REE

Bienvenue

La Revue de l’Electricité et de l’Electronique (REE) est une revue au service des ingénieurs, chercheurs, enseignants, décideurs techniques et économiques intéressés par les secteurs de l’électricité, de l’électronique, de l’information et de la communication. Connaître l’état de l’art des technologies dans ces domaines ainsi que leurs évolutions et leurs applications, permet au lecteur d’enrichir ses compétences et de rester en ligne avec l’actualité. Paraissant cinq fois par an, la REE offre un panorama de ces technologies, établi par des professionnels, industriels ou scientifiques.

Cette information est complétée par des rubriques d'actualité sur les grands enjeux technologiques du moment et sur les faits marquants du domaine couvert par la revue. On y trouve également régulièrement le programme des activités de la Société des Électriciens et des Électroniciens (SEE), dont la REE est le principal organe d'expression. 
ISSN 1265-6534 (revue papier) - ISSN 2270-7042 (revue en ligne)

Les numéros REE sont intégrés et indexés dans le site depuis 2011. Pour accéder aux anciens numéros:
  • Archives 1995-2006 : permet d'accéder gratuitement à ces numéros en version électronique après inscription sur ce site 
  • Archives 1995-2010 : permet d'accéder aux sommaires de ces numéros. La version électronique n'est pas disponible.
  • Les numéros papier non disponibles sur le site peuvent être commandés à l'aide du formulaire manuel

Abonnement et formulaires

Pour vous abonner en ligne, sélectionner la formule de votre choix. Vous pourrez régler par carte de crédit, chèque ou virement : suivez les instructions applicables au mode de règlement choisi.
Les membres SEE bénéficient de réductions, les prix affichés tiennent compte de votre situation lorsque vous êtes connecté.
Ceux qui n’ont pas la possibilité de souscrire en ligne peuvent utiliser le formulaire manuel. En cas de difficultés, appelez au 01 56 90 37 17

Abonnement REE 2016 spécial adhérents


spécial adhérents

60,00 €
se connecter ou s'enregistrer pour commander.

Abonnement REE 2016

Abonnement papier, les membres SEE bénéficient d'une réduction. Adhérez à la SEE à cette page
  • Si vous êtes déjà membre et souscrivez l'abonnement avant le 1er janvier, pensez à renouveler en même temps votre adhésion pour bénéficier de plein droit de la réduction offerte.
  • Un supplément est applicable aux abonnés hors Union européenne.

120,00 €
se connecter ou s'enregistrer pour commander.

Accès en ligne REE 1 an


1 an

Formule Solo
Si vous êtes membre de la SEE, les droits d'accès en ligne à la REE vous sont acquis et vous n'avez pas besoin de souscrire cet abonnement. Adhérez à la SEE à cette page

se connecter ou s'enregistrer pour commander.

REE Abonnement 2016


Formulaire manuel

Ce formulaire est destiné à ceux qui n’ont pas la possibilité d’adhérer en ligne

REE Abonnement 2016

N° (papier)

2008

REE 2008- Spécial 125° Promotion été 2016 -50% !

1295_couv-08-HS.jpg

18,00 €
se connecter ou s'enregistrer pour commander.

2016

REE 2016-3

ree2016-3_couverture.jpg

28,00 €
se connecter ou s'enregistrer pour commander.

REE 2016-2

ree2016-2_couverture.jpg

28,00 €
se connecter ou s'enregistrer pour commander.

REE 2016-1

ree2016-1_couverture.jpg

28,00 €
se connecter ou s'enregistrer pour commander.

2015

REE 2015-5

ree2015-5_couverture.jpg

28,00 €
se connecter ou s'enregistrer pour commander.

REE 2015-4

ree2015-4_couverture.jpg

28,00 €
se connecter ou s'enregistrer pour commander.

REE 2015-3

ree2015-3_couverture.jpg

28,00 €
se connecter ou s'enregistrer pour commander.

REE 2015-2

couverture_ree_2015-2.jpg

28,00 €
se connecter ou s'enregistrer pour commander.

REE 2015-1

couverture_ree_2015-1.jpg

28,00 €
se connecter ou s'enregistrer pour commander.

2014

REE 2014-5

ree2014-5_couverfture.jpg

28,00 €
se connecter ou s'enregistrer pour commander.

REE 2014-4

couverture_ree_2014-4.jpg

28,00 €
se connecter ou s'enregistrer pour commander.

REE 2014-3

ree2014-3_couverture_s.jpg

28,00 €
se connecter ou s'enregistrer pour commander.

N° (en ligne)

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
contenu protégé  Document accessible sous conditions - vous devez vous connecter ou vous enregistrer pour accéder à ou acquérir ce document.
Prix : 20,00 € TVA 20,0% comprise (16,67 € hors TVA) - Accès libre pour les ayants-droit

