L'économie énergétique française
vers une filière au gaz?
Philippe LEBRETON
responsable de la Fédération Rhône-Alpes de protection de la nature
professeur à l'Université Claude Bernard de Lyon 1


Résumé: Sûr, souple, économe et peu polluant, le "gaz électrogène" est une source énergétique compétitive.
Zusammenfassung: Das Gas "électrogène" ist sicher, flexibel, sparsam und wenig belastend für die Umwelt: es ist also eine konkurrenzfähige Energiequelle.
Summary: Reliable, flexible, economical and non-polluting: "electrogenous gas" is a competitive source of energy.
     Dans le parc électro-nucléaire français figurent encore quelques dinosaures de la filière graphite-gaz, développée par notre pays dans les années 60, au début de son programme nucléaire civil et militaire. Encore désignée sous le signe U.N.G.G.(1), cette filière aux réacteurs de moyenne puissance (jusqu'à 560 MWé) est affectée d'un rendement thermodynanaique médiocre: 0,25 environ, ce qui signifie qu'elle rejette dans l'environnement 3 fois plus d'énergie-chaleur qu'elle n'en fournit sous forme d'électricité. Le prix de revient de son kWh est nettement plus élevé que celui de toutes les autres sources, nucléaires ou non-nucléaires, de l'aveu même d'E.d.F. (Électricité de France):

Coût du kWh en 1989 (FF)
     - Centrales "classiques"           32,6 centimes
       (charbon et/ou fioul)
     - Centrales nucléaires
          Graphite-Gaz (U.N.G.G.) 52, 4 centimes
          Eau pressurisée (R.E.P.)
               900 MWé                   17,4 centimes
             1.300 MWé                  25,9 centimes

     La différence subsiste quel que soit le "facteur de charge", c'est-à-dire le rapport existant entre la production réelle et celle -théorique - qui serait obtenue à pleine puissance en plein emploi.
     Peu d'années après son démarrage, cette filière franco-française (développée par le C.E.A., Commissariat à l'Energie Atomique) s'est vue concurrencée puis finalement supplantée par la filière "franco-américaine" dite R.E.P. (Réacteurs à Eau Pressurisée), dérivée de la filière P.W.R. de Westinghouse, à l'instigation d'E.d.F. 

Aujourd'hui, après un quart de siècle de services qu'il serait peut-être abusif de qualifier de parfaitement "bons et loyaux", la filière U.N.G.G. voit souffler ses dernières bougies: Saint-Laurent-1 et Chinon-3 (sur la Loire) ont été arrêtés en 1990, tandis que Saint-Laurent-2, Chooz (sur la Meuse) et Bugey-1 (sur le Rhône) ont encore droit à quelques mois, voire quelques années de sursis, mais posent d'ores et déjà le problème de leur succession.
     A priori, compte-tenu des déclarations d'auto-satisfaction prodiguées depuis tant d'années par E.d.F. envers la filière R.E.P., la logique (2) voudrait que la génération des réacteurs à eau légère de puissance 1300 MWé prenne ce relais (on n'ose plus parler ouvertement, peut-être par crainte du ridicule, de la filière des surgénérateurs...). Et pourtant, E.d.F. vient de livrer aux médias une idée à priori surprenante: les réacteurs de la filière graphite-gaz verraient leur relève assurée par des réacteurs... à gaz (naturel), tout simplement.
     Bien qu'E.d.F.(3) consultée par nos soins se soit refusée à argumenter ce choix, on peut aisément voir les divers avantages, économiques et écologiques, qui découlent de ce renoncement (partiel) au "tout nucléaire" des années 70-80.

CARACTÉRISTIQUES ÉCONOMIQUES ET
GÉOPOLITIQUES

     La partie "conventionnelle" (= infrastructure et alternateur) d'un réacteur U.N.G.G. est de dimension incompatible avec les chaudières de 900 ou 1300 MWé de la filière R.E.P. Il est par contre possible de "tailler sur mesure" des turbines modulaires de 200 ou 300 MWé capables d'utiliser la partie non-nucléaire des réacteurs U.N.G.G., d'où des gains d'investissement appréciables pour un établissement endetté à raison de 240 milliards de FF; un réacteur thermique "classique" est en outre d'un coût inférieur à celui d'une chaudière nucléaire, même à puissance totale égale.

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(1) Soit Uranium Naturel (= non enrichi) - Graphite (moderateur neutronique) - Gar carbonique (fluide caloporteur) (et non Uranium National Gaulo-Gaullien, comme l'insinuaient alors de mauvais plaisants...).
(2) Une autre logique consisterait... à ne rien faire, puisque le parc électro-nucléane est actuellement en surcapacité de 5 à 7 réacteurs.
(3) S.E.P.T.E.N. (= Service d'Etudes et Projets Thermiques et Nucléaires) de Lyon, villeurbanne.

