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La fiabilité de l’énergie nucléaire diminue avec l’augmentation des phénomènes météorologiques violents

Zoom / Le refroidissement par eau est l’un des facteurs qui limitent la productivité des centrales nucléaires.

Avec des conditions météorologiques extrêmes provoquant des pannes de courant en Californie et au Texas, il devient de plus en plus clair que l’infrastructure électrique existante n’est pas conçue pour ces nouvelles conditions. passé Recherche Il a montré que les centrales nucléaires ne font pas exception, la hausse des températures leur causant des problèmes de refroidissement. Maintenant, classez en cours d’analyse L’examen d’un large éventail d’événements météorologiques montre que ce n’est pas seulement le temps chaud qui met ces plantes en danger – c’est toute la gamme des perturbations climatiques.

La chaleur a été l’une des menaces les plus immédiates, car la hausse des températures signifie que les sources naturelles de refroidissement (rivières, océans, lacs) deviennent des puits de chaleur moins efficaces. Cependant, cette nouvelle analyse montre que les ouragans et les ouragans sont devenus les principales causes de pannes d’électricité nucléaire, au moins en Amérique du Nord et en Asie du Sud et de l’Est. Les fermetures de tempête sont routinières, alors peut-être que ce résultat n’est pas surprenant. Mais d’autres facteurs sont moins évidents – tels que le blocage des tubes d’admission de refroidissement en raison d’une population de méduses inhabituellement abondante.

Dans l’ensemble, cette dernière analyse calcule que la fréquence des pannes liées au climat est environ huit fois plus élevée que dans les années 1990. L’analyse estime également que le parc nucléaire mondial perdra 1,4% – environ 36 TWh – de sa production d’énergie au cours des 40 prochaines années, et jusqu’à 2,4%, ou 61 TWh, d’ici 2081 à 2100.

Chaleur, tempêtes et sécheresse

L’auteur a analysé les bases de données accessibles au public de l’Agence internationale de l’énergie atomique pour identifier tous les arrêts liés au climat (partiels et complets) dans les 408 réacteurs du monde. En général, les arrêts non planifiés sont très bien documentés et les données disponibles ont permis de calculer les tendances de la fréquence des arrêts associés à des causes environnementales au cours des 30 dernières années. L’auteur a également utilisé des données plus détaillées de la dernière décennie (2010-2019) pour fournir l’une des premières analyses des types d’événements météorologiques qui ont eu le plus d’impact sur l’énergie nucléaire.

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Bien que le document ne relie pas directement les événements signalés au changement climatique, les résultats montrent une augmentation globale du nombre de pannes dues à une série d’événements météorologiques.

Les deux principales catégories de perturbations climatiques sont divisées en convection (chaleur, sécheresse et incendies de forêt) et tempête (y compris les ouragans, les cyclones tropicaux, la foudre et les inondations). En cas de chaleur et de sécheresse, le problème principal est qu’il n’y a pas assez d’eau froide – ou en cas de sécheresse, assez d’eau du tout – pour refroidir le réacteur. Cependant, il y a également eu un certain nombre de pannes dues aux réactions environnementales au temps plus chaud; Par exemple, des groupes de méduses plus gros que d’habitude ont obstrué les tubes d’admission de certains réacteurs.

D’un autre côté, les tempêtes et les incendies de forêt ont causé une multitude de problèmes, notamment des dommages structurels, des fermetures préventives, des opérations réduites et des évacuations d’employés. Sur la période 2010 à 2019, les principales causes de pannes étaient les ouragans et les ouragans dans la plupart des régions du monde, bien que la chaleur soit toujours le principal facteur en Europe occidentale (France en particulier). Si celles-ci représentent les causes les plus fréquentes, l’analyse a également montré que la déshydratation était la source des perturbations les plus longues, et donc des pertes d’énergie les plus importantes.

L’auteur a calculé que la fréquence moyenne des pannes liées au climat est passée de 0,2 panne par an dans les années 1990 à 1,5 panne au cours de la période de 2010 à 2019. Une analyse rétrospective a également montré que pour chaque degré Celsius, la hausse de la température (supérieure à la moyenne entre 1951 et 1980), la production d’énergie de la flotte mondiale a chuté d’environ 0,5 pour cent.

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Rénovation en cas de mauvais temps

Cette analyse montre également que les pannes liées au climat sont devenues la principale cause de perturbations de la production d’énergie nucléaire – les autres causes de pannes n’ont augmenté que de 50 % au cours de la même période. Pour l’avenir, l’auteur calcule que si des mesures d’atténuation ne sont pas mises en place, les troubles continueront d’augmenter au cours du reste de ce siècle.

“Toutes les technologies énergétiques, y compris les énergies renouvelables, seront considérablement affectées par le changement climatique”, a écrit le professeur Jakapo Bongiorno, qui n’a pas participé à l’étude, dans un e-mail à Ars. Buongiorno est professeur Tepco de science et d’ingénierie nucléaires au Massachusetts Institute of Technology (MIT) et coprésident de l’étude du MIT sur L’avenir de l’énergie nucléaire dans un monde sobre en carbone. “Les résultats ne sont pas surprenants – les centrales nucléaires peuvent subir des pannes imprévues en raison d’événements graves (tels que des ouragans et des ouragans) ou de vagues de chaleur de fréquence croissante.”

Bien qu’il existe peu de recherches sur le thème des impacts climatiques sur l’énergie nucléaire en particulier, certains projets sont déjà en cours pour adapter les centrales nucléaires au changement climatique. Par exemple, le département américain de l’Énergie a récemment investi dans un projet visant à rechercher des moyens de réduire la quantité d’eau nécessaire aux installations nucléaires (comme le refroidissement à sec avancé).

“Les centrales nucléaires existantes font déjà partie des actifs les plus résilients de notre infrastructure énergétique”, a écrit Buongiorno. “La flotte actuelle s’adapte à l’élévation du niveau de la mer (pour les centrales situées dans des zones à risque potentiel d’inondation) et à l’augmentation de l’intensité des tempêtes. Les nouvelles technologies de réacteurs nucléaires seront plus flexibles, car dans de nombreux cas, elles sont conçues pour le refroidissement à sec (c’est-à-dire sans eau rivière/océan pour rejeter la chaleur vers l’océan) ainsi que de pouvoir fonctionner en « mode île », c’est-à-dire non connecté au réseau et prêt à redémarrer avant les autres grandes centrales en cas de panne de courant.

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D’autres technologies nucléaires, telles que lit de galetsEt le sel dissous, Et Petits réacteurs modulateurs avancésIls peuvent également fournir des solutions plus résistantes au climat, mais elles sont toutes encore en cours de développement. De manière générale, les réglementations strictes applicables aux réacteurs nucléaires rendent particulièrement difficile l’intégration des technologies modernes. Même avec ces technologies disponibles, il est probable que davantage de temps d’arrêt du réacteur seront nécessaires pour installer de nouveaux composants. Par conséquent, à court terme au moins, l’énergie nucléaire est susceptible de contribuer à la fréquence croissante des pénuries d’énergie liées au climat.

énergie naturelle, 2021. DOI : 10.1038 / s41560-021-00849-y

Delphine Perrault

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