se connecter ou s'enregistrer pour commander.
REE 2016-3

ÉNERGIEÉNERGIE TELECOMMUNICATIONSTELECOMMUNICATIONS SIGNALSIGNAL COMPOSANTSCOMPOSANTS AUTOMATIQUEAUTOMATIQUE INFORMATIQUEINFORMATIQUE Numéro2016 EDITORIAL La gestion des déchets radioactifs : une responsabilité collective Christophe Bouillon ENTRETIEN AVEC Brice Lalonde Ancien ministre www.see.asso.fr 3 ISSN1265-6534 DOSSIER Le paiement mobile Par Patrice Collet L'ARTICLE INVITÉ Save the date LWA For exhibition or sponsor proposals please contact info@icolim2017.org Information and online registration on www.icolim2017.org For 25 years, ICOLIM conference has been successfully hosted by Live Working Association (LWA) European countries : Hungary, France, Germany, Italy, Spain, Portugal, Romania, Croatia and Czech Republic. The Conference provides unique European interdisciplinary forum for discussion about Live working. The Conference is followed by a demonstration day in a French high voltage substation. Live work operations will be presented on low voltage grid, on medium voltage line and on high voltage line and substation. 12th THE TOUCHABLE ENERGY! APRILSTRASBOURG FRANCE 26 28 REE N°3/2016 1 L ’utilisation de la radioactivité, au tra- vers de nombreuses applications électronucléaires, industrielles, médi- cales ou scientifiques, est à l’origine chaque année de la production de déchets ra- dioactifs. La question n’est pas de savoir si ces usages sont bons ou non : les déchets sont là, et certains resteront dangereux pendant de très lon- gues périodes de temps. Il est du devoir de notre génération, qui bénéficie aujourd’hui des usages de la radioactivité, de proposer et de mettre en œuvre une solution sûre et pérenne pour ne pas transmettre à nos enfants et petits-enfants la charge des déchets que nous produisons. A cette fin, l’Etat français s’est doté d’un dispositif spécifique et robuste pour encadrer l’ensemble des activités liées à cette gestion avec la créa- tion d’une entité indépendante des producteurs de déchets, l’Andra (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs), et la mise en place d’outils de gouvernance solides tel que le Plan national de gestion des matières et des déchets radioactifs, établi tous les trois ans par le ministère en charge de l’écologie et l’Autorité de sûreté nucléaire. Ce dispositif s’appuie égale- ment sur des rendez-vous réguliers avec les ci- toyens et la représentation nationale : deux lois, en 1991 et en 2006, qui ont chacune fait l’objet d’un large consensus, et deux débats publics, en 2005 et en 2013. Rares sont les activités qui font l’objet d’un enga- gement démocratique aussi important. Grâce à cela, notre pays fait figure de moteur et de mo- dèle dans le monde, à l’image de la directive eu- ropéenne du 19 juillet 2011 qui établit un cadre communautaire directement inspiré du modèle français pour la gestion responsable et sûre du combustible usé et des déchets radioactifs, ou encore de l’Afrique du Sud ou de la Corée du Sud qui ont sollicité l’Andra pour les aider à se doter d’un dispositif proche du modèle français. Ce cadrage législatif est aussi le signe que la gestion des déchets radioactifs n’est pas qu’une question technique ou scientifique. C’est une question qui transcende les générations et qui donne aux générations actuelles une impor- tante responsabilité vis-à-vis des territoires qui accueillent, ou qui vont accueillir, les centres de stockage, et vis-à-vis des générations futures. Cette responsabilité se traduit par un nécessaire devoir d’excellence de tous les acteurs de la filière de déchets radioactifs, du producteur au stockeur, en passant par les opérateurs de traite- ment, et un devoir de transparence, d’ouverture et de dialogue au quotidien. Christophe Bouillon est vice-président de la commission du développement durable et de l’aménagement du territoire de l’Assemblée nationale. Il est député de la 5e circonscription de Seine Maritime depuis 2007. Il a été élu président du Conseil d’administration de l’Andra à la fin de l’année 2015. Il a été l’auteur, avec le député Julien Aubert, d’un rapport sur la gestion des déchets et matières radioactifs en 2013. La gestion des déchets radioactifs : une responsabilité collective EDITORIAL CHRISTOPHE BOUILLON 2 REE N°3/2016 sommaireNuméro 3 1 EDITORIAL La gestion des déchets radioactifs : une responsabilité collective Par Christophe Bouillon 2 SOMMAIRE 4 FLASH INFOS Hyperloop sera-t-il le TGV du futur? 6 Bus 100% électriques : Paris et Marseille au coude à coude 7 Le solaire poursuit sa course au gigantisme 10 Les émissions de CO² de l’Union européenne n’ont pas décru en 2015 10 Mini-oscillations de l’axe de la Terre et changement climatique 12 Des sylphes et des farfadets dans l’espace 14 Détecter un photon sans le détruire 19 ACTUALITÉS Entretien avec Klaus Froehlich, Président du CIGRE 22 L’étude « Technologies clés 2020, préparer l’Industrie du futur » est parue 24 Internet des objets : l’ARCEP et l’ANFR mettent à la consultation l’utilisation de nouvelles bandes de fréquence autour de 900 MHz 26 A RETENIR Congrès et manifestations 28 VIENT DE PARAÎTRE La REE vous recommande 31 ARTICLE INVITÉ Le paiement mobile Par Patrice Collet 42 LE GRAND DOSSSIER Le stockage des déchets radioactifs Introduction Par Pierre-Marie Abadie 45 Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs Par Michèle Tallec p. 1 p. 42 p. 82p. 31 p. 97 Photo de couverture : Andra REE N°3/2016 3 53 Les centres de stockage de l’Andra en exploitation en France. Le centre de stockage de l’Aube (CSA) et le centre industriel de regroupement, entreposage et de stockage (Cires) Par Frédéric Legée 62 Le projet Cigéo. Centre industriel de stockage de déchets radioactifs en formation géologique profonde Par Jean-Marie Krieguer 72 De la R&D à l’innovation à l’Andra Par Frédéric Plas 82 GROS PLAN SUR … Interconnecter Europe et Afrique ? Les études de Medgrid Par Jean Kowal 87 RETOUR SUR ... L’imagerie médicale du 20e siècle Par Jean-Louis Coatrieux, Patrick Bourguet, Jacques de Certaines, Serge Mordon, Léandre Pourcelot 97 ENTRETIEN AVEC... Du global au local : après la COP21, le temps est venu d’agir Par Brice Lalonde 101 ENSEIGNEMENT & RECHERCHE La Conférence des grandes écoles (CGE) & l’avenir de l’enseignement supérieur en France Par Francis Jouanjean Echos de l’enseignement supérieur Par Alain Brenac 109 LIBRES PROPOS Comptes 2015 : le secteur électrique européen est en danger Par Philippe Vesseron 115 SEE EN DIRECT La vie de l'association PropElec'16 Le grand rendez-vous de la "Propulsion Electrique" 23 & 24 novembre Ecole ECAM-EPMI Cergy-Pontoise Organisée par : Contacts : ECAM-EPMI a.jaafari@ecam-epmi.fr SEE congres@see.asso.fr 4 REE N°3/2016 FLASHINFOS Hyperloop sera-t-il le TGV du futur ? En 2012, le milliardaire américain Elon Musk, par ail- leurs patron de Tesla Motors et de Space X et personna- lité marquante de la Silicon Valley, faisait sensation en proposant un nouveau concept révolutionnaire de train subsonique à très grande vitesse (près de 1 000 km/h), basé sur la propagation de capsules dans un tube à basse pression reposant sur des coussins d’air pressurisés et cela sur des distances pouvant atteindre plusieurs cen- taines de kilomètres ! Toutefois accaparé par d’autres pro- jets tout aussi futuristes, celui-ci déclarait peu après qu’il ne comptait pas exploiter lui-même cette idée mais qu’il encourageait toute compagnie existante intéressée ou startup créée à cet effet à se lancer dans cette aventure un peu folle et pour le moins risquée. A cet effet, il rendit public les détails de son projet dans un document baptisé Hyperloop Alpha, issu des travaux préliminaires des équipes de Tesla et Space X. Ce concept reposait sur une propulsion de capsules au moyen d’un champ magnétique généré par une version du moteur électrique utilisé sur la voiture Tesla S et ali- menté par l’énergie solaire. Les promoteurs du projet assuraient que la sensation à bord serait « proche de l’avion ». Afin de vaincre l’impression d’isolement du voyageur, il serait aisé de prévoir un défilement artifi- ciel de paysages sur des fenêtres virtuelles sur les côtés d’une capsule pouvant contenir de 10 à 20 voyageurs. L’argumentation commerciale mettait en avant, outre un gain de temps et de fatigue par rapport aux moyens de transport traditionnels y compris l’avion, un modèle éco- nomique particulièrement favorable du fait de la faible énergie nécessaire à la propulsion des capsules. Le tout étant agrémenté de vues d’artistes plus ou moins futu- ristes (figure 1). Certaines d’entre elles ne sont d’ailleurs pas sans rappeler l’expérience avortée de l’aérotrain sur coussin d’air développé par la compagnie Bertin dans les années 70. Figure 1: Vues d’artiste : (a) d’un train Hyperloop et (b, c) de capsules Hyperloop. Sources : (a) Shutterstock - (b) Hyperloop Alpha – (c) Hyperloop One. (a) (b) (c) REE N°3/2016 5 FLASHINFOS A la suite de cette annonce qui donna lieu à des manchettes de journaux enthousiastes telles que: « Un aller Los Angeles-San Francisco pour 20 USD », « Paris- Nice en 45 minutes » ou encore « Un départ toutes les 10 secondes », la réalité est pour l’instant moins glo- rieuse. Deux sociétés se sont créées en 2013, à savoir : Hyperloop Transportation Technologies (HTT), la seconde, Hyperloop Technologies, devenue ensuite Hyperloop One, pour se démarquer du nom trop simi- laire de son concurrent, qui a fait appel au savoir-faire initial développé par Tesla et Space X. Dans un premier temps, HTT semble avoir marqué un point important, non pas technique mais administratif, en obtenant en 2013 les autorisations des pouvoirs publics californiens nécessaires à la construction d’un segment de test de huit kilomètres à partir de la (future) ville nou- velle de Quay Valley, à mi-chemin entre Los Angeles et San Francisco (figure 2). Afin de financer ce projet qui emploie désormais 200 personnes, HTT a réalisé une levée de fonds de 20 millions de dollars au début 2016 auquel ont répondu des poids lourds de la finance mais aussi des transporteurs comme la SNCF ou Deutsche Bahn. Un deuxième appel sera ouvert en fin d’année 2016 pour atteindre les 100 millions USD jugés suffisants pour un test en vraie grandeur d’Hyperloop. En parallèle la startup a annoncé avoir acquis la licence Inductrack, une technologie basée sur la lévitation magnétique pas- sive. Ce système fonctionne grâce à des aimants intégrés aux capsules et à une structure métallique. HTT estime à une dizaine d’années le temps nécessaire pour commen- cer à commercialiser ce type de transport. Son concurrent, Hyperloop one annonçait de son côté fin 2015 avoir acheté 20 hectares de terrain du côté de Las Vegas pour construire son propre prototype, visant à terme la liaison avec Los Angeles, distant de 300 km. Contrairement à HTT qui a adopté la propulsion magné- tique, cette compagnie est restée fidèle au concept ori- ginal d’Elon Musk, c’est-à-dire des rames transportées à très grande vitesse dans de longs tuyaux suspendus (figure 3), grâce à de l’air comprimé obtenu par un com- presseur électrique placé à l’avant de la capsule pompant l’air vers le dos de l’appareil et plaçant ainsi la capsule sur un coussin d’air porteur. Le 11 mai dernier, Hyperloop One a procédé à un es- sai en grandeur nature du moteur linéaire qui propulsera à l’avenir le train-capsule dans des tubes basse pression1 . Le mobile, non encore pourvu de sa cabine de passagers, a atteint les 160 km/h sur des rails à l’air libre sur une distance de quelques mètres et s’est arrêté dans un tour- billon de sable ralentisseur très spectaculaire… Cet essai très médiatisé a relancé l’intérêt des trans- porteurs pour cette idée, au départ quelque peu ébou- riffante, d’un train TTGV (à très-très grande vitesse) et d’autres régions du monde commencent à s’intéresser au concept (Moyen-Orient, Russie, Europe de l’Est et Asie centrale). C’est ainsi qu’en Europe, la Slovaquie a convenu d'un accord avec HTT pour développer une ligne reliant Bratislava à Vienne et Budapest d’ici 2020. Par ailleurs Systra, filiale conjointe de la SNCF et de la RATP, a signé récemment avec Hyperloop One un contrat de partenariat technique visant à effectuer des études de sûreté, une étape évidemment essentielle pour un procédé aussi révolutionnaire, puis des études de faisabilité concernant des projets un peu partout dans le monde. 1 La vidéo de cet essai est consultable sur le lien : https://youtu.be/1e-Po9C8Kj8 Figure 2 : Tracé proposé par Elon Musk pour relier Los Angeles à San Francisco par Hyperloop le long de l’autoroute A 15 et positionnement du segment test de HTT à Quay Valley. Source Hyperloop Alpha. Figure 3: Hyperloop One procède à la mise en place des tuyaux pour son train supersonique. 6 REE N°3/2016 FLASHINFOS Nul ne peut dire à ce stade si la faisabilité d’un tel moyen de transport et la crédibilité de son modèle éco- nomique seront un jour démontrées mais il apparaît aujourd’hui que les deux projets en concurrence sont maintenant entrés dans une phase active et que les futures étapes de leur avancement respectif seront pas- sionnantes à suivre. ■ AB Bus 100 % électriques : Paris et Marseille au coude à coude Le 30 mai 2016, a été inauguré à Paris le premier bus 100 % électrique de grande capacité, sur la ligne 341 reliant la Porte de Clignancourt à la place Charles de Gaulle. Il s’agit d’un bus de grande capacité (12 m de longueur, pouvant accueillir jusqu’à 101 passagers), ce qui le distingue des minibus déjà opérationnels à Paris et dans d’autres villes, dont la longueur varie entre 6 et 10 m. La ligne 341 sera exploitée avec 23 bus identiques et deviendra ainsi la première ligne tout électrique à Paris équipée de bus de capacité standard. Cette opération s’inscrit dans le cadre du plan bus 2025 de la RATP qui vise à doter le réseau bus de la RATP en Ile de France de 3 600 bus électriques qui représente- ront 80 % de sa flotte en 2025 (figure 1). Le bus retenu pour l’opération pilote de la ligne 341 est le Bluebus (figure 2) développé par Bolloré autour de ses batteries LMP (lithium métal polymère) qui équipent notamment les Bluecars du service Autolib à Paris. Chaque bus est équipé de huit batteries de 300 kg permettant de stocker 240 kWh. Cette capacité est suffisante pour assurer une autonomie totale au véhi- cule sans qu’il soit nécessaire de recharger les batteries pendant la journée. La technique du « biberonnage », pratiquée à Nice notamment, consistant à profiter des arrêts pour injecter pendant une dizaine de secondes de l’énergie électrique, a été écartée après concerta- tion avec Enerdis (ex ERDF) afin de ne pas solliciter le réseau électrique pendant les périodes de pointe. La recharge se fait donc pendant la nuit, au terminus. La RATP n’exclut toutefois pas de mettre en place des sys- tèmes de chargement rapide ponctuel aux terminus de certaines lignes. Les accumulateurs LMP se présentent sous forme de films minces enroulés, d’une centaine de µm d’épaisseur, composés de cinq couches : sels de lithium et de polymère Figure 1 : Le plan bus 2025 de la RATP. Figure 2 : Le Bluebus de la ligne 341 – Crédit photo : P. Anziani. REE N°3/2016 7 FLASHINFOS d’assurer la connexion électrique La densité massique est d’environ 100 Wh/kg, sans mémoire ce qui signifie que l’accumulateur n’a pas be- soin d’être vidé complètement avant d’être rechargé. En- tièrement solide, il ne présente pas de risque d’explosion. Il a cependant l’inconvénient de devoir être maintenu à 80 °C et de prélever à cette fin dans ses réserves. La Régie des transports de Marseille (RTM) a de son côté inauguré le 6 juin 2016 la première ligne équipée de bus tout électriques sur la ligne N°82 qui relie les stations Canebière Bourse à Euromed Arenc. Il s’agit également de bus de 12 mètres, pouvant accueillir 68 passagers, construits par la société espagnole Irizar (figure 3). Les bus disposent d’une autonomie de 250 km et sont dotés de systèmes permettant de réduire leur consommation : pré-climatisation au garage et système d’assistance à la conduite Eco Assist. Les batteries sont de type So-Nick (sodium-nickel). Elles ont une capacité de 376 kWh et assurent une puis- sance nominale de 230 kW. Elles sont complétées par des supercondensateurs. Leur temps de recharge est de 5 heures. Elles sont recyclables à 99 % et leur durée de vie est de 10 ans environ. La RATP a également prévu de tester le bus Irizar ainsi que ceux d’autres fournisseurs potentiels. Un bus tout électrique coûte actuellement aux envi- rons de 500 000 soit deux fois le prix d’un bus conven- tionnel. Cependant le marché potentiel dans le monde est très important (de l’ordre de 30 000 véhicules au cours des cinq prochaines années) et une baisse très significative des prix est escomptée. La loi sur la transition énergétique a prévu qu’en France, tous les nouveaux bus et autocars qui seront acquis par les services publics de transport gérant un parc de plus de 20 véhicules, devront être à faibles émissions à compter du 1er janvier 2025, avec des étapes intermédiaires pour la région Ile de France et la métropole de Lyon. ■ JPH Le solaire poursuit sa course au gigantisme Les résultats récemment publiés par la Dubai Elec- tricity and Water Authority (DEWA) de la consultation relative à la construction de la troisième tranche du parc solaire « Sheikh Mohammed bin Rashid Al Maktoum » ont fortement marqué les esprits. En effet, la meilleure offre en BOO (Build, Own, Ope- rate) pour la réalisation d’une centrale photovoltaïque de 200 MW – destinée à être portée à 800 MW – a été faite par le consortium Masdar (Abu Dhabi) - Foto- watio Renewable Ventures (Espagne)2 au prix record de 2 FRV a été acquise en 2015 par le groupe d’Arabie saoudite Abdul Latif Jameel(ALJ). Batterie sans solvant Volume 300 l Masse 300 kg Energie 30 kWh Puissance crête 45 kW Tension nominale 410 V Température interne 60/80 °C Température de fonctionnement -20/+160 °C Tableau 1 : Caractéristiques de la batterie LMP Bluecar. Figure 3 : Les bus Irizar de Marseille – Crédit photo : Irizar. 