’acceptabilité sociale de
l’énergie nucléaire : ... 141 3.3.3. La démarche pratique – Approche quantitative : ... 144
3.3.3.1. Le bilan des postes « techniques » pour un report de 5 ans du projet de stockage profond : ... 145 3.3.3.2. L’enjeu sur le maintien de l’option nucléaire : ... 147 3.3.3.3. Le décalage de longue durée de la mise en service du stockage profond : ... 151 3.4. L’effet dû à un report de la date d’ouverture du stockage, en maintenant fixe la date de fermeture : ... 151 3.5. La discussion sur l’utilité sociale d’un stockage profond pour la société et pour le territoire d’accueil : ... 155 3.6. Conclusion pour le cas de la France: ... 156 4. Quelques réflexions sur les différentes décisions concernant la gestion des déchets radioactifs de haute activité et à vie longue dans le monde : ... 157 5. Conclusion : ... 159
96
LISTE DES FIGURES DU CHAPITRE III
Figure III-1 : Plan d’WIPP ... 100 Figure III-2 : Projet de stockage Onkalo ... 101 Figure III-3 : Projet de stockage Forsmark ... 101 Figure III-4 : Schéma de principe des installations de Cigéo………102 Figure III-5 : Coût du cycle du combustible nucléaire pour 3 différentes stratégies de l'aval du cycle en fonction du taux d'actualisation, avec un parc de 400 TWh/an……….106 Figure III-6 : Investissements en entreposage des déchets de haute activité ... 107 Figure III-7 : Coûts d'exploitation annuelle des entrepôts des déchets de haute activité ... 107 Figure III-8 : Diagramme temporel du coût d’entreposage ... 109 Figure III-9 : Coût d’encapsulation ... 109 Figure III-10 : Coût de stockage ... 110 Figure III-11 : Décalage du stockage à "profil temporel rigide" de n années ... 111 Figure III-12 : Effets du décalage à profil temporel rigide avec différents taux d'actualisation (sans maintien R&D) ... 112 Figure III-13 : Effets du décalage à profil temporel rigide avec différents taux d'actualisation (avec maintien R&D) ... 114 Figure III-14 : Influence de la durée de refroidissement sur l'emprise du stockage dans l’argile ... 115 Figure III-15 : Evolution du coût relatif du stockage en fonction du temps ... 116 Figure III-16 : Décalage du stockage de n ans avec la date fermeture fixée ... 117 Figure III-17 : Effets du décalage avec la date de fermeture fixée avec différents taux d'actualisation (Sans maintien R&D) ... 118 Figure III-18 : Effets du décalage avec la date de fermeture fixée avec différents taux d'actualisation (Avec maintien R&D) ... 119 Figure III-19 : Bilan du chiffrage retenu dans la décision ministérielle ... 126 Figure III-20 : Chronique des dépenses de Cigéo ... 127 Figure III-21 : Calendrier prévu du Cigéo ... 127 Figure III-22 : Utilité d'un stockage rapide pour la société (Cas de la France) ... 131 Figure III-23 : Fonction d'utilité du stockage profond et sa composition ... 132 Figure III-24 : Variations des différents postes de coût en cas d’un décalage « à profil rigide » du stockage profond ... 133 Figure III-25 : Fonction d'utilité économique en fonction de la durée du décalage pour les différents taux d’actualisation ... 141 Figure III-26 : Modification de l'opinion publique s'il existait une solution sûre et définitive pour la gestion des déchets radioactifs ... 142 Figure III-27 : LCOE (Levelized Cost of Energy), Coût actualisé de l’énergie pour les différentes sources………142 Figure III-28 : Renouvellement du parc nucléaire dans les 2 cas : Stockage rapide (gauche) et Décalage de 5 ans du stockage (droite) ... 143 Figure III-29 : Plan prévu et Plan économiquement optimal d’après la fonction d’utilité analytique 144 Figure III-30 : Bilan des postes « techniques » de la fonction d’utilité du stockage profond ... 145 Figure III-31 : Test de robustesse du bilan de six postes « techniques » ... 147 Figure III-32 : Variation de la fonction d'utilité pour les 3 différents scénarios ... 150
97 Figure III-33 : Variation de la fonction d’utilité dû au décalage de 20 ans du stockage profond (décalage à profile rigide) après la mise en œuvre de la phase industrielle pilote ... 151 Figure III-34 : Variations des différents postes de coût en cas d’un décalage à fermeture fixe du stockage profond ... 152 Figure III-35 : Effets du décalage de la phase MAVL en maintenant fixe la phase HA ... 154 Figure III-36 : Variation de la fonction d’utilité due au décalage de 20 ans de la phase MA-VL sans toucher la phase HA, après la mise en œuvre de la phase industrielle pilote ... 154 Figure III-37 : Valeur sociale d'un stockage rapide pour le territoire d'accueil ... 156
