Quelles perspectives énergétiques pour la biomasse ?

 Rapport du Comité de prospective en énergie de l’Académie des sciences - Janvier2024 (https://www.academie-sciences.fr/pdf/rapport/180124_Biomasse.pdf)

1)     Résumé  exécutif : surestimation du potentiel, sous-estimation des difficultés et des inconvénients

Les utilisations actuelles de la biomasse en France sont évaluées et comparées aux perspectives envisagées à l’horizon 2050 au regard du potentiel réellement mobilisable, pour lequel il existe une grande variation dans les estimations proposées, et des technologies nécessaires à sa transformation, qui restent, pour la plupart, coûteuses et de faible maturité. Ainsi, cette analyse montre notamment que le besoin d’énergie non-électrique, tel qu’il est défini dans le scénario de référence fourni par Réseau de transport d’électricité (RTE), sera difficile – pour ne pas dire impossible - à atteindre avec la seule biomasse produite en France : le bouclage énergétique 2050 passera nécessairement par un maintien d’importations de gaz naturel et par de nouvelles importations de biomasse et/ou de bioénergie introduisant des dépendances nouvelles et exportant les risques associés à leur utilisation massive.

Le rapport rappelle que la bioénergie reste l’énergie la moins favorable en termes d’empreinte spatiale et que la biomasse a, sur toute la chaîne des valeurs, un faible retour énergétique. Sa plus grande mobilisation, qui ne devra pas se faire au détriment de la sécurité alimentaire humaine et animale, ni au détriment des éco-services rendus par la biosphère, aura des impacts environnementaux certains qu’il faudrait estimer avec rigueur. Enfin, le remplacement de la pétrochimie industrielle par une nouvelle « carbochimie biosourcée » va nécessiter des efforts considérables d’adaptation des procédés et de recherche et développement dans le domaine de la catalyse, de la chimie de synthèse et des biotechnologies.

Ces conclusions conduisent le CPE à formuler des recommandations concernant :

1.La nécessaire amélioration de la concertation entre les divers organismes et agences pour aboutir à une estimation rigoureuse et convergente des ressources potentielles,

2.La réalisation de bilans carbone des diverses filières et d’analyses en termes de retour énergétique des investissements envisagés, pour s’assurer de la soutenabilité et du gain en carbone qui ne sont pas acquis pour le moment,

3.Le soutien au déploiement de la recherche et développement des filières de biocarburants de seconde génération pour accroitre leur maturité industrielle,

4.La poursuite du développement d’une chimie organique de synthèse biosourcée,

5.La priorité à établir dans l’utilisation de la biomasse pour les usages qui ne pourront être décarbonés par l’électricité, passant par une politique publique permettant de résoudre les conflits d’usages,

6.La nécessité de concertation des politiques énergétique et agroalimentaire de notre pays.

2) 450 TWh en 2050, dont 250 TWh pour la biomasse agricole, ça va pas le faire !

Rappel des scenarios RTE : comme RTE en convient aujourd’hui , trois grandes tendances apparaissent dans ce scénario à l’horizon 2050

1.Une diminution de la consommation d’énergie finale (de 1600 TWh5 aujourd’hui à 1100 TWh) dont l’ampleur, discutable, ne sera pas traitée ici ;

2.Une augmentation très importante, mais probablement insuffisante, de la consommation finale d’électricité (de l’ordre de 600-650 TWh dans le scénario de référence) faisant passer la part de l’électricité dans la consommation d’énergie de 25% aujourd’hui à plus de 55% ;

3.En conséquence, une diminution drastique de la part non-électrique de la consommation, qui atteindrait au moins 450 TWh, et une substitution totale des énergies fossiles par des EnR, essentiellement carbonées, sous les états solide, liquide ou gazeux.

La SNBC, par exemple, prévoit un potentiel énergétique en biomasse atteignant 450 TWh en 2050, dont 250 TWh pour la biomasse agricole (soit 5 fois plus qu’aujourd’hui, où elle équivaut à 45 TWh), 100TWh pour la biomasse forestière (comme aujourd’hui) et 100 TWh pour les déchets (soit 7 fois plus qu’aujourd’hui). Ces biomasses sont transformées pour les besoins de l’industrie, du transport et du bâtiment en 160 TWh de biogaz, 110 TWh de combustible solide (bois essentiellement) et 100 TWh de biocarburants liquides. Des valeurs comparables ont été fournies par l’ADEME

Si le poids de la biomasse forestière dans la SNBC est conforme aux attentes, le niveau des disponibilités en biomasse agricole et en déchets semble peu raisonnable, comme l’a conclu, pour la biomasse agricole, une étude de France Stratégie parue en 2021. Ce rapport établit, avec l’hypothèse d’un scénario dans lequel les pratiques agricoles restent proches des pratiques existantes, un potentiel supplémentaire de 82 TWh (64 TWh méthanisable et 18 TWh non méthanisable) qui donne au maximum un potentiel total de 130 TWh, soit pratiquement la moitié des estimations de la SNBC.

Avec 124 TWh supplémentaires de biomasse agricole qui s’ajoutent à 45 TWh utilisés actuellement, le potentiel total maximal ne dépasse néanmoins pas 170 TWh, très en dessous des 250 TWh estimés par la SNBC

Le bois énergie : Une analyse récente menée par France-Stratégie montre que l’évaluation des disponibilités en bois-énergie est extrêmement difficile à établir… L’objectif de la version 2020 de la PPE de 160 TWh de chaleur à partir du bois en 2028 (110 TWh aujourd’hui), apparaît irréaliste.

Le gaz :   Dans le rapport ADEME/GRDF/GRTgaz de 2018, le potentiel total de ressources primaires renouvelables pour la production de gaz renouvelable est estimé à 620 TWh, qui se traduit en 460 TWh effectivement consommables et injectables dans le réseau.

Ces 620 TWh sont répartis de la façon suivante : 390 TWh de biomasse (230 TWh du bois et de ses dérivés, 130 TWh de l’agriculture, 15 TWh de déchets industriels et alimentaires et biodéchets, 15 TWh d’algues), 205 TWh d’électricité pour la production de e-méthane, 25 TWh d’énergies de récupération. Le gaz utilisable proviendrait pour 30% de la méthanisation (jusqu’à 140 TWh), pour 40% de la pyrogazéification (jusqu’à 180TWh) et pour 30% de la stratégie power-to-gas (140 TWh). La valeur de 460 TWh de gaz renouvelable consommable est très supérieure aux 200 TWh, déjà critiquables, de la SNBC et semble peu réaliste.