8 REE N°3/2016 FLASHINFOS 2,99 US cents par kWh soit environ 26,5 euros par MWh. Ce prix est le plus faible jamais constaté sur le marché des centrales photovoltaïques. Le précédent record était détenu par un projet mené par Enel Green Power à 3,6 US cents par kWh. Le prix offert par le consortium Mas- dar/FRV, à l’issue d’un appel d’offres très disputé, se situe très en dessous du prix de 4,5 US cents/kWh qui avait été accepté en octobre 2015 par la DEWA pour la construction et l’exploitation d’une centrale à charbon dans les émirats (Hassyan coal power station), les centrales à gaz condui- sant à un prix de revient encore plus élevé. La troisième tranche du parc Al Maktoum est un gigan- tesque projet visant à porter à 1 GW la puissance installée sur le site de 48 km2 situé au Sud-Est de Dubaï. L’inves- tissement total est estimé à 12 milliards AED soit environ 3,25 milliards USD. La première tranche était une tranche pilote de 13 MW mise en service en octobre 2013 (figure 1). La deuxième tranche de 200 MW a été allouée en BOO à l’entreprise saoudienne Acwa Power en parte- nariat avec First Solar. Le projet Al Maktoum s’inscrit dans le cadre du plan des autorités de Dubaï visant à porter à 25 % en 2030 le taux de couverture de la consommation en électricité à partir de sources d’énergies renouvelables. Ce projet pourrait être porté à terme à 5 GW. De son côté, l’Arabie saoudite a annoncé son intention de porter son potentiel solaire à 9,5 GW. Clairement, les pays du Moyen-Orient songent aujourd’hui à l’après-pé- trole. On peut même se demander s’ils ne deviendront pas un jour exportateurs d’électricité d’origine solaire comme l’idée s’en est fait jour en parallèle aux projets aujourd’hui mis en sourdine de Desertec. La filière photovoltaïque n’est cependant pas la seule filière solaire en lice. La filière thermique à concentration, réputée plus complexe et plus chère, n’a pas dit son der- nier mot. On connait la centrale Noor de Ouarzazate au Maroc dont la première tranche (160 MW) est entrée en service en février 2016, avec un objectif de passer à 500 MW à l’issue des phases II et III qui verront la centrale être dotée d’une capacité de stockage de trois heures grâce à des sels fondus. En Israël, la première pierre de la centrale solaire thermique d’Ashalim dans le désert du Neguev a été posée le 11 juin 2015 par Megalim Solar Power, consor- tium agissant en BOT et réunissant Noy Fund (49,9 %), BrightSource (25,5 %) et Alstom devenu GE (25,05 %). Alstom est lui-même actionnaire à 20 % de BrightSource. Le complexe solaire d’Ashalim est un complexe de 300 MW associant une partie photovoltaïque et une partie en solaire à concentration. Le lot thermique, de Figure 1 : Phase 1 du parc solaire de Mohammed bin Rashid Al Maktoum à Dubaï – Source : First Solar. REE N°3/2016 9 FLASHINFOS 121 MW, est fondé sur la technique des centrales à tour, la tour de 240 m de haut recevant le rayonnement ren- voyé par 50 000 héliostats répartis sur une surface de 3,15 km2 et contrôlés grâce à un réseau Wi-Fi. La centrale sera équipée de simulateurs sonores imi- tant le cri de prédateurs afin d’éloigner les oiseaux et de limiter ainsi leur risque d’incinération par le rayonnement solaire. L’investissement est estimé à 3 milliards de shekels (777 millions USD) (figure 2). Tout n’est cependant totalement rose dans le domaine du solaire. On sait que l’effondrement des prix des pan- neaux solaires a conduit à la faillite de nombreux fabri- cants, en particulier en avril 2016 de SunEdison qui fut le plus grand développeur de projets. Certains se de- mandent en conséquence si les prix annoncés actuelle- ment pour les centrales du Moyen-Orient pourront être tenus par les entreprises qui les proposent. Dans le domaine du solaire à concentration, dont la compétitivité par rapport au photovoltaïque est en- core très incertaine, au moment même où la centrale d’Ashalim commence à se déployer, une autre centrale, basée sur la même technologie mais encore plus impor- tante, connait des difficultés sérieuses. Il s’agit de la cen- trale d’Ivanpah (figure 3) construite dans le désert du Mo- jave en Californie. Cette centrale de 392 MW comprend 173 500 miroirs disposés sur 14 km2 autour de trois tours de 140 m. Le budget d’investissement aurait été de 2.2 milliards USD dont 1,6 milliard financé par un prêt garanti par le Département américain de l’énergie. Le problème est que la centrale n’a pas réussi, jusqu’à ce jour, à atteindre son niveau de production nominal et ne produirait que 60 à 70 % des quantités contractées avec Pacific Gas & Electric. Un délai de mise en conformité était au printemps dernier en cours de négociation entre les parties intéressées. Si l’on ajoute les problèmes d’incinéra- tion d’oiseaux et d’éblouissement des pilotes d’avion géné- rés par la centrale, on voit que l’avenir n’est pas totalement dégagé pour cette filière qui reste, malgré l’avantage que peut procurer le stockage par sels fondus, trois ou quatre fois plus onéreuse que la filière photovoltaïque. ■ JPH Figure 2 : Technologie BrightSource des centrales à tour. Figure 3 : Centrale d’Ivanpah en Californie. 10 REE N°3/2016 FLASHINFOS Les émissions de CO2 de l’Union européenne n’ont pas décru en 2015 Selon les statistiques préliminaires publiées en mai 2016 par Eurostat, office européen des statistiques, les émissions de CO2 de l’Union européenne issues de la combustion des combustibles fossiles auraient cru de 0,7 % en 2015 par rapport à 2014 (tableau 1). L’accroissement est particulièrement sensible en Slovaquie (+9,5 %), au Portugal (+8,6 %) et en Hon- grie (+6,7 %). Les émissions allemandes seraient stables malgré les efforts entrepris pour développer les énergies renouvelables. Les émissions françaises seraient en lé- gère augmentation (+1,7 %). Tous ces chiffres devront être précisés lors de l’éta- blissement des statistiques définitives. Leur interprétation devra tenir compte des données climatiques et de l’évo- lution des échanges commerciaux qui influent sur les sta- tistiques. Cependant, ils soulignent la difficulté d’atteindre les objectifs fixés en matière de réduction des émissions de CO2 , dès lors que la croissance économique repart à la hausse et que les effets des délocalisations ne jouent plus aussi fortement en différentiel d’une année sur l’autre. ■ JPH Mini-oscillations de l’axe de la Terre et changement climatique En utilisant les données d’un satellite d’étude des océans, deux scientifiques de la NASA – Surendra Adhikari et Erik Ivins – ont proposé de nouvelles explica- tions à certains déplacements jusqu’alors incompris de l’axe de rotation de la Terre. Ces découvertes pourront aider à la connaissance de variations climatiques récentes mais aussi plus anciennes. On sait que si on modifie le centre de gravité d’un gy- ro-scope, on modifie la position de son axe de rotation, il en est ainsi de la Terre, lorsque les masses qui la consti- tuent se déplacent. Son axe de rotation dérive lentement autour des pôles et la plus grande dérive ainsi mesurée depuis le début des observations en 1899 est de 12 mètres. Elles sont à différencier des mouvements de précession et de nutation. Si ces oscillations n’affectent pas directement notre vie quotidienne, elles doivent être prises en compte pour conserver la précision du GPS, des observations de la terre par satellite ou des coordon- nées galiléennes des observatoires terrestres. Comme nous le verrons, elles sont étroitement liées aux varia- tions climatiques. Avant d’aller plus loin, il est utile de rappeler l’origine de la précession des équinoxes et plus généralement des dérives de l’axe de la Terre classiquement expliquées. Aujourd’hui l’axe de rotation de la Terre est dirigé vers l’étoile polaire mais dans 12 934 ans il sera dirigé vers l’étoile Véga et 12 934 ans plus tard il sera de nouveau pointé vers l’étoile polaire. Actuellement dans l’hémis- phère Nord, la distance au Soleil est minimale en hiver et maximale en été, et inversement dans l’hémisphère Sud. Nous sommes donc dans une situation qui adoucit les hivers et refroidit les étés de l’hémisphère Nord, alors qu’elle accroît les contrastes saisonniers de l’hémisphère Sud. Au contraire, il y a environ 13 000 ans, la Terre pas- sait par le point le plus proche du Soleil au moment du Change 2015/2014 Share of EU total CO2 emissions in 2015 EU +0.7% 100% Belgium +4.7% 2.5% Bulgaria +4.6% 1.5% Czech Republic +0.0% 2.9% Denmark -9.9% 1.0% Germany +0.0% 23.0% Estonia -16.0% 0.5% Ireland** +3.9% 1.1% Greece -5.0% 2.2% Spain +2.3% 7.4% France +1.7% 9.9% Croatia +3.1% 0.5% Italy +3.5% 10.6% Cyprus +1.0% 0.2% Latvia +1.2% 0.2% Lithuania -0.2% 0.3% Luxembourg -3.9% 0.3% Hungary +6.7% 1.3% Malta -26.9% 0.1% Netherlands** +2.1% 5.1% Austria +3.3% 1.6% Poland +1.6% 9.2% Portugal +8.6% 1.4% Romania +2.4% 2.0% Slovenia +0.5% 0.4% Slovakia +9.5% 0.9% Finland -7.4% 1.3% Sweden : - United Kingdom -2.9% 12.5% Tableau 1 : Estimation de l’évolution des émissions de CO2 liées à l’énergie en Europe en 2015 – Source : Eurostat. REE N°3/2016 11 FLASHINFOS solstice d’été boréal et non du solstice d’hiver comme de nos jours. L’hémisphère Nord recevait alors plus d’énergie solaire en été et moins en hiver. A la précession des équinoxes se superposent des on- dulations liées à la nutation. Cette dernière est un léger mouvement d’oscillation de l’axe de la Terre causé par l’évolution de l’orbite de la Lune, elle-même perturbée par le Soleil. Ce mouvement se superpose à la préces- sion avec une période de 18,6 ans. En plus de tout ceci, l’axe de rotation terrestre varie annuellement en raison des variations saisonnières de la pression atmosphérique et océanique qui se super- pose à un autre mouvement appelé mouvement de Chandler, dû aux mouvements internes du magma. Le manteau terrestre se réajuste en permanence pour compenser les variations de la masse de la glace accu- mulée au pôle Nord depuis le dernier âge de glace. Ainsi, cette réduction de masse déplace l’axe de la terre vers le Canada à la vitesse de quelques dizaines de cen- timètres par an. Mais ces explications ne suffisent pas à expliquer l’ensemble des mouvements mesurés. Les deux scien- tifiques du Jet Propulsion Laboratory ont en effet me- suré des déplacements de l’axe de rotation de la terre qui n’étaient expliqués par aucun des processus connus jusqu’alors. Ils ont mis en évidence l’influence du mouve- ment des océans sur ces oscillations inexpliquées. Dans les années 2000, l’axe de rotation de la Terre a effectué un changement brutal de direction vers l’Est, avec un mouvement qui s’accélère jusqu’à atteindre 17 cm par an. Il ne se déplace plus vers la baie d’Hudson mais vers les Iles britanniques, ce qui représente un changement important (figure 1). Les scientifiques ont imaginé que l’explication de ce mouvement pouvait résider dans la perte rapide de masse au Groenland et en Antarctique du fait de la fonte des glaces, ce qui causerait le décalage vers l’Est. Cette affirmation a pu être évaluée en partant des données de la mission NASA/GRACE (Aerospace Center Gra- vity Recovery and Climate Experiment) qui produit des enregistrements mensuels des modifications de masse ponctuelles autour de la terre. Cette mission enregistre les changements continus dus à l’accumulation ou à la fonte des glaces mais aussi à la variation des sols hu- mides et des nappes d’eau souterraines. Ainsi a été cal- culée la masse d’eau impliquée dans des mouvements entre l’eau stockée sur et sous terre et dans les océans entre 2003 et 2015 ainsi que l'implication de ces dépla- cements de masses colossales sur la position de l’axe terrestre. Les calculs ont montré que les seules modifica- tions de la masse de glace du Groenland et de l’Antarc- tique n’expliquent pas à elles seules le soudain change- ment de direction ni la rapidité du déplacement de l’axe de la Terre. Quelque chose à l’est du Groenland doit exercer une force additionnelle. La cause probable se trouve dans le sous-continent indien et la région de la mer Caspienne. Cette région a en effet subi une perte importante des nappes aquifères et une forte sécheresse. Les masses d’eau perdues sont moins importantes que celles perdues par la fonte des glaces dans les régions polaires. La théorie des objets en rotation montre alors clairement que les variations de masse qui se situent aux alentours de 45° de latitude ont beaucoup plus d’effets que celles intervenant aux pôles. C’est pourquoi les changements climatiques dans le sous-continent indien revêtent autant d’importance. Figure 1 ; Evolution des oscillations de l’axe de la Terre à partir de l’an 2000 – Source : NASA. 12 REE N°3/2016 FLASHINFOS La résolution de ce problème actuel a également per- mis d’apporter une solution à un ancien problème qui restait non résolu. Depuis le début des observations en 1899, l’axe de rotation de la Terre se déplace de façon inexpliquée soit vers l’Est, soit vers l’Ouest d’une quantité variant entre 50 cm et 1,5 m avec une période variant de 6 à 14 ans. L’étude corrélée des données de la mis- sion GRACE et des déplacements de l’axe terrestre ont montré qu’il y avait peu de corrélation avec la répartition des masses de glace aux pôles et une forte corrélation avec la quantité d’eau contenue dans la terre en Eurasie. Les années de sécheresse dans cette région (figure 2) correspondent à un déplacement vers l’Est de l’axe de rotation, alors que les périodes humides correspondent à un déplacement vers l’Ouest. Lorsque les données de la mission GRACE sur les quantités d’eau sur les continents ont été intégrées aux équations de prédiction du mouve- ment des pôles, les résultats ont parfaitement corrélé les mouvements observés. Si cette découverte va permettre l’amélioration des prévisions à la fois climatique et hydrométrique, il est clair cependant qu’elle ne pourra pas les influencer. ■ AD Des sylphes et des farfadets dans l’espace Dans les années 1920, le physicien écossais Charles Thomson Rees Wilson (prix Nobel 1927) émettait l’hypo- thèse de phénomènes lumineux transitoires dans la haute atmosphère. Mais il a fallu attendre 1989 pour que ce phénomène puisse être observé par hasard sur l’enregis- trement vidéo du lancement d’une petite fusée par l’uni- versité du Minnesota. Ces phénomènes de fluorescence optique sont provoqués par des décharges électriques au cours d’orages importants. Leur durée est de l’ordre de quelques millisecondes mais peut atteindre, rarement, deux secondes. On a estimé en 2009, que le nombre de phénomènes identifiés depuis le sol s’élevait à plusieurs dizaines de milliers par an. On conçoit aisément que leur observation depuis l’espace soit plus aisée. Ainsi le satel- lite FORMOSAT-2 en a-t-il dénombré plusieurs millions par an sur l’ensemble du globe. Aujourd’hui ces phéno- mènes sont encore mal expliqués et leur dangerosité pour les aéronefs est incomplètement estimée. Dans les années 1994, le nom de farfadet est devenu commun. Cependant selon leur forme, ces phénomènes pourront prendre des noms différents tels que sylphes, farfadets ou elfes, en fonction de leur apparence. Le phénomène connu sous le nom de « sylphes rouges » (en anglais « red sprites ») a été découvert en 1989 et se présente sous la forme d’émissions lumi- neuses rouges apparaissant au-dessus des orages dans l’atmosphère moyenne et supérieure (figure 1). Ces sylphes se développent du sommet des nuages jusqu’à des altitudes de l’ordre de 100 km et s’étendent sur des distances horizontales pouvant varier de 1 à 50 km. Leur durée varie de 10 à 300 ms. Ils apparaissent souvent en groupe et peuvent s’accompagner d’autres types d’émissions : les elfes et les jets bleus qui, comme les sylphes, ne peuvent être observés que sur l’horizon depuis les plus hauts sommets montagneux ou depuis l’espace en orbite basse. Leur faible durée (de quelques millisecondes à quelques centaines de millisecondes) et leur altitude les rendent difficiles à observer depuis le sol, ce qui explique qu’ils n’aient été photographiés pour la première fois que le 6 juillet 1989, accidentellement, depuis une navette spatiale. On pense que ces lueurs sont provoquées par des perturbations ionisantes, se produisant au-dessus d’un nuage d’orage, et sont dues à des éclairs positifs de grande taille entre le nuage et la Terre. L’atmosphère réagit alors comme un tube fluores- cent et devient lumineuse, d’une couleur variant entre le rouge-orangé et le bleu verdâtre. Cette couleur provient du dioxyde d’azote de l’air, qui émet à des longueurs d’onde différentes suivant la pression et donc selon l’alti- tude. Une autre explication de ces phénomènes serait une avalanche d’électrons relativistes d’énergie supé- rieure à 1 MeV dans la haute atmosphère déclenchée par le rayonnement cosmique. Ces faisceaux ascendants pourraient ioniser la haute atmosphère. Parmi bien d’autres phénomènes de ce type, on note- ra les jets bleus qui sont des lueurs bleues montant des Figure 2 : Variations de la teneur en eau entre le Tigre et l’Euphrate mesurée entre janvier 2003 et décembre 2009, relevées par la mission GRACE. Les zones bleues, inexistantes ici, correspondent aux zones les plus humides et les rouges aux plus sèches. Source : NASA/NCAR. REE N°3/2016 13 FLASHINFOS nuages d’orage. Ils diffèrent des farfadets en ce qu’ils pro- viennent du sommet des nuages au-dessus d’un orage, généralement sous la forme d’un cône étroit, en direction des niveaux inférieurs de l’ionosphère, à des altitudes de l’ordre de 40 à 50 km. On pense qu’ils sont également dus à la fluorescence du dioxyde d’azote. Le séjour d’un astronaute européen à bord de la sta- tion spatiale Internationale a été une opportunité excep- tionnelle pour observer ces phénomènes. L’expérience LSO (Lightning and Sprite Observation), inscrite au pro- gramme de la mission DELTA, s’attache à leur étude. Développée en un temps record par le département Analyse surveillance environnement du CEA (DASE), l’expérience LSO est installée à bord de l’ISS depuis la mission Andromède de Claudie Haigneré (21 au 31 octobre 2001). Elle se compose de deux micro-ca- méras numériques pilotées