5. Le cadre et les hypothèses du modèle :
5.5. La production d’électricité nucléaire :
Notre modèle correspond à une production d’électricité nucléaire en France stable à hauteur de 425 TWh par an et à une limitation de la puissance nucléaire installée de 63,2 GWe sur toute la période [2016-2150].
5.5.1. Pour le parc actuel :
Nous nous appuyons sur les hypothèses ci-dessous:
- Les réacteurs électrogènes autorisés sont au nombre de 59 : les 58 réacteurs existants et le réacteur EPR en cours de construction sur le site de Flamanville (Manche) dont la mise en service est prévue en 2018 ; avec une hypothèse de durée de vie des réacteurs REP de 50 ans en moyenne conduisant à les mettre à l’arrêt définitif entre 2027 et 2068 ; - Le plutonium extrait lors du traitement des combustibles usés est recyclé sous forme d’assemblages MOX à hauteur de 120 tML/an ; ce tonnage est réparti dans les 24 réacteurs de 900 MWe autorisés à charger ce type de combustible ;
- L’uranium extrait lors du traitement des combustibles usés est recyclé, sous forme d’assemblages URE à hauteur de 80 tML/an ; ce tonnage est réparti dans les quatre réacteurs de Cruas autorisés à charger ce type de combustible ;
Les hypothèses exposées ci-dessus conduisent à décharger en moyenne 1200 tML de combustibles REP par an (dont 120 tML de combustibles de type MOX). Nous estimons ensuite ce que pourraient être les volumes de déchets et les quantités de matières générées par l’ensemble des installations nucléaires jusqu’à leur fin de vie.
5.5.1.1. Poursuite du traitement des combustibles usés :
Ce scénario est totalement identique au scénario 1 de l’ANDRA – « Poursuite de la production électronucléaire » dans son inventaire national des matières et déchets radioactifs. Il suppose le traitement de tous les combustibles usés issus du parc actuel, y compris ceux du réacteur de Brennilis sur une base d’environ un millier de tML de combustibles par an. La quantité cumulée de combustibles REP déchargés serait alors voisine de 64000 tML (58000 tML d’UOX, 4000 tML de MOX et 2200 tML d’URE).
Compte tenu de l’échéancier prévisionnel de mise à l’arrêt définitif des réacteurs utilisant actuellement du MOX et des quantités de plutonium constituant les en-cours de fabrication, les simulations correspondantes montrent que la séparation de plutonium juste suffisante pour alimenter ces réacteurs jusqu’en fin de vie serait atteinte vers 2028-2029, c’est-à-dire après traitement de 34000 tML d’UOX.
Au-delà de cette échéance, le plutonium issu du traitement est destiné à alimenter des réacteurs actuels qui seraient adaptés pour utiliser du MOX ou de nouveaux réacteurs à créer. Il reste alors à traiter environ 30000 tML de combustibles REP et les 180 tML de combustibles RNR
186 issus du réacteur Superphénix. La matière sera séparée progressivement à mesure du besoin réel d’alimentation des réacteurs utilisant du MOX.
5.5.1.2. Arrêt anticipé de l’usine de traitement
Ce scénario suppose un arrêt anticipé des activités de traitement vers 2019 (après traitement de 24000 tML d’UOX), qui donc entraînerait un coût d’arrêt non négligeable (environ 6,3 G€ en valeur brute193). La quantité cumulée de combustibles REP déchargés serait aussi voisine de
64000 tML (~60000 tML d’UOX, 2800 tML de MOX et 1400 tML d’URE).
L’arrêt de toutes les opérations de traitement des combustibles à cette échéance aurait pour conséquence de transformer tous les combustibles usés REP non traités à cette date et ceux à venir (soit environ 36000 tML) en déchets destinés au stockage direct.
