Energie nucléaire: incontournable dans le mix électrique

Respectueuse de l’environnement, économique et suffisamment fiable: telles sont en Suisse les exigences auxquelles doit répondre la production d’électricité. Or, ce cahier des charges ne peut être respecté que si l’énergie nucléaire continue à jouer son rôle clé dans le mix électrique en Suisse.

Tous les types de production électrique présentent des avantages et inconvénients. Dans ce contexte, le bon panachage permet d’assurer à tout moment l’approvisionnement électrique du pays. Voici un aperçu des possibilités et des limites des différentes sources d’électricité:

Actuellement, la Suisse couvre en interne la majeure partie de ses besoins en électricité, le complément étant importé de l’étranger, notamment des centrales nucléaires françaises. Pendant la saison froide et peu ensoleillée, ces importations atteignent même jusqu’à 20% de la consommation helvétique.

Jusqu’ici très fiable, la production helvétique d’électricité est désormais soumise à forte pression. En effet, le Conseil fédéral estime qu’entre 2018 et 2020 il faudra s’attendre à des ruptures de courant, la situation se dégradant au fil des ans, à moins que des mesures ne soient engagées pour contrecarrer cette tendance. Dès l’hiver 2012, il pourrait y avoir un goulot d’étranglement au niveau de l’approvisionnement électrique. Le Conseil fédéral a identifié le risque potentiel de manque puis présenté, le 21 février 2007, sa politique énergétique, reposant sur quatre piliers:

• Soutien renforcé des mesures visant à rendre l’utilisation énergétique plus efficace
• Soutien renforcé des énergies renouvelables avec développement massif des centrales hydrauliques
• Construction den nouvelles grandes centrales nucléaires pour combler le manque d’approvisionnement, sachant que le Conseil fédéral a expressément parlé de la construction de nouvelles installations nucléaires ainsi que de celle de centrales combinées à gaz en tant que solution transitoire jusqu’à ce que les nouvelles centrales nucléaires entrent en fonction
• Renforcement de la coopération internationale, notamment avec l’UE.

Lors de la présentation de sa politique énergétique, Moritz Leuenberger, Conseiller fédéral, a déclaré:

«Le Conseil fédéral est convaincu de la nécessité de construire de nouvelles centrales nucléaires.»

Les installations éoliennes et photovoltaïques représentent des sources d’énergies supplémentaires attrayantes mais ne peuvent prétendre remplacer le nucléaire. D’une part, le potentiel utilisable en Suisse est trop restreint; d’autre part, ces technologies ne peuvent garantir une production régulière, vu que l’électricité d’origine éolienne et solaire ne peut être produite 24 heures sur 24. De plus, pour chaque kilowatt de puissance sur un tel site, près d’un kilowatt de réserve doit être mis à disposition dans une centrale classique.

De plus, les parcs d’éoliennes et les fermes solaires entrent souvent en conflit avec la volonté de préserver les paysages et le patrimoine, sans compter que leur construction nécessite, comparativement aux centrales hydrauliques ou nucléaires, de grandes quantités de matières premières et beaucoup d’énergie.

Si l’énergie d’origine éolienne et solaire ne peut certes garantir l’approvisionnement helvétique, elle contribue néanmoins à économiser les combustibles fossiles. L’utilisation de cette forme d’énergie dans des domaines où les variations de disponibilité ne posent pas de problème – notamment pour le dessalement de l’eau de mer ou l’irrigation – compte parmi ses atouts prometteurs.

Afin d’alimenter sans interruption un réseau électrique comportant des millions de consommateurs, l’énergie hydraulique doit être associée à celle des centrales nucléaires, fiables, économiques et préservant les ressources terrestres.

