PNACC : les infrastructures françaises à l'heure de la vulnérabilité climatique

En théorie, les grands projets d’aménagement doivent l’objet d’une évaluation de vulnérabilité au changement climatique  depuis 2016 (article R. 122-5 code l’environnement). "Dans les faits, cette prise en compte, en particulier concernant la vulnérabilité au changement climatique, reste largement insuffisante", dixit le Plan National d'Adaptation au Changement Climatique qui a été publié lundi 10 mars 2025 après des mois de retard.
Celui-ci prévoit donc d'améliorer l'anticipation des risques climatiques. D'une part, il clarifie les hypothèses avec la Trajectoire de Référence pour l'Adaptation au Changement Climatique (TRACC), le fameux "scénario +4°C" qui doit désormais servir de référence commune. D'autres part, il impose d'évaluer l'impact du changement climatique sur de nombreuses entreprises et activité, notamment dans les infrastructures, les transports et l'énergie. 

Transports : tous les modes et opérateur concernés à court-terme

Dans le secteur des transports, l'objectif est de réaliser des études de vulnérabilité pour l’ensemble des réseaux et des grandes infrastructures - SNCF Réseau, SNCF Gares & Connexion, SNCF Voyageurs, RATP, les grands ports maritimes, les principaux aéroports, le réseau routier... Ceux qui ont déjà fait ce type d'étude devront se mettre en conformité avec la TRACC.

Côté réseau ferré, SNCF Réseau a adopté en février 2024 une stratégie d’adaptation au changement climatique comportant une feuille de route 2024-2026, établie sur la base des analyses de vulnérabilité et des travaux d’ingénierie. Une étude globale de la vulnérabilité est en cours de mise à jour avec la TRACC, des études locales sont en cours ou prévues. Pour les nouveaux projets, un examen de la démarche d’adaptation sera mis en place lors de l’approbation par le Comité National des Investissements et des Engagements.
Une analyse de vulnérabilité sur 3000 gares a été effectuée en 2024 par SNCF Gares et Connexions. La feuille de route 2025-2030 prévoit de "continuer à investir dans la connaissance des impacts climatiques actuels et futurs sur les gares".

Pour les réseau urbains et régionaux, RATP a réalisé une étude de vulnérabilité "à dire d’experts" qui doit être mise à jour pour intégrer les données TRACC. La Société des Grands Projets (le maitre d'ouvrage du Grand Paris) va demander systématiquement la réalisation d’études de vulnérabilité au changement climatique dans le cadre des nouveaux appels d’offres à partir de 2025.
Enfin les projets de services express régionaux métropolitains devront intégrer une évaluation de la vulnérabilité.

Côté aéroports, les exploitants d’Aéroports de Paris, Aéroports de la Côte d’Azur, Lyon Saint-Exupéry, Bordeaux-Mérignac, la Réunion Roland Garros, Guadeloupe-Maryse Condé, Martinique Aimé Césaire, Strasbourg-Entzheim, Montpellier-Méditerranée, Marseille-Provence et Toulouse-Blagnac doivent réaliser en 2025 "une étude de vulnérabilité au changement climatique selon la TRACC et une ébauche de plan d’actions chiffré intégrant une première estimation des coûts à engager".

Et pour les ports, Bordeaux, La Rochelle, Guadeloupe, La Réunion et La Martinique ont déjà réalisé des études qui devront être actualisée avec la TRACC. Des études sont en cours pour Nantes-Saint-Nazaire, Dunkerque et Guyane et prévues pour les autres Grands Ports Maritimes (Haropa, Marseille).

Une étude est également en cours pour évaluer la vulnérabilité du réseau routier national, y compris les autoroutes concédées.

Énergie : assurer la résilience des systèmes et réseaux

Dans l'énergie, la priorité est d'améliorer la résilience du système électrique, y compris des production éolienne et solaire et du réseau.

RTE va réaliser une mise à jour des Futurs énergétiques 2050 en 2026 avec une nouvelle évaluation de l'impact du changement climatique sur le système électrique en cohérence avec la TRACC. Cette évaluation devra également adopter "une approche multi-modèles" (c'était une des limitation de l'étude précédente qui n'utilisez qu'un seul modèle). L'actualisation portera aussi sur :

• l’exposition au changement climatique de l’ensemble des filières, et en particulier les filières de d’énergie éolienne et photovoltaïque, à partir de scénarios climatiques, y compris "les conséquences de scénarios à faible probabilité".
• la disponibilité de la ressource en eau et ses conséquences pour la production électrique, en prenant en compte les résultats de l'étude Explore 2.

RTE devra aussi réaliser très prochainement des stress test pour valider la résilience du réseau dans des situation extrêmes, par exemple canicule combinée à une période sans vent.

Pour le réseau de distribution, Enedis va poursuivre l'enfouissement des réseaux dans les zones à risque d'incendie et le remplacement des éléments identifiés comme ayant un risque de défaillance. L'objectif est de renouveler d’ici 2040 la majorité des ouvrages les plus sensibles au risque de vagues de chaleur, ce qui nécessite des études préalables afin de prioriser les tronçons à renouveler en fonction de leur risque d’incidents, de l’exposition au risque de canicule et de leur impact client.

Des travaux sont également prévus du côté d'EDF (notamment sur le nucléaire) et des exploitant hydroélectrique.

Dans l'industrie pétrolière et gazière, l'évaluation des vulnérabilités portera principalement sur l’approvisionnement et la logistique. Trois études sont prévues pour 2026 sur les installations de transit international, la logistique pétrolière nationale et la navigabilité des fleuves, en particulier du Rhin. 

Opérateurs d'importance vitale et installation Seveso

Le projet de PNACC mis en consultation à l'automne prévoyait aussi des études de vulnérabilité climatique pour les opérateurs d’importance vitale (OIV), c'est-à-dire 1400 sites "vitaux à la survie de la nation" (industries d'armement, traitement de l'eau, services financiers, installations sanitaires majeures...). La version définitive se contente d'annoncer la transposition dans le droit français de la directive 2022/2557 sur la résilience des entités critiques. Celle-ci prévoit notamment que "les États membres veillent à ce que les entités critiques prennent des mesures […] pour prévenir la survenance d’incidents, en tenant dûment compte de mesures de réduction des risques de catastrophe et d’adaptation au changement climatique."