par un ordinateur portable. L’une de ces caméras est équipée d’un filtre adapté à l’observation des sylphes, tandis que l’autre est chargée d’observer les éclairs dans le spectre visible (figure 2). Ces deux caméras sont fixées sur un hublot pointant vers le nadir pour des périodes de cinq jours, lorsque la stabilisation de l’ISS le permet, et elles sont actionnées pendant la nuit au-dessus des continents, les orages étant plus rares sur les océans. L’un des objectifs de LSO est de déterminer l’énergie émise par ces phéno- mènes et de fournir des données statistiques sur leur fréquence d’apparition et leur distribution globale afin d’identifier les mécanismes du couplage entre l’atmos- phère, l’ionosphère et la magnétosphère au-dessus des Figure 2 : Image de sylphes jaunes prise au-dessus du Kansas le 10 août 2000 depuis la station spatiale internationale. L’horizon est bien distinct, en bas de l’image, ainsi que la lueur des éclairs d’orage – Source : NASA. Figure 1 : Première photo de sylphe rouge saisie depuis la station spatiale internationale. L’échelle graduée à gauche indique l’altitude du phénomène – Source : NASA. 14 REE N°3/2016 FLASHINFOS orages atmosphériques qui leur donnent naissance. Les régions de l’atmosphère dans laquelle se produisent ces phénomènes jouent un rôle important dans la vie de notre planète et de ses habitants puisque c’est à l’inté- rieur de celles-ci que s’effectue le filtrage des rayonne- ments solaires par la couche d’ozone. L’expérience acquise permettra de valider le concept du microsatellite Taranis (Tool for the Analysis of RAdia- tions from lightNIngs and Sprites) étudié par le CEA et le CNES, en collaboration avec le CNRS ainsi qu’avec des laboratoires américains et danois. Il combinera des obser- vations électromagnétiques – radio, optiques, X et gam- ma – et des observations de particules à haute énergie. Le mécanisme des sylphes est encore très mal connu. Ces faisceaux d’électrons pourraient interagir avec les mo- lécules d’air et produire des rayonnements X et gamma secondaires. Pour mieux comprendre ces phénomènes, il faudra donc être capable de les observer au plus près depuis un satellite dédié, ce qui ne saurait tarder. ■ AD Détecter un photon sans le détruire On a longtemps cru qu’on ne pouvait ni détecter ni mesurer l’état d’un photon sans l’absorber dans un détec- teur dans lequel il était alors détruit. Depuis quelques années, avec en perspective le développement du calcul quantique, des stratégies non destructives de détection de photons ont été expérimentées et font l’objet de publi- cations récentes. La détection non destructive des photons Les photons ont été mis en évidence comme « grains de lumière » par Einstein dans l’un de ses cinq articles de 1905 qui proposait une explication corpusculaire de l’effet photoélectrique. Une vingtaine d’années plus tard, lors de la constitution de la théorie quantique, l’idée que la mesure des caractéristiques d’un corpuscule à l’échelle des particules ne pouvait se faire sans le per- turber de manière significative a donné lieu à la théorie de la mesure quantique qui a profondément modifié la physique dans son rapport à l’observateur. L’acte de mesure doit désormais être intégré à la théorie et ne peut plus être complétement objectif. Il en est ainsi de la mesure d’un photon pour lequel le seul moyen de le « voir » est de le détecter. De nombreuses recherches ont été entreprises pour tenter de s’affranchir de cette contrainte dans le cadre même de la physique quan- tique. C’est ce qu’on a appelé « la mesure physique non destructive » aujourd’hui nommée « Quantum Non Demolition » (QND) dont nous allons évoquer quelques développements récents. Application de la mesure non destructive des photons L’intérêt de ces mesures a été fortement relancé il y a une trentaine d’années avec le développement du calcul quantique. En 1980, Richard Feynman postulait qu’il était possible d’imaginer le développement d’un calcula- teur dont le principe de fonctionnement serait basé sur les lois de la physique quantique. Cette idée est restée spéculative jusqu’en 1995, année au cours de laquelle Peter Shor a présenté un algorithme quantique permet- tant de résoudre des problèmes de théorie des nombres. En particulier – et c’est ce qui a retenu l’attention – cet algorithme, destiné à un calculateur quantique, pouvait permettre de casser en un temps raisonnable le code RSA universellement utilisé dans les communications sécurisées. Dans le calcul quantique, les bits sont rempla- cés par des qubits et sont matérialisés par des particules qui sont dans des états de superposition quantique. Ces particules peuvent être des électrons ou des ions mais aussi des photons dont l’état de spin matérialise la valeur binaire du qubit. Des mesures non destructives sont alors indispensables pour ne pas détruire la cohérence des états quantiques et permettre la progression des photons dans une architecture d’ordinateur quantique. Caractères communs des mesures non destructives Les mesures non destructives ont en commun qu’elles cherchent à obtenir une information sur un photon après une interaction avec un élément qui ne le perturbera que très peu et qu’on appelle souvent sonde (probe en anglais). Cet élément peut être un atome particulier, comme l’atome de Rydberg ou l’atome de rubidium, ou encore un champ photonique. Cet élément « sonde », après une mesure, portera l’information sur les photons avec lesquels il a interagi sans trop les avoir perturbés. L’information recueillie est variable selon les dispositifs et va de l’information de présence à certaines données sur l’état quantique. Les autres paramètres importants sont les résonances entre l’état – ou l’un des états superposés – de l’élément sonde et celui du photon, résonances qui entrainent des interactions dont les propriétés peuvent se transmettre puis se mesurer. Nous allons exposer rapi- dement quelques dispositifs expérimentaux qui ont été REE N°3/2016 15 FLASHINFOS étudiés, le premier étant la cavité quantique de Serge Haroche et de son équipe, dispositif fondateur, les sui- vants plus récents (2013-2015) étant soit des dispositifs avec cavité, soit sans cavité. Les cavités quantiques Nous avons déjà attiré l’attention des lecteurs de ces colonnes sur les progrès très importants intervenus en physique quantique grâce au laser accordable. En effet la capacité de pouvoir par pompage optique, piéger et contrôler les particules élémentaires comme les électrons et les photons a été rendue possible par le refroidissement par laser. Le récent prix Nobel attribué à Serge Haroche a récompensé ces travaux lancés dans les années 80-90. En particulier il a été possible, dans certaines conditions expérimentales, de piéger un électron individuel à basse température dans une cavité avec un champ magnétique. Dans ce cas, le principe de mesure non destructive des photons repose d’une part sur le confinement des photons dans une cavité et d’autre part sur un dispositif sonde qui va interférer avec les photons (figure 1). On utilise pour cela des atomes de Rydberg. Les atomes de Rydberg ont des niveaux d’énergie élevés proche du seuil d’ionisation et possèdent un fort dipôle électrique qui les couple au champ électromagnétique. Pour certaines valeurs maximales du nombre quantique, les atomes de Rydberg interagissent avec les photons de manière simple et contrôlable. Cela permet de les utiliser comme des sondes très sensibles aux propriétés des champs. Le principe est de les projeter dans une cavité électromagnétique résonante afin d’y tester la présence de photons et de mesurer leur nombre. Il peut sembler évident que ces atomes pourraient absorber les photons et la présence des photons seraient alors caractérisés par un changement de l’énergie de l’atome mais ce serait une mesure destructive. La technique consiste à envoyer des atomes dont la fréquence de résonance diffère de la fréquence des photons dans la cavité. Du fait de l’interaction non accordée entre pho- tons et atomes, ces derniers produisent des effets dis- persifs pour les photons et réciproquement les photons produisent des déplacements des niveaux d’énergie des atomes. Il en résulte une augmentation de la fréquence de transition des niveaux atomiques qui est proportion- nelle au nombre de photons. La mesure est perfection- née ensuite en envoyant des atomes qui sont dans une Figure 1 : Schéma des expériences de l’équipe de Serge Haroche permettant de compter le nombre de photons oscillant dans la cavité. Source : travaux de Serge Haroche. 16 REE N°3/2016 FLASHINFOS superposition de deux états. Après avoir interagi avec les photons de la cavité, la mesure de la phase de la superposition cohérente est proportionnelle au nombre de photons de la cavité. Cette méthode ne change pas l’énergie du champ ni celle des atomes et semble quasi idéale car elle ne détruit pas les photons. Les paramètres dimensionnant l'expérience sont ici la qualité de la cavité caractérisée par un facteur de qualité et la fréquence de résonance des photons qui conditionne le temps très court des états superposés. Les expérimentations de Serge Haroche et de son équipe se sont situées dans le domaine des mi- cro-ondes (~ 50 Ghz). Mesures non destructives avec interaction d’un atome dans une cavité Un groupe de chercheur du Max Planck Institute of Quantum Optics vient de réaliser une expérience3 en fai- sant des mesures non destructives individuelles de pho- tons. Le mécanisme de cette expérience est basé sur les principes d’une cavité quantique et est utilisable dans des systèmes physiques variés. Un laser pulsé de faible puissance est réfléchi par une cavité dans laquelle un seul atome, préparé dans une superposition de deux états internes, notés |1> et |2>, est piégé (figure 2). La cavité induit un couplage fort entre les photons et la transition de l’atome de puis l’état |2> vers un troisième état noté |3>. Si l’atome est dans l’état |1> (figure 2a), le photon va pouvoir rentrer dans la cavité et en ressortir sans avoir interagi avec l’atome. Si au contraire l’atome est dans l’état |2> (fi- 3 Reiserer, Andreas, Stephan Ritter, and Gerhard Rempe. “Non de- structive detection of an optical photon.” Science 342.6164 (2013): 1349-1351. gure 2b), le couplage étroit photon-atome empêche le photon de pénétrer dans la cavité mais provoque néan- moins un changement de phase de dans les états superposés de l’atome qui peut ensuite être détecté par une mesure sur l’atome. Ainsi le photon a-t-il laissé une trace de son passage sans avoir coexisté avec l’atome puisqu’il n’a jamais pénétré dans la cavité. Contrai- rement à l’expérience de L’équipe de Serge Haroche, c’est un atome de rubidium 874 , utilisé pour faire des condensats de Bose-Einstein, qui se trouve dans la cavi- té et sert ainsi de sonde à la mesure non destructive de présence des photons. Avec ce dispositif, les chercheurs ont pu vérifier la qualité de la détection non destructive de leur expérience qui s’est avérée supérieure à celle de la détection destructive. Mesures non destructives sans cavité Une équipe conjointe australienne et britannique a présenté un dispositif théorique de détection non des- tructive de photon unique sans cavité5 . Le dispositif uti- lisé (figure 3) repose sur l’interaction à trois modes d’une oscillation de Rabi qui classiquement est une oscillation de l’occupation de deux états quantiques. Ici l’oscillation de Rabi se caractérise par un couplage non linéaire entre trois flux de photons, l’un s > est le champ « signal » dans lequel on souhaite tester la présence d’un photon, le deuxième est un champ de photons qui sert de sonde (probe) et qui sera utilisé pour la mesure et le troisième un flux auxiliaire | a > jouant le rôle d’un des états de l’oscillation de Rabi. Un champ régulateur (pump) permet 4 https://fr.wikipedia.org/wiki/Isotopes_du_rubidium 5 Cavity-Free Scheme for Nondestructive Detection of a Single Opti- cal Photon – Keyu Xia ( ), Mattias Johnsson, Peter L. Knight and Jason Twamley – Phys. Rev. Lett. 116, 023601. Figures 2 : Schéma simplifié du dispositif du Max Planck Institute montrant un miroir réfléchissant (2), un transmetteur (3), les photons incidents (4) et réfléchis (5) après être ou non passés dans la cavité. Les deux états sont représentés en |1> et |2>. L’état |2> est préparé de façon qu’il se dédouble en un état |3>. Le fort couplage empêche dans ce cas le photon d’entrer dans la cavité. Source : Andreas Reiserer, Stephan Ritter, Gerhard Rempe (citation ci-dessous). 2a 2b REE N°3/2016 17 FLASHINFOS d’entretenir l’oscillation de Rabi. La détection ou non de la présence d’un photon est caractérisée par le changement de phase de | p > qui est ensuite mélangé par le semi- réfléchissant BS (beam splitter) avec un signal cohérent ce qui permet au détecteur D de cliquer uniquement si un photon était présent. La solution présentée par les chercheurs est encore au stade théorique mais présente a priori l’avantage par rapport aux systèmes à cavité de ne pas recourir à un dispositif de laboratoire de haute technologie à basse température. La condition est de pouvoir ajuster les para- mètres de manière efficace pour que la mesure soit la plus fidèle possible. En conclusion La philosophie générale de ces mesures non destruc- tives est qu’il est possible, avec des dispositifs appropriés, de détecter, de manière indirecte mais efficace, des pho- tons par les faibles interactions qui se produisent lors de leur couplage avec des atomes mis dans des états adé- quats. Les effets d’amplification de petites causes sont à l’œuvre avec des atomes de Rydberg et de rubidium ou avec un système non linéaire ternaire avec une oscillation de Rabi. Ces techniques permettent d’espérer des avan- cées considérables pour le calcul quantique et l’ordina- teur quantique photonique. ■ ML Figure 3 : Un champ faible cohérent servant de sonde (en vert) interagit avec le signal (en bleu) via un mode auxiliaire (en rose) dans une combinaison non linéaire. Le champ sonde est affecté d’un déphasage si un photon signal est présent et est ensuite détecté par D. La partie droite de la figure décrit les interactions entre le signal, l’auxiliaire et la sonde – Source : Keyu Xia & Al (citation ci-dessus).. Abonnement REE (1) France et UE : 120,00 € TTC Hors UE : 140.00 € (HT) Abonnement REE Tarif spécial Adhérents SEE (1) (2) France et UE : 60,00 € TTC Hors UE : 70.00 € (HT) Accès en ligne REE – Formule Solo (3) 90,00 € TTC 50,00 € TTC 10,00 € TTC Adhésion SEE (y. c. accès en ligne REE) – Formule Duo 125,00 € TTC 81,00 € TTC 15,00 € TTC (1) Les cinq numéros 2016 – Distribution postale (2) Accès en ligne REE inclus pour les adhérents SEE Adhésion en sus. (3) Accès aux publications électroniques de la SEE, ouvert pendant un an à compter de la date de souscription. Nom et prénom : …………………………………………………………………. N° de membre SEE : …………………………………………………………….. Adresse : ……………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………… Code postal Ville : ………………………………. Pays : ………………………………………………………………………………….. e mail : ……………………………………………………………………………….. Date, signature et cachet de l’entreprise, s’il y a lieu : Je règle la somme de : …………………….…… € par Chèque à l’ordre de la SEE Carte bancaire (Visa, Eurocard/Mastercard) N° Carte Date de validité Cryptogramme Je désire recevoir une facture au nom suivant pour paiement à réception : ………………………………………………………………………………………. Adresse : ……………………………………………………………………………………………. Code postal Ville : ……………………………….…………. Pays : ……………………………………… N° TVA intracommunautaire : ……………………………………………………………. Obligatoire pour règlement HT en UE hors de France Conformément à la loi du 06/01/1978, vous disposez d’un droit d’accès aux informations qui vous concernent et de rectification. Contacter le service Abonnements de la SEE. BULLETIN D’ABONNEMENT 2016 A retourner à la SEE – 17 rue de l’Amiral Hamelin – 75783 Paris cedex 16 – France – Tel : 33 1 56 90 37 17 – abo@see.asso.fr Abonnement en ligne : www.see.asso.fr/ree REE N°3/2016 19 Fondé en 1921, Le CIGRE (Conseil interna- tional des grands réseaux électriques) est une association internationale, à but non lucratif, dont la vocation est de favoriser la collaboration entre experts internationaux pour améliorer les réseaux électriques existants et construire ceux de demain. A l’occasion de sa 46e session, la REE a rencontré son Président, le Professeur Klaus Froehlich. REE : Merci, M. le Président, de nous accorder cet entretien à quelques semaines de la 46e session du CIGRE, qui se tien- dra à Paris du 21 au 26 août 2016. 