Risques de sécheresse : faut-il s’inquiéter pour la production d’électricité ?

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Vingt départements français sont déjà placés en alerte sécheresse et font l’objet de mesures de restriction d'eau. La faible pluviométrie inquiète dès le printemps et laisse penser que l’été 2023 sera placé sous le signe de la sécheresse dans certaines régions françaises. Les restrictions d’eau sont un casse-tête pour le quotidien des Français, mais elles pourraient également avoir des répercussions sur la production d’électricité.

De nombreux départements en état d’alerte sécheresse

Ce 11 mai 2023, 20 départements sont en état d’alerte et donc concernés par des restrictions d’eau, d’après Propluvia, un site du ministère de la Transition écologique répertoriant les arrêtés de restriction d’eau. De plus, 27 autres départements sont en état de vigilance. Depuis quelques années, ces alertes sont de plus en plus précoces et touchent un territoire toujours plus large. Au 30 mai 2022, 24 départements français étaient ainsi concernés, contre 12 en 2021 et 9 en 2020, d’après les données de Ouest France. La précipitations viennent à manquer au moment où la France a besoin de reconstituer ses nappes phréatiques. Cet épisode fait suite à une première sécheresse en 2022 qui a mis à mal les stocks d’eau.

Dans les 20 départements en alerte, il est désormais obligatoire de réduire sa consommation d’eau. Les mesures de restriction varient selon la gravité de l’alerte (alerte, alerte renforcée ou crise) et comprennent entre autres :

  • La limitation de l’arrosage des jardins, espaces verts ou golfs à certaines heures ou leur interdiction totale ;
  • La limitation ou l’interdiction du nettoyage des voiture ;
  • L’interdiction de remplir des piscines privées, etc.

Plus préoccupant encore, les agriculteurs de certains départements en crise ne peuvent plus effectuer de prélèvements d’eau à des fins agricoles, ce qui contraint fortement l’irrigation des cultures.

Ces contraintes sont indispensables pour limiter le stress hydrique dans ces territoires, mais elles pèsent lourdement sur le quotidien des Français et particulièrement sur l’activité agricole. Elles pourraient être appliquées à chaque épisode de fortes chaleurs ou de canicule, lesquels risquent de se renouveler au cours de l’été.

Eau et électricité : deux ressources indissociables

Les activités quotidiennes et la production agricole ne sont pas les seuls secteurs affectés par le risque de sécheresse. En effet, le manque d’eau peut limiter les capacités de production nucléaire et hydraulique, qui représentent respectivement 62,7 % et 11,1 %* du mix électrique français en 2022, d’après le dernier bilan de RTE.

*49,6 TWh / 445 TWh = Production hydroélectrique / Production totale = 11,14 %

La première des énergies renouvelables françaises menacée par la sécheresse ?

“L’énergie hydraulique ou hydroélectricité est la première des énergies renouvelables en France”, rappelle EDF. Avec 427 centrales hydrauliques et plus de 600 barrages en France en 2023, la filière est centrale dans le mix énergétique renouvelable français. D’après le baromètre 2022 de l’institut Observ’ER, les centrales hydroélectriques françaises ont produit en 2021 près de 60 TWh, soit environ 50 % de la production renouvelable française*.

En 2022 déjà, l’électricité produite par les barrages a connu un déclin. La production hydroélectrique a atteint en 2022 son "plus bas niveau" depuis la sécheresse de 1976, d’après les informations du gestionnaire du réseau de transport d'électricité RTE. Celle-ci a en effet chuté de 20 % par rapport à la moyenne 2014-2019, avec seulement 49,6 TWh produits en 2022. RTE impute ce recul aux “conditions climatiques exceptionnellement chaudes et sèches".

Les risques de sécheresse pèsent donc fortement sur les perspectives françaises de production électrique, en particulier du côté des énergies renouvelables. Une situation d’autant plus préoccupante que la France est en retard sur ses objectifs dans ce secteur.

*Production hydroélectrique en 2021 = 59 196 GWh

Production électrique renouvelable totale en 2021 = 120 447 GWh

Part de la production hydroélectrique = 59 196 / 120 447 = 49,15 %

Le nucléaire, une source d’énergie gourmande en eau

L’énergie nucléaire est la première source de production d’électricité en France, avec presque 63 % du mix électrique du pays en 2022 d’après RTE. Or le parc nucléaire nécessite lui aussi une importante quantité d’eau, pour pouvoir refroidir les réacteurs et les installations. D’après la Société française d’énergie nucléaire, la production nucléaire représente en moyenne entre 5 à 10 % de la consommation annuelle d’eau du pays.