Dans le vague également, les nouvelles exigences sur les études de danger des installation Seveso ou des installations classées pour la protection de l'environnement (ICPE). Les aléas devraont être mis en cohérence avec la TRACC mais la méthodologie reste à définir.

Établissements scolaires et sanitaires

Il n'y a pas que l'industrie et les infrastructures dans la vie... le PNACC prévoit aussi de recenser les établissements scolaires "particulièrement menacés par le recul du trait de côte, la montée des eaux, les inondations ou d’autres risques climatiques extrêmes".

Une étude prospective sur les conséquences du changement climatique sur le système de santé va être lancée. Elle devra aider à anticiper les besoin de formation (reconnaitre et traiter les maladies liées au changement climatique), de ressources humaines (augmentation des besoins dans certaines spécialités) et l'impact sur la chaine d’approvisionnement (produits de santé, énergie, eau…).

Un inventaire complet du parc immobilier des établissements de santé et établissements sanitaires, sociaux et médico-sociaux est également prévu afin d'analyser son exposition au risques climatiques : confort thermique, risque d’inondation, alimentation en eau potable, risques sanitaires, dommage au bâtiment, alimentation en eau et en énergie... L’objectif est d'identifier et de prioriser les établissements devant faire l’objet d’une étude de vulnérabilité plus poussée.

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Comment la canicule de 2022 a semé le chaos dans les hôpitaux londoniens. Et quelques leçons.

Nous sommes à la mi-juillet 2022, l’Europe de l’ouest fait face à une des vagues de chaleur les plus intenses de son histoire. En Angleterre, pour la première fois, il fait plus de 40°C.

19 juillet, 13h, plus rien ne marche...

Le 19 juillet, à partir de 12h50, les serveurs d'un datacenter exploité par le NHS, le système de santé britannique, cessent un à un de fonctionner. A 13h15, la connection avec un autre datacenter londonnien du NHS est perdue. En quelques minutes trois hôpitaux et tous le services associés perdent l'ensemble de leurs systèmes d'information.

On ne retombe pas au Moyen Age mais on retourne bien un quarantaine d'années en arrière.... Pour plus de 23.000 salariés - médecins, infirmiers, personnels administratifs - il n’est plus possible d’accéder au dossier d’un patient, de savoir s’ils ont un rendez-vous ou de consulter des résultats d’analyse. Il faut de nouveau apprendre à travailler avec un stylo, un téléphone et une paire de basket pour courir entre les archives et les labos.
Dans un contexte de vague de chaleur, avec un afflux de patients aux urgences, c’est une catastrophe. Les hôpitaux ne peuvent plus fonctionner qu’au ralenti. La situation ne reviendra à la normale que le 21 septembre, plus de deux mois après.

Que s’est-il passé ? Comment deux datacenters indépendants, critiques peuvent tomber en panne au même moment ?
L'explication est en réalité toute simple : leurs systèmes de refroidissement, comme tous les systèmes de refroidissements, étaient conçus pour fonctionner jusqu'à une température maximale et ces hypothèses étaient trop basses.

Avec les températures atteintes à l'extérieur le 19 juillet vers midi, les climatiseurs étaient incapables de maintenir la température désirée à l'intérieure : celle-ci n’aurait jamais du dépasser 26°C, elle est montée au-delà de 50°C ! Dans ce cas, si vous avez de la chance vos serveurs vont s’arrêter automatiquement et se mettre en sécurité mais il y a aussi de bonnes chances que certaines machines crament.

Le climat du passé ne permet plus de connaitre le climat de demain, ni même d'aujourd'hui...

Mais "qui aurait pu prévoir" ? Dans un pays connu pour la fraicheur de son climat, où jamais un thermomètre n'était monté au-delà de 38.7°C, pourquoi aurait-il fallu que les infrastructures soient capables de fonctionner au-dessus de 40°C ? 

C'était oublier le changement climatique. 

L'hypothèse que le climat est stationnaire, c'est-à-dire que vous pouvez savoir ce qui va se passer demain en observant ce qu'il est arrivé hier, était peut-être raisonnable au XXe siècle, elle ne l'est plus du tout aujourd'hui : si vous concevez quelque chose à partir de 30 années d’observations météo, par exemple 1991-2020, vous vous appuyez en fait sur un climat moyen de 2005 ! Il y a de fortes chances que votre hypothèse ne soit déjà plus valide à l’instant où vous la calculez. Et plus votre projet a une durée de vie longue plus, il y a de chance que votre hypothèse soit dépassée.

Cette erreur est encore extrêmement fréquente. Au moment où les hôpitaux de Londres plongent dans le chaos, Oracle et Google rencontrent eux-aussi des problèmes dans leurs datacenters de Londres.

D'après le rapport d'enquête qui a suivi cet incident, la plupart des datacenters britanniques sont conçus pour pouvoir fonctionner normalement jusqu'à 40°C et s'arrêter à 45. Pour les installations plus anciennes, conçues avant 2010, c'est plutôt 35 et 40°C. La vague de chaleur de juillet pouvait donc potentiellement perturber toutes les infrastructures numériques du pays...

Les projections climatiques : un recours indispensable mais encore rare

Alors si on ne peut plus utiliser le passé pour savoir à quel type de météo s'attendre dans le futur, est-ce qu’il y a une solution ?

C’est ici qu’un demi-siècle de recherche sur le climat deviennent utiles...

Un immense travail scientifique a été accompli depuis les années 80 pour modéliser le climat. On dispose aujourd'hui de simulation détaillées du climat futur qui, traitées correctement, peuvent permettre d'anticiper des phénomènes qui ne se sont pas encore produits. Mieux : on a maintenant suffisamment de recul pour savoir que les projections publiées il y a deux ou trois décennies étaient fiables.

C'est presque une boule de cristal... Son utilisation permettrait d'éviter ou de minimiser les dommages causés par le changement climatique. Et pourtant, elle reste peu utilisée : en 2019, une étude d’I4CE estimait qu’à peine une entreprise sur 40 avaient déjà évalué les risques climatiques physiques pour son activité. Le chiffre a peut-être un peu augmenté depuis, mais on est certainement encore loin d'un usage généralisé.