5.5.2. Pour les parcs futurs (2030-2090 et 2090-2150) :
Notre étude porte sur différents scénarios de déploiement des parcs nucléaires futurs selon les perspectives des réacteurs de 4e génération. Quelques hypothèses communes sont listées ci-
dessous:
- La durée de vie des réacteurs REP ou RNR est de 60 ans ;
- Le plutonium extrait lors du traitement des combustibles usés REP est recyclé sous forme d’assemblages MOX à hauteur de 120 tML/an;
- L’uranium extrait lors du traitement des combustibles usés REP est recyclé sous forme d’assemblages URE à hauteur de 80 tML/an.
5.5.2.1. Avec les perspectives de RNR :
Comme les réacteurs à eau légère devraient rester la technologie nucléaire dominante au XXIe
siècle (A. Baschwitz (2009)194), le scénario avec des perspectives de RNR se traduira tout
d’abord par la construction des prototypes de RNR de petite taille à l’horizon de 2030 (pour des raisons de simplicité, nous prenons l’hypothèse d’un parc composé pour 10% RNR et pour 90% de REP) suivi du déploiement d’un parc 100% RNR vers 2090. Ce scénario suppose la poursuite du traitement de tous les combustibles usés :
-
Pour la période 2030-2090, le traitement se ferait sur une base d’environ 900 tML de combustibles de REP et d’environ 50 tML de combustibles de RNR par an. La quantité cumulée de combustibles déchargés serait alors voisine de 68000 tML (3000 tML de combustibles RNR à traiter, 54000 tML d’UOX, 6500 tML de MOX et 4300 tML d’URE).-
Pour la période 2090-2150, le traitement se ferait sur une base d’environ 540 tML de combustibles RNR par an. Par contre, nous ne prenons pas en compte la quantité cumulée de combustibles déchargés pour ce parc nucléaire car le stockage profond des
193 : D’après sources I-tésé. C’est un coût annuel brut, i.e. non actualisé.
194 : A. Baschwitz et al. 2009. « Long term prospective on the electronuclear fleet: from GEN II to GEN IV ». Proceedings of the Global 2009 congress – The nuclear fuel cycle: Sustainable options and industrial perspectives. Paris, France, 2009.
187 déchets ultimes issus de ce parc dépassera le cadre temporel de l’étude (c.à.d. au-delà de 2150).
5.5.2.2. Non-perspectives de RNR à moyen terme (2030-2090) mais Avec perspectives de RNR à long terme (2090-2150) :
Ce scénario suppose un parc nucléaire 100% REP à moyen terme (2030-2090) et un parc 100% RNR à long terme (2090-2150). Ce déploiement tardif des RNR peut se justifier par le fait que sa rentabilité ne se manifestera qu’à long terme (par exemple, à cause d’une forte augmentation du prix de l’uranium).
- Pour la période 2030-2090, la quantité cumulée de combustibles déchargés serait alors voisine de 68000 tML.
o Si on décidait de continuer le traitement (1000 tML par an), la composition des déchets ultimes serait : 60000 tML d’UOX, 4800 tML d’URE et 7200 tML de MOX.
o Si on choisissait un cycle ouvert (sans traitement des combustibles usés), tous les combustibles usés REP non traités (soit environ 72000 tML) seraient transformés en déchets destinés au stockage direct.
-
Pour la période 2090-2150, le traitement se ferait sur une base des besoins en plutonium pour le déploiement des RNR (traitement des UOX et MOX entreposés puis, à l’équilibre, sur le recyclage d’environ 540 tML de combustibles RNR par an).5.5.2.3. Non-perspectives de RNR à moyen et long terme (2030-2150) :
Ce scénario suppose des parcs futurs avec 100% de REP (2030-2090 et 2090-2150). La rentabilité des RNR ne se justifie pas à court, moyen et ni à long terme. Dans ce cas, les hypothèses retenues pour le troisième parc sont identiques à celles du deuxième parc 100% REP à moyen terme qui ont été décrites plus haut (voir Chapitre IV.5.5.2.2).
Tous les scénarios prospectifs de la production d’électricité nucléaire sont récapitulés à la
Figure IV-6 ci-dessous :
Parc actuel 100% REP 100% REP 100% RNR 10% RNR + 90% REP 100% RNR
Figure IV-6 : Les scénarios prospectifs de la production d'électricité nucléaire à court, moyen et long terme en France
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