Notons, par ailleurs, que le chiffre de 205 TWh d’électricité pour la production de emethane  est colossal puisqu’il correspondrait à environ une trentaine de réacteurs nucléaires de 0,9 GW, ou une vingtaine de réacteurs EPR de 1600 GW, pour la seule production de e-méthane. Aussi, l’affirmation selon laquelle 205 TWh d’électricité produirait 140 TWh d’e-méthane est inexacte : en réalité, c’est au mieux 50 à 70 TWh d’e-méthane qui pourraient être produits

3)     Quelques données physiques

3a) L’EROI de la biomasse n’est pas très bon.

3b) Le contenu énergétique de la biomasse n’est pas très bon

La biomasse est une ressource pauvre en atomes d’hydrogène (H), ce qui en fait un mauvais candidat pour la production d’ H2,et riche en oxygène, ce qui réduit sa densité énergétique massique. Elle peut  être représentée par une molécule moyenne de formule  C6H9O4, doté d’un rapport H/C de 1.5, mais comportant, en masse, 50% de carbone (C), 6% d’H,44% d’oxygène (O).

3c) densité d’énergie surfacique

Le premier inconvénient réside dans la faible densité d’énergie surfacique, étroitement liée au faible rendement de la photosynthèse naturelle. Ainsi, si la production de bioénergies devait être appelée à se développer massivement, cela nécessiterait une utilisation massive, probablement difficilement acceptable par nos sociétés, de la surface terrestre pour la production de biomasse dédiée. Pour donner un ordre de grandeur, si l’objectif était donné de remplacer le pétrole par des biocarburants pour alimenter la moitié du parc automobile (~30 millions de véhicules au total), en faisant l’hypothèse que la moitié de ce parc resterait thermique et l’autre moitié serait électrique, il faudrait y dédier 25% de la SAU ( Surface Agricole Utilisable) ce qui est évidemment inacceptable.

Attention : échelle logarithmique, ce qui signifie en gros , à égalité de puissance, que la biomasse exige 10.000 fois plus d’espace que le nucléaire et 5.000 fois plus que le gaz.

4)  Recommandations finales :

Poursuivre l’estimation précise des ressources, avec une analyse détaillée des différentes biomasses,

Évaluer rigoureusement, ce qui est encore très insuffisamment le cas, le bilan carbone de chacune des filières ainsi que leurs retours énergétiques sur investissement

Déterminer les limites d’utilisation de la biomasse en termes de surface disponible dédiée à la production d’énergie, sachant que cette source d’énergie possède la plus faible densité énergétique (environ 0,001 TWh/km2) et que la production des bioénergies ne devrait pas se faire aux dépens de la production alimentaire ou des éco-services assurés par la biosphère.

Limiter, d’une manière générale, la production/consommation de carburants de première génération, qui restent associés à de faibles retours énergétiques sur investissement. En conséquence, poursuivre les efforts en R&D dans le domaine des biocarburants de seconde génération, ou biocarburants avancés, encore loin de la maturité industrielle.

Soutenir la recherche et le développement visant à améliorer les procédés de conversion de la biomasse encore insuffisamment matures comme la pyrogazéification (qui a l’avantage de traiter des sources lignocellulosiques souvent difficiles à convertir),

Développer une nouvelle chimie organique de synthèse à partir de précurseurs/substrats issus de la biomasse, une « carbochimie biosourcée », par des efforts accrus en recherche fondamentale, technologique et industrielle

En raison des nombreux conflits d’usage et des limites objectives des gisements de biomasse (il n’y en aura pas assez pour tous les usages), établir un ordre de priorité pour son utilisation. Cette liste devrait comporter les usages qui ne pourront pas être décarbonés par l’électricité, comme une partie de la production de chaleur à haute température dans l’industrie, l’approvisionnement des réseaux de chaleur, la mobilité lourde (maritime et aérienne), la production de composés organiques à haute valeur ajoutée, aujourd’hui principalement issus de la pétrochimie.

5) Remarques 

La première partie du Cours de Marc Fontecave au Collège de France début 2024 était consacrée à la biomasse.  

Il en ressort que les estimations de la SNBC et de l’Ademe manquent de sérieux, que chaque fois qu’il faut une énergie non électrique pour décarboner,  la tendance est de considérer que la biomasse le fera, et cela non plus n’est pas très sérieux, que les mêmes intrants sont comptés plusieurs fois (déchets végétaux et lisier pour amender les sols et produire de  l’énergie, fourrage pour nourrir et pourla biomasse), que certains contradictions sont assez cocasses (diminuer l’élevage mais disposer de plus de lisier, augmenter la biomasse mais restreindre la consommation d’eau, augmenter les cultures de couvertures mais sans glyphosate) 

Edition 2020 des couts projetés de l’électricité (LCOE)-9ème rapport NEA/IAE

The 2020 edition of the Projected Costs of Generating Electricity.

Contexte : Il s’agit du neuvième rapport de la série sur les coûts projetés de l’électricité (LCOE) préparé conjointement tous les cinq ans par l’Agence de l’OCDE pour l’énergie nucléaire (NEA) et l’Agence internationale de l’énergie (AIE). Avec l’analyse de 243 centrales basée sur les données de 24 pays, le rapport présente les coûts au niveau de la centrale de production d’électricité pour l’électricité de base produite à partir de combustibles fossiles, l’énergie nucléaire et une gamme de technologies renouvelables, telles que l’énergie éolienne et solaire, l’hydroélectricité et les biocarburants.

https://www.oecd-nea.org/jcms/pl_51126/low-carbon-generation-is-becoming-cost-competitive-nea-and-iea-say-in-new-report

Nouveauté : Dans sa version, en ligne, le rapport inclut même un aspect assez ludique (et utile pour les fans) : « le rapport est également accompagné d’un calculateur de coût de LCOE en ligne. La calculatrice permet un téléchargement facile de toutes les tables de données dans le rapport, et permet à l’utilisateur d’examiner l’impact de la modification de certaines variables, telles que le taux d’actualisation, les prix du carburant ou le coût du carbone. Ces améliorations faciliteront l’accès à l’information du rapport et aideront les utilisateurs à explorer la sensibilité des résultats à certaines variables clés. »

1) Une bonne nouvelle : la production à faibles émissions de carbone devient globalement de plus en plus compétitive sur le plan des coûts

Venons en tout de suite à la conclusion et au graphe principal: Malgré les différences de conditions régionales, nationales et locales, le rapport constate que la production à faibles émissions de carbone devient globalement de plus en plus compétitive sur le plan des coûts. Les coûts des énergies renouvelables ont continué de diminuer ces dernières années et les coûts de l’énergie éolienne et solaire photovoltaïque sont maintenant compétitifs par rapport à la production d’électricité à base de combustibles fossiles dans de nombreux pays.