Faciliter l'accès à la prospective climatique pour accélerer l'adaptation

Ce retard s'explique assez facilement. Imaginez que vous soyiez en train d'écrir le cahier des charges pour une nouveau datacenter et que vous vouliez déterminer la température maximale à laquelle il doit pouvoir fonctionner pour ne pas être mis en défaut entre aujourd'hui et, disons, 2040.

Comment faire ?

• D'abord, il va falloir que vous accédiez aux projections climatiques disponibles, par exemple CMIP6 ou Cordex. Il faut savoir où les trouver, savoir les choisir, savoir les télécharger... et avoir le temps : les jeux de données sont très lourds et si vous travaillez avec plusieurs modèles (ce qui est évidemment une bonne pratique), les téléchargements peuvent facilement prendre plusieurs semaines !
  
• Une fois le téléchargement terminé, vous constaterez que les fichiers sont au format netCDF, un format qui n'est pratiquement utilisé qu'en climatologie. Il vous faudra pourtant trouver une solution pour les ouvrir et extraire le site et la période de temps qui vous intéressent.
• Pour s'assurer de la qualité du résultat, il faudra ensuite appliquer des techniques de descente d'échelle et de correction de biais.
• Ce n'est pas terminé : si vous voulez calculer une température maximale telle que la probabilité de dépassement soient inférieure, par exemple, à 1% par an, il faudra aller chercher, du côté de la statistique, la théorie des valeurs extrêmes.

Il est facile de comprendre que ce sera une étude longue compliquée. Elle nécessite des compétences très particulières, elle va prendre beaucoup de temps et probablement couter cher. 

Cependant, ce dont on s’est aperçu, c’est qu’étudier les impacts du changement climatique c’est très souvent refaire la même chose. Si vous vous posez la même question pour un autre projet de datacenter, peut-être Paris ou Francfort au lieu de Londres, vous allez suivre les mêmes étapes en changeant simplement le point de données utilisé.

Ce que ça signifie, c'est que pour rendre la prospective climatique accessible, il faut se spécialiser : si vous identifiez un besoin récurrent, ça a un sens d’investir pour apprendre à maitriser la méthodologie, voire pour l'automatiser. La première étude va vous coûter très cher, mais vous pourrez ensuite reproduire à la demande n’importe-où dans le monde.
Cette automatisation, c’est le cœur de métier de Callendar.

 

Cet article reprend une intervention le 12 septembre 2023 lors d'une table ronde organisée par le Club Sustainable Business et le Club Immobilier Villes et Territoires des diplômés de l'ESSEC :

Publié le 13 septembre 2023 par Thibault Laconde

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Revoir la réglementation des rejets thermiques pour les centrales nucléaires : pourquoi et comment ?

Il y a quelques jours, comme avant chaque été, EDF a tenu une conférence de presse pour évoquer les effets du changement climatique sur le parc électrique. A cette occasion, l'électricien a annoncé qu'il souhaite un assouplissement de la réglementation des rejets thermiques pour ses centrales nucléaires.

Cela fait déjà quelques temps que je voulais vous parler de cette révision. De mon point de vue elle est devenue inévitable après l’été 2022, et si le sujet est condamné à susciter toutes sortes de polémiques et de positions outrancières, je crois qu'il est aussi possible de parvenir à un solution raisonnable... Et peut-être, au passage, de s'entrainer à répartir efficacement des ressources que le changement climatique rend de plus en plus rares.

Alors, sans plus attendre sautons à deux pieds sur l'occasion...

Les rejets thermiques pour les nuls

Je vais commencer par resituer le cadre technique et juridique de la discussion. Si vous êtes un habitué, vous pouvez probablement passer directement au prochain paragraphe : ce sont des choses dont j'ai déjà parlé dans plusieurs articles.

Le refroidissement des centrales nucléaires entraine un transfert de chaleur vers l'extérieur, en particulier vers les milieux aquatiques - fleuve ou mer selon les cas. La réglementation des rejets thermiques encadre ces opérations. Le cas le plus contraignant, et celui qui va nous intéresser principalement, est celui des centrales situées à l'intérieur des terres et dépendantes de fleuves. Dans ce cas, la réglementation prend généralement la forme d'une température maximale en aval et d'un échauffement maximal entre l'amont et l'aval.

La centrale nucléaire de Belleville utilise la Loire
comme source d'eau de refroidissement (source) 

En pratique, la limite d'échauffement impose un débit minimal du fleuve. A puissance égale, les rejets de chaleur d'une centrale sont à peu près constant. La seule façon de limiter l'échauffement sans baisser la production est donc d'avoir un débit suffisant pour diluer l'eau réchauffée déversée dans le fleuve.

La limite de température en aval peut, elle, se traduire par une limite de température en amont : elle doit être inférieure à la température maximale autorisée en aval augmentée de l'échauffement produit dans les conditions de débits du moment.

Bref, contrairement à ce qu'on pourrait croire, la réglementation des rejets thermiques n'encadre pas la façon dont la centrale fonctionne. En réalité, elle encadre les conditions météorologiques et hydrologiques dans lesquelles une centrale nucléaire peut fonctionner.

Côté juridique comment ça se présente ? Les limites de température sont fixées pour chaque centrale nucléaire via un arrêté, c'est-à-dire le niveau le plus bas dans la hiérarchie des normes. D'un point de vue administratif, ces textes sont très faciles à modifier.

Les valeurs peuvent varier largement, sans que la raison soit toujours très claire :

 

Il y a cependant une inspiration commune : la fameuse directive européenne de 1978 sur "la qualité des eaux douces aptes à la vie des poissons". Celle-ci fixe une température maximale de 28°C et un échauffement maximale de 3°C pour les grands fleuves de plaine. Mais comme toutes les directives européennes, il s'agit d'objectif de résultat destinés aux Etats-membres, ceux-ci restent libres des moyens mis en œuvre pour les atteindre et la directive ne créé pas directement d'obligation pour EDF ou n'importe quel autre utilisateur des fleuves.

La fin peu glorieuse de la réglementation mise en place après la canicule de 2003

La France a donc un objectif de résultat sur la température des fleuves mais les règles applicables aux centrales nucléaires ne sont pas gravées dans le marbre. Elles ont changé dans le passé. En particulier, elles ont déjà été largement adaptées depuis les canicules de 2003 et 2006. C'est justement ce régime qui est arrivé en fin de vie il y a un an, au début de l'été 2022.