1921-2016 : le CIGRE aura bientôt un siècle, ce qui en fait sans doute l’une des plus anciennes conférences techniques existant dans le monde. Avant de parler de cette 46e session, pouvez-vous nous dire quel regard vous portez sur l’évolu- tion du CIGRE au long de ces années ? Klaus Froehlich : Nous sommes en effet l’une des plus anciennes conférences dans notre domaine, devancés seu- lement par la Commission électrotechnique internationale (IEC). Nous sommes particulièrement fiers de l’évolution du CIGRE au long de ces décennies. Nous avons survécu à la seconde guerre mondiale. Au lendemain de ce conflit, nous avons repris notre expansion, en accueillant notam- ment le Japon, ainsi que l’Amérique du Sud. Notre histoire est une success story, qui nous a d’ailleurs conduits, lors de la dernière session, en 2014, à battre à nouveau le record du nombre de participants (Tableau 1). REE : et pour 2016 ? K. F. : Il faut attendre la séance d’ouverture ; mais cela ne devrait pas être moins qu’en 2014. Comme toujours, notre congrès va réunir toutes les parties prenantes des réseaux électriques : les opérateurs, les fabricants d’équipements, le monde académique, les instituts de recherche. Un point important sur lequel je veux insister. Comme d’habitude, le CIGRE se déroule à Paris et, dans le contexte sécuritaire actuel, nous sommes amenés à prendre le maximum de précautions, en étroite relation avec le Pa- lais des congrès et avec les autorités françaises. Cela peut présenter quelques inconvénients pour les congressistes, notamment en termes de files d’attente ; mais la sécurité doit primer. Et nous nous réjouissons du fait que cette si- tuation n’ait dissuadé aucun de nos partenaires habituels de venir à Paris. REE : Est-ce que tous les pays du monde sont représen- tés au CIGRE ? K. F. : Presque tous, avec toutefois une exception impor- tante : l’Afrique subsaharienne. Nous devons encore nous y développer, ce qui passera par la création de comités nationaux dans les pays concernés. L’Afrique du Sud est le seul pays de la région à disposer d’un comité national. Or je suis convaincu que ces pays ont à apprendre de notre expé- rience et nous souhaitons les en faire profiter. Cela concerne Tableau 1 : Evolution du nombre de participants aux conférences CIGRE. ACTUALITÉS 46ème session du CIGRE, du 21 au 26 août 2016 à Paris Entretien avec Klaus Froehlich - Président du CIGRE 20 REE N°3/2016 notamment les nouvelles technologies de pointe, les grands projets d’interconnexion, l’électrification rurale, etc. REE : Y aura-t-il, cette année encore, une exposition ? K. F. : Notre exposition est toujours un grand succès et toujours en croissance. En fait, nous ne sommes limités que par la dimension du Palais des congrès de la Porte Mail- lot. C’est une partie importante du congrès, mais l’essentiel reste, bien entendu, les échanges qui ont lieu dans les di- verses sessions. REE : Pour cette conférence, combien d’articles avez- vous reçus ? K. F. : Le nombre est toujours en croissance : 550 contribu- tions ont été acceptées, ce qui est supérieur aux sessions précédentes, mais ne représente que 85 % des propositions reçues. REE : Y aura-t-il des innovations notables dans le dérou- lement de la conférence ? K. F. : A chaque session ses innovations ! La conférence sera cette année davantage interactive, grâce à un sys- tème qui permettra aux participants de suivre sur leur smartphone, en temps réel, ce qui se passe dans les dif- férentes salles, et ainsi de se rendre dans le lieu d’intérêt majeur pour eux. Nous aurons des sessions de posters couvrant 100 % des articles et la possibilité d’utiliser les smartphones ou les ta- blettes pour envoyer, en temps réel, des messages au modé- rateur de la session et pour “liker” les questions posées par d’autres participants. REE : Venons-en donc maintenant aux principaux thèmes techniques qui vont animer cette conférence. Sur votre site web, je note les thèmes suivants : Ces sujets sont, pour la plupart, permanents. Quels sont ceux qui vont particulièrement marquer la session 2016 ? K. F. : Tous ces thèmes sont importants et il est difficile d’en définir le centre de gravité. La tendance la plus marquante, actuellement, me semble être la pénétration de plus en plus profonde dans le domaine de la distribution. Il ne s’agit évi- demment pas de développer une concurrence avec d’autres institutions plus spécifiquement dédiées à ce secteur, mais simplement de prendre en compte la réalité d’un système électrique dans lequel les gestionnaires des réseaux de trans- port (TSO) et de distribution (DSO) interagissent de plus en plus étroitement. En Europe, par exemple en Allemagne, en Italie ou en Espagne, on voit des consommateurs actifs (pro- sumers) jouer un rôle croissant dans le système. Il est bien de la responsabilité du CIGRE de couvrir l’ensemble du système. REE : Et parmi les questions plus classiques ? K. F. : Parmi les sujets devenus maintenant plus classiques, le boom des systèmes à courant continu (HVDC) reste en tête de la liste. La rapidité de leur développement est très impressionnante. Et il est loin d’être terminé, notamment pour des liaisons point-à-point. Toutefois, si vous me deman- diez si je crois qu’ils menacent, à terme, la prépondérance du courant alternatif, je vous répondrais que non ; en effet, même si les liaisons à courant continu présentent de nom- breux avantages, sur lesquels travaillent nos comités d’étude, je pense qu’ils resteront longtemps des « sous-systèmes » au sein d’un système à courant alternatif. Mais ce n’est peut-être qu’une conviction personnelle. A plus long terme, on peut bien sûr imaginer une sorte de “super-grid” reliant plusieurs réseaux à courant alternatif et, pour des raisons technico-éco- nomiques dans le cas de grandes distances à parcourir, ce super-grid serait à courant continu. Mais, pour l’heure, il n’y a pas de projets concrets en ce sens : nos groupes de travail s’intéressent aux concepts qu’il faudrait développer pour en permettre l’émergence et aux multiples problèmes qu’il fau- drait résoudre, par exemple celui de l’interopérabilité d’équi- pements d’origine diverse. REE : K. F. : Pas vraiment. Cette année encore, plusieurs grands in- cidents, ou plusieurs situations critiques proches du black-out seront présentées et analysées. Cela concerne notamment la Turquie, la Thaïlande, Israël, le Brésil, l’Australie. On a toujours à apprendre de l’expérience des autres. Ce qui est vrai en revanche, c’est que, sur les deux der- nières années, aucun cas de “large market disturbance”, c’est- à-dire de divergence brutale du prix de marché de l’électrici- té, ne nous a été rapporté. C’est plutôt rassurant. REE : K. F. :C’est un sujet complexe, dont l’évolution ne peut pas être résumée en quelques mots. Nous retrouvons là la né- cessité de l’interactivité entre le transport et la distribution, dans la mesure où l’objectif est de donner à tous un service de qualité, y compris dans le contexte du développement ACTUALITÉS REE N°3/2016 21 des “prosumers”. Ce qui est clair, c’est que la progression est très variable selon les pays, même au sein du continent euro- péen. C’est aussi que cette progression est fortement impul- sée par les politiques en matière de véhicules électriques : c’est par exemple le cas de la Norvège, où le taux de voitures électriques progresse de 9 % par an. REE : K. F. : Je pense que le stockage est un élément indispen- sable pour exploiter de manière économique les énergies renouvelables. Son développement est donc nécessaire en accompagnement de celui des renouvelables et sera rendu possible par la réduction de son coût. Mais il me semble que les possibilités sont limitées au ni- veau des réseaux de transport, à la fois du fait d’un trop faible nombre de sites de pompage (notamment dans les Alpes) et de capacités trop faibles des lignes d’interconnexion, notam- ment entre pays qui ont de fortes capacités de production éolienne et pays qui n’en ont pas. Le stockage sera donc plutôt le fait d’équipements (notamment batteries) situées au plus près des sites de production renouvelables. Les plus récentes expériences du Japon ou des Etats-Unis vont dans ce sens. REE : Nous ne pouvons évidemment pas faire le tour de tous les sujets techniques. Qu’est-ce qu’il semblerait le plus important de mentionner ? K. F. : Dans le domaine de la technologie des équipe- ments, je citerai les câbles souterrains de forte section qui connaissent des progrès importants, ainsi que les valves des réseaux à courant continu. Mais nous devons aussi évoquer les systèmes d’information et les logiciels informatiques, avec une mention particulière pour les questions touchant à la cybersécurité. Avant de conclure cet entretien, je souhaiterais insister en- core sur l’importance stratégique que revêtent pour le CIGRE les développements dans le domaine de la distribution. C’est pour cela que nous avons récemment élargi la collabora- tion avec le CIRED1 , avec la création de groupes de travail conjoints. Nous sommes donc dans une position de coopé- ration et non de concurrence. Je pourrais d’ailleurs en dire autant de l’IEEE, avec lequel nous développons des activités commune, par exemple dans le domaine de la protection de l’environnement (par exemple électromagnétique), afin d’éviter les redondances. REE : - vez que, en France, la coopération entre notre société scientifique, la SEE, et le Comité national du CIGRE se développe, ce dont nous nous réjouissons. Et, bien en- tendu, nous vous souhaitons un plein succès pour la 46e session du CIGRE ! Propos recueillis par Jacques Horvilleur Klaus Froehlich. Docteur en sciences tech- niques de l’Université de technologie de Vienne, en Autriche, Klaus Froelich a d’abord travaillé pour ABB Suisse et Etats-Unis, dans le développement d’équi- pements à haute tension. Depuis 1990, il poursuit une carrière universitaire à l’Université de technolo- gie de Vienne, puis à l’Institut fédéral suisse de technologie (ETH) à Zurich. Membre Fellow d’Electrosuisse et de l’IEEE, et membre de l’Aca- démie suisse des sciences techniques, Klaus Froelich préside le CIGRE depuis 2012. 1 Conférence internationale des réseaux électriques de distribution. ACTUALITÉS 22 REE N°3/2016 Le ministère de l’Economie, de l’Industrie et du Numérique conduit tous les cinq ans une étude de prospec- tive technologique dénommé « Technologies clés » visant à identifier les technologies stratégiques pour la compétitivité et l’attractivité de la France dans les 5 à 10 années à venir. Cette étude – dont la version 2020 rendue publique est la 5e édition1 – est devenue un document de référence pour les entreprises, les acteurs des écosystèmes français d’in- novation et les acteurs institutionnels, notamment ceux qui sont en charge des politiques publiques. Technologies clés 2020 a été pilotée par la Direction générale des entreprises (DGE) du ministère en charge de l’industrie et a été supervisée par un comité stratégique pré- sidé par Philippe Varin, ancien PDG de PSA et président du Cercle de l’Industrie. L’étude a été réalisée par les cabinets de conseil en innovation Erdyn et Alcimed entre l’automne 1 L’étude est téléchargeable à partir du lien : http://www.entreprises. gouv.fr/files/files/directions_services/politique-et-enjeux/innovation/ technologies-cles-2020/technologies-cles-2020.pdf 2014 et début 2016, et a mobilisé de nombreux experts. Le comité stratégique en a préalablement fixé les orientations stratégiques puis a procédé à la sélection des technologies clés tout en s’assurant de la qualité et de la cohérence finale des résultats. Le nombre des technologies retenues a été volontairement limité – elles sont au nombre de 47 – afin de faciliter l’identification des priorités stratégiques pour la R&D. Les technologies clés ainsi définies ont été réparties selon neuf domaines d’application, à savoir : alimentation, environnement, habitat, sécurité, santé et bien-être, mobilité, énergie, numérique, loisirs et culture. Il n’est pas possible ici de lister toutes les technologies clés 2020. On se limitera à mentionner celles qui concernent le plus les secteurs d’activité familiers à nos lecteurs : Électri- cité, Énergie, Électronique, Technologies de l’information et Numérique. Ces secteurs sont concernés par au moins 27 d’entre elles sur les 47 retenues. Nous les avons classées en deux catégories pour simplifier leur visibilité : Chaque technologie clé ainsi identifiée fait l’objet dans l’étude d’un développement de quelques pages structuré autour d’un même plan : technologie clé ? La fiche comporte ensuite la traditionnelle analyse AFOM présentant les atouts, les forces, les opportunités et les menaces (le SWOT anglo-saxon) associés à cette technolo- gie. Un exemple d’analyse AFOM est donné dans l’encadré ci-dessous. Enfin après l’exposé des facteurs-clé de réus- site, la fiche se termine par une série de recommandations Electricité – Electronique – Energie N°1 : Matériaux avancés et actifs N°2 : Capteurs N°7 : Systèmes embarqués distribués, sécurisés et sûrs N°20 : Nouvelles intégrations matériel-logiciel N°22 : Réseaux électriques intelligents N°23 : Batteries électrochimiques de nouvelle géné- ration N°25 : Technologies de l’hydrogène N°26 : Dispositifs bio-embarqués N°40 : Systèmes énergétiques intégrés à l’échelle du bâ- timent N°42 : Solaire photovoltaïque N°43 : Energies éoliennes N°44 : Technologies pour l’énergie nucléaire N°45 : Technologies pour la propulsion N°46 : Nanoélectronique Technologies de l’information – Numérique N°3 : Valorisation et intelligence des données massives N°4 : Modélisation, simulation et ingénierie numérique N°5 : Internet des objets N°6 : Infrastructures de 5e génération N°10 : Cobotique et humain embarqué N°11 : Intelligence artificielle N°12 : Robotique autonome N°13 : Communications sécurisées N°21 : Supercalculateurs N°32 : Technologies d’imagerie pour la santé N°33 : Exploitation numérique des données de santé N°34 : Authentification forte N°47 : Technologie de conception de contenus et d’ex- périences ACTUALITÉS L’étude « Technologies clés 2020, préparer l’Industrie du futur » est parue REE N°3/2016 23 émise par le collège d’experts spécialisés. On trouve égale- ment la liste des principaux acteurs français, industriels et académiques, et leur positionnement dans le contexte inter- national. L’étude ne se contente pas d’identifier et de faire une analyse de chacune des 47 technologies clés. Elle présente également d’intéressantes synthèses par secteur applicatif ou par type de marchés permettant : - chés mondiaux à moyen terme dans les neuf domaines d’application ; - trialiser pour conquérir ces marchés. Technologies Clés 2020 constitue donc un guide opéra- tionnel que l’on peut recommander aux lecteurs de la REE – notamment aux dirigeants d’entreprise (en particulier de PME) et aux directeurs de laboratoires de recherches et res- ponsables d’écosystèmes d’innovation – soucieux d’anticiper le développement et le transfert des nouvelles technologies dans cette « Nouvelle France industrielle » que l’Etat appelle de ses vœux actuellement. C’est un outil de prospective technologique qui fourmille de données chiffrées utiles et qui constitue un instrument in- dispensable pour qui s’intéresse à la conquête des nouveaux marchés liés à l’émergence de technologies en rupture. AB ACTUALITÉS Exemple d’analyse d’AFOM pour la technologie clé N°22 : Solaire photovoltaïque 24 REE N°3/2016 Le développement de l’Internet des objets se traduit par l’émergence rapide de nouveaux systèmes de radiocommu- nications à longue distance et à faible puissance permettant de connecter des capteurs ou des actionneurs distants de plusieurs kilomètres à une station centrale servant de col- lecteur et renvoyant les informations vers un cloud, public ou privé. Ces réseaux sont connus sous le nom de LPWAN (Low-Power Wide-Area Network) parmi lesquels figurent les solutions d’origine française LoRA et SIGFOX. Dans le même ordre d’idées, la Wi-Fi Alliance a spécifié début 2016 une solution Wi-Fi, le Wi-Fi Hallow (standardisé IEEE 802.11ah) destinée à répondre aux besoins des com- munications MtoM sur des distances de l’ordre du kilomètre avec un débit au moins égal à 150 kbit/s. Toutes ces solutions sont prévues pour fonctionner à des fréquences proches de 900 MHz qui offrent des conditions optimales pour la propagation et pour la conception d’objets de taille réduite et de faible consommation. Cette bande des 900 MHz est depuis longtemps ouverte aux Etats-Unis, de 902 à 928 MHz, où elle est très large- ment utilisée par les systèmes de communication industriels, à saut de fréquence notamment (FHSS). En Europe, et en France en particulier, la bande des 900 MHz est occupée par le GSM (de 880 à 915 MHz pour les liaisons montantes et de 925 à 969 MHz pour les liaisons descendantes) ainsi que par le GSM-R pour les communications ferroviaires. Seule une petite bande libre est aujourd’hui ouverte en France entre 863 et 870 MHz avec des contraintes d’utilisation assez fortes dépendant des usages (Voir décision ARCEP n° 2014- 1263 du 6 novembre 2014). L’absence de bande libre aux environs de 900 MHz était ressentie comme un handicap au déploiement de technolo- gies nouvelles mais le lobby industriel était insuffisant pour se faire entendre en Europe, compte tenu notamment de la valorisation que les Etats retirent des fréquences sous li- cence. Le développement de l’Internet des objets, et aussi celui des étiquettes radiofréquences (RFID), vient en quelque sorte de leur forcer la main. La position de la Commission européenne et de la CEPT1 a évolué et conduit les Etats à examiner, dans le cadre d’une concertation européenne, l’assouplissement des règles d’usage de la bande de 863 à 870 MHz et son extension, vers les plus basses fréquences jusqu’à 862 MHz et vers les plus hautes jusqu’à 876 MHz. Simultanément pourrait être ouverte une nouvelle bande al- lant de 915 à 921 MHz. C’est dans ce cadre que l’ARCEP et l’ANFR2 ont lancé du 3 juin au 18 juillet 2016 une consultation publique visant à recueillir les avis des parties prenantes, notamment les auto- 1 CEPT : Conférence européenne des administrations des postes et télé- communications. 