On s’attend également à ce que l’électricité des centrales nucléaires soit moins cher dans un proche avenir. En raison des réductions de coûts découlant des leçons tirées de projets prototypes (FOAK First of a kind)  dans plusieurs pays de l’OCDE, la nouvelle énergie nucléaire restera la technologie pilotable non intermittente à faibles émissions de carbone avec les coûts prévus les plus bas en 2025.

Le rapport constate également que la prolongation de l’exploitation des centrales nucléaires existantes, connue sous le nom d’exploitation à long terme (LTO), est la source la plus rentable d’électricité à faible teneur en carbone.

L’énergie hydroélectrique peut fournir une contribution similaire à des coûts comparables, mais reste fortement dépendante des dotations naturelles de chaque pays.

De façon plus précise, le rapport affirme que le LCOE du  nucléaire  en 2025 variera d’environ 55 $ à 95 $ le MWh. Cela se compare à un maximum de près de 100 $/MWh pour le charbon et d’environ 80 $/MWh pour le gaz. La source d’électricité non pilotable la moins chère est l’éolien terrestre de plus de 1 MW, avec un LCOE de 40 $ - 50 $/MWh.  L’éolien offshore est d’environ 80 $ - 110 $/MWh et le  solaire PVvarie de  40 $ - 80 $/MWh.  

Pour les centrales nucléaires qui sont en exploitation à long terme, le coût diminue considérablement, avec un LCOE de moins de 40 $/MWh. Prolonger l’exploitation des centrales nucléaires existantes est la source la plus rentable d’électricité à faibles émissions de carbone.

Au-delà du LCOE , la VALCOE (LCOE ajustée à la valeur) -question de méthodologie :

Comme dans les éditions précédentes, le rapport utilise la méthodologie du LCOE comme mesure bien établie et largement utilisée dans l’élaboration et la modélisation des politiques. Toutefois, pour la première fois, le rapport présente également une nouvelle mesure complémentaire, la mesure  LCOE « ajustée en fonction de la valeur », afin de tenir compte de l’importance croissante des considérations du système dans le contexte de la part croissante des technologies variables d’énergie renouvelable (ERV).

« Pourquoi la VALCOE ?… La production d’électricité d’ENR  variables est corrélée et n’est pas disponible de façon fiable en tout temps. La simultanéité de la génération, qui n’est pas nécessairement corrélée à la demande, réduit la valeur de l’électricité générée. Le manque de fiabilité exige soit une back-up pilotable, soit, alternativement, des options de flexibilité telles que le stockage ou la réponse à la demande pour assurer la sécurité de l’approvisionnement en tout temps. En outre, les changements potentiellement rapides dans la production variable d’énergies renouvelables doivent être équilibrés. Pour comprendre cet impact et s’assurer qu’une demande donnée est satisfaite au moins du coût de l’électricité à faible teneur en carbone, une analyse au niveau du réseau électrique est nécessaire ».

« Afin de compléter l’approche de la LCOE  et de permettre une comparaison des coûts plus spécifique au système, l’AIE a élaboré une méthodologie pour ajuster les coûts par un composant de valeur du système connu sous le nom de LCOE ajustée en valeur (VALCOE). Il modifie la LCOE d’une technologie individuelle dans un système électrique particulier en fonction de sa contribution à la mise en œuvre de la sécurité du système. Fait crucial, les résultats calculés reflètent la valeur des systèmes existants et leur développement futur possible. Les résultats montrent que les coûts de production d’une technologie au niveau de l’usine peuvent varier considérablement de sa valeur au système. »

« L’importance d’en tenir compte est particulièrement frappante si l’on considère les énergies renouvelables variables : les unités photovoltaïques solaires montrent une forte corrélation dans la production de différentes centrales résultant, dans les scénarios analysés, d’une réduction significative de la valeur de production avec des parts croissantes. La réduction pendant les heures de production élevée est un problème supplémentaire et peut, dans la pratique, réduire les facteurs de charge et augmenter la LCOE par rapport aux valeurs déclarées. Cela serait pris en compte dans l’analyse du système. En revanche, la production de centrales éoliennes est moins corrélée... »

Commentaire : ben pas tellement, et même pas du tout à l’échelle de l’Europe, où il n’y a pas de foisonnement, comme le prouvent déjà les épisodes de prix négatifs dans les périodes de fortes dépressions atlantiques) »

« Pour chaque technologie, le VALCOE combine la LCOE pour une année donnée avec la valeur des multiples services système qu’elle peut fournir dans le contexte du mix électrique régional de l’époque. Plus précisément, le VALCOE saisit la valeur de trois services système : la valeur énergétique, la valeur de flexibilité et la valeur de capacité par la technologie. »

Commentaire : le fait que l’électricité est un bien de flux qui doit en permanence s’ajuster à la demande et que par conséquent il faut tenir compte de la valeur qu’elle a au moment où elle est délivrée ( ce qui fait la grande différence entre énergies pilotables et énergies fatales intermittentes a été mis en évidence depuis longtemps) cf. pour une bonne vulgarisation les coûts lisses de l’électricité, https://www.latribune.fr/opinions/tribunes/les-couts-lisses-de-l-electricite-774441.html, Stefan Ambec et Claude Crampes.