Rappelons que, lors de la canicule de 2003, la France était passée près du black-out. Cette "catastrophe évitée de peu" (pour reprendre le terme de la Commission d'enquête du Sénat) a inspiré une révision de la réglementation applicable à la plupart des centrales nucléaires. Pour préparer des étés de plus en plus défavorables, la réglementation post-2003 innove en permettant un assouplissement des limites de rejets thermiques lorsque des tensions sur l'approvisionnement en électricité le justifient.

Par exemple, la température maximale en aval de Golfech est normalement limitée à 28°C mais, depuis la révision de son arrêté de rejets en 2006, elle peut fonctionner jusqu'à 30 si RTE le demande ou si c'est nécessaire pour assurer l'équilibre du système électrique.

 

Pendant une vingtaine d'années, ce mécanisme n'a été utilisé qu'une seule fois (en 2018). Mais en 2022, patratra : pour la première fois une vraie situation de tension se présente, avec la guerre en Ukraine et les soucis de corrosion du parc nucléaire, et l'été s'annonce chaud et surtout sec... Va-t-on enfin utiliser la flexibilité prévue par la réglementation ? Non, EDF préfère demander de façon préventive la suspension de la réglementation. Demande acceptée par l'ASN et entérinée par le gouvernement.

 

Le mécanisme imaginé suite à la canicule de 2003 est un échec : inutilisé pendant des années et vite écarté précisément quand il aurait du servir. Une révision de la réglementation des rejets thermiques des centrales nucléaires était donc inévitable. Et même souhaitable pour éviter de se retrouver dans la même situation à l'avenir.

 

La question dès lors est : comment fixer efficacement les nouvelles règles ? A mon avis, cela nécessite de répondre à 3 questions.

Question 1 : techniquement, jusqu'à quelle température et quel débit la centrale peut-elle fonctionner ?

Imaginons que les arrêtés de rejets soient abolis, les centrales nucléaires ne seraient pas pour autant capables de fonctionner dans n'importe quelles conditions de chaleur et de sécheresse. Contrairement à ce qu'on entend souvent, il existe bien des limites techniques de fonctionnement en température et en débit.

En particulier, le circuit de refroidissement doit avoir une température suffisamment basse pour condenser la vapeur après son passage dans la turbine. Aux pressions ordinaires, la condensation se fait autour de 100°C, ce qui laisse de la marge... Mais dans une centrale électrique, le condenseur doit être maintenu a très basse pression. Quand la température de l'eau de refroidissement augmente, la température du condenseur augmente aussi et avec elle la pression de vapeur saturante (la pression minimale pour que l'eau se condense). Si celle-ci dépasse la pression maximale admissible au condenseur, ça ne marche plus. Dans ce cas, il n'y a pas d'autres solutions que de baisser ou d'arrêter la production d'électricité.

A ma connaissance, en France, il n'y a jamais eu de perte de vide au condenseur causée par une température excessive. Mais il existe des exemples de ce type d'incident à l'étranger, par exemple dans les centrales d'Asco (Espagne), Pickering et Darlington (Canada) pendant les vagues de chaleur de 2003.

De façon encore plus évidente, il existe un débit en-dessous duquel une centrale ne peut plus fonctionner. Au mieux, c'est le débit prélevé, mais il peut être significativement plus élevé, par exemple si un débit minimum est nécessaire aux prises d'eau.

Il parait assez évident que la réglementation ne devrait pas autoriser le fonctionnement d'une centrale dans des conditions de chaleur et d'étiage où elle ne peut techniquement pas fonctionner. Pour ne citer qu'une seule raison, à laquelle vous n'auriez peut-être pas pensé : cela rendrait les indisponibilités des centrales nucléaires beaucoup plus difficiles à prévoir. Le chapitre climat des Futurs Energétiques 2050 de RTE, à date la seule étude publique de l'impact du changement climatique sur le parc nucléaire français, ne serait par exemple plus possible. 

Le fonctionnement de Saint-Alban est régulièrement perturbé parce que le débit du Rhône ne lui permet pas de respecter l'échauffement maximal autorisé par son arrêté de rejets (source)

Question 2 : quels extrêmes de débits et température s'attend-on à rencontrer ?

Un argument central d'EDF pour réviser les limites en vigueur est qu'elles ne correspondent plus aux conditions environnementales actuelles. Soit, mais alors quelles sont les conditions actuelles ?

EDF fait en permanence et depuis des décennies des relevés de température et de débit au niveau de ses centrales et dispose d'un service de climatologie depuis les années 90 mais ne publie que le strict minimum de ses résultats. A un moment pourtant, il va falloir montrer son jeu : quels sont les chaleurs et étiages extrêmes que l'exploitant anticipe pour chaque centrale nucléaire à climat actuel ? Ces prévisions sont-elles réellement incompatibles avec la réglementation existante ?

Si ce n'est pas le cas, la demande de révision n'a pas lieu d'être.

Si les études réalisées par EDF montrent que l'évolution des températures et des débits au niveau des centrales est incompatible avec les limites actuelles, ou va le devenir à court-terme, alors c'est effectivement un argument fort en faveur de leur révision. Dans ce cas, ces projections fournissent, après les extrêmes techniques, une deuxième borne possible pour les seuils réglementaires : en effet, il est a priori inutile d’autoriser le fonctionnement dans des conditions de température et de débit que l'exploitant estime ne pas devoir être atteintes.

Pour énoncer une évidence, il n'est pas possible de minimiser systématiquement les effets de la chaleur et du manque d'eau sur le parc électrique et en même temps d'invoquer le changement climatique pour demander un assouplissement de la réglementation des rejets thermiques. Et face à la dissonance du discours, on ne peut pas s'empêcher de se demander de quel côté se placent les hypothèses climatiques utilisées dans la conception et les études de sureté. Je pense que sur ce sujet EDF a déjà trop retardé son examen de conscience.

Question 3 : quels seront les effets sur le système fleuve ?

Souvent, c'est ici que la discussion commence mais pour moi cette question vient bien dernier. Après- tout peut-être qu'une fois les extrêmes techniques et les projections étudiés, on s'apercevra que la marge de manœuvre et/ou le besoin d'assouplissement sont inexistants ou minimes...

