Les enjeux de la transition énergétique du mix électrique [3/5] – Les risques de l’énergie

par | Oct 28, 2019 | Dossier intérêt des EnR, Electricité Verte

L’indépendance énergétique

Le changement climatique

Les risques liés à la production d’électricité

Le bilan humain

L’essor économique des énergies renouvelables

Quels sont les enjeux de la transition énergétique aujourd’hui ? Les énergies renouvelables améliorent les cinq piliers du développement durable à savoir le social, l’environnemental, l’économique, la politique et la géopolitique. Les énergies renouvelables représentent plus d’indépendance énergétique et moins de pollution, mais sont aussi une industrie moins dangereuse pour l’homme et le développement d’une économie plus locale. Dans ce dossier composé de cinq parties, nous verrons uniquement, et de façon exhaustive, les enjeux d’une transition énergétique du mix du réseau électrique européen. Dans ce troisième volet il est question des risques humains et environnementaux inhérents à l’extraction des matières fossiles.

 

Les risques liés à l’extraction du charbon

Parlons tout d’abord du charbon. Le charbon est la deuxième source d’énergie primaire après le pétrole (selon les chiffres de 2015 de l’AIE). Il est la première source de production d’électricité dans le monde. Cela s’explique parce qu’il est abondant (plus de 110 ans de réserves) et plus facile à transporter que d’autres énergies telles que le gaz. Les principales réserves [1] se localisent aux USA, en Chine, en Russie en Australie et en Inde. Ces cinq pays possèdent 80% des réserves mondiales de charbon.

Il existe deux types d’exploitations minières [2] : les mines souterraines et les mines à ciels ouverts. La méthode d’exploitation est choisie en fonction de la profondeur de la mine. La méthode à ciel ouvert est utilisée lorsque le gisement est près de la surface de la terre.

Les risques humains liés aux activités du charbon sont nombreux. Lors de l’extraction du charbon, les mineurs sont exposés à des risques d’éboulement, d’inondation, d’explosion, à l’inhalation des gaz à toxiques et à des problèmes de ventilation des mines.

Risques d’éboulement

Premier risque présent lors de l’extraction du charbon, l’éboulement. Les mines souterraines sont les plus concernées par ce type d’accident. Ce sont des accidents graves et mortels. Ils peuvent causer des fractures, des entorses et bien d’autres problèmes aux miniers. Ces risques sont liés à l’intégrité physique des mineurs. L’éboulement est l’accident le plus fréquent dans les mines à charbon.

Risques d’inondation

Il y a ensuite les risques d’inondation. L’activité d’extraction exige souvent des forages de plusieurs centaines de mètres de profondeur. Ce qui peut perturber la circulation des eaux souterraines pouvant provoquer des inondations. En cas d’orage, l’eau peut envahir les mines très rapidement et piéger les mineurs.

chine mineurs pieges dans une mine - Illustration PhotonewsMineurs travaillant dans une mine de charbon en Chine – Photonews

Risques d’explosion

Lors des activités d’extraction du charbon, certains gaz aux caractéristiques explosives et/ou inflammables sont dégagés. Ce sont le méthane et la poussière de charbon. Dans des milieux enfermés comme les mines de charbon à des centaines de mètres de profondeur, le méthane devient un gaz explosif. Quant aux poussières de charbons générées, elles ont une propriété inflammable.

Risques d’inhalation des gaz toxiques

Enfin, les risques d’inhalation de gaz toxiques. L’extraction du charbon expose les mineurs aux gaz comme le méthane, le gaz carbonique et Le sulfure d’hydrogène (H2S). En forte concentration, le méthane devient un gaz asphyxiant. Présent naturellement dans le charbon, Le sulfure d’hydrogène (H2S) est gaz très dangereux pour le système humain : son inhalation provoque des troubles neurologiques pouvant paralyser le système nerveux.

L’extraction, le transport et la transformation du charbon présentent des risques environnementaux et professionnels.

extraction dans une mine de charbon en indonésieExtraction de charbon dans une des plus grandes mines de charbon à ciel ouvert d’Indonésie – Photo Dominik Vanyi.