Le LCOE ne tenait pas compte de cela, ce qui arrangeait bien les margoulins de l’éolien et les  écolos bigots fan des ENR… L’originalité du rapport  2020 sur les coûts projetés de l’électricité est qu’il réintègre ce facteur dans la LCOE. Il faut dire qu’avec les épisodes de plus en plus fréquents de prix négatifs liés à l’excentrique Energienewende, ça devenait de plus en plus difficile à ignorer.

Une présentation très pédagogique figure dans le rapport sur le  Rôle possible du nucléaire dans le futur mix énergétique néerlandais. 

https://vivrelarecherche.blogspot.com/2020/11/role-possible-du-nucleaire-dans-le.html

La VALCOE permet ainsi de prendre en compte  les Coûts système, soit les Coûts d’équilibrage : (coût des écarts par rapport à la production prévue) et Coûts de profit  (la valeur de l’électricité délivrée au système électrique). Le coût de profit varie fortement selon le degré de pénétration des ENR, leur corrélation entre elles ( absence de foisonnement) et leur décorrélation avec la demande :

Note sur le coût du capital : les taux d’intérêts sont un déterminant clé de la compétitivité ; en terme de LCOE, ils correspondent au coût du capital.  Dans les hypothèses centrales, le rapport  assume un coût du capital de 7% pour toutes les technologies dans tous les pays. Dans la pratique, le taux d’actualisation reflète, entre autres, les coûts d’opportunité de l’investissement ainsi que différents types de risque et d’incertitude, par exemple en ce qui concerne l’évolution politique et réglementaire, la conception du marché, le développement du système et les investissements futurs, les coûts du carburant. En outre, dans le monde réel, la question de savoir qui supporte le risque est importante : le soutien du gouvernement, sous la forme de garanties de prix par exemple, déplacerait le risque de l’investisseur vers le public. Les accords d’achat à long terme permettraient de partager plus largement les risques. Bien que le risque global reste le même, l’investissement devient ainsi moins cher du point de vue des investisseurs.

Ces facteurs, qui peuvent être importants au niveau d’un projet individuel, n’apparaissent pas explicitement dans les chiffres de la LCOE fournis dans le présent rapport, qui n’incluent pas de considérations contractuelles ou d’intervention sur le marché.

Commentaire : les VALCOE du rapport sont donc plutôt surestimées pour le nucléaire pour qui le coût du capital représente environ les 2/3 et peut être largement diminué par des garanties d’Etat.

Le fait de tenir compte de la VALCOE change du tout au tout la place relative des ENR et du nucléaire !

Perspectives sur les coûts des nucléaires existants et nouveaux

Un rappel : Pour combattre le réchauffement climatique, nous aurons besoin de nucléaire…

« Selon le Scénario de développement durable (SDS) de l’AIE, de nouvelles capacités nucléaires et des programmes ambitieux d’extension à vie des centrales nucléaires existantes sont nécessaires. Ce rôle croissant de l’énergie nucléaire pour atteindre les objectifs de décarbonisation est également confirmé par le Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (GIEC, 2018). Jusqu’à présent, cependant, l’énergie nucléaire n’est pas sur la bonne voie pour atteindre sa part requise dans la production mondiale d’électricité. En fait, le taux d’ajouts annuels de capacité de 5 GW devrait au moins doubler entre 2020 et 2040 pour atteindre les objectifs de développement durable.

 Comme il est indiqué dans le scénario SDS, sans prolongation de la durée de vie au-delà de 40 ans, la pression sur la chaîne d’approvisionnement nucléaire va augmenter considérablement nécessitant des ajouts de capacité jusqu’à 20 GW à partir de 2021 (AIE, 2020).

Un avertissement : nucléaire et libéralisation, ça peut poser un problème, justement si la LCOE est mal appréciée : «  Toutefois, dans plusieurs pays, le parc nucléaire existant est impacté par les conceptions actuelles du marché de l’électricité qui n’apprécient pas adéquatement les attributs des technologies à faible intensité de carbone à forte intensité de capital comme les centrales nucléaires et hydroélectriques.. »

Exploitation à long terme (LTO) des actifs nucléaires existants : la solution à faibles émissions de carbone la plus rentable :

Pour les réacteurs à eau légère (LWRs), la technologie dominante dans le monde entier, la durée de vie de conception généralement considérée est de 40 ans. L''exploitation à long terme est un choix plébiscité par les États-Unis, dont l’exploitation de 88 réacteurs jusqu’à 60 ans et de 4 réacteurs jusqu’à 80 ans a été actée. La France a adopté une stratégie similaire, avec le grand carénage d’EDF, qui devrait permettre de maintenir un coût de production compétitif à l’échelle européenne.

Une fois qu’une centrale nucléaire a été construite, les coûts sont faibles et stables. Toutefois, à l’approche de la fin de la durée de vie de la conception, les coûts d’investissement augmentent soudainement à mesure que les exploitants effectuent des rénovations majeures pour prolonger en toute sécurité la durée de vie de l’usine. Les travaux lourds à effectuer comprennent généralement  pour les équipements mécaniques les générateurs de vapeur, turbines, pompes, moteurs, tuyauterie de grand diamètre, pour les équipements électriques les alternateurs, transformateurs, poteaux à haute tension, panneaux électriques, etc,  Instrumentation et contrôle : salle de commande, câbles, capteurs, etc. Les travaux spéciaux post Fukushima :  générateurs diesel et autres protections spéciales.

Compte tenu de toutes ces considérations et des éléments de preuve recueillis à partir de plusieurs études de cas, un investissement moyen au jour le jour dans la prolongation à long terme des réacteurs existants pourrait varier de USD 450 par kWe à USD 950 par kWe. Cette variabilité peut s’expliquer en grande partie par les différences dans la portée des investissements dans les situations locales De plus, ces chiffres ont été estimés de façon conservatrice, car ils considèrent toutes les améliorations apportées à l’usine comme des dépenses de prolongation.

Dans l’ensemble, ces résultats confirment que l’exploitation à long terme des installations nucléaires existantes demeure l’une des options les plus concurrentielles de production d’électricité à faibles émissions de carbone, conformément aux résultats récents de l’AIE (AIE, 2019).