     L'avantage économique est tout aussi évident au niveau du fonctionnement, et de l'approvisionnement. Depuis des années d'ailleurs - et comme de nombreux pays développés - la France a joué la carte du gaz naturel, source d'énergie d'intérêt stratégique indiscutable, car ses réserves exploitables actuellement reconnues non seulement dépassent le demi-siècle, mais sont supérieures d'une dizaine d'années à celles du pétrole. En outre, en 1989, les cinq premiers producteurs mondiaux (regroupant près des 3/4 du total mondial, égal à 1.910 milliards de m3) appartenaient au monde dit développé, et il fallait atteindre le sixième rang pour trouver l'Algérie, avec seulement 2% de la production mondiale (Arabie saoudite: 1,3%). Comme le souligne Michel Chatelus, "le gaz naturel fait aussi partie des ressources naturelles de nombre de pays arabes (mais) il y est cependant moins exploité que le pétrole (et) proportionnellement moins abondant. Les réserves actuellement recensées représentent un peu moins de 20% des réserves mondiales (au lieu de presque 60% pour le pétrole)... et la production actuelle dépasse à peine 5% du total mondial (au lieu de 30% pour le pétrole)".
     La France, qui a passé d'importants contrats à long terme avec l'U.R.S.S. (premier producteur mondial) et l'Algérie (deux pays tributaires des devises occidentales), peut compter en outre sur les gisements de Mer du Nord dans le cadre européen, et connaît certainement là une situation au moins aussi bonne qu'avec le charbon et même l'uranium (malgré sa politique menée en Afrique Noire pour ce dernier minerai). Alors que le charbon (12% de l'énergie actuellement consommée en France) et le pétrole (42,9%) ont reculé chez nous de 1,3 et 1,9% par an (en valeurs relatives) depuis 1973, le gaz a progressé dans le même temps de 3,8% par an, pour égaler sensiblement le charbon à l'heure actuelle (25,4 et 24,6 Mtep en 1989).
     G.d.F. (Gaz de France, homologue d'E.d.F.) affiche d'ailleurs de grandes ambitions, avec 2 terminaux méthaniers, "dont le plus grand d'Europe", 12 stockages souterrains, "dont le plus grand du Monde", 26.000 km de réseau de transport (et 110.500 km de réseaux de distribution).

CARACTÉRISTIQUES ÉNERGÉTIQUES ET
TECHNIQUES

     Il ne s'agit plus en fait de brûler du gaz comme dans une vulgaire chaudière domestique, ou même de faire tourner une turbine ordinaire avec les gaz issus de sa combustion (car le rendement thermodynamique de la conversion serait de l'ordre de 0,35, celui des centrales nucléaires de la filière R.E.P.), mais d'utiliser la technique des "turbines à cycle combiné", dont un prototype fut installé dès 1962 en Algérie, par G.E.C.-Alsthom. Ces turbines "fonctionnent en fait comme des turbines à gaz classiques, mais leurs gaz d'échappement très chauds sont récupérés, au lieu d'être dissipés à l'air libre (...), dans une chaudière pour produire de la vapeur qui, à son tour, animera une turbine à vapeur et un turbo-alternateur, ce qui complétera ainsi la production d'électricité de la turbine à gaz" (J.F. Augereau). 

suite:
Le rendement thermodynamique global peut alors dépasser 0,50. "Une technique d'autant plus intéressante que ces turbines peuvent être construites en moins de 3 ans (contre au moins 5 ans pour une tranche nucléaire) et avec un investissement faible (de l'ordre de 4.000 F/kW installé, contre environ 10.000 F pour le nucléaire)" (H. Kempf).On peut même récupérer la chaleur "basses calories" en sortie de la partie vapeur, pour assurer un chauffage collectif urbain, par exemple. Le rendement global de cette "co-génération" atteint alors 0,80 au prix d'investissements et de contraintes supplémentaires, il est vrai.