2 ARCEP : Autorité de régulation des communications électroniques et des postes – ANFR : Agence nationale des fréquences. Figure 1 : Proposition de cadre réglementaire pour l’utilisation de la bande 862-870 MHz. ACTUALITÉS Internet des objets : l’ARCEP et l’ANFR mettent à la consultation l’utilisation de nouvelles bandes de fréquence autour de 900 MHz REE N°3/2016 25 rités militaires, sur l’ouverture, sous conditions, des bandes précitées. L’objectif est d’offrir de nouvelles opportunités de développement aux dispositifs de faible puissance (DFP), notion qui se réfère aux appareils émettant des ondes élec- tromagnétiques à faible puissance et qui sont typiquement utilisés dans les bandes libres de fréquences. La consultation propose une typologie des DFP en rappelant pour chacun des usages leurs caractéristiques essentielles : transmissions de données non spécifiques ; élevées (jusqu’à 4 W) sur des canaux étroits afin d’exciter les badges, et les badges, très nombreux, requérant une largeur de bande importante ; bande plus large (LoRA), fonctionnant, au niveau des objets connectés, à faible puissance et de façon sporadique, mais nécessitant des puissances plus élevées au niveau des col- lecteurs et des relais ; - pements multimédias). Les figures 1 à 3 résument les dispositions soumises à consultation. Elles ne préjugent pas des décisions qui seront prises mais traduisent la volonté des Pouvoirs publics de donner à l’Internet des objets toutes ses chances de développement. On rappellera que l’Internet des objets est actuellement au centre des travaux menés dans le cadre du Cercle des entreprises de la SEE qui donneront lieu à la publication dans la REE d’un Livre Blanc au début de l’année 2017. JPH Figure 2 : Proposition de cadre réglementaire pour l’utilisation de la bande 870-876 MHz. Figure 3 : Proposition de cadre réglementaire pour l’utilisation de la bande 915-921 MHz. Nota : Dans les trois figures, DC signifie Duty cycle (ou taux d’occupation) et LBT : Listen before talk (ou écouter avant d’émettre). ACTUALITÉS 26 REE N°3/2016 À RETENIR... A O Û TA O Û T Cigré (46ème Session) 21-26 août 2016 Paris, Palais des Congrès (France) The CIGRE Biennial Session is held in Paris, France, in even number years, bringing together some 3,500 international experts and other decision-makers from the elec- trical power industry. Around 400 papers, focused on the association’s 16 fields of activities, are discussed. Since 1994 this prestigious event has been complemented with a Technical Exhibition held in the same premises. The week-long exhibition offers the opportunity to all visitors, including delegates, to discover new services, tools, equipment and materials as well as the most advanced technologies in the field of power systems. The 2016 session will provide: 6600 trade visitors, CIGRE Experts and de- cision-makers from the worldwide Power Industry. Main themes: of equipment systems The 4 main strategic directions for CIGRE technical activities are: super grids, smart grids... system Pour plus d’informations : www.cigre.org S E P T E M B R ES E P T E M B R E Journées nationales de la lumière (40e édition) 11-13 septembre 2016 Lyon (France) Les Journées nationales de la lumière de l’AFE se sont imposées comme le rendez- vous des acteurs publics, institutionnels et privés de l’éclairage qui privilégie des retours d’expérience nationaux et interna- tionaux sur l’état des connaissances tech- niques et scientifiques sur l’éclairage. en éclairage intérieur comme en éclairage extérieur, du fait des évolutions de la régle- mentation française et européenne. Les Journées nationales de la lumière 2016 pro- posent donc de donner les clés de compré- hension et des réponses applicables sur le terrain afin d’anticiper ces évolutions. Thématiques des Journées : - résultats d’études (dont des travaux avec Vision) – point sur les sujets clés de la lumière et son environnement (effets des - lotement...) par des figures du monde médical. Cas pratiques : - éclairage intérieur : sociologie du compor- tement des usagers et efficience visuelle - information sur la future réglementation en matière de lumière naturelle. - obligations de rénovation en éclairage public : quelles solutions ? - état des lieux des infrastructures d’éclai- rage public en France, - normalisation et réglementations, investis- sements obligatoires à venir, solutions de financements des travaux de rénovation, retours d’expérience des collectivités. - Etat des lieux des installations d’éclairage intérieur dans les bâtiments tertiaires, et françaises à venir , - Solutions proposées par les profession- nels de l’éclairage, exemples de finance- ment, retours des maîtres d’ouvrage sur la place de l’éclairage dans les projets et perspectives d’évolution... Pour plus d’informations : http://jnl-afe.fr/lyon2016/index.php 4e congrès des applications des fibres optiques 22-24 septembre 2016 Paris, Porte de Versailles (France) Pour suivre les évolutions des systèmes de Tbit/s sur 7000 km de fibre optique et celle des systèmes de transmission utilisant la Les capteurs et réseaux de capteurs à fibres optiques s’immiscent dans tous les espaces de notre vie et les « objets connectés » vont fibres optiques elles-mêmes, chaque appli- cation a désormais la sienne : fibres op- tiques spéciales, fibres à quelques modes, fibres à cœur creux, fibres multi cœurs, fibres composites, etc. Pour ceux qui souhaitent être informés sur les nouvelles applications de la fibre optique et les changements apportés au- tour des réseaux de communication, du développement durable, de la mobilité et de la santé. Pour ceux qui créent ces nou- velles applications et nouveaux usages, qui développent ces technologies et qui ont des retours d’expérience à partager. Les thèmes : C - Applications en génie civil, environne- ment, sécurité, surveillance de structures, tunnels, conduites sous-marines, forages, satellites, réacteur d’avion, câbles de puis- sance, etc. F - Fibres optiques et composants pour le passage du cuivre à la fibre optique dans les réseaux d’opérateurs, de distribution, d’accès et de déploiement du FTTH. Équipements et méthodes pour l’amélio- ration énergétique du réseau local domes- tique, nouvelles technologies de soudure, de maintenance et de supervision, etc. - Applications des nouvelles fibres optiques micro structurées, fibres polarimétriques, fibres en verre fluoré... dans les domaines des lasers à très fortes puissances, de transmission d’images en milieu médical, de microscopie non linéaire, de mission Exomars, etc. - connexion de centres de données, futurs Pour plus d’informations : http://www.enova-event.com/conferences-et- congres/congres-des-fibres-optiques O C T O B R EO C T O B R E IEEE Conference on Nanotechnology Materials and devices (NMDC’16) 9-12th October 2016 Toulouse (France) - Council. - lowing topics: materials and devices; - ronmental applications; REE N°3/2016 27 À RETENIR... solar cells; nanostructures; - rials, structures, and devices; and applications; materials; - cal applications; - nology; - tubes, nanowires, quantum dots and other low dimensional materials; - posite materials; and space applications. Pour plus d’informations : http://ieeenmdc.org/nmdc-2016/ 24th International Conference on Real- Time Networks and Systems (RTNS’16) 19-21th October 2016 Brest, (France) sense of community that presents ex- cellent opportunities for collaboration. The purpose of the conference is to share ideas, experiences and information among aca- demic researchers, developers and service providers in the field of real-time systems and networks. th edition of the confe- rence formerly known as RTS (Real-Time Systems, Paris). The first 12 editions of RTS were french-speaking events held in Paris in conjunction with the RTS Embedded Sys- tem exhibition. Since its 13th edition, English is the conference language. The proceedings will be published by the - digital library (Still to be confirmed). Highlights: - - identified as outstanding papers; the authors of these papers will be invited to submit extended versions to a special issue of the Springer Real-Time Systems journal. student paper, and best presentation. Pour plus d’informations : http://rtns16.univ-brest.fr/ N O V E M B R EN O V E M B R E Data Center World 29-30 novembre 2016 Paris, Porte de Versailles (France) entreprises sont à la recherche de solutions innovantes et performantes qui répondent World répond à ces besoins grâce à une plateforme professionnelle rassemblant tous les acteurs de l’industrie. Le concept à Londres, Francfort, Singapour et Hong - mais à Paris, parallèlement au salon Cloud Expo Paris. Les Conférences qui se tiendront dans ce cadre traiteront de : des conférenciers de renom - équipement et gestion de services des data centers - data centers du futur - gestion des coûts et rendement énergé- tique - gement - Big data, analytique et objets connectés Pour plus d’informations : http://www.datacentreworld.fr D É C E M B R ED É C E M B R E Nanophotonics and Micro/Nano Optics International Conference (NANOP’16) 7-9th December, 2016, Paris (France) International Conference is an annual event that hosts high-profile plenary speakers, world class researchers, oral and poster presentations, workshops, sponsor exhibits and afterworks. - tiers will be the two keywords of the first International Conference. Photonic & plasmonic nanomaterials Sol-Gel optical materials Lithography and nanofabrication (large scale nanostructuring) microscopy Enhanced sensing (SERS, SEIRA) Enhanced devices: lasers, nano antennas, Pour plus d’informations : http://premc.org/nanop2016/ Complex Systems Design & Management (CSD&M' 16) 13-14th December, 2016 Paris (France) th edition of the international Conference created by the French Center of Excellence on Systems that lead to the success of former editions a balance between academia, government and industry partners. The first half-day is dedicated to the pre- sentation of the societal & industrial contexts of complex systems engineering. It consists of a number of high-profile semi- nars who will give a synthetic vision of the domain around the main themes of this 7th edition. It is also devoted to systemic methodologies and fundamentals emer- ging from academic as well as industrial environments. It is centered on the fact that the architectural paradigm can help to think about complex systems in a unified way. and contributed talks. The poster workshop and a cocktail should end the day. and last conference will take over the themes - tations focused on systems engineering. In addition: - tors and industrial companies to present offers, services and the latest technologi- cal news conference Pour plus d’informations : http://www.2016.csdm.fr/ 28 REE N°3/2016 VIENT DE PARAÎTRE Renaud Gicquel, May Gicquel. Introduction aux problemes energetiques globaux (3e édition revue et augmentée) Editions Presses des Mines - Transvalor Librairie Eyrolles - mai 2016 - 338 p. – 49 Après des décennies pen- dant lesquelles l’énergie était bon marché, c’est un lieu commun de rappeler que les crises énergétiques se suc- cèdent depuis le début du millénaire générant un impact considérable sur les sociétés humaines et leur environne- ment. La COP21 l’a encore rappelé récem- ment et à bon escient. Ce livre de cours dispensé aux élèves de Mines ParisTech fournit une base de réflexion sur l’ensemble des problèmes énergétiques globaux, en proposant une analyse des prin- cipaux aspects à prendre en considération : l’offre d’énergie, dépendante des ressources et des filières technologiques disponibles, les implications macroéconomiques de la demande d’énergie, les questions géopoli- tiques, les particularités de la situation des pays en développement. Le lecteur trouvera toutes les données de base lui permettant de comprendre les forces en jeu : évolution démographique, croissance économique, recours aux différentes sources d’énergie et politiques mises en œuvre pour garantir l’avenir. Il synthétise les principales ques- tions liées à l’énergie et ne nécessite pas de connaissances préalables particulières, que ce soit en économie, en sciences de l’ingé- nieur ou en relations internationales. Emanuel Lazard, Pierre Mounier-Kuhn. Histoire illustree de l’informatique Préface de Gérard Berry EDP Sciences – mars 2016 – 296 p, 36 Comment fut inventé l’or- dinateur ? Comment notre monde s’est-il numérisé ? Qui sont les héros de cette aventure ? Comment s’inscrit-elle dans l’évolution de l’humanité ? Ce bel ouvrage en format à l’italienne offre sur papier glacé une rétrospective chronolo- gique, abondamment illustrée, qui remonte à l’antiquité et pas seulement à l’avènement de l’ère informatique, des moyens de comp- tage puis de calcul inventés par l’homme. Pour chaque année témoin d’une nouvelle avancée importante du domaine, une ou deux courtes monographies décrivent suc- cinctement les innovations qui sont autant d'étapes dans la progression des techno- logies. De la machine d’Anticythère au cyberespionnage et au big data, des cartes perforées à l’Internet, des tabulatrices aux tablettes, ce livre vous propose un voyage dans le temps passionnant, une archéologie de notre environnement numérique. Les plus anciens retrouveront avec émotion les premières machines de leurs débuts et l’his- torien des Sciences appréciera la place faite aux hommes qui ont permis les ruptures technologiques successives. La préface de Gérard Berry, professeur au Collège de France, met l’accent sur l’étroite relation entre le rapide développement de l’industrie des semiconducteurs et sa fameuse loi de Moore et le vertigineux accroissement des puissances de calcul enregistré au cours de ces dernières années. Un répertoire alphabétique très utile à la fin de l’ouvrage permet d’aller tout de suite à la rubrique que l’on recherche de A, comme le calculateur ABC, à Z, comme ZX 81. Une fa- çon très ludique de rafraichir sa mémoire sur une technologie informatique qui imprègne de plus en plus notre vie quotidienne. Ouvrage collectif. Rapport de l’aca- demie des technologies - Le biogaz EDP Sciences – mars 2016 - 45 p, 16 Après plusieurs autres pays, l’utilisation de biogaz dont les principes de production datent du milieu du 19e siècle, devient une réalité en France. Ciblée comme une politique vertueuse croisant des objectifs d’économie circulaire et de traitement des déchets à des fins énergétiques, elle pourrait à terme représenter un apport en énergies renouvelables utile au mix national. L’Académie des technologies s’est intéres- sée à la production énergétique nationale issue de la biomasse depuis de nombreuses années. Après les réflexions d’un groupe de travail qui a réuni de nombreux experts du domaine, elle présente ici un historique et l’état de l’art technique et réglementaire des différents procédés utilisés pour la produc- tion du biogaz et son utilisation. Le rapport procède également à une synthèse de la situation dans les autres pays producteurs et à une analyse de la stratégie française dans le domaine. La perception des développe- ments en cours a conduit le groupe à pro- poser une révision argumentée à la baisse des perspectives de croissance de la pro- duction de biogaz, généralement optimistes, publiées dans notre pays pour les années à venir. Elle chiffre à 1 million de tep par an la production qui pourrait être atteinte d’ici 2020 dans notre pays. Aurelien Barrau. De la verite dans les sciences Editions Dunod – 2016 - 96 p. – 11,90 Qu’est-ce que la science ? Peut-elle découvrir la Vérité ou seulement des vérités provisoires et partielles ? En se fondant sur les théo- ries physiques récentes et en empruntant à la philoso- phie du XXème siècle, Aurélien Barrau, physi- cien des sciences de l’univers, nous propose dans ce texte assez bref, aux allures de journal, ses réflexions de philosophe – il est également docteur en philosophie – sur l’approche de la vérité dans les sciences et l’apport des mathé- matiques à la compréhension du monde. Son cheminement rigoureux dans une langue concise et parfois savante, se suit avec intérêt mais l’on ne doit pas attendre de ce petit livre des réponses définitives aux questions fonda- mentales qu’il aborde. L'auteur reste toutefois accessible et a le mérite de pousser le lecteur épris de science à faire un retour sur lui-même pour tenter de définir sa propre conception de la science et comprendre le rapport que celle-ci entretient avec la Vérité. Ce petit texte donne peu de réponses et d’ailleurs pose éga- lement peu de questions. Il entend seulement plonger le lecteur dans “un certain inconfort, propice à la réflexion”. Féru de certitudes, s’abstenir! P. Halpern. Le Dé d’Einstein et le chat de Schrödinger Editions Dunod - 2016 - 96 p. - 11,90 Cette histoire parallèle de deux des plus grands physiciens du 20e siècle, contée sur un mode parfois sérieux, parfois badin, par un professeur de l’université de Phila- delphie qui a entrepris de vulgariser la physique moderne, se lit très facilement et nous entraine avec bonheur et presque à notre insu dans les méandres de la théorie de la relativité et de la mécanique quantique naissante. Lorsque cette dernière est venue bouleverser le monde ordonné REE N°3/2016 29 VIENT DE PARAÎTRE d’Isaac Newton, aucun de nos deux savants, bien qu’à l’avant-garde de cette révolution, ne pouvait se satisfaire de l’interprétation standard de la mécanique quantique et ils l’ont critiquée tous deux à leur manière : Einstein par son célèbre aphorisme « Dieu ne joue pas aux dés », Schrödinger avec sa tout aussi célèbre fable du chat ni mort, ni vivant. Aucun des deux ne pouvait se résoudre à ce que l’ordre du monde soit soumis au hasard de “sauts quantiques aléatoires”, comme le soutenait leur concurrent Niels Bohr. Dans ce livre préfacé par le cosmologiste réputé Marc Lachièze-Rey, Paul Halpern raconte – sans recourir à une seule formule mathématique – l’histoire peu connue de la façon dont Einstein et Schrödinger se sont mis de concert en quête d’une « théorie du tout » capable de décrire de manière cohé- rente et unifiée, l’ensemble des interactions fondamentales. Les noms de ses deux héros se mêlent et s’entrecroisent avec ceux non moins prestigieux d’une génération de physi- ciens incroyablement talentueuse. Ensemble, parfois au prix de controverses restées cé- lèbres, ils ont fait faire un bond prodigieux en quelques décennies à la compréhension du monde physique et préparé les décou- vertes actuelles comme le boson de Higgs ou plus récemment la preuve expérimentale des ondes gravitationnelles. Charles-Pierre Astolfi, Emmanuel Constantin, Antoine Moulet. Fabrication additive - Mobiliser les forces françaises Editions Presses des Mines – Transvalor Librairie Eyrolles – mai 2016 - 80 p. -12 Produire un objet comme on imprimerait un docu- ment depuis son ordina- teur, c’est la promesse de la fabrication additive. Communément dénom- mé “impression 3D”, ce procédé révolutionnaire permet en effet de fabriquer un objet par ajout de matière couche par couche, à partir de sa description géométrique. Apparue il y a plus de 30 ans, la fabrication additive devient un moyen de production à part entière, notamment pour la conception et la production en petites séries de pièces complexes et personnalisées. Elle se diffuse aujourd’hui à grande échelle au sein de l’industrie et connaît des applications de plus en plus nombreuses dans des secteurs tels que l’aéronautique, le