L’utilisation de la géothermie, à de grandes profondeurs peut, à l’instar des centrales nucléaires, fournir de l’électricité pour l’approvisionnement de base 24 heures sur 24, quelle que soit la saison. Toutefois, cette technique n’est pas encore mature et son potentiel effectif, à terme, reste difficile à évaluer. A Bâle, un forage pilote à 5 kilomètres de profondeur a dû être momentanément abandonné le 8 décembre 2006, lorsque des séismes ont été nettement ressentis.

Quant à l’énergie hydraulique, son développement en Suisse est – au mieux – limité, sachant qu’elle entre en conflit avec la volonté de protéger la nature et les eaux. Le 3 juillet 2006, les organisations de pêche et de protection de la nature ont lancé l’initiative populaire fédérale «Eaux vivantes – Initiative pour la renaturation». Si elle est acceptée en votation populaire, cela exigerait davantage d’électricité d’origine hydraulique.

Le point commun de toutes ces énergies renouvelable est qu’elles sont nettement plus chères que le mix actuel entre électricité d’origine hydraulique et nucléaire.

Vous trouverez, ci-après, un rapide aperçu des différentes possibilités de produire de l’électricité en Suisse ainsi que leur potentiel de développement respectif. Ce récapitulatif se fonde sur une étude menée par le L’Institut Paul Scherrer (PSI), qui fait partie de l’ETH. Ladite étude, intitulée «Perspectives énergétiques 2035» avait été mandatée par l’Office fédéral de l’Energie.

Le résumé de l’étude « Perspectives énergétiques 2035» se trouve ici.

Taux de la production d’électricité en Suisse: env. 40%
Coûts de production du kilowattheure: 4 à 5 centimes
Potentiel de développement: grand en théorie

Les centrales nucléaires produisent de grandes quantités d‘électricité. Un seul site de 1 000 mégawatts par exemple peut se charger de l’alimentation de près d’un million de personnes. Le principal atout réside dans le fait que les centrales nucléaires produisent de l’électricité sans fluctuation ou presque. Elles assurent l’alimentation de base et contribuent à l’équilibre permanent du réseau électrique; sans quoi les interruptions tant redoutées risqueraient de survenir et l'approvisionnement serait entièrement suspendu.

Avec l'énergie hydraulique, le nucléaire représente de nos jours le type de production électrique le plus respectueux du climat et de l'environnement. Cette constatation vaut également lorsque l'exploitation de l'uranium et son enrichissement, la construction et le démontage des centrales nucléaires ainsi que le traitement des déchets radioactifs est pris en compte.

La matière première uranium existe sur terre en réserves suffisantes pour de nombreuses décennies encore, au mieux pour des milliers d’années. Même si les prix de l’extraction de l’uranium devraient fortement augmenter, cela n'auraient guère d’incidence sur le niveau du prix de l'électricité.

En théorie, le potentiel de développement de l'énergie nucléaire est illimité. Ceci vaut pour les centrales nucléaires classiques, se basant sur la fission de l'uranium, et plus encore pour les centrales nucléaires à fusion, qui nécessitent de l'hydrogène comme combustible. L'utilisation de l'énergie nucléaire n'en est qu'à ses débuts: à l'instar d'une partie des énergies renouvelables, elle dispose encore d'un fort potentiel d'évolution. Pour de plus amples informations sur l’avenir de l'énergie nucléaire, veuillez cliquer ici.

En revanche, la production de déchets radioactifs va systématiquement de pair avec le fonctionnement de centrales nucléaires. En Suisse, ces derniers sont stockés très profondément dans le sol, en sécurité pour de nombreuses années. C’est ce qu’a confirmé le Conseil fédéral en juin 2006. Pour de plus amples informations quand au traitement des déchets radioactifs, veuillez cliquer ici.

Taux de la production d’électricité en Suisse: env. 55%
Coûts de production du kilowattheure: 4 à 13 centimes, nettement plus pour les petites centrales hydrauliques
Potentiel de développement: limité par la protection des eaux et du paysage

Actuellement plus de 900 centrales électriques produisent du courant d’origine hydraulique en Suisse. Tout comme l'énergie nucléaire, l'énergie hydraulique présente un excellent bilan écologique.