Dans le cas où une révision significative serait à la fois possible techniquement et nécessaire au regard du climat actuel et futur, il faudra bien poser la question de l'impact sur les autres utilisateurs du fleuve. C'est une question trop vaste pour la traiter entièrement ici, mais je voudrais au moins rappeler qu'elle ne se limite pas à des préoccupations écologiques.

Prenons les autres industries qui utilisent le fleuve pour leur refroidissement. Elles sont elles aussi soumises à des limites de rejets thermiques. Si une centrale nucléaire peut réchauffer l'eau au-delà de la limite de droit commun, potentiellement cela signifie que l'on autorise EDF à mettre à l'arrêt les industries qui se trouvent en aval, même si leur besoin de refroidissement est beaucoup plus réduit. C'est un cas d'école d'externalité négative, évidemment difficilement acceptable pour les entreprises qui le subirait. Et, au bilan, si on facilitait le fonctionnement d'une centrale nucléaire au détriment d'autres industries en aval - rafinerie, aciérie, chimie, ou autres, est-ce qu'on ne perdrait pas plus qu'on ne gagne ?

Il est normal qu'EDF ne voit que ses installations mais le pouvoir politique, qui prend les arrêtés de rejets, est garant de l'intérêt général. Avant de réviser ces seuils température, il faut lever les yeux de la centrale nucléaire et regarder l'ensemble des enjeux hydrologiques, écologiques et économiques.

Les limites de rejets thermiques ne sont pas réservées aux installations nucléaires : pendant l'été 2022, le fonctionnement de la centrale thermique à gaz de Martigues a aussi été perturbé par la chaleur (source)

 

Préparer le monde qui vient

Vous aurez compris que la réglementation des rejets du nucléaire n’est pas simple, elle aggrege des questions climatiques, industrielles et écologiques. Mais je crois que la grille d'analyse proposée - marge d'ajustement, besoin d'ajustements, impacts des ajustements - peut aider à arriver à une solution raisonnable. Elle permet aussi de présenter cette question lourde d'arrière pensée politiques pour ce qu'elle est : une discussion avant tout technique. 

Au fond la question est celle du partage de l'eau et de la capacité de refroidissement. Ces ressources autrefois suffisantes s'amenuisent sous l'effet du changement climatique. Ce n'est pas la dernière fois que cela va arriver... L'histoire des prochaines décennies sera en grande partie déterminée par notre capacité à  répartir ces ressources de façon efficace, en termes de résultats mais aussi de processus de décision : il faut viser un optimum technique et en même temps susciter l'adhésion, ou au moins limiter les frustrations.

Ces questions vont se présenter d'abord sous la forme de petit dilemmes, et la réglementation des rejets thermiques en est un, puis d'arbitrages de plus en plus douloureux. Autant apprendre dès à présent à les gérer, cette expérience sera précieuse...

Publié le 31 mai 2023 par Thibault Laconde

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Quand les feux de forêt deviennent un risque industriel

Depuis quelques années, nous avons assisté à des feux de forêt dévastateurs, souvent stimulés par des sécheresses exceptionnelles. L'aggravation du risque d'incendie est une des conséquences attendues du réchauffement climatique.

Il est évident que ces incendies peuvent avoir des conséquences humaines dramatiques, ils ont par exemple tué 103 personnes à Mati (Grèce) ou 85 à Paradise (Californie)... Mais une catastrophe récente vient de rappeler que les feux de forêt sont aussi un risque indutriel.

Sur le chemin de l'incendie : une des plus grandes centrales nucléaires de la planète

Le vendredi 4 mars 2022 vers 11h, un incendie se déclare dans les montagnes entourant la ville de Uljin, sur la côte orientale de Corée du Sud.

Les conditions sont favorables : pendant l'hiver 2021-2022, les précipitations dans la région ont été 7 fois moins importantes que l'année précédente et le vent souffle à 90 km par heure. L'incendie s'étend rapidement.

Dès l'après-midi le feu s'approche dangereusement de la centrale nucléaire de Hanul. Il s'agit d'une des plus grandes centrales nucléaire de la planète, avec 6 réacteurs en service, 2 en construction et 2 autres en projet. Dans la soirée, le président et le premier ministre sud-coréens appellent à faire tous les efforts pour protéger l'installation, les moyens du ministère de la défense sont mobilisés en renfort des pompiers.

Pendant la nuit, l'incendie gagne vers le nord et menace le terminal méthanier de Samcheok. A proximité se trouve aussi une centrale thermique de 2GW avec son parc à charbon.

Extension de l'incendie et principales installations menacées (données EFFIS)

Grâce à des moyens très importants - une centaine d'hélicoptères, près de 800 véhicules et 15 000 pompiers - et à un vent favorable, le feu est repoussé dans la journée de samedi avant d'atteindre les installations. Les données satellite de l'EFFIS suggèrent que l'incendie s'est approché à moins de 500 mètres de la centrale nucléaire et du terminal méthanier.

Pourquoi les risques augmentent avec le réchauffement climatique ?

Ce n'est pas la première fois qu'un feu de forêt menace des sites industriels ou des installations dangereuses. On peut se rappeler par exemple de la centrale à charbon de Milas en Turquie, passée très proche de la catastrophe pendant l'été 2021 ou encore des incendies dans la zone d'exclusion de Tchernobyl en avril 2020.

Selon le dernier rapport du GIEC, le réchauffement du climat est déjà responsable d'une augmentation des dommages causés par les feux de forêt. Pour l'avenir, les scientifiques affirment avec un haut de niveau de certitude que le risque d'incendie va augmenter avec la température.

En effet, l'élévation de la température fait augmenter l'évaporation et rend le climat plus aride même sans modification des précipitations. La végétation est fragilisée et les départs de feux trouvent un combustible plus sec et facilement inflammable. Toute schoses égales par ailleurs, les risques d'incendies sont donc aggravés là où ils existaient déjà et peuvent apparaitre dans des régions où, dans le passé, ils étaient négligeables.

C'est cas notamment en France : dès les prochaines décennies, un risque de feu de forêt devrait s'étendre dans la moitié nord du pays, autour de la Loire et même par endroit jusqu'en Bretagne et en Ile de France. Dans le même temps le risque devrait s'aggraver nettement dans le sud-ouest, en particulier les Landes.