Le nouveau nucléaire : les réacteurs de Type III- les coûts vont diminuer

Des freins dûs à l’arrêt pendant une trop longue période de la construction nucléaire :  « Pour les nouvelles constructions nucléaires, il y a de nombreuses raisons au manque de construction de nouveaux réacteurs . Les facteurs les plus  importants sont liés au coût élevé des nouveaux projets nucléaires, en particulier dans les pays qui n’ont pas construit de centrales nucléaires au cours des dernières décennies. Pour les pays qui ont lancé de nouveaux projets, l’expérience a été difficile. Ces  prototypes (FOAK) de  réacteurs de 3^ème génération III, en particulier dans la plupart des pays de l’OCDE, ont été touchés par les retards de construction et l’escalade des coûts.

Par conséquent, la confiance des intervenants et du public dans la capacité de l’industrie nucléaire à construire de nouveaux projets s’est érodée. En outre, la perception selon laquelle les nouvelles centrales nucléaires comportent un risque élevé de projet dissuade les investisseurs et a encore réduit la capacité des pays à attirer des financements pour de futurs projets… » 

Mais des raisons d’espérer : Ces problèmes ne sont pas présents dans les pays qui construisent continuellement des réacteurs. Dans ces pays, avec des organisations de projets expérimentées et des chaînes d’approvisionnement bien établies, un certain nombre de projets nucléaires sont livrés d’une manière plus prévisible, ce qui permet des réductions de coûts significatives. Les résultats de de ce rapport suggèrent que l’énergie nucléaire dans les pays de l’OCDE pourrait rejoindre cette tendance et entrer dans une phase d’apprentissage rapide au cours de la prochaine décennie. Avec plusieurs projets presque achevés qui ont permis d’établir des capacités industrielles, les projets futurs pourraient tirer parti de l’expérience acquise et être plus compétitifs..

EPR, Génération III :  Facteurs d’échec et recettes de réussite

Ces projets degénération III  « ont été lancés après une longue interruption de la construction nucléaire qui a considérablement érodé la chaîne d’approvisionnement nucléaire et les capacités de l’industrie. Cette tendance est renforcée par une tendance à la désindustrialisation dans certains pays de l’OCDE. En outre, les estimations budgétaires initiales ont été fortement influencées par le manque de maturité de conception et de planification de l’exécution au moment du début de la construction, ainsi que par le contexte politique de plus en plus incertain.

Les sommes investies dans ces projets prototype ont servi à financer non seulement la construction des réacteurs eux-mêmes, mais aussi à reconstruire des capacités.

Les données historiques et récentes suggèrent que les leçons apprises sont bien comprises et peuvent être facilement mises en œuvre dans de futurs projets. Principales leçons :

Maturité de conception : La conception détaillée doit être achevée et prête pour la construction. Cela implique une implication précoce dans la chaîne d’approvisionnement pendant le processus de conception afin d’intégrer les exigences nécessaires pour améliorer la constructibilité.

Gestion de projet : La conception exige également une stratégie de mise en œuvre robuste avec une définition claire des responsabilités et l’identification des compétences à tous les niveaux et étapes du projet. Une équipe de gestion de projet solide et expérimentée est essentielle pour assurer sa bonne exécution et faire face efficacement à toutes les interfaces et risques inattendus.

Réglementation : La prévisibilité et la stabilité du régime

Effet séries : Une fois que le niveau suffisant de maturité de conception a été atteint, il y a une forte opportunité de geler la configuration de conception et de la reproduire systématiquement autant de fois que possible en construisant des capacités de chaîne d’approvisionnements.

À court terme (début des années 2020), compte tenu de ces enseignements tirés, le moyen le plus efficace de réduire les coûts de construction est de développer un programme nucléaire qui tire parti de la construction en série avec des projets à unités multiples sur le même site, et/ou de la construction de la même conception de réacteur sur plusieurs sites.

Et vive le programme EPR !

Commentaire : Que l’apprentissage existe et est efficace dans la conception des nouveaux réacteurs est bien prouvé par ‘expérience de Taishan

Les nouvelles technologies du nucléaire- les SMR

« Enfin, le développement de nouvelles technologies nucléaires prend de l’ampleur. Les petits réacteurs modulaires (SMR) ont attiré l’attention des décideurs en tant qu’options technologiques pour relever une partie des défis observés dans les récents projets nucléaires.

Les petits réacteurs modulaires (SMR) sont définis comme des réacteurs nucléaires dont la puissance se situe entre 10 MWe et 300 MWe. Les conceptions dont les puissances sont inférieures à 10 MWe, souvent conçues pour un fonctionnement semi-autonome, ont été appelées micro réacteurs modulaires (MMR). Les SMR sont conçus pour une fabrication en usine, profitant des avantages des économies de séries importantes, et  pour être transportés et assemblés sur place, ce qui se traduit par des temps de construction plus courts. C’est l’un des éléments clés pour favoriser leur compétitivité par rapport aux autres options énergétiques.

Les concepts SMR les plus matures sont basés sur la technologie LWR. D’autres concepts sont les réacteurs de génération IV qui incorporent des liquides de refroidissement alternatifs (c.-à-d. métal liquide, gaz ou sels fondus) et des combustibles avancés. La configuration de déploiement  des SMR peut être très variable : une seule unité , centrale multi module, des ensembles électriques mobiles tels que des unités flottantes (par exemple sur barge). En 2018, l’Agence internationale de l’énergie atomique (AIEA) a identifié plus de 50 concepts en cours de développement avec différents niveaux de préparation à la technologie et aux licences, dont quatre concepts en construction à l’époque.

En raison de la réduction des cœurs des réacteurs et de densités d’énergie plus faibles, les SMR peuvent bénéficier de besoins de blindage réduits et de zones de planification d’urgence hors site (ZFE) réduites ou carrément inutiles, ce qui, à son tour, se traduira par une flexibilité accrue pour le choix des sites accueillant ces réacteurs,qui bénéficient en outre de sécurités passives.