Au niveau de l'énergie hydraulique, il faut faire la distinction entre les centrales fluviales (au fil de l’eau) et les centrales de retenue qui se situent en montagne. Ces deux types d'installations présentent des caractéristiques qui leur sont propres et répondent par conséquent à des besoins en approvisionnement électrique différents. Dans le premier groupe, la production d'électricité dépend de la quantité d'eau écoulée. Cette dernière est plus importante en été (à la fonte des neiges) et diminue en hiver (lorsque les précipitations tombent en montagne sous forme de neige, élément solide et non liquide). Les centrales hydrauliques fluviales contribuent, au même titre que leurs homologues nucléaires, à l'approvisionnement électrique de base.

Les centrales retenues, dans les montagnes, livrent pour leur part de l'électricité à court terme. Cette dernière est utilisée pendant la journée pour couvrir les pics de consommation – par exemple à midi lorsque tout le pays fait la cuisine. Ces installations présentent un gros avantage : elles sont rapidement mises en route et stoppées. De plus, les centrales de retenue sur les barrages peuvent - comme leur nom l'indique - stocker en été les grandes quantités d'eau provenant de la fonte des neiges. Ensuite, l'eau peut être utilisée pour produire de l’électricité pendant l'hiver.

Une partie des centrales de retenue est équipée de grosses pompes. Pendant la nuit, lorsque la demande en électricité est faible, l'énergie de bande permet d’activer ces dernières pour remonter l'eau déjà injectée dans le barrage, où elle pourra être réutilisée pour produire de l'énergie. Ce pompage de l'eau nécessite certes environ 20 % d'électricité en plus par rapport à ce qu'il permet de produit le jour suivant. Toutefois les installations hydrauliques à réserve pompée sont toutefois judicieuses, tant sur le plan économique qu'écologique, étant donné qu'elles devraient sinon être remplacées par des centrales fossiles, afin de répondre aux pics de demande électrique.

Les grosses centrales hydrauliques produisent l'électricité la moins chère. Toutefois les sites les plus intéressants sont maintenant déjà équipés de centrales de ce type en Suisse. Il n'est donc possible de développer encore cette technique que de manière ponctuelle, sachant qu'elle est largement limitée en raison de la protection du paysage et des eaux. Actuellement, ces centrales ne peuvent remplacer l'énergie nucléaire, dont la part représente 40 % de la production électrique en Suisse.

Taux de la production d’électricité en Suisse: env. 3%
Coûts de production du kilowattheure: 6 à 10 centimes
Potentiel de développement: limité par la quantité de déchets

En Suisse il existe 28 usines d'incinération des ordures ménages (UIOM). La chaleur dégagée par l'incinération des déchets est principalement utilisé par les réseaux de chauffage à distance. Les déchets présentent à peu près la même valeur de combustion que le charbon brun. Une partie de la chaleur peut être utilisée pour produire de l'électricité. Le potentiel de développement des incinérateurs est illimité vu qu’actuellement il faut déjà emporter des déchets ménagers en provenance d'Allemagne pour rentabiliser les installations existantes.

Taux de la production d’électricité en Suisse: 0%
Coûts de production du kilowattheure: 8 à 12 centimes (estimation) le prix réagit fortement aux fluctuations de celui du gaz et surcouts liés à la réduction CO₂
Potentiel de développement: limité à cause de la politique climatique et du prix

Les centrales combinées à gaz produisent de grandes quantités d'énergie et de chaleur. Elles peuvent être utilisées de diverses manières: livrer de l'électricité pour l'alimentation de base ou pour couvrir à court terme les pics de demande.