Evolution du danger météorologique d'incendie en période estivale (source)

En France, presque la moitié des sites Seveso sont à proximité de forêt

D'accord, vous dites-vous peut-être, mais pour que le risque existe réellement il faudrait encore que des sites industriels dangereux soient situés en forêt, ce n'est certainement pas très courant...

En fait, si.

En croisant des données d'occupation des sols et la géolocalisation des ICPE, on peut évaluer le nombre de sites situés à proximité de forêts. Résultat : sur quelques 600 installations classées Seveso seuil haut, c'est-à-dire les sites industriels présentant des risques majeurs, 45% sont situées à moins d'un kilomètre d'une forêt. Parmi ceux-ci, 90 sites ont un environnement comprenant au moins 20% de forêt.

Des sites industriels Seveso en forêt

Quelques exemples de sites industriels à risque situés en forêt, de haut en bas et de gauche à droite :

• Un site de stockage souterrain de gaz près de Tours, l'environnement dans un rayon d'un kilomètre est composé à 82% de forêt,
• Une usine chimique dans les Landes (63% de forêt),
  
• Une usine de produits phosphorés en Savoie (67%),
• Un site de stockage d'hydrocarbures dans le parc naturel du Luberon (69%).

En France, historiquement, le risque de feu de forêt est limité en dehors du pourtour méditerranéen, il est donc probablement jugé négligeable pour la plupart de ces sites. Avec le réchauffement du climat, la protection des installations industrielles dangereuses contre l'extension vers le nord du risque d'incendie peut donc devenir un sujet d'adaptation assez important.

Publié le 9 mars 2022 par Thibault Laconde

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Retour sur les inondations thailandaises de 2011

Il y a une dizaine d'années, je travaillais comme analyste au ministère de la défense, aujourd'hui je dirige une jeune entreprise qui cherche à démocratiser l'évaluation des risques climatiques. Comment passe-t-on de l'un à l'autre ? Avec une bonne dose de hasards, de rencontres fortuites et d'opportunités improbables, c'est sur... Pourtant je peux situer un moment d'inflexion dans ma trajectoire, un moment où ont commencé à naitre des interrogations qui, au fil des années, se sont muées en projets puis en réalités.

Et ce moment, c'est l'inondation de la Thaïlande en 2011.

Parmi les nombreux anniversaires qui ponctuent cette année, celui-ci est sans doute assez discret mais j'aimerais tout de même en profiter pour revenir sur cet événement. Et partagez les raisons pour lesquelles il m'a tant marqué.

 

Thaïlande, 2011 : plus de 5 mois d'inondations

En Thailande, 2010 est déjà une année humide, avec des inondation en octobre et novembre. Au début de l'année suivante, les sols sont encore détrempés et 2011 va être l'année la plus pluvieuse enregistrée depuis le début des mesures en 1951. Des précipitations anormalement élevées ont lieu en mars, puis arrive la mousson. A la fin de l'été, le système de retenues d'eau destiné à prévenir les inondations sature. Le déluge se poursuit avec des tempêtes tropicales qui viennent se dissiper dans le nord du pays, et les barrages n'ont d'autre choix que de laisser passer l'eau.

Celle-ci s'écoule vers le bassin du Chao Phraya, dans lequel se trouve la capitale, un tiers des habitants et l'essentiel de l'industrie. C'est une vaste plaine presque complètement plate : le denivelé n'y est en moyenne que de 1.5 mètres par 100 km. Le drainage est donc très mauvais et la situation est encore aggravée par le niveau élévé de la mer dans le Golfe de Thaïlande.

Les cours d'eau débordent et l'eau stagne dans la plaine. L'inondation va durer 158 jours.

Zone inondée mi-octobre 2011
(source : Reliefweb)

C'est cette durée qui est exceptionnelle. Car le temps de retour des débits enregistrés n'est finalement que de 10 à 20 ans et la surface inondée (97.000km²) est très inférieure à celles d'inondations précédentes (par exemple 444.000km² en 1995).

Les dommages directs sont estimés entre 30 et 50 milliards de dollars, soit au moins 10% du produit intérieur brut de l'époque.

Désastre local, conséquences mondiales

Cependant si les inondations thailandaises ont fait autant parler d'elles, c'est avant tout pour leur impact indirect en particulier sur le marché électronique : elles sont responsables d'une pénurie mondiales de disques durs qui a fait augmenter les prix mondiaux et destabilisé le marché informatique pendant près de deux ans.

Pourquoi ?

Entre le 4 et le 20 octobre 2011, 7 zones industrielles sont inondées. Au total ce sont près de 700 usines qui sont submergées ou contraintes de s'arrêter. Selon les endroits, l'eau met un à deux mois pour se retirer. Et, dans de nombreux cas, il faut encore attendre plusieurs mois après la décrue pour que la production reprenne.

Par exemple, dans la zone industrielle de Nava Nakorn qui acceuillait 190 entreprises et 227 usines, l'eau a achevé de se retirer le 8 décembre après 53 jours d'inondation. Cependant au 1er juin 2012, les opérations n'avaient complètement reprises que dans 55 usines, 57 étaient encore à l'arrêt et 8 avaient mis la clé sous la porte, les autres fonctionnaient partiellement. 

Résultat : la production industrielle Thailandaise s'effondre : en novembre 2011, elle est divisée par deux par rapport à l'année précédente. Pour la production de disques durs, la chute est de 77% mais le cas n'est pas isolé : la production de semi-conducteurs tombe à zéro, l'industrie automobile est aussi pratiquement à l'arrêt (-84%), etc.

Ce qui distingue les disques durs, c'est la concentration de la production : à l'époque, 43% de la production mondiale venait de Thailande. L'arrêt brutal de cette production se répercute à l'industrie informatique puis, via l'augmentation du prix des ordinateurs, serveurs, etc., à l'ensemble de l'économie mondiale.

"Incident géographique fortuit" ou impréparation ?

Si les principaux producteurs de disques durs sont tous présents en Thailande et ont tous été affectés, l'histoire n'est pas la même pour tout le monde. Prenez Western Digital, le plus gros producteur mondial avant les inondations : ses revenus baissent de 35% mais son rival, Seagate, voit au contraire ses profits augmenter de 36%...