Pour bien comprendre pourquoi le parc nucléaire français a besoin d’autant de volumes d’eau, il est nécessaire de détailler son fonctionnement. Le parc est actuellement composé de 56 réacteurs implantés dans 18 centrales, divisés en deux catégories :

  • Les réacteurs en circuit ouvert : l’eau nécessaire au refroidissement est pompée en surface, depuis un cours d’eau au débit suffisant ou depuis la mer, puis est entièrement restituée à la source. Les volumes d’eau pompés et refroidis sont très importants (55 à 200 m³ par seconde, d’après un rapport d’information du Sénat), mais l’eau est ensuite entièrement rejetée dans son milieu d’origine, à une température supérieure de 2 ou 3 °C. En France, 14 réacteurs de ce type sont situés en bord de mer et 12 autres en bord de fleuve.
  • Les réacteurs en circuit fermé : l’eau est refroidie grâce à une tour aéroréfrigérante, puis rejetée en partie dans son milieu d’origine et en partie dans l'atmosphère sous forme de vapeur d’eau. Il n’est pas nécessaire de prélever autant d’eau, ce qui permet d’installer les centrales à proximité d’un cours d’eau à faible débit. Ce type de circuit concerne 30 réacteurs en France.

Pour faire simple :

  • Les réacteurs en circuit ouvert pompent beaucoup d’eau mais n’en consomment pas, puisqu’elle est entièrement restituée (même si elle est alors plus chaude).
  • Les réacteurs en circuit fermé pompent peu d’eau mais en consomment une grande partie (l’eau rejetée dans l’atmosphère n’est pas restituée).

Sans une quantité suffisante d’eau, les centrales nucléaires ne peuvent pas être efficacement refroidies. Pour des raisons de sécurité, les réacteurs voient alors leur puissance réduite, voire sont totalement mis à l’arrêt. De plus, afin de protéger la biodiversité des milieux aquatiques, les réacteurs ont l’interdiction de rejeter des eaux trop chaudes dans leur milieu d’origine. En août 2022, l’unité numéro 2 de la centrale de Golfech, en Tarn-et-Garonne, a ainsi vu sa puissance réduite au minimum en raison de la canicule et du manque d’eau.

Manque d’eau : un risque pour la sûreté nucléaire ?

L’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) indiquait dans une note d’information publiée en juillet 2020 que la canicule pouvait avoir “des conséquences sur la production d’électricité pour des raisons de protection environnementale mais, potentiellement aussi, sur la sûreté des centrales nucléaires”. En effet, des températures élevées de l’eau limitent les capacités de refroidissement de la centrale.

La température de l’air est également un enjeu important selon l’IRSN, car des températures trop élevées peuvent perturber le fonctionnement des ventilations et des équipements de sûreté. Les groupes électrogènes (ou diesels) de secours sont notamment concernés par ce problème, car l’air extérieur sert à la fois “de source d’air comburant au moteur et de source froide pour l’eau des circuits de refroidissement des diesels.” Un air trop chaud contraint ainsi à réduire la puissance du moteur, ce qui peut être problématique en cas de panne par exemple, lorsque le diesel doit prendre le relais sur l’alimentation principale. L’IRSN recommande donc de “s’assurer que, dans ces conditions, les diesels de secours sont toujours en mesure de fournir la puissance électrique nécessaire aux systèmes permettant le repli et le maintien en état sûr du réacteur”.

L’autorité de sûreté nucléaire (ASN) a elle aussi recommandé le 21 mars dernier de “vérifier que [...] les réacteurs disposent en permanence de suffisamment d’eau pour refroidir les combustibles, même en situation d’arrêt”. L’ASN alerte par ailleurs sur les risques de crue et de submersion marine pour les réacteurs situés en bord de mer. Si ces derniers ne sont pas concernés par la sécheresse, d’autres facteurs de risques climatiques peuvent menacer leur sécurité.

Économiser l’eau, oui mais pas seulement

Dans un rapport publié le 21 mars 2023, la Cour des Comptes alertait sur la nécessité d’adapter la filière nucléaire au changement climatique et de “renforcer la recherche et développement sur les systèmes de refroidissement sobres en eau”.

Le rapport estime en effet que les pertes de production électrique dues au manque d’eau “peuvent s’avérer critiques en accroissant les risques de tension sur le réseau”. Il est donc nécessaire d’agir également du côté de la consommation d’énergie pour faire face à ces tensions. Réaliser des économies d’énergie permettrait en effet d’alléger le réseau électrique et de mieux s’adapter aux chutes de production électrique.

La situation durant l’été n’est pas encore critique, mais elle reste préoccupante. La Cour des comptes précise ainsi que les pertes de production d’énergie nucléaire dues à la sécheresse “sont concentrées sur des périodes brèves, estivales le plus souvent”. Par ailleurs, elles “demeurent limitées en moyenne annuelle (environ 1%) et l’essentiel du risque d’indisponibilité en cas de canicule ou de sécheresse concerne six sites”.

L’utilisation plus fréquente et généralisée de la climatisation pour se protéger des fortes chaleurs devrait toutefois accentuer la consommation d’électricité durant l’été. Cette situation n’est certes pas encore alarmante, la majorité des foyers n’étant pas équipés en climatisation. En 2020, 25 % des ménages français disposaient de climatiseurs d’après l’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe). La demande d’électricité est encore loin d’atteindre les niveaux hivernaux, mais le nombre de climatiseurs est en constante hausse (on comptait seulement 14 % de ménages équipés en 2016) et gonfle tout de même la consommation électrique annuelle.

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