CARACTÉRISTIQUES ÉCOLOGIQUES

     Des caractéristiques thermodynamiques découlent à la fois l'intérêt économique et l'intérêt écologique de tels processus énergétiques. En ce qui concerne la pollution thermique d'abord, pour 1 calorie disponible chez l'utilisateur, le procédé de cogénération (= cycle combiné + basses calories) ne gaspille que 0,25 calorie, contre 1 pour le cycle combiné seul, 2 pour les réacteurs usuels" (charbon, fioul ou R.E.P.) et 3 pour les réacteurs U.N.G.G.
     L'avantage est du même ordre pour la contribution à l'effet de serre, dû pour moitié environ au gaz carbonique issu des combustions et respirations. Pour la même quantité de chaleur, le charbon dégage en effet 1,5 fois plus de CO2 que le fioul, et 2 fois plus que le méthane. Seuls l'hydrogène, le nucléaire et le solaire peuvent prétendre à mieux (encore que l'on omette généralement de prendre en compte les "équivalents-carbone" investis en amont, par exemple les milliers de tonnes de gaz carbonique résultant de la fabrication des ciments: seules les économies d'énergie sont irréprochables de ce point de vue. A noter toutefois que le méthane, en tant que tel, est un gaz à effet de serre, et qu'une molécule en est malheureusement 30 fois plus active à cet égard qu'une molécule de gaz carbonique; si bien que 3% de pertes le long de la "chaîne-gaz" qui va du forage au consommateur, annihilerait les gains théoriques précités par rapport au charbon!
     Par rapport aux autres combustibles, le gaz naturel (à condition d'avoir été convenablement raffiné, comme il l'est à Lacq, par exemple), est dépourvu de soufre, et ne participe donc pas aux rejets de SO2, puis d'acide sulfurique (pluies acides), si nocifs pour l'environnement naturel ou bâti. La question des oxydes d'azote NOx reste néanmoins posée, car elle dépend des conditions (température, pression) régissant toute combustion. Quant aux risques d'accidents, s'ils ne sont pas nuls pour les bateaux et les terminaux méthaniers(4), ils ne se comparent en rien à ceux d'un éventuel "Tchernobyl à la Française", évidemment.

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(4) Théoriquernent, l'explosion d'un tanker de l00.000 tonnes pourrait libérer une énergie de l'ordre de celle de la bombe d'Hiroshima.

POUR CONCLURE...

     Sûr, souple, économe, peu polluant, le "gaz électrogène" va-t-il réconcilier E.d.F. et les "écolos" ? Dans un rapport présenté à la fin de 1988 devant le Comité économique et commercial d'E.d.F., on pouvait lire: "Dans le contexte des prix des combustibles et des coûts d'investissements actuels, le cycle combiné au gaz apparaît comme le moyen le plus compétitif, au plan international avec des marges importantes, et même sur la base des coûts français où il y a quasiment indifférence (sic !) entre nucléaire et gaz" (cité par H. Kempf).
     D'après une étude du service marketing de G.E.C.-Alsthom, le parc installé dans le monde en cycle combiné, actuellement égal à 50.000 MWé (soit l'équivalent du parc français R.E.P.) devrait quadrupler d'ici à la fin du siècle, avec d'ores et déjà d'importantes commandes en Asie et en Grande-Bretagne. On voit d'ailleurs bien le "créneau" d'utilisation de cette filière, même - et surtout ? - dans une optique "nucléocratique": au dessus d'un parc R.E.P. ramené à 30 GWé et fonctionnant totalement "en base", afin d'éponger ses lourds investissements, les turbines à gaz à cycle combiné et les barrages hydroélectriques de retenues(5) assureraient la "demi-base", tandis que les autres sources thermiques, coûteuses au fonctionnement et polluantes, ne seraient mises à contribution qu' "en pointe;

la consommation hivernale (pour le chauffage électrique) serait d'ailleurs d'autant réduite si se généralisait le procédé de cogénération... et si se confirmait le réchauffement climatique dû à l'effet de serre (+ 1oC se traduit en effet par 7% d'économie sur le chauffage dans nos pays, si bien que l'on peut parler de véritable régulation par feed-back négatif!).
     "On comprend donc mieux qu'E.d.F. puisse envisager de réutiliser les turbo-alternateurs de ses centrales nucléaires graphite-gaz, pour les coupler à des turbines à cycle combiné". Ou comment l'esprit vient aux plus fols, même un peu tard... à condition toutefois que notre S.E.I. (Système Economique Industriel) ne trouve pas là prétexte à ne point reconsidérer sa boulimie énergétique

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQES

J.F. AUGEREAU - "Des turbines à plein gaz", in Le Monde, no du 18 décembre 1990, p.26.
M. CHATELUS, in Energie Internationale 1990-1991, Editions Economica, pp. 249-250 et 255.
G.d.F. (Gaz de France) - "Le gaz natuoel, énergie du XXIe siècle", in Les Echos Industrie, suppl. du 14 mars 1990, p.18.
H. KEMPF - "Les fausses factures du nucléaire", in Dynasteurs, no de janvier 1991, pp.r'i-73.
V. MAURUS - "Le Réveil du gaz", in Le Monde, no du 18 décembre 1990, p.25.

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(5) Les barrages "au fil de l'eau" (type C.N.R., Compagnie Nationale du Rione) sont condarnnés à fonctionner en base, donc à érre "écrasés" par le nucléaire, d'autant que le Rhône est un fleuve à régime nival fournissant ses débits maximaux, et ses kWh, en été, saison de moindre consommation.

Prospective saisonnière de la diversification électrogène en France
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