Bien que la taille des  SMR les fait bénéficier des avantages décrits ci-dessus, elle a cependant un effet négatif sur la compétitivité économique. Les concepteurs de réacteurs ont traditionnellement construit des réacteurs de plus en plus grands  pour tirer parti des économies d’échelle. En d’autres termes, étant donné que les coûts fixes associés à un réacteur nucléaire augmentent très lentement avec la taille du réacteur, il est logique d’augmenter la production du réacteur afin de réduire autant que possible le coût par unité d’électricité produite. Pour contrebalancer l’impact des économies d’échelle, les SMR bénéficient des économies de production en série, qui reposent à leur tour sur la simplification du design, la normalisation et la modularisation. Toutefois, bien que des progrès significatifs aient été réalisés dans la validation des premières conceptions, de nombreux défis demeurent. L’achèvement des premiers prototypes au cours des années 2020 sera donc essentiel dans la démonstration des avantages attendus des SMR »

Plusieurs facteurs spécifiques ont été identifiés comme critiques pour réussir le défi des SMR : Simplification : Des améliorations de la passivité et une plus grande intégration de la conception réduiraient le nombre de composants et entraîneraient des économies de bâtiments de confinement.   Normalisation : La faible puissance des DTS réduit la nécessité de s’adapter aux conditions du site local, ce qui augmente le niveau de normalisation de la conception par rapport aux grands réacteurs.   Modularisation : Une taille SMR plus petite signifie que le transport de leurs modules serait plus facile que pour les grands réacteurs. En fait, le degré de modularisation augmente considérablement pour les puissances de moins de 500 mégawatts de capacité électrique (MWe)

Les SMR sont particulièrement attractifs pour de nouveaux usages, par exemple

-La décarbonation des systèmes énergétiques en remplaçant les centrales au charbon et en fournissant de l’électricité pour les applications de chauffage urbain et de dessalement. La plupart des conceptions avancées pourraient fournir de la chaleur de procédé pour les secteurs industriels…

- La facilitation de l’expansion du secteur nucléaire dans les régions où les contraintes économiques, géographiques et/ou liées au réseau ne permettent pas l’utilisation de grandes centrales nucléaires. Pour ces marchés, les SMR peuvent déjà être un moyen économiquement  rentable de remplacer les générateurs diesel pour produire de l’électricité, de la chaleur et de l’eau douce.

A signaler que le rapport n’oppose pas SMR et  grands réacteurs de génération III : « , il est important de souligner que les coûts de construction du SMR bénéficieront des progrès sur les principaux facteurs de coûts identifiés pour les grands réacteurs nucléaires de génération III. Cependant, certains facteurs spécifiques auront plus de poids : effet série, simplification, normalisation, modularisation et harmonisation. »

Retour à l’ ère préantibiotique

Avant de sombrer pour cause de Brexit, le gouvernement britannique s’était lancé dans un effort louable et sans précédent pour attirer l’attention de la communauté scientifique internationale  et des décideurs politiques et économiques sur le danger de la résistance croissante aux antibiotiques. Ce thème a fait l’objet de plusieurs rapports dont l’organisation et la synthèse ont été confiés à l'économiste et ancien président de la gestion d'actifs de Goldman Sachs, Jim O'Neill, l’idée étant que  les seules conséquences pour la santé publique paraissant insuffisantes à attirer l’attention des politiques, qui chaque fois qu’ils entendent ce mot santé craignent des  dépenses supplémentaires, ils seraient peut-être plus attentifs si un économistes leur montrait en plus les conséquences économiques. Sur ce point, le rapport final de Jim O'Neill (Tackling drug-resistant infections globally: final report and recommendations), remarquable, ne devrait pas les décevoir :

10 millions de morts par ans                                       

La résistance aux antibiotiques est déjà la cause d’un « très choquant » nombre de  700.000 victimes par ans.

Elle pourrait causer 10 millions de morts supplémentaires par an d’ici 2050, soit un décès toutes les trois secondes. Plus que le cancer !

Le coût d’ici à 2050 représenterait 100 millions de millions de dollars

Et les auteurs notent que pendant les 18 mois de la rédaction de leur rapport, ils ont assisté à l’émergence de résistances dont ils ne pensaient pas qu‘elles apparaitraient aussi tôt, par exemple les résistances à la colistine, l’un des antibiotiques de dernier recours, fin 2015 (en Chine, en Inde et aux USA), l’une des causes étant l’utilisation de cetantibiotique dans des élevage, notamment de porcs en Chine). Les Chinois commencent à s’inquiéter tellement de la situation qu’ils ont contribué (mais pas eux seulement) à créer qu’ils ont été les premiers avec les britanniques à accepter de doter un fonds consacré à l’innovation en ce domaine, pour 72 millions de dollars chacun.

Les préconisations

 - une campagne internationale publique de développement sur les conséquences de l’émergence des résistances aux antibiotiques

- Réduire de manière drastique l’utilisation des antibiotiques dans les élevages. Il faut  améliorer la surveillance mondiale, afin de connaître l’ampleur de l’usage des antibiotiques dans le secteur agricole de chaque partie du monde. Des objectifs de diminution devront alors être proposés par chaque gouvernement, leur laissant une certaine flexibilité pour la décroissance.  Il faut cependant faire progresser beaucoup plus rapidement l’interdiction ou la restriction chez les animaux d’antibiotiques vitaux pour la santé humaine...Le rapport propose également de promouvoir le développement et l’utilisation des vaccins et autres solutions de rechange ;

- Encourager l’innovation et changer l’économie de l’antibiothérapie

Aucune classe réellement nouvelle d’antibiotiques n’a émergé depuis des décennies (à l’exception du linezolid). Le marché des antibiotiques n’est pas du tout attractif pour une compagnie pharmaceutique. Si le marché global est assez important (40 milliards), les ventes des produits sous brevet ne représentent que.7 milliards de dollars environ, soit les ventes d’un seul blockbuster dans le domaine du cancer. A cela s’ajoute la difficulté de la recherche et le fait que le marché initial sera faible, puisqu’un nouvel antibiotique sera réservé à l’usage hospitalier (ce qui est une saine mesure).

Le groupe a donc estimé qu’il fallait de nouvelles et meilleures incitations pour promouvoir l’investissement dans le domaine de la recherche en antibiothérapie. Il a proposé un système de ticket d’entrée à 1 milliard de dollars pour toute découverte d’un nouvel antibiotique actif sur les pathogènes résistants,  qu’il appartienne ou non à une nouvelle famille, à condition qu’il soit disponible dans toute région du monde où il est nécessaire, et que son utilisation soit limitée au traitement des infections résistantes ( parmi lesquelles les tuberculoses, les gonorrhées, les pathogènes gramme négatifs et quelques infections fongiques) sont plus particulièrement urgentes.

Cette idée devait être discutée à un prochain G20 en septembre, pour être mise en œuvre  à l’échelle internationale. Il serait dommage que les turbulences actuelles de la Grande-Bretagne, très moteur en ce domaine, retardent la mise en œuvre de cette préconisation

- Promouvoir de nouveaux outils diagnostics

Il s’agit de mieux prescrire les antibiotiques existants. Le groupe a trouvé  incroyable que les médecins continuent à prescrire des antibiotiques uniquement sur leur appréciation immédiate des symptômes du patient, juste comme ils le font depuis l’invention des antibiotiques... Lorsqu’un test est utilisé pour le diagnostic, il est souvent basé sur une technologie très lente qui n’a pas  changée de manière significative depuis les années 1860… ; Des efforts de développement de diagnostics rapides permettraient des progrès significatifs. J’ajouterais que les préconisations qui conduisent à prescrire moins d’antibiotiques aussi aveuglément que l’on en prescrit ne sont guère satisfaisantes : Il ne s’agit pas nécessairement de prescrire moins, mais mieux.  

- Promouvoir la filière antiinfectieux

Il faut augmenter le nombre de chercheurs, médecins et personnel médical travaillant dans les maladies antiinfectieuses ainsi que la rémunération et les profils de carrière.  Le rapport constate que :es médecins des maladies infectieuses sont les moins bien payés de 25 spécialités médicales aux USA, et le tableau est similaire pour les infirmiers et praticiens hospitaliers. Les carrières sont moins attractives financièrement et en terme de prestige

Il serait dommage que les péripéties du Brexit mettent en danger ce programme de lutte contre l’antibiorésistance, en particulier le financement de la recherche et le ticket d’entrée pour la découverte de nouveaux antibiotiques. Si le gouvernement britannique a maintenant d’autres soucis, l‘Europe devrait le reprendre à son compte.

La recherche en France – un décrochage inquiétant : rapport du CESE

Le financement de la Recherche est insuffisant

Le Conseil économique, social et environnemental élaborer un rapport annuel sur l’état de la France. Le rapport 2015 montre ce que les rapporteurs eux-mêmes qualifient de décrochage inquiétant.

- Avec un taux de 2,26 % du PIB en 2014 consacré à la Recherche développement, la France se situe en deçà de l’objectif de 3 % de la Stratégie de Lisbonne de 2002 ; ce taux  situe la France loin du groupe des pays européens « leaders » dont l’effort de recherche avoisine ou dépasse l’objectif des 3 % du PIB (Allemagne, Autriche, Danemark, Finlande, Suède niveau dépassé régulièrement par l’Allemagne, l’Autriche et les pays scandinaves.

Ce retard qui dure depuis des années et a même tendance à s’aggraver a des conséquences qui commencent à se faire sentir : la baisse de la part de notre pays dans les publications scientifiques (-15,1% entre 1999 et 2013) et la  chute dans les demandes de brevets européens (8,3 % en 1994 pour 6,4 % en 2012) sont autant de signes d’un décrochage certain.

- Ce décrochage se vérifie également dans le secteur privé  : les investissements de R&D des entreprises françaises figurant dans le classement«  Global innovation 1000  » (rapport 2015 de l’étude «  global innovation 1000  » de PwC Strategy) n’ont crû que de 28 % depuis 2005 contre 66 % pour l’ensemble des entreprises européennes.

A noter que  cet indicateur d’effort de recherche ne prend pas en compte les données relevant du ministère de la Défense et que l’activité de recherche des enseignants-chercheurs des universités et des professeurs des centres hospitalo-universitaires est difficile à quantifier. Enfin et surtout  cet indicateur ne rend pas compte de l’effort financier consenti au titre des aides fiscales, à l’instar du crédit d’impôt recherche.

 L’effort financier consenti au titre des aides fiscales, à l’instar du Crédit d’Impôt Recherche (CIR), constitue un important levier d’incitation à l’innovation (6,2 milliards d’€ en 2014). La question d’un meilleur fléchage en relation notamment avec les emplois créés dans la recherche et d’un réel contrôle de ce dispositif mérite d’être posée pour en accroître l’effectivité et s’assurer qu’il bénéficie à l’ensemble des entreprises, notamment aux PME et ETI. La stratégie de certains groupes internationaux en France soulève des questions légitimes en rapport avec des pratiques d’optimisation fiscale, alors que l’Allemagne parvient à atteindre l’objectif de3  % sans recourir à un dispositif de ce type, une des explications possibles étant que les écosystèmes diffèrent selon les pays. La discussion au sein de la commission sénatoriale sur le budget de la mission interministérielle Recherche et Enseignement supérieur (MIRES) dans le cadre du projet de loi de finances pour 2016 témoigne de la nécessité d’une évaluation que le CESE a lui-même appelé de ses vœux dans son avis sur La compétitivité : enjeu d’un nouveau modèle de développement (rapporteure : Isabelle de Kerviler, 2011,)

Commentaire : La faiblesse du financement de la rechercher française devient problématique, et c’est le grand mérité de ce rapport du CESE que de le signaler de manière non ambigüe. Et c’est le moment que le gouvernement a choisi pour annuler 256 millions de crédit sur la mission recherche et enseignement supérieur. Après une tribune de sept prix Nobel et une médaille Fields, une partie de la somme a été épargnée, soit 134 millions d’euros. Mais, un mois plus tard, c’est sur le front de l’Agence Nationale de la Recherche que la technocratie de Bercy s’est abattue, au point que le comité d’évaluation en mathématiques et informatique a démissionné en bloc, dénonçant « une chute gravissime du nombre de projets financés ». Dans un domaine en pleine explosion avec la révolution du big data ! La priorité à la recherche est bien oubliée, ce n’est pas ainsi que l’on prépare l’avenir !

En ce qui concerne le Crédit Impôt Recherche, il faut éviter de le modifier substantiellement en permanence – la complexité et le manque de stabilité et de prévisibilité de l’administration fiscale sans doute plus que le niveau absolu des prélèvements constituent un repoussoir pour les entreprises et un réel inconvénient pour leurs stratégies. Sur les dernières années, on ne peut pas lui reprocher d’avoir eu peu d’effets sur l’accroissement de l’emploi scientifique privé tant il est certain qu’il a eu un effet massif sur la protection de l’emploi existant durant la crise !

Il joue aussi un rôle important dans l’attractivité du territoire français pour les centres étrangers, avec l’excellence de certaines formations scientifiques. Il répond aussi particulièrement bien au besoin spécifiquement français d’investir dans la recherche et le développement privés, dramatiquement insuffisants, par sa souplesse qui permet aux entreprises d’accompagner au mieux leur stratégie, mieux que les systèmes allemands, belges etc. reposant sur des subventions publiques. S’il existe des dévoiements, ils peuvent être supprimés par des contrôles qui existent ; mais lorsqu’on parle du crédit impôt recherche des grandes entreprises, il faut savoir qu’assez souvent, ils favorisent en fait la sous-traitance de travaux de recherche par des start-up françaises ou européennes (au fait, on voudrait bien voir une certaine réciprocité à cette extension imposée par la Commission Européenne) et donc constituent un excellent moyen de favoriser à moindre risques l’innovation.

La question de l’emploi scientifique : manque d’attractivité des carrières

« Une nécessaire prise en compte des réalités de terrain : au-delà de l’approche quantitative, la qualité de la recherche dépend des conditions dans lesquelles celle-ci est menée. Une attention particulière doit être portée aux perspectives de carrière offertes aux chercheurs et aux futurs docteurs (en termes de stabilité, de reconnaissance de leurs qualifications et de conditions de rémunération). Ceux-ci font également face à une dégradation de leurs conditions de travail sous l’effet de contraintes financières, organisationnelles et temporelles accrues. Ils sont confrontés à un alourdissement de leurs tâches administratives (temps consacré aux évaluations multiples, à la recherche de financements dans le montage de projets, sans certitude aucune d’être éligible, affaiblissement des fonctions supports).

Ce contexte contribue à la perte d’attractivité des métiers de la recherche auprès des jeunes, à la fuite des talents à l’étranger ou vers d’autres horizons professionnels. Le CESE avait déjà souligné l’importance de cet enjeu dans son avis sur la compétitivité (cf.supra), alors que la question du renouvellement des générations de chercheurs proches de la retraite - et de la transmission de leur savoir - se pose aujourd’hui avec une acuité particulière. Cette réflexion doit être étendue aux perspectives de carrière offertes aux doctorants et post-doctorants au sein du secteur privé.

En outre, le système de recherche public est l’objet de transformations qui menacent son efficacité. Ainsi faut-il craindre les complications issues du processus de regroupement des universités, la réduction des crédits de base des laboratoires et le fléchage des crédits de l’Agence nationale de recherche vers les projets de court terme ou étroitement finalisés, au détriment du soutien à la recherche fondamentale. L’un des risques est l’apparition d’un système à plusieurs vitesses laissant de nombreuses équipes de haut niveau à l’écart de tout financement significatif, comme l’Académie des sciences l’a récemment souligné (Le financement de la recherche : un chantier urgent, communiqué du 16 juin 2015). Outre les emplois de recherche, la valorisation des doctorants et post-doctorants doit être améliorée au sein du secteur privé afin notamment de constituer des compétences sur l’anticipation et la prospective. »

Commentaire : Enfin ! Enfin un rapport qui aborde franchement le problème qui risque d’entraver le plus gravement la recherche française dans les années qui viennent : le manque d’attractivité des carrières de recherche. Dans le public : le brillant résultat d’années de gestion catastrophiques de la recherche, avec la folie des évaluations en cascade par des tutelles multiples, la folie de la recherche ciblée qui oblige responsables de laboratoires et d’équipes à se transformer en chercheurs effrénés de subvention à des guichets innombrables, aux procédures opaques et lourdes et  aux chances de succès à peu près égales à celles du Loto, puis reprendre et rédiger encore d’imposants dossiers pour coller à la dernières mode imposée par les agences. Alors que tous ceux, dans les générations précédentes, qui ont illustré la science française disent que, malgré la modicité  (pour ne pas dire plus) relative à l’échelle internationale des salaires français, ce qui a fait leur succès, c’est la liberté de recherche qu’on pouvait trouver dans les grands organismes de recherche. Et évidemment, le nombre de postes qui fait qu’il est illusoire d’espérer un poste fixe, un salaire modeste mais fixe, une sécurité élémentaire qui permette de fonder une famille avant une thèse, un post doc, un autre post doc,  un temps d’attente à assurer quelques travaux d’encadrement en fac etc. ; bref avant 28, 29, 30 ans, voire plus, selon les domaines. Alors que naguère, les attachés de recherche du CNRS étaient recrutés au début de leur thèse ! Inacceptable et indécent, alors comment s’étonner que tant d’étudiants, malgré l’intérêt scientifique, en particulier dans les grandes écoles, refusent de faire des thèses, voire s’arrêtent, écœurés (ou conscients des réalités…),  en cours de route ! Et même avouons-le, à quelques exceptions près, ce ne sont plus les étudiants les plus brillants qui se lancent dans la recherche…Et dans le privé, ou même dans la fonction publique hors recherche,  la thèse n’est pas reconnue dans les conventions collectives, les salaires d’embauche ont baissé, et de plus, le temps où la recherche dans les grandes entreprises était sanctuarisée n’est plus et les plans sociaux ou les transferts forcés se multiplient ; sans compter que globalement l’emploi dans les grandes entreprises diminue et la recherche est externalisée dans des sociétés de service ou des start-ups, qui peuvent être motivantes, mais avec des avantages sociaux réduits et surtout une précarité croissante.

Une rupture franche s’impose, sans quoi une nouvelle génération sera sacrifiée pour la recherche, et la recherche française elle-même sera sacrifiée. Oui, comme le constate le CESE, c’est un décrochage très inquiétant. Et sa recommandation n°1 est la suivante : 1. Investir massivement dans la préparation de l’avenir Intensifier l’effort de recherche. La France n’investit pas assez dans la préparation de l’avenir, L’effort de recherche doit atteindre 3 % du PIB en progressant à la fois dans la recherche publique, et en recherche et développement dans les entreprises.