Le problème réside dans le fait que le gaz naturel ne peut être stocké en grande quantité. En Europe, la Russie est le principal fournisseur de gaz. En construisant des centrales à gaz, la Suisse serait dépendante de quelques rares fournisseurs étrangers – ce qui aurait des répercussions négatives sur la sécurité de l'approvisionnement. À cela s'ajoute que le prix de l'électricité produite par les centrales à gaz dépend à 70 % de celui du gaz. Par conséquent, une augmentation de ce dernier ferait immédiatement grimper le prix de l'électricité.

De nos jours, la Suisse produit son électricité de manière très respectueuse de l'environnement et du climat. En construisant des centrales à gaz ce point serait massivement remis en question. Les centrales combinées à gaz peuvent certes remplacer les 40 % d'énergie helvétique produite par les installations nucléaires. Toutefois, elles émettraient autant de CO₂ voire plus, que toutes les automobiles du parc suisse réunies. Cette technique est donc contraire à la politique climatique poursuivie par la Suisse.

Taux de la production d’électricité en Suisse: moins de 0,5 %
Coûts de production du kilowattheure: 8 à 40 centimes
Potentiel de développement: limité par les besoins en surface et la protection de l’environnement

Des matières premières renouvelables, telles que le bois ou les déchets verts ou encore les cases produits par des stations d'épuration et déchetteries peuvent également être utilisées en tant que combustible pour les centrales. Étant donné que le CO₂ produit par la combustion est en principe compensé dans l'air par la croissance des plantes, ce combustible est considéré comme neutre pour le climat.

La biomasse est plus appropriée pour produire de la chaleur destinée au chauffage que de l'électricité. Afin de produire cette dernière en masse, il faudrait de grandes quantités de plantes énergétiques. Or, ces dernières sont en concurrence avec la production de biens alimentaires. En outre, la culture extensive engloutit une très grande quantité d'énergie pour les machines agricoles et l'engrais, sans oublier que la combustion dégage des gaz et des poussières fines.

Les difficultés d'approvisionnement en électricité qui se dessinent en Suisse ne peuvent pas être résolues avec la biomasse, loin s'en faut.

Taux de la production d’électricité en Suisse: moins de 0,05 %
Coûts de production du kilowattheure: 17 à 40 centimes
Potentiel de développement: limité par les besoins en surface et la protection du paysage

Les éoliennes fournissent du courant «vert». Dans les régions où un vent puissant souffle régulièrement et où la place est suffisante, l'énergie éolienne peut parfaitement être utilisée. Toutefois les centrales éoliennes ne fournissent de l'électricité que par temps venteux, pas forcément lorsque les consommateurs en ont besoin. Cette technique doit systématiquement aller de pair avec des centrales de réserve, qui prennent le relais lorsque le vent tombe ou qu'il est si fort que les éoliennes doivent être stoppées. Par conséquent, ce type de parc ne peut remplacer les centrales nucléaires - il peut seulement les compléter.

Au sein de l'Europe, la Suisse compte parmi les zones les moins ventés. Les seuls sites judicieux se trouvent sur la chaîne du Jura, dans les pré-Alpes et les Alpes. Parmi ces zones, de nombreuses relèvent de la protection de la nature ou des paysages. Contrairement à d'autres pays dotés de côtes maritimes balayées par les vents, en Suisse, l'énergie éolienne peut uniquement jouer un rôle complémentaire dans la production d'électricité.

Taux de la production d’électricité en Suisse: moins de 0,5 %
Coûts de production du kilowattheure: 50 à 90 centimes
Potentiel de développement: limité par les besoins en matériaux et le prix

A l'instar de l'énergie hydraulique, le nucléaire et éolienne comptent, au même titre que l'énergie solaire, parmi les technologies permettant de produire de l'électricité « propre ». Toutefois le solaire est soumis aux mêmes limites naturelles que l'énergie éolienne: les installations produisent uniquement de l'électricité lorsque le soleil brille et pas forcément lorsque les consommateurs ont besoin de courant. Les cellules solaires produisent un maximum d'électricité en été ; en revanche, en hiver, lorsque la consommation d'électricité est au plus haut, la production locale est relativement faible.