Lors de l’extraction du charbon, il y a de forts risques d’érosion des sols, de pollution des nappes phréatiques ou des pollutions atmosphériques. Pour accéder au charbon, il faut un forage de puits. Ce puits est creusé de manière verticale et horizontale pour les mines souterraines.

Les mines à ciel ouvert engendrent des émissions de méthane, de CO2 et d’autres gaz – comme le soufre – responsables des pluies acides. Avec les exploitations souterraines, il faut creuser en profondeur pour atteindre le charbon. Cela peut perturber la circulation des eaux souterraines.

La combustion du charbon pour produire de l’électricité entraîne des émissions de gaz à effet de serre. Ces gaz sont le méthane, l’oxyde d’azote et le gaz carbonique CO2. Le charbon émet plus de CO2 que le pétrole lors de sa combustion. Des déchets appelés des carbo-centres sont générés par les centrales lors de la combustion du charbon pour la production d’électricité. Ces déchets sont enfouis dans le sous-sol pouvant ainsi contaminer les nappes phréatiques.

Les risques liés à l’extraction et au transport du gaz

Nous abordons à présent les risques liés à l’extraction et au transport du gaz. Il existe deux types de gaz naturels selon le type de gisement : le conventionnel et le non conventionnel. Ils sont tous les deux utilisés pour la production d’électricité.

Le risque majeur est l’échappement du gaz dans l’environnement lors de l’extraction et le transport, entraînant un impact négatif sur la santé humaine, car l’inhalation de ces gaz entraîne des troubles respiratoires. Le gaz naturel est composé 95% de méthane ce qui a un impact négatif sur le réchauffement climatique. Le méthane est un gaz à effet de serre qui reste dans l’atmosphère pendant une douzaine d’années alors que le dioxyde de carbone y reste pendant une centaine d’années. Mais il faut noter que le méthane a un potentiel de réchauffement global 25 fois plus puissant que le CO2 à l’échelle d’un siècle [4].

L’exploitation des gaz de schiste à grande échelle a commencé en 2001. Ce gaz est appelé gaz non conventionnel, car son extraction nécessite des techniques d’exploitation plus complexes et coûteuses que celle des gaz conventionnels. Les techniques de forage horizontal et de fracturation hydraulique [5] sont des exemples de techniques utilisées pour récupérer le gaz non conventionnel.  Elles présentent des risques environnementaux tels que la pollution des nappes phréatiques et des sols. En effet, l’utilisation de ces techniques nécessite l’injection d’adjuvants chimiques tels que le biocide, l’acide chlorhydrique, l’acide citrique et l’acide glutaraldéhyde, qui polluent le sol et les eaux souterraines.

schema extraction gaz de schisteSchéma expliquant le processus d’extraction du gaz de schiste.

Il existe des normes pour la production des gaz non conventionnels, mais celles-ci varient d’un pays à un autre. Il faut noter qu’en Europe, il y a plus d’exigences en matière de l’extraction du gaz de schiste, et en France cette pratique est interdite [6].

Les risques liés à l’extraction du pétrole

Première source d’énergie dans le monde, le pétrole est une énergie qui peut être utilisée, via ses produits dérivés, dans de nombreux secteurs : le transport (essence, gasoil, etc.), le bâtiment, l’agriculture et la pêche (utilisation du fioul domestique) et dans la production d’électricité (grâce au fioul). En 2018, selon la BP Statistical Review of World Energy, le pétrole a généré 3% de la production d’électricité dans le monde (3,4% en 2017) [7].

Mais, l’extraction, le transport et la distribution du pétrole présentent de nombreux dangers pour l’environnement et pour l’homme. Cette énergie est à l’origine des pollutions de l’air, des eaux et des sols, de l’augmentation des maladies, mais elle est aussi source de nombreux conflits géopolitiques.

gisement de pétrole © Thaiview shutterstockDerricks utilisés pour extraire du pétrole – Thaiview shutterstock

Sur toute la chaîne d’exploitation, l’activité liée au pétrole émet des éléments toxiques nuisibles pour l’environnement. L’activité de raffinage est à l’origine d’émission de gaz comme le dioxyde de soufre ou encore le dioxyde d’azote [8] qui a une durée de vie moyenne de 150 ans [9] et un pouvoir de réchauffement 298 plus puissant que le CO2.