Comment expliquer une telle différence ? Pas de mystère : la production de Western Digital est située juste au nord de Bangkok, dans la zone industrielle de Bang Pa-in qui a été inondée du 14 octobre au 17 novembre. Le niveau de l'eau dans les installations est monté jusqu'à près de 2 mètres et l'entreprise a du faire intervenir des plongeurs pour sauver les équipements qui pouvaient encore l'être.

Au contraire, la production de Seagate est située à Teparuk, sur les contreforts du plateau de Khorat. Le site n'a été affectée qu'indirectement, via l'inondation de fournisseurs, et la production est revenue à la normale dès la décrue. Les expéditions n'ont baissé que de 8% au quatrième trimestre ce qui a permis à Seagate de profiter de l'augmentation des prix causé par la pénurie.

Grâce à quelques mètres d'élévation supplémentaire, Seagate prend ainis à Western Digital la place de premier producteur mondial de disques durs... "un incident géographique fortuit" écrit à l'époque un expert.

Sauf qu'il n'y a rien de fortuit ici : le risque d'inondation dans le bassin du Chao Phraya n'est pas nouveau, il était facile de prévoir que le site choisi par Western Digital était exposé. Non seulement l'entreprise a mis tous ses oeufs dans un panier bien hasardeux, mais en plus les mesures les plus élementaires pour réduire la vulnérabilité, comme l'utilisation des étages supérieurs pour les activités nécessitant les équipements les plus couteux, n'ont été prises qu'après la catastrophe. La facture de cette imprevoyance est de l'ordre de la centaine de millions de dollars, sans compter les pertes de production.

Ce que les inondations thailandaises disent des risques climatiques

En sens inverse, n'est-ce que par chance que Seagate a choisi un site moins exposé ? Si c'est le cas, tant mieux pour eux. Mais, dans un monde où les catastrophes climatiques deviennent plus fréquentes et plus sévères, peut-on encore laisser de telles décisions au hasard ? 

Ce qu'ont démontré les inondations thaïlandaises de 2011, c'est d'abord un niveau d'impréparation à peine croyable. Même dans des entreprises parmi les plus prospères de la planète, dans un secteur extrêmement compétitif, des risques climatiques bien connus sont négligées, les mesures les plus simples de réduction de la vulnérabilité ne sont pas prises... et ces négligences grossières se paient en pertes de part de marché et en dommage à hauteur de dizaine voire de centaine de millions !

Après un tel événement, inutile d'être particulièrement visionnaire pour comprendre qu'un bon outil de gestion des risques climatiques va devenir un facteur de compétivité pour les entreprises. Non seulement pour éviter des dommages physiques et les coûts associés mais aussi, par exemple, pour accéder aux capitaux et convaincre des investisseurs. 

Mais tout le monde n'a pas d'usine dans une plaine inondable soumise à un climat de mousson. C'est vrai mais ça ne veut pas dire que vous êtes à l'abri. C'est le deuxième enseignement de la crise thaïlandaise : la concentration de la production et la mondialisation des chaines d'approvisionnement font que les risques peuvent se propager très au-delà des zones et des secteurs directement affectées. 

Mais le changement climatique dans tout ça ? Il est possible qu'il ait rendu plus probable les inondations de 2011 - ce point est débattu et au fond qu'importe : quand votre usine est inondée, savoir si la crue est attribuable ou non au changement climatique n'est pas une grande consolation... La maitrise des risques climatiques est avant tout une démarche pragmatique.

Publié le 12 octobre 2021 par Thibault Laconde

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Réglementation des rejets thermiques dans l'industrie : le nucléaire et au-delà

Depuis presque un mois, la centrale nucléaire de Saint Alban connait une série d'indisponibilités partielles. Pourquoi ? Parce qu'avec un débit réduit et une température élevée de fin d'été, le Rhône ne peut plus refroidir les réacteurs sans se réchauffer au-delà de la limite autorisée en aval de la centrale.

C'est souvent ce phénomène qui est à l'origine des arrêts de réacteurs pendant les canicules ou les sécheresses. Leurs turbines électriques ont besoin d'eau et, en fonctionnant, réchauffent la mer ou le fleuve dont elles dépendent, mais elles ne peuvent pas le faire indéfiniment : la température de l'eau après mélange doit rester dans les limites définies par un texte réglementaire. Ces arrêtés de rejets, propres à chaque installation nucléaire, peuvent se révèler contraignants pour les centrales fluviales et donner l'impression qu'elles subissent des contraintes disproportionnées, ou en tous cas uniques. 

 

En réalité, les autres industries qui utilisent les fleuves comme source de refroidissement - centrales fossiles, papeteries, raffineries, etc. - sont aussi soumises à des limites de température. Quelles sont ces limites ? D'où viennent-elles ? Sont-elles plus souples que celles des installations nucléaires ? C'est ce que je vous propose de discuter dans cet article.

 

Les limites de température imposées aux centrales nucléaires

Chaque centrale nucléaire française fait l'objet d'un arrêté de rejets qui lui est propre. Callendar les a compilé ici :

Les seuils et les règles de calcul varient donc d'une installation à l'autre mais si voulez retenir un chiffre, retenez 28°C. En règle générale, c'est la la température maximale autorisée en aval d'une centrale nucléaire pendant la période estivale. 

Encore une fois, c'est loin d'être une règle absolue. Pour Bugey, le seuil est de 26°C - nous verrons pourquoi plus bas. Pour Blayais, qui est située sur l'estuaire de la Gironde à un endroit où il n'y a presque plus d'aval, la limite est de 36.5°C... Quant aux centrales situées autour de la Loire (Civaux, Chinon, St Laurent, Dampierre et Belleville) elle n'ont que des limites d'échauffement : ce n'est pas la température en aval qui est limitée mais la différence de température entre l'aval et l'amont. Il y a des exception, donc... mais retenons ce chiffre de 28°C et voyons d'où il vient.

Historiquement, le besoin d'une réglementation des rejets thermiques apparait très vite après la Seconde Guerre Mondiale. Avec le développement de grande installations industrielles et de centrales électriques beaucoup plus puissantes, les systèmes de refroidissement commencent à modifier significativemet la température des fleuves. Un encadrement devient nécessaire, ne serait-ce que pour éviter que le réchauffement de l'eau par les centrales amonts perturbe le fonctionnement de celles situées en aval.