LISTE DES TABLEAUX DU CHAPITRE III
Tableau III-1 : Incertitudes des paramètres d’entrée à prendre en compte dans l’étude de robustesse ... 146 Tableau III-2 : Distributions de probabilités pour les différents paramètres d’entrée ... 148
98 Comme mentionné dans l’introduction générale, le stockage profond a été retenu par la plupart des pays nucléaires comme la solution de référence permettant d’assurer la sûreté à long terme vis-à-vis de tels déchets et en France, la loi du 28 juin 2006120 relative à la gestion des déchets
radioactifs a décidé de réaliser ce projet rapidement, dans un délai de 10 à 15 ans compte tenu des temps caractéristiques du nucléaire, pour limiter le report de charges sur les générations futures. Ce projet de loi, issu d’un long processus de débat public, est l’objet d’un large consensus, même si toutes les parties prenantes ne l’acceptent pas. Dit autrement, en proposant la mise en œuvre d’une solution de gestion définitive des déchets radioactifs, il est porteur d’une valeur indéniable pour la société en apportant une solution durable tout en permettant, par la prise en compte d’une période réversible, l’acquisition d’une conviction collective et d’éventuels ajustements. Cette valeur sociétale d’un stockage rapide des déchets radioactifs n’a jamais été mesurée jusqu’à aujourd’hui. Aucun travail académique, à notre connaissance, ne s’est intéressé à ce sujet. Nous augurons que cette valeur dépend à tout le moins du concept et des étapes de mise en œuvre jusqu’à la fermeture du stockage profond; du lieu d’implantation du stockage et de l’insertion du projet dans l’activité locale ; et enfin du rythme d’exécution du projet. Notre analyse se focalise sur ce dernier point, autrement dit sur le choix de la temporalité du stockage profond des déchets radioactifs.
Pour ce faire, nous proposons tout d’abord une synthèse des positions des différents pays autour de cette question de la temporalité. Dans un second temps, nous approfondirons notre étude dans la situation de la gestion des déchets radioactifs en France et des décisions déjà prises par le Parlement Français via les lois de programmation adoptées en juin 2006 et récemment en juillet 2016121. Cette analyse détaillée au niveau national permettra de développer une fonction
d’utilité, vue de la nation, du stockage des déchets radioactifs de haute activité et à vie longue en fonction du choix de la temporalité, qui aide à la décision de la stratégie national ainsi qu’à éclairer les différences dans la gestion du temps du stockage profond entre pays.
120 : Loi n° 2006-739 du 28 juin 2006 de programme relative à la gestion durable des matières et déchets radioactifs. Source disponible à https://www.legifrance.gouv.fr
121 : Loi n° 2016-1015 du 25 juillet 2016 précisant les modalités de création d’une installation de stockage réversible en couche géologique profonde des déchets radioactifs de haute et moyenne activité à vie longue. Source disponible à https://www.legifrance.gouv.fr
100
1. Les choix de la temporalité du stockage profond des différents pays :
Internationalement, la plupart des pays nucléaires convergent vers la même décision : Le stockage en couche géologique profond pour la gestion des déchets radioactifs de haute activité et à vie longue. De nombreux échanges d’informations et d’expériences concernant la mise en service de ce projet ont lieu régulièrement entre les Etats pour faire émerger des principes techniques et mettre en commun les efforts de recherche. Pourtant, les objectifs calendaires des projets divergent d’un pays à l’autre autant pour des raisons techniques, sociales que des motifs économiques. Par les échelles de temps concernées mais aussi par la nature des enjeux importants en termes de politique énergétique et d’environnement, la gestion des déchets radioactifs relève, dans chaque pays, de décisions prises au plus haut niveau ; la date de mise en service industriel d’un stockage profond et son rythme de déploiement sont donc généralement fixés par des décisions politiques. Les stratégies varient d’un pays à l’autre, selon le contexte national : certains choisissent de stocker rapidement leurs déchets afin de limiter le fardeau sur les générations à venir tels que la Finlande, la Suède ou la France; alors que d’autres attendent et reportent leur projet de stockage, par exemple les Etats-Unis ou les Pays-Bas.Certains pays disposent aujourd’hui d’installations souterraines accueillant des déchets radioactifs ; l’exemple le plus parlant est celui du WIPP (Waste Isolation Pilot Plant,