Par ailleurs, l’extraction du pétrole dans les sables bitumineux nécessite l’injection des solvants, ce qui pollue fortement les nappes phréatiques. En mer, l’extraction de pétrole présente des risques de catastrophes telles que les marées noires, c’est-à-dire un déversement important de pétrole brut dans les mers. Cela entraîne une pollution des eaux, la mort de nombreuses espèces, et a donc un impact sur les activités de pêche et les activités portuaires.

Enfin, les émissions de gaz tels que le CO2 lors de l’exploitation du pétrole et lors de la production d’électricité par le fioul sont à l’origine de certaines maladies cancérigènes comme la leucémie.

Les problèmes et risques associés à l’énergie nucléaire

La France possède aujourd’hui 58 réacteurs nucléaires, derrière les États-Unis qui en possèdent 99. Bien que la production d’électricité avec les centrales nucléaires présente un certain nombre d’avantages, comme l’indépendance énergétique et l’utilisation d’une électricité peu carbonée, et bien que le nombre de morts par TWh produit ne soit pas très élevé, elle reste un moyen de production d’électricité risqué, pour l’environnement comme pour l’homme.

Les accidents dans les centrales nucléaires

Les accidents dans les centrales nucléaires, bien qu’ils soient rares, laissent des impacts durables. Bien qu’il ait eu des accidents dans d’autres pays, on se souvient principalement des catastrophes causées par les accidents de Fukushima au Japon en 2011, de ceux de Tchernobyl en 1986, de Kychtym en 1957 en ex-URSS, et celui de Three Miles Islande (USA) en 1979. Ces accidents ont causé d’énormes dégâts environnementaux, de nombreuses pertes humaines et des blessés sur plusieurs générations. Par exemple, les personnes proches des centrales nucléaires de Fukushima ont été exposées à un taux de radioactivité très nuisible pour la santé. La forte présence d’éléments radioactifs (iode 131 et césium 137) augmente le risque de cancer, notamment le risque de cancer de la thyroïde qui s’élève à 70% pour les personnes proches de la centrale, selon l’OMS.

De plus, lors d’un accident nucléaire, la contamination s’étend sur des centaines de km² – 1800 km² autour de Fukushima – exposant ainsi des milliers d’habitants aux éléments radioactifs pendant plusieurs mois voire plusieurs années. Pour exemple, le niveau de concentration a pu atteindre 5 millisievert/an (mesure de dose de radioactivité) alors que la dose maximale admissible est d’un millisievert/an.

« Quant à la France, en 1969 et en 1980, la centrale nucléaire de Saint-Laurent-des-eaux
(Loir-et-Cher) a connu deux graves accidents nucléaires ».

Quant à la France, en 1969 et en 1980, la centrale nucléaire de Saint-Laurent-des-eaux (Loir-et-Cher) a connu deux graves accidents nucléaires. Beaucoup d’autres accidents ont été évités comme ceux de la centrale de Blayais en 1999, et de la centrale de Civaux à Vienne en 1998, qui a été classé au niveau 2, sans conséquence sur l’environnement.

Bien que très réglementée, la production d’électricité avec les centrales nucléaires présente d’énormes risques pour l’environnement, pour la santé et la sécurité des populations environnantes. Les installations nucléaires renferment d’énormes éléments radioactifs très nocifs à la santé humaine.

Enfin, plus de 80% des réacteurs nucléaires en France ont dépassé [10] 30 ans (durée de vie autorisée), ce qui représente une réelle menace d’accidents et donc de catastrophes nucléaires si ces centrales ne sont pas rapidement démantelées.