La forte consommation en matières premières par kilowattheure ou, en d'autres termes, la faible efficience énergétique, constitue l'un des inconvénients des cellules solaires (photovoltaïques). C'est précisément l'une des raisons pour lesquelles l'électricité d'origine solaire est très chère en Suisse. Même en cas de mesures incitatives massives, l'énergie photo voltaïque ne peut en aucun cas remplacer la production d'électricité d'origine nucléaire en Suisse, seulement la compléter.

En revanche le potentiel est nettement plus important dans les pays disposant d'un fort ensoleillement, notamment pour les centrales thermo-solaires. Ces dernières, exemptes de cellules solaires, concentrent la lumière du soleil via de nombreux miroirs, dégageant une forte chaleur, ce qui permet de produire de la vapeur puis de l'électricité, comme dans une centrale nucléaire. Quoi qu'il en soit, même les territoires particulièrement ensoleillée ne peuvent produire électricité à partir de l'énergie solaire la nuit.

L'énergie solaire est particulièrement adaptée pour la production de chaleur notamment pour couvrir les besoins en eau chaude. Ainsi la consommation de mazout et de gaz naturel, et par conséquent, les émissions de gaz à effet de serre, peuvent être réduits de manière effective.

Taux de la production d’électricité en Suisse: env. 0 %
Coûts de production du kilowattheure: 22 à 30 centimes
Potentiel de développement: actuellement très difficile à estimer

En Suisse, les pompes à chaleur sont déjà utilisées de nos jours dans de nombreux ménages pour la production d'eau chaude et le chauffage. Ce procédé tire la chaleur dans une couche de 100 m au-dessous de la surface du sol. Cette technologie permet d'économiser de grandes quantités de mazout et de gaz naturel, mais ne produit pas électricité; au contraire l’installation a elle-même besoin de courant pour le faire fonctionner les pompes à chaleur, afin d'augmenter la faible chaleur du sol et de la rendre utile.

Pour produire de l'électricité dans une centrale, la température doit au contraire atteindre au minimum 200 degrés Celsius. Dans les zones volcaniques, telles que l'Italie ou l'Islande, certaines roches affichent de telles températures alors qu'elles sont proches de la surface. De telles centrales géothermiques d'envergure y sont exploitées depuis des décennies. Ces dernières se servent de l'eau de pluie qui, en s'infiltrant, provoque de la vapeur brûlante au contact des roches volcaniques, laquelle jaillit du sol. Or, la Suisse n'est pas un territoire volcanique actif, si bien que les roches d'une température suffisante se trouvent seulement à des profondeurs de plusieurs milliers de mètres. Pour ce que l'on appelle «Deep Heat Mining», un forage permet de pomper l'eau en profondeur, cette dernière étant comprimée dans les entrailles brûlantes de la terre, où elle change d’état. Un autre forage conduit cette vapeur à la surface, une centrale la transformant en électricité.

Vu la faible température de la vapeur, comparé aux centrales à charbon, gaz, ou nucléaires, de telles installations ne fonctionnent de manière rentable que si la chaleur produite est transmise à un réseau de chauffage à distance parallèlement à la production d'électricité. Actuellement, le réseau de chauffage à distance en Suisse ne peut absorber la chaleur que de huit à dix centrales géothermiques au maximum. Toutefois, pour remplacer seulement la plus petite centrale nucléaire de Suisse, à savoir Mühleberg, il faudrait 120 installations.

La technique du «Deep Heat Mining» n'est pas encore éprouvée à date. Un projet pilote à Bâle a dû être momentanément stoppé suite à des secousses sismiques. La géothermie de profondeur présente néanmoins un immense potentiel en théorie, étant donné qu'elle est fondamentalement à disposition partout, 24 heures sur 24. Pourtant, il n'est guère possible de nos jours d'évaluer si ce potentiel pourra être exploité en Suisse et à quel prix.