Figure III-1) aux Etats-
Unis122. Pourtant
s’agissant des déchets de haute activité et à vie longue, aucune installation de stockage en couche géologique profonde n’a encore été mise en service. Les projets les plus avancés se trouvent en Finlande, en Suède et en France où le début d’exploitation du stockage profond est prévu d’ici 5 à 10 ans :
122 : WIPP accueille depuis 1999 des déchets militaires contenant des éléments radioactifs à vie longue (transuraniens) dans des installations creusées dans une couche de sel ; information disponible sur le site
http://www.wipp.energy.gov
101 - En matière de stockage des déchets
de haute activité, la Finlande avance à grand pas et elle est considérée comme un modèle pour le développement d’un projet de stockage géologique profond. A la fin 2015, le Gouvernement Finlandais a donné son feu vert à la construction du premier site de stockage profond de combustibles usés dans le monde : le projet
« Onkalo ». Il a été initié dès le début des années 1980 et, depuis, il bénéficie d’un soutien sans faille des populations. Il est situé sur le site d’Olkiluoto, à proximité de la centrale nucléaire exploitée par TVO et à quelques 300 kilomètres au nord-ouest de la capitale Helsinki. Ce stockage sera situé à une profondeur comprise entre 400 et 450 mètres. Il sera composé d’un réseau de galeries, construites au fur et à mesure des besoins, et d’installations techniques connexes. L’exploitation devrait démarrer d’ici 2023 et se poursuivre pendant une centaine d’années.
- En Suède, des investigations ont été initiées en 2008 sur deux sites granitiques. Le site d’Osthammar près de Forsmark a été retenu en 2009 pour accueillir l’installation de stockage profond des combustibles usés. La demande d’autorisation de construction a été déposée auprès de l’autorité de sûreté suédoise en mars 2011. Le concept de stockage, appelé KBS- 3, consiste à placer les combustibles usés dans des
conteneurs durables (acier plus cuivre) qui sont ensuite déposés dans la formation granitique à une profondeur de 400 à 500 mètres, une barrière ouvragée en argile gonflante vient compléter le dispositif entre le conteneur et le milieu granitique. Après acceptation de la demande d’autorisation, la construction pourrait démarrer entre 2020 et 2025.
Figure III-2 : Projet de stockage Onkalo
102 - En France, la mise en service industrielle du Centre industriel de stockage géologique Cigéo123 est prévue vers 2029. Cigéo est conçu pour stocker les déchets de hautes activités
et de moyennes activités à vie longue produits par les installations nucléaires actuelles et en construction en France. Après autorisation, ce centre sera implanté dans l’Est de la France, à la limite des départements de la Meuse et de la Haute-Marne, à proximité du lieu où l’ANDRA a construit un laboratoire souterrain pour mener des recherches sur le stockage profond. L’implantation de cette installation est étudiée dans une zone géographique de 30 km2, validée par l’Etat en 2010 après consultation des parties prenantes
et avis de l’ASN, et qui a fait l’objet de travaux de reconnaissance approfondie.
Dans un premier temps, Cigéo sera composé d’installations de surface, notamment pour accueillir et préparer les colis de déchets et pour réaliser les travaux de creusement et de construction des ouvrages souterrains. Les déchets seront ensuite stockés au fur et à mesure dans les installations souterraines, situées à environ 500 mètres de profondeur, dans une couche de roche argileuse imperméable choisie pour ses propriétés de confinement sur de très longues échelles de temps.
123 : Source disponible sur http://www.cigéo.com/
103 Il est prévu pour être construit et exploité de manière progressive pendant au moins 100 ans. Il sera réversible pendant toute la durée de l’exploitation afin de laisser des libertés d’action aux générations futures qui l’exploiteront. Les premiers travaux de construction du stockage profond pourraient être autorisés à l’horizon 2020-2025, et le projet Cigéo pourrait être mis en service vers 2030, son exploitation commencera par une phase industrielle pilote et passera en exploitation courante après analyse des retours d’expérience.
Par rapport aux trois pays ci-dessus, les programmes de recherche de site et de conception d’un stockage profond dans les autres pays sont à des stades moins avancés. Des projets comme ceux des Etats Unis et de l’Allemagne ont vu leur choix de site remis en question pour des aspects d’acceptabilité sociale et d’autres pays comme le Canada, le Royaume-Uni et la Suisse sont engagés dans un processus de recherche de site.
§ Aux Etats-Unis, le site de Yucca Mountain a été retenu depuis 2001 comme le site de stockage profond des combustibles usés mais il a fait l’objet de nombreuses contestations, notamment au niveau local en lien avec le syndrome NIMBY – « pas à côté de chez moi »124. Les travaux sur ce site
ont donc été arrêtés et une commission – la Blue Ribbon Commission – a été nommée en janvier 2010 afin de préconiser des solutions de gestion à long terme des combustibles usés et des déchets de haute activité du pays. En Mars 2015, cette commission a réaffirmé que la solution de référence doit être le stockage géologique et elle a décidé de relancer un nouveau processus de recherche d’un site de stockage profond et d’envisager des stockages séparés pour les déchets militaires et civils. Il s’agit donc de trouver tout d’abord une solution définitive pour l’inventaire connu et figé des déchets militaires de haute activité qui, de plus, sont moins radioactifs et plus refroidis que les combustibles usés des centrales nucléaires. La mise en service d’un tel stockage présenterait moins de difficultés et pourrait apporter une expérience précieuse pour le développement du stockage suivant destiné aux combustibles usés commerciaux. La gestion des combustibles usés commerciaux commencerait par le développement d'une installation pilote d’entreposage à partir de 2021 pour accueillir en priorité les combustibles usés provenant des réacteurs fermés. Ensuite, le DOE125 a prévu
d’entreprendre progressivement la construction d’un entreposage de plus grande capacité (au moins 20 000 tonnes de métal lourd (tML) en 2025, situé soit sur le site du pilote soit sur le site candidat pour le stockage géologique. En effet, même si un stockage géologique profond est mis en service assez tôt, l’entreposage est une étape indispensable pour assurer un refroidissement des combustibles usés compatible avec les températures admissibles par le milieu géologique. Le dernier volet de la stratégie consistera en la réalisation d’un ou plusieurs stockages en couche géologique profond, la mise en œuvre intégrale de cette stratégie prendra du temps. Pourtant, très récemment, ce
124 : L’opposition de l’Etat du Nevada et de la ville de Las Vegas.
104 sujet du stockage des déchets radioactifs a été remis en question sous la présidence d’Obama. A son tour, le nouveau président, Trump a proposé 120 millions de dollars pour redémarrer le processus d’autorisation de création du centre de stockage Yucca Mountain. Il s’agit ainsi d’un sujet d’actualité et particulièrement intéressant aux Etats-Unis.
§ En Allemagne, la sortie programmée du nucléaire décidée en 2000 plonge ce
pays dans un contexte politico-énergétique très particulier. Alors que le pays était très en avance sur le développement d’un stockage géologique, le pouvoir politique a décidé de tout remettre à plat et a imposé un moratoire sur le site de Gorleben, qui avait été initialement choisi comme centre de stockage profond pour les déchets de haute et moyenne activité à vie longue. Des installations ont été construites (puits, galeries). Le projet a été contesté et arrêté. Un nouveau processus de sélection d’un site de stockage a été initié. Ce processus devrait se conclure en 2031. En attendant, les combustibles usés sont entreposés sur les sites des réacteurs, et les résidus vitrifiés issus du traitement d’une partie des combustibles usés sont entreposés en surface à Gorleben.
§ Aucune échéance n’est fixée en Belgique ou au Canada. Dans ces deux pays,
un processus progressif associant les parties prenantes a été mis en place. Au Royaume-Uni, le gouvernement a publié en 2014 le Livre blanc « Implementing Geological Disposal » définissant le programme de réalisation d’un stockage géologique afin de permettre l’exploitation de ce stockage dès 2029. Les Pays-Bas par contre ont construit un entreposage pour une longue durée de l’ordre du siècle, le stockage géologique devant être étudié d’ici là.
En résumé, bien que tous les pays convergent vers la même solution technique : le stockage en couche géologique profonde ; à ce jour, aucun n’a encore mis en place un système complet de gestion à long terme des déchets radioactifs de haute activité à vie longue et chacun propose un calendrier différent pour la mise en service industriel de son projet.