spatial ou le médical. Ce nouveau moyen de production n'est évi- demment pas sans conséquences sur l’orga- nisation de certains processus industriels. Ce petit ouvrage qui fait partie de la collec- tion des Docs de la Fabrique de l’industrie, propose une synthèse claire et pédagogique des technologies de fabrication additive, de leurs potentialités pour l’industrie ainsi qu’un panorama des politiques de soutien mises en place en France et à l’étranger. Il analyse enfin les forces et les faiblesses de l’écosystème français et avance des pistes pour permettre à notre pays d’exploiter au mieux ses atouts. Ce document est destiné à toute personne souhaitant en savoir davantage sur la fabri- cation additive ainsi qu’aux spécialistes à la recherche d’un diagnostic de la situation de la France dans ce domaine. Michel Lambert. Les transformateurs electriques. Fonctionnement, mise en œuvre et exploitation Editions Dunod – 304 p. – 49 Encore un manuel clas- sique de l’électrotech- nique dans notre sélection tant il est utile parfois de retourner aux sources du savoir, y compris pour les technologies les plus éprouvées et a priori sans mystères… Les transformateurs sont des éléments essentiels des réseaux d’énergie électrique à haute tension. Ils participent à la recherche de l’efficacité énergétique et à la sûreté d’appro- visionnement. Cet ouvrage aborde tous les aspects pratiques de l’utilisation des trans- formateurs: composants et caractéristiques, raccordement et insertion dans le poste, protection, exploitation et maintenance. Il met en perspective le rôle des transforma- teurs dans les réseaux publics et industriels, précise leurs conditions de mise en œuvre et d’exploitation ainsi que leur impact sur les systèmes électriques déséquilibrés ainsi que sur le fonctionnement des plans de protec- tion. Elaboré par un spécialiste dont l’exper- tise s’est forgée sur le terrain, ce manuel très complet et intelligemment illustré, est dédié aux ingénieurs et techniciens impliqués dans la conception et l’exploitation des réseaux d’énergie électrique à haute tension. Il sera également précieux pour les enseignants et les étudiants en génie électrique. Ouvrage collectif. Sous la direction de Jacques Lesourne et Denis Randet. La recherche et l’innovation en france Futuris 2016 Editions Odile Jacob - 456 p. - 27,90 Comme chaque année, l’équipe Futuris codi- rigée par l’économiste Jacques Lesourne, profes- seur émérite au CNAM, et Denis Randet, qui a été longtemps à la tête de l’ANRT, vient de publier son 10e opus sur la R&D française. Cet ouvrage préfacé par Thierry Breton, PDG d’Atos et actuel président de l’ANRT, est le fruit des travaux de la plate-forme Futuris, animée principalement par les cadres de l’ANRT, qui s’attache, année après année, à analyser le paysage complexe et mouvant de la recherche et de l’innovation française. Au-delà de la vision d’ensemble française et européenne qu’il propose, Futuris 2016 s’intéresse à la mise en œuvre d’initiatives issues du renouvellement des idées et des institutions : déploiement des stratégies ter- ritoriales, mise en place d’un grand projet de campus universitaire (Saclay), création d’open labs, lancement de partenariats réus- sis entre recherche publique et entreprises. Autres sujets importants et d’actualité trai- tés : la place des docteurs en entreprises et le développement de la capacité stratégique des universités. En conclusion est posée la question des rapports entre innovation et progrès. L’ouvrage comporte également quelques fiches repère qui permettent d’actualiser et de mettre des chiffres sur un certain nombre d’opérations (ou de sigles) nécessaires à la compréhension fine du monde de la recherche: Horizon 2020, programmes d’in- vestissements d’avenir, regroupement des universités (Comue), dispositif Carnot, Nou- velle France industrielle, French Tech, etc. Pour tous ceux qui se soucient de mieux connaître le fonctionnement et l’évolution des mécanismes de la recherche et de l’in- novation en France ainsi que des politiques gouvernementales en la matière, Futuris 2016 est un ouvrage incontournable. BULLETIN D’ABONNEMENT 2016 A retourner à la SEE - Service Abonnements, 17 rue de l’Amiral Hamelin 75783 Paris cedex 16 - France - Fax : 33 (0)1 5690 3719 Date, signature (mentions obligatoires) et cachet si il y a lieu : Conformément à la Loi Informatique et Libertés du 06/01/1978, vous disposez d’un droit d’accès et de rectification aux informations qui vous concernent. Contact SEE abonnement abo@see.asso.fr Tél : 01 5690 3717. Je joins le bon de commande administratif N° : ....................................... et je désire recevoir une facture au nom de mon employeur pour paiement à réception Raison sociale et adresse : ........................................................................... ........................................................................................................................ Code postal Ville : .............................................................. Pays : ............................................................................................................. TVA : .............................................................................................................. Je règle la somme de : .......................................... e par Chèque à l’ordre de la SEE Carte bancaire (Visa, Eurocard/Mastercard) N˚ Carte Date de validité N˚ cryptogramme (3 derniers chiffres au dos de la carte) La Revue 3E.I est une publication trimestrielle de la SEE. Les sommaires des derniers numéros sont disponibles sur le site www.see.asso.fr Oui je m’abonne à La Revue 3E.I pour 4 nos (83 à 86 inclus) Version « Papier seul » Version « Papier + accès e-3E.I » sur le site www.see.asso.fr Version « Accès e-3E.I seul » Adhésion à la SEE Nom et prénom (ou raison sociale) : ......................................................... .................................................................................................................... Fonction : ................................................................................................... Service/département : .............................................................................. Activité (facultatif) : .................................................................................. Adresse : ................................................................................................... .................................................................................................................... Code postal Ville : .......................................................... Pays : ......................................................................................................... e-mail : ...................................................................................................... INDIVIDUEL ADHÉRENT SEE TTC (Merci de cocher la case de votre choix) Abonnement 3E.I papier seul France & UE : 36 Hors UE : 46 Abonnement 3E.I papier + e-3E.I France & UE : 41 Hors UE : 51 Abonnement accès e-3E.I France & UE : 27 COLLECTIF (Bibliothèque) ADHÉRENT SEE (Merci de cocher la case de votre choix) Abonnement 3E.I papier France & UE : 51 Hors UE : 65 (HT) Abonnement 3E.I papier + e-3E.I France & UE : 61 Hors UE : 75 (HT) INDIVIDUEL PLEIN TARIF TTC (Merci de cocher la case de votre choix) Abonnement 3E.I papier seul France & UE : 40 Hors UE : 50 Abonnement 3E.I papier + e-3E.I France & UE : 46 Hors UE : 56 Abonnement accès e-3E.I France & UE : 30 COLLECTIF (Bibliothèque) PLEIN TARIF (Merci de cocher la case de votre choix) Abonnement 3E.I papier France & UE : 57 Hors UE : 70 (HT) Abonnement 3E.I papier + e-3E.I France & UE : 67 Hors UE : 80 (HT) TARIFADHÉSIONALASEE*TTC (Mercidecocherlacasedevotrechoix) Standard : 125 Retraité, jeunes actifs (< 35 ans), enseignants : 81 Etudiants en recherche d’emploi : 15 Thèmes prévisionnels N°83 : Spécial STI2D N°84 : Réseaux DC ENSEIGNER L’ÉLECTROTECHNIQUE ET L’ÉLECTRONIQUE INDUSTRIELLE La Revue 3E.I, une publication pédagogique de la SEE Support de cours Support documentaire La revue 3E.I : 3 dossiers par an, très complets, sur des sujets d’actualité + 1 N° Pratique pédagogique * Réduction fiscale + tarifs préférentiels pour les conférences et journées d’études SEE. Abonnez-vous à REE N°3/2016 3131 REE N°3/2016 Le paiement mobile L'ARTICLE INVITÉ In this paper we aim at describing how mobile payment is developing around the world, what commercial offers are proposed and what technical solutions are applied. In countries where access to financial institutions is lacking, mobile payment deve- loped very fast and continues to grow. In other countries they are a lot of attempts to introduce it, initiated mainly by the Net industry. They are just on the start and the future will show what market share mobile payment will take. ABSTRACT PATRICE COLLET Membre émérite de la SEE Introduction L e terminal mobile, qu’il s’agisse du téléphone mobile de base ou du smartphone, est certai- nement l’un des outils les plus diffusés sur tous les continents : les services qui l’utilisent sont susceptibles d’atteindre rapidement un taux de pénétration significatif. Il a de plus trois qualités essentielles : il permet d’échanger facilement des données ; - sonne identifiable que son opérateur mobile peut facturer ; par exemple des coordonnées bancaires. C’est pourquoi on a vu se développer des initiatives nom- utiliser le téléphone mobile comme outil de paiement. Les celui des banques, les fabricants de terminaux recherchent acteurs de l’Internet souhaitent bénéficier éventuellement banque en cas de paiement par carte, la grande distribu- tion peut souhaiter réduire ces mêmes reversements et les Dans cet article, nous tenterons de présenter les diffé- rents types d’usage actuels et envisagés pour les terminaux techniques sur lesquels ils s’appuient. Panorama des différents usages du terminal mobile en matière de paiement Les utilisations des terminaux mobiles dans le domaine des réalisations ad hoc, faisant appel aux capacités de com- munication de données, de visualisation et de traitement que fournit la gamme de terminaux dont disposent les clients des différents opérateurs. Nous n’avons pas la prétention de don- d’en donner les grands types. Le rechargement de comptes prépayés et les petits achats sur mobile Les opérateurs de services mobiles, pour diminuer les risques d’impayés ont développé, dans de nombreux pays, des cartes prépayées qui peuvent être rechargées dans des réseaux de commerçants partenaires : ils ont ainsi créé pour chacun de leurs clients un compte dont ils assurent la ges- sommes au coût marginal, ils ont également tenté de déve- lopper le paiement d’achats par le canal de leurs factures : directement ou via des partenariats, ils se sont efforcés de proposer un catalogue de produits qui peuvent être achetés jeux, car elle impose des montants d’achat faibles et implique des accords entre opérateur et marchands : c’est un contexte qui doivent gérer des accords avec plusieurs opérateurs. Des sociétés intermédiaires entre opérateurs et marchands ont vu le jour, comme par exemple W-HA, filiale d’Orange, qui travaille avec différents opérateurs et fournit des prestations techniques permettant, en particulier, de payer des petits achats sur les factures émises par les opérateurs. Commerce électronique ouvert la porte au commerce électronique dont le chiffre France avec une croissance annuelle dépassant 10 %. Il a donc été nécessaire de développer des moyens de paie- ment en ligne. A partir d’un ordinateur personnel, la carte de paiement est largement utilisée mais sans code secret : ce 32 REE N°3/2016 L'ARTICLE INVITÉ divulgation du numéro de carte. Pour assurer que l’acheteur les banques s’appuient sur le terminal mobile de l’acheteur dont le numéro est associé au compte en lui envoyant par de paiement par Internet avant que le paiement puisse être utilisé par les marchands en ligne. - tuent au PC pour faire des achats sur Internet et deviennent Le terminal mobile comme terminal de paiement dans les paiements effectués en Europe et en Amérique du acceptent le paiement par carte et se sont équipés de ter- minaux de paiement (TPE) qui doivent disposer d’une connexion aux réseaux bancaires, soit par une ligne télépho- permettre d’autoriser la transaction de paiement lorsque vendeurs, vendeurs occasionnels par exemple, ou pour le d’utiliser un TPE alors même que beaucoup des clients de- C’est pourquoi nombre d’acteurs1 , ont développé sur des un petit lecteur de carte de paiement permettent d’encaisser des paiements par carte. C’est la capacité de communication et de traitement du smartphone qui est ici mise en œuvre. - mante de tickets, qu’il n’est pas prévu d’édition de ticket en temps réel : par contre le client peut recevoir par mail un Le terminal mobile comme support de ticket Dans de nombreux services, le client doit acheter, préa- Internet, ticket qui sera vérifié avant ou lors de l’usage du service proprement dit : c’est le cas par exemple des trans- place des services de carte d’embarquement dématérialisée via une application chargée sur un smartphone. De même - 2 . 1 On peut citer Square ou Izettle et des banques et également des opérateurs mobiles parmi ceux fournissant un tel service. 2 Code QR (Quick Response code) : sorte de code barre bidimensionnel On peut imaginer la même procédure pour des places de spectacle. La seule contrainte est que le vendeur doit avoir le moyen de vérifier que le ticket est bien valide et n’a pas été Le terminal mobile comme porte-monnaie électronique Forts de leur expérience dans le domaine de l’alimenta- tion des comptes prépayés, les opérateurs ont été naturel- Comme on le verra plus bas, ces offres de paiement mobile nombreuses initiatives dans le domaine du paiement mobile. Ce sont ces deux aspects que nous allons développer dans la suite de cet article. Le paiement mobile dans les pays en développement d’Afrique, pour pouvoir développer les services télépho- niques, les opérateurs se sont fortement appuyés sur les abonnements prépayés et ont dû développer des moyens de soit en développant des moyens spécifiques de recharge- ment, par Internet notamment. Dans quelques pays, il appa- rut que les crédits de communication étaient spontanément des opérateurs mobiles africains et multinationaux ont lancé, parfois avec des partenaires bancaires locaux, des comptes prépayés associés au numéro de téléphone mobile : c’est Ces services permettent en général : partenaires ; personnes non clientes ; REE N°3/2016 33 L'ARTICLE INVITÉ Pour faire fonctionner le service, les opérateurs s’appuient sur des réseaux d’agents qui ont pignon sur rue (figure 1) : c’est par leur intermédiaire que les clients peuvent déposer de l’argent sur leur compte mobile et en retirer. Ils jouent un comptes sont normalement commandés par les clients eux- Dans les régions concernées, les smartphones et les ser- vices de données mobiles (figure 2) sont encore peu déve- loppés, même si l’on prévoit une forte croissance : aussi les services offerts actuellement font-ils usage du service de terminaux mobiles. C’est ce service qui, dans les réseaux mobiles, est utilisé, par exemple, pour interroger son compte mobile ou commander le service de messagerie vocale. Il 3 USSD : Unstructured Supplementary Service Data des échanges de données entre le téléphone et un serveur dans le réseau de commande du réseau mobile assurant ainsi une bonne sécurité dans l’échange de données. 