La limite est initialement fixée à 30°C pour la température de l'eau rejetée. Pendant la décennie de 1970, EDF conduit de nombreuses études sur les cours d'eau accueillant des centrales nucléaires ou fossiles (Montereau, Porcherville, etc.) et ces évaluations montrent que l'échauffement de l'eau a des impacts écologiques significatifs avant 30°C. A la fin des années 70, une série d'arrêtés de rejets est prise et introduit une nouvelle limite : 28°C pour l'eau du fleuve après mélange (ce qui dans de nombreux cas en fait moins contraignant que 30°C au rejet).

 

Le droit commun des rejets thermiques

Cette limite de 28°C ne sort pas de nulle part. Elle vient en fait d'une directive européenne de 1978 "relative à la qualité des eaux douces aptes à la vie des poissons". Ce texte distingue deux cas en fonction de la population du cours d'eau : 

• les eaux salmonicoles dans lesquelles on peut trouver des saumons, truites, ombres, etc. : ce sont des cours d'eau rapides et froids, en général assez bien préservés, la directive leur attribue une température maximale de 21.5°C.
  
• les eaux cyprinicoles dans lesquelles on trouve des carpes, silures ou brochets : il s'agit en général de grandes rivières ou de fleuves en plaine, leur température doit être au maximum de 28°C.

Ces règles, comme toutes les directives européennes, ne s'appliquent qu'aux Etats-membres. Elles vont cependant être largement reprises dans la réglementation française, applicable elle aux utilisateurs des fleuves.

Peu de temps auparavant, la loi du 19 juillet 1976 a créé le système des installations classées pour la protection de l'environnement et de nombreuses catégories d'ICPE vont se voir fixer des limites de rejets thermiques reprenant les définitions et les seuils de la directive de 1978.
C'est le cas notamment des catégories 2910 et 3110, c'est-à-dire des installations de combustion dont la puissance thermique est supérieure à 20MW y compris toutes les centrales électriques fossiles un peu importantes, mais aussi des catégories 2930 (ateliers automobiles), 2564 (nettoyage, dégraissage, décapage), 2565 (revêtements métalliques), 2730 (traitement de produits animaux), etc.

Là aussi le détail varie mais, schématiquement, les prescriptions générales applicables à ces installations prévoient, d'une part, que la température des effluents rejetés ne peut pas excéder 30°C et, d'autre part, que ces effluent de doivent pas conduire :

• pour les eaux salmonicoles : à une élévation de la température supérieure à 1.5°C ou à une température avale supérieure à 21.5°C,
• pour les eaux cyprinicoles : à une élévation de la température supérieure à 3°C ou à une température avale supérieure à 28°C,
• pour les eaux destinées à la production d'eau potable : à une température avale supérieure à 25°C.

 

Une préoccupation aussi sanitaire et technique

Peut-être vous demandez-vous d'où sort ce dernier seuil qui ne figure pas dans la directive de 1978. C'est qu'en France métropolitaine, une ressource en eau dont la température dépasse 25°C ne peut pas être utilisée pour produire de l'eau destinée à la consommation humaine. L'origine de cette limite est à la fois biologique et chimique :

1. Une température élevée favorise la prolifération de pathogènes, notamment legionelles et amibes, un effet qui avait déjà été identifié dans les études des années 70 conduites par EDF.
   
2. Le chlore libre, qui est la principale méthode de potabilisation en France, n'est plus stable après 25°C, si l'eau dépasse cette température il n'est donc pas possible de garantir sa qualité dans le temps. Et il n'existe pas d'alternative simple au chlore.

Il me parait donc important de comprendre que, si la réglementation des rejets thermiques emprunte encore une bonne partie de son vocabulaire à la protection de la biodiversité, ces règles servent aussi des objectifs techniques et sanitaires. 

Un exemple ? La centrale nucléaire de Nogent utilise la Seine pour son refroidissement. Une centaine de kilomètres en aval, le captage d'Orly assure un quart de l'approvisionnement en eau potable de la capitale. Ce n'est évidemment pas seulement pour le bien-être des poissons que les rejets de cette installation sont strictement encadrés et controlés. Comme ceux, bien sur, des autres industries qui utilisent le fleuve.

 

Puisque la réglementation est comparable, pourquoi parle-t-on autant du nucléaire et si peu des autres industries ?

Si on compare maintenant les règles applicables au nucléaire et celles en vigueur pour les autres secteurs industriels, il est clair qu'il n'y a pas de traitement de faveur pour ces derniers. Les arrêtés de rejets des centrales nucléaires fixent des limites qui sont en général conformes aux règles de droit commun et parfois sensiblement plus favorables : Bugey, par exemple, se trouve sur une section du Rhône qui est salmonicole mais bénéficie d'une autorisation de rejet à 24°C en hiver et 26°C en été.

Mais alors, vous demandez-vous peut-être, comment se fait-il que l'on voie régulièrement des réacteurs à l'arrêt mais qu'on n'entende jamais parler de raffineries ou d'usines métallurgiques stopées à cause de la chaleur ?

Si on cherche bien, on peut s'apercevoir que des problèmes existent. Cela se devine par exemple à l'activité des entreprises qui louent des capacités de refroidissement industrielles : elles sont, au moins de temps en temps, sollicitées pour éviter des arrêts de productions pendant des période de fortes chaleur. Ca a été le cas par exemple dans la pétrochimie en Italie ou dans la métallurgie en Belgique.

Je crois que la raison pour laquelle ces problèmes sont très peu connus est tout simplement que ces industries ne sont pas soumises aux mêmes obligations de transparence que le secteur électrique. Quand la centrale nucléaire de St Alban se déclare indisponible en raison de la température du Rhône, il est difficile d'imaginer, par exemple, que l'usine chimique de Salaise sur Sanne, 6 kilomètres en aval, ou la papeterie de Laveyron, 15 kilomètres plus loin, puissent fonctionner normalement. Mais nous n'en saurons rien...

Je comprend que ça puisse être frustrant mais, à mon avis, c'est une raison supplémentaire pour s'intéresser aux indisponibilités climatiques des centrales françaises. Avec le réchauffement du climat, on peut s'attendre à ce que la chaleur perturbe de plus en plus régulièrement le fonctionnement des activités industrielles et le nucléaire est le canari dans la mine : un indice bien visible d'un risque beaucoup plus général.

Publié le 21 septembre 2020 par Thibault Laconde

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