NucléaireCentrale nucléaire en France – Photo par luctheo

Extraire l’uranium est une opération à hauts risques

Les activités d’exploitation, de production et de traitement de l’uranium présentent d’énormes risques pour les mineurs et peuvent entraîner des désastres sur l’environnement.

Lors des extractions de l’uranium, les mineurs sont exposés à l’inhalation des éléments nocifs pour leur santé. Ce sont des poussières de minerais d’uranium, des gaz radioactifs (le radon) les rayonnements Bêta et Gamma présents dans les mines d’uranium. Ces rayonnements n’ayant ni charges ni masse peuvent pénétrer dans le corps humain pouvant causer la leucémie, des problèmes de reproduction et des troubles génétiques. Le thorium 230 issu de l’uranium 238 est un des éléments les plus radiotoxiques à l’inhalation.

« L’extraction de l’uranium présente aussi des risques environnementaux. »

L’extraction de l’uranium présente aussi des risques environnementaux. L’activité d’extraction d’uranium exige tout d’abord la destruction d’énormes surfaces de terre qui après l’extraction de l’uranium restent improductives. Ensuite, les substances polluantes comme le kérosène et l’acide chlorhydrique utilisé pour traiter l’uranium sont déversées dans l’environnement.

Traitement et stockage des déchets radioactifs

En France, environ 2 kg de déchets radioactifs sont produits par an et par habitant pour toutes les activités nucléaires (production d’électricité, recherche, médecine ou industrie). La majorité d’entre eux (85% des déchets radioactifs) sont des déchets provenant de l’activité des centrales nucléaires et donc de la production d’électricité.

C’est l’ANDRA (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs) qui s’occupe de la gestion des déchets radioactifs. De 2003 à 2018, c’est 449 624 colis soit 376 153 m3 de déchets nucléaires qui ont été stockés. L’ANDRA signale qu’en 2018, 57,9% de capacité de stockage ont été atteint. Pour la même année, le volume stocké a été de 23826 m3 et plus de 90% de ces déchets proviennent des activités liées au traitement de l’uranium.

le stockage des déchets radioactifs TFA au CIRES en 2018Source : Rapport Centre Industriel de Regroupement, d’Entreposage et de Stockage 2018  – ANDRA

L’uranium 235, aussi appelé combustible nucléaire et qui dégage de la chaleur par fission nucléaire, est le plus utilisé pour produire de l’électricité. Cependant après quelques années, le combustible est usé et devient un déchet. Il est ensuite envoyé à l’usine Areva de La Hague pour être retraité. Cette opération chimique permet de séparer les éléments du combustible usé. Ce sont le plutonium et l’uranium qui sont des éléments valorisables et les résidus très radioactifs.

Les autres déchets produits à chaque étape de transformation ou de l’utilisation de l’uranium, sont entreposées soit sur les sites des installations qui les ont produits, soit dans des centres de stockage.

Traitement des déchets radioactifs

Plan national de gestion des matières et des déchets radioactifs : 2013-2015

Source : ANDRA ; « Plan national de gestion des matières et des déchets radioactifs : 2013-2015 », 2017 [11]

Il existe différents déchets radioactifs, suivant deux critères : leur niveau de radioactivité (haute activité HA, moyenne activité MA, faible activité FA ou très faible activité TFA, exprimés en Becquerel (Bq) par gramme) et leur durée de vie. Selon ces critères, ils ne sont pas traités de la même manière (cf. tableau ci-dessus).

  • Les déchets à vie courte (VC) perdent la moitié de leur radioactivité tous les 30 ans ou moins (c’est ce qu’on appelle le temps de demi-vie). Ils proviennent de l’exploitation, la maintenance et la déconstruction des centrales nucléaires. Ils représentent 90% du stock total de déchets radioactifs et contiennent 0,1% de la radioactivité totale. Ces déchets sont triés, conditionnés, puis entreposés ou stockés dans les centres de l’ANDRA.
  • Les déchets à vie longue (VL) perdent leur radioactivité sur des durées supérieures à 30 ans qui peuvent atteindre des centaines ou des milliers d’années. Ils sont surtout produits par le retraitement du combustible nucléaire usé (l’uranium 235), représentent 10% du stock de déchets radioactifs et concentrent 99,9 % de la radioactivité totale. Ces déchets sont transformés et entreposés sous blocs de verre inaltérables, dans l’attente d’une solution de stockage géologique qui pourrait constituer une solution définitive de gestion pour ces déchets.

Selon l’inventaire de l’ANDRA, fin 2016 il y avait 1 540 000 m3 de déchet radioactifs en France, dont environ 10% (139 150 m3) sont des déchets à vie longue, donc  difficiles à détruire et même à stocker. Si la majorité des déchets nucléaires est retransformée en combustible nucléaire, 4% des déchets sont très dangereux et ne peuvent être réutilisés.

Centre de stockage de déchets radioactifs dans l’Aube

Le Centre de stockage de l'Aube pour les déchets de faible et moyenne activité à vie courte est en exploitation depuis le 13 janvier 1992.
Le Centre de stockage de l’Aube pour les déchets de faible et moyenne activité à vie courte est en exploitation depuis le 13 janvier 1992
Photo CYRIL ENTZMANN/DIVERGENCE

De plus, les déchets HA, MA-VL, et FA-VL ne sont actuellement pas vraiment stockés, ils sont seulement entreposés, ils représentent donc les déchets les plus dangereux produits par l’activité nucléaire. Leur stockage n’est actuellement qu’au stade de projet, le projet Cigéo [12] (Centre industriel de stockage géologique), avec pour objectif l’enfouissement à 500m de profondeur des déchets nucléaires. Cependant, c’est un projet très coûteux et long à mettre en place, avec toujours une petite part de risque concernant la sécurité et la santé des habitants aux alentours face à la radioactivité.

Le démantèlement des centrales…

Enfin, la production d’électricité par le nucléaire pose aussi le problème du démantèlement des centrales nucléaires. En France les centrales atteignent leur fin de vie, or ce n’est pas possible de simplement les abandonnées, car le taux de radioactivité de ces centrales pourrait causer de nombreux dégâts au niveau environnemental, mais aussi au niveau de la sécurité et de la santé des populations aux alentours qui peuvent être exposés à un fort taux de radioactivité. Le démantèlement des centrales nucléaires est donc obligatoire, mais produit énormément de déchets radioactifs. La quantité de déchets va donc de plus en plus augmenter les années suivantes à cause de l’arrêt et du démantèlement des centrales françaises.

Actuellement, environ 3/4 de la production d’électricité provient du nucléaire, les émissions de CO2 sont certes faibles, mais énormément de déchets radioactifs sont émis et ne sont pas si bien traités, que ce soit à court ou à long terme. Développer les énergies renouvelables permet donc d’émettre de faibles doses de CO2 sans la gestion de déchets nucléaires.

En conclusion

Pour mieux comprendre les intérêts des énergies renouvelables pour notre planète ainsi que pour l’homme, nous vous invitons à découvrir le 4ème volet de notre dossier sur la transition énergétique du mix électrique européen, qui – dans la continuité de celui-ci – abordera le bilan humain lié à l’extraction des matières premières et à l’exploitation des différentes centrales de productions d’électricité.

 

Sources :
[1] CDE
[2] « Le charbon comme ressource »
[3] Planète Energies ; « Le raffinage : contexte et enjeux »
[4] Futura Planète ; « Gaz à effet de serre : CO2 ou méthane, quel est le pire ? »
[5] E-RSE ; « Fracturation hydraulique : dangers, conséquences environnementales et sanitaires »
[6] Gouvernement ; « La France, premier pays à interdire l’exploitation des hydrocarbures »
[7] BP ; « BP Statistical Review of World Energy 
[8] CITEPA
[9] OMER7A ; « N2O – Protoxyde d’azote »
[10] Réseau Sortir du Nucléaire ; « Nucléaire : stop au rafistolage ! »
[11] ANDRA ; « Plan national de gestion de matières et des déchets radioactifs »
[12] ANDRA ; « Cigéo »

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