4 consultés par cette association ont eu un chiffre d’affaires lié au service de paiement dépassant un million d’euros en juin comptes actifs durant les trois derniers mois. Pour les opérateurs mobiles, le paiement mobile permet de l’ordre de deux euros. Le développement des offres de service dont la moitié concerne l’Afrique subsaharienne (fi- gure 4) ; l’Asie du sud, l’Amérique latine et l’Asie Orientale - plus de la moitié ont été actifs en décembre : ce nombre est 4 GSMA : Association des opérateurs mobiles GSM 5 ARPU : Average Revenue Per User ou Revenu mensuel par client 6 Pour plus de détails on pourra se reporter au rapport de la GSMA dont sont issues nombre d’informations reproduites dans cet article http://w w w.gsma.com /mobilefordevelopment/wp-content/ uploads/2016/04/SOTIR_2015.pdf Figure 1 : Une agence M-PESA au Kenya. Figure 2 : Pénétration de l’accès mobile haut débit dans les marchés émergents - Source : GSMA. Figure 3 : Exemple d’interface utilisateur en USSD. Source : Libre Afrique.org. 34 REE N°3/2016 L'ARTICLE INVITÉ - - comparaison, Paypal pour l’ensemble du monde affiche - de transactions par jour. que l’on a le plus de comptes ouverts et de comptes actifs : de cette région africaine. Figure 4 : Évolution du nombre de services de paiement mobile par région – Source: GSMA. Figure 5 : Nombres de comptes ouverts et actifs (90 jours) par région (décembre 2015) – Source: GSMA. REE N°3/2016 35 L'ARTICLE INVITÉ Quels usages pour le paiement mobile ? L’analyse des usages des services de paiement mobile fait apparaître que le rechargement des comptes mobiles prépayés est le premier en termes de nombre de transac- est le premier en termes de volume d’argent transféré Les paiements en volume (bulk disbursement) corres- de paiement de salaires ou de versement d’indemnités salaires des policiers par le gouvernement d’Afghanistan gagné en faisant disparaitre des employés fantômes et en supprimant des détournements. Le paiement chez les marchands, bien qu’il soit en forte important gisement de développement pour le paiement par mobile. Une des difficultés réside dans l’équipement des de paiement mobile donné et devrait permettre de recevoir mobile ainsi que de cartes bancaires. Le transfert international de fonds représente globalement les prix des transferts sont en diminution (divisés par 2 en de nombreux pays d’Europe les possibilités de rechargement d’argent vers l’Afrique. Limites et perspectives Le paiement mobile souffre encore d’un certain nombre de limitations. L’interopérabilité entre les différentes offres de paiement mobile existant dans un même pays et l’interopé- rabilité avec les banques ne sont pas en général assurées, paiements chez les marchands. Des initiatives ont été enga- gées dans un certain nombre de pays pour assurer l’interopé- rabilité entre les offres, soit en recherchant l’interopérabilité mouvement vers l’interopérabilité peut être accéléré quand Figure 6 : Usage du paiement mobile – Source: GSMA. 36 REE N°3/2016 L'ARTICLE INVITÉ NFC CCP La technique NFC(a) CCP(b) (c) badge : on peut ainsi intégrer dans le mobile des services comme l’entrée dans un moyen de transport en commun ou bien le paiement par carte ; y répond ; mode NFC peut être utilisé pour initialiser un autre mode d’échange radio comme Bluetooth ou Wi-Fi quand les échanges sont volumineux. pour harmoniser et étendre fonctionnellement le champ d’application du NFC. (a) NFC : Near Field Communication. (b) CCP : Communication en Champ Proche. (c) RFID : Radio Frequency Identification ou Identification Radio Fréquence. les états souhaitent numériser le paiement des salaires de paiement mobile est essentiel pour sa croissance : de nou- pays, des opérateurs de paiement mobile ont engagé des partenariats avec les opérateurs de transport pour permettre le paiement des services de transport par l’intermédiaire de porte-monnaie mobile. Le paiement mobile dans les pays fortement bancarisés Le contexte des pays fortement bancarisés est évidem- - pement. Dans tous les cas, la carte de paiement y a pris équipés de terminaux de paiement capables de lire les cartes de 11 milliards d’opérations (source carte bancaire CB) et paiement. Le nombre de TPE sans contact croît rapidement - - plique la question de la mise en place du paiement mobile. Dans un tel contexte, en plus des usages classiques des terminaux mobiles pour faire des paiements sur facture télé- phonique, des rechargements de compte prépayé, pour por- ter des tickets de transport ou bien pour assurer la sécurité des transactions de paiement par carte sur Internet, on voit de grands acteurs promouvoir des offres de paiement sur Pour les clients, elles viennent donc en concurrence avec l’usage de la carte de paiement classique ou sans contact : pour eux, l’intérêt essentiel pourrait être la facilité d’utilisation de l’offre de paiement sur smartphone, en tirant profit de l’usage de plus en fréquent de ce dernier dans la vie quoti- dienne. L’objectif des promoteurs de ces offres est, en plus de réduire les temps d’attente en caisse, de prendre pied - mise en place pour le paiement par carte depuis les termi- naux de paiement des commerçants (TPE) jusqu’aux réseaux - cifique dans les smartphones équipés d’une interface NFC. Encadré 1 : Le protocole NFC CCP. REE N°3/2016 37 L'ARTICLE INVITÉ La pénétration de tels services sur le marché dépend donc beaucoup de la conversion du parc des TPE au sans contact et également de la pénétration de smartphones NFC. Avant de décrire plus avant ces services, il nous faut évo- quer d’autres tentatives, assez spécifiques, de paiement par smartphone dont les réseaux de distribution sont les moteurs, notamment aux Etats-Unis, et dont l’objectif est de réduire les reversements qu’impose le paiement par carte bancaire. Un certain nombre d’initiatives ont été déclenchées aux États-Unis par des groupes de distributeurs. Parmi elles on peut citer CurrentC portée par un consortium de distribu- nord-américaine dont Walmart. CurrentC ne s’appuie pas sur le réseau des cartes de paiement mais sur ACH qui joue le rôle de chambre de compensation pour tous les transferts électroniques de fonds effectués sur le territoire des États- Unis. Dans les boutiques, le client utilisant CurrentC doit démarrer une application spécifique qui, en lisant le code notamment pour payer aux stations d’essence : l’application 7 ACH : Automated Clearing House délivre un code sur le smartphone que le client doit entrer sur le clavier de la station pour déclencher le paiement. Cur- fidélité ainsi que le paiement via des bons de réduction émis par les distributeurs. Ce pourrait être un élément important pour que d’autres distributeurs rejoignent le consortium. - cation CurrentC est disponible sur les magasins d’application que son déploiement était retardé sans préciser une nou- et son usage est limité au paiement dans les boutiques affiliées au consortium de distributeurs. CurrentC présente paiement sans contact chez les commerçants et de la dispo- nibilité de NFC sur le smartphone du client. Les offres des acteurs de l’Internet de paiement par mobile s’appuyant sur les réseaux de cartes de paiement. Orange en France a lancé aussi une offre de La tokenisation Les vols de données bancaires des clients d’un certain nombre d’acteurs du commerce en ligne ont conduit (a) que le nombre de transactions effectuées par le commerçant est élevé. C’est le renforcement des exigences de d’expiration et un cryptogramme visuel : ainsi la plate-forme du commerçant ne stocke que pendant l’allocation du de « tokenisation statique ». Le jeton a lui-même la forme d’un identifiant de carte de paiement. Ainsi l’attaque des une protection forte des données de correspondance entre jeton et numéro de carte. Les grands réseaux de cartes réduire les risques liés au paiement mobile : elle est parfois appliquée en conjonction avec le concept HCE (Host Card Emulation), décrit plus loin. (a) PCI DSS : Payment Card Industry Data Security Standard. Encadré 2 : La tokenisation. 38 REE N°3/2016 L'ARTICLE INVITÉ directement sur le compte de la carte du client alors qu’Orange - La prise en charge du paiement est assurée dans tous les cas par les réseaux de collecte des transactions par carte. ) comme celui contenu dans la carte ) : dans celle-ci, cet - ro de carte, clés...) qui doivent être protégées contre des - la carte du client qui sont utilisées pour les transactions de paiement, mais des données temporaires ou permanentes ayant la même forme que les données des cartes de paie- ment. Ainsi si le client perd son smartphone, on peut désac- tiver le paiement mobile sans bloquer l’usage de la carte de paiement du client. Les données bancaires utilisées dans le paiement mobile peuvent être obtenues par tokenisation (voir encadré 2). Le modèle SIM centric 8 SE: Secure Element 9 EMV: Europay Mastercard Visa l’interface NFC aux données bancaires contenues dans la smartphone reconnait une tentative de communication NFC, Ce mode de fonctionnement donne une position favorable 10 , non seule- du paiement, mais également pour permettre la gestion du compte du client directement par son smartphone ou assu- rer d’autres fonctions de gestion spécifiques au service. Le mettre en œuvre puisqu’il impose au client de se doter d’une application sur son smartphone. - Centric, promus notamment par des opérateurs mobiles comme Vodafone, Deutsche Telekom et Orange et par des consortiums associant banques et opérateurs comme 10 TSM : Trusted Service Manager Figure 7 : Le modèle SIM centric – Source site monetiques.wordpress.com. REE N°3/2016 39 L'ARTICLE INVITÉ Les autres approches Les acteurs du paiement mobile qui ne sont pas opérateurs, - - utiliser l’émulation de carte hébergée (HCE) décrite ci-dessous. Émulation de carte hébergée : HCE (Host Card Emulation) - ments sécurisés de la carte de paiement ne sont plus stockés mémoire complémentaire du mobile, mais dans un serveur du cloud. Le contrôleur NFC du smartphone, quand une ten- tative de connexion NFC est détectée, détermine, en fonc- tion de l’application sollicitant la connexion, si la connexion l’être vers le processeur central qui peut alors accéder aux éléments de sécurité du client : ceux-ci peuvent être stoc- kés dans l’application de paiement elle-même ou bien dans une plate-forme externe de haute sécurité. Il est possible plate-forme afin de récupérer les éléments de sécurité et les stocker afin qu’elles soient disponibles lors d’un prochain En couplant cette fonction avec la tokenisation, on se pare - ment du client y compris sur l’interface NFC : seul le jeton est stocké dans le smartphone et est transmis au terminal de paiement. Le diagramme complet incluant la tokenisation est donné Quelques éléments sur les offres de paiement du marché Apple Pay Le service Apple Pay a été lancé aux États-Unis en sep- - - ploitation de l’Iphone. Il permet de réaliser des paiements via les terminaux de paiement par carte sans contact équipant Figure 8 : HCE accès aux données de paiement. Source : Smart Card Alliance. Figure 9 : Principe de HCE avec tokenisation – Source : monetiques.wordpress.com. 40 REE N°3/2016 L'ARTICLE INVITÉ l’utilisation de balises (beacons) BLE11 , Apple utilise le NFC - - voir utiliser le service. Pour l’initialiser, le client photographie et l’Iphone tire de la photo les coordonnées bancaires de la carte et initialise le lien avec le compte du client. Il n’y a pas carte n’est pas conservée dans le terminal. Les données de puce spécifique de l’Iphone dite “secure element”. La sécu- permet au client d’autoriser chaque paiement. Par ailleurs, en cas de perte du terminal. - cord avec les grands réseaux de cartes bancaires et avec un certain nombre de banques qui promeuvent sa solution obtenu de percevoir une partie du reversement que les commerçants font aux grands réseaux de carte sur chacun des paiements. - tenariat avec China Union Pay. Le lancement dans le reste de l’Europe fait, semble-t-il, l’objet de discussions avec les acteurs du paiement par carte et la date de lancement devrait être annoncée rapidement. Androïd Pay TPE NFC et également des transferts d’argent entre comptes adresses mail. Il s’appuie sur un compte bancaire du client. - tems ont tenté, par ailleurs, de construire une offre baptisée - - nouvelle offre nommée Androïd Pay lancée la même année. Androïd Pay est une application opérationnelle dans les 4.4 et suivantes) : elle a été lancée aux États-Unis en sep- réseaux de paiement et de banques de payer leurs achats 11 BLE: Bluetooth Low Energy seuls transferts de fonds entre particuliers. L’initialisation d’Androïd Pay peut être effectuée soit, comme chez Apple, en prenant une photographie de sa carte, soit en composant le numéro de carte sur le terminal. Ces données sont tokenisées et stockées dans un serveur sécurisé suivant les principes de HCE. Androïd Pay permet également de gérer les bons et coupons de fidélité émis par les commerçants et peut être sollicité comme moyen de paiement dans les applications de vente propres aux com- - - ments qui sont faits par son intermédiaire. Samsung Pay réseau de paiement par cartes et pour assurer un démarrage - minaux d’interagir avec les lecteurs de carte magnétique qui équipent tous les terminaux de paiement notamment aux - nique il fait appel aux techniques HCE et tokenisation. fidélité et également de retirer de l’argent dans des distribu- teurs de billets. Les autres offres Les offres des grands acteurs de l’Internet ont un peu éclip- sé celles mises en place par les banques. En France la plupart des grandes banques offrent un service de paiement mobile : en partenariat avec un ou plusieurs opérateurs mobiles selon - phones Androïd, pris en général dans une liste limitée. France : il tire profit de l’expérimentation menée dans un cer- tain nombre de villes françaises pendant plus d’un an. Bien qu’utilisant les réseaux des cartes de paiement, il ne s’appuie pas directement sur le compte bancaire du client mais sur alimenter. Le service n’est accessible que par des terminaux REE N°3/2016 41 L'ARTICLE INVITÉ opérant sous Androïd ou Windowsphone. Il offre la possibilité d’effectuer des paiements sur les TPE sans contact et égale- du client. Deux partenaires interviennent dans la fourniture les cartes associées et Oberthur Technologies qui assure le rôle de tiers de confiance. Le montant de chaque transaction ainsi que les montants mensuels et annuels des versements sont plafonnés. Par exemple celui d’une transaction ne peut . Les versements faits pour alimenter le compte prépayé peuvent ou non, sui- vant le moyen utilisé, faire l’objet de frais prélevés par Orange. Enfin, Orange Cash peut être utilisé pour des paiements en ligne : pour assurer la sécurité, Orange - fiants de carte de paiement valables pour semaine. Conclusion Le domaine du paiement mobile est en pleine efferves- entre elles et avec les banques, le paiement mobile devrait ces pays. La situation est probablement plus incertaine dans les pays fortement bancarisés : de nombreux acteurs tentent accords conclus entre acteurs et banques et selon les liens fourniture de services de paiement mobile. Par ailleurs, la vi- tesse de déploiement de TPE sans contact pourrait influencer l’adoption du paiement mobile. Enfin, la différenciation par rapport au paiement par carte traditionnelle ou sans contact n’est pas évidente en termes de contenu du service : c’est probablement la facilité d’emploi qui devrait constituer le qu’au début de l’histoire : les services n’ont Patrice Collet est ancien élève de l’École Polytechnique et ingénieur général des télécommunications. Sa carrière l’a conduit de la recherche et développement au CNET qui était alors le centre de recherches de la Direction générale des télécommu- nications à la Direction générale de France Télécom où il a eu la respon- sabilité de l’architecture du réseau fixe et son évolution. 42 REE N°3/2016 Nous produisons indirectement des déchets radioactifs en bénéfi- ciant des activités qui utilisent la radioactivité pour leur fonctionne- ment : installations nucléaires de production d’électricité en premier lieu, mais aussi recherche, défense et encore médecine. Le dernier Inventaire national des matières et déchets radioactifs réalisé par l’Andra, l’Agence pour la gestion des déchets radioactifs, recensait au 31 décembre 2013 environ 1 460 000 m3 de déchets radioactifs produits sur le sol français. Ces déchets sont de natures très différentes, avec des niveaux de radioactivité plus ou moins élevés, pendant plus ou moins longtemps. Ils sont classés en différentes catégories, éla- borées selon leur niveau et durée d’activité radiologique : très faible activité (TFA), faible et moyenne activité à vie courte (FMA-VC), faible et moyenne activité à vie longue (FA-VL et MA-VL) et haute activité (HA). Dans tous les cas, ils ne peuvent pas être pris en charge par les filières conventionnelles des déchets et doivent faire l’objet de solutions adaptées à leur dangerosité. La mission de l’Andra est de concevoir, mettre en œuvre et exploiter des solutions de gestion afin de protéger l’homme et l’environnement de l’impact des déchets radioactifs sur le long terme. 90 % de ces déchets disposent aujourd’hui d’une solution de gestion définitive ; c’est leur stockage sur les centres de l’Andra dans l’Aube et la Manche. Les 10 % restants, ceux qui ont la durée de vie la plus longue, sont entreposés sur leurs lieux de production, en attendant la mise en œuvre de solutions de stockage actuellement étudiées par l’Andra (projets Cigéo et FA-VL). Le plus ancien centre de stockage dit « de surface » de l’Andra est situé dans la Manche, près de La Hague. Créé en 1969 par le CEA, exploité par l’Andra depuis 1991, il a accueilli jusqu’en 1994 un volume total de 527 225 m3 de dé- chets de faible et moyenne activité (FMA). Ce centre a reçu son dernier colis en 1994 et est officiellement passé en phase de surveillance de- puis 2003. La relève est assurée depuis 1992 par le centre de stockage de l’Aube (CSA), qui a été conçu pour accueillir environ 1 million de mètres cube de déchets FMA-VC, principalement produits par la filière électronucléaire. A proximité de ce centre a été implanté en 2003 un autre centre de stockage de surface, conçu pour accueillir les déchets de très faible activité (TFA), issus principalement du démantèlement des installations nucléaires ainsi que les déchets radioactifs qu’on appelle non-électronucléaires, issus de presque mille producteurs (hôpitaux, universités, centres de recherche…). L’Andra travaille sur deux projets pour le stoc- kage des déchets radioactifs qui ne disposent pas aujourd’hui de solutions définitives : - lation de stockage réversible en couche géo- logique profonde (à -500 m) pour les déchets radioactifs de haute activité et moyenne acti- vité à vie longue. Ces déchets sont issus du retraitement des combustibles utilisés dans les réacteurs nucléaires. Ils représentent un peu plus de 3 % du volume total des déchets radioactifs produits mais concentrent plus de 99 % de la radioactivité totale. solution spécifique pour des déchets issus notamment de l’exploitation et du démantè- lement de la première génération de centrales nucléaires françaises, dite UNGG (Uranium Naturel Graphite Gaz) ou de l’assainissement de certains sites historiquement pollués au radium ou au thorium. S’ils ne concentrent LE GRAND DOSSIER Introduction Le stockage des déchets nucléaires Pierre-Marie Abadie Directeur général de l’Andra REE N°3/2016 43 Introduction LE GRAND DOSSIER que 0,01 % de la radioactivité totale, leur longue durée de vie ne permet pas de les stocker dans les centres de surface, mais leur niveau de dangerosité ne justifie pas un stoc- kage en grande profondeur. L’Etat a également confié à l’Andra une mis- sion d’intérêt général pour : particuliers, produits le plus souvent lors des années phares de l’industrie du radium dans les années 1920-1940 (montres, réveils, miné- raux ou objets au radium à usage médical) ; la radioactivité lorsque leur propriétaire est défaillant. Ces sites sont pour la plupart d’an- ciennes usines d’extraction du radium ou de fabrication d’objets contenant du radium ; Inventaire national des matières et déchets radioac- tifs. Outil de référence, il permet de disposer d’une vision aussi complète et exhaustive que possible sur la nature des matières et dé- chets, leurs quantités et leur localisation sur le territoire. Il présente également une vision prospective des déchets qui seront produits à l’avenir par les installations nucléaires exis- tantes, y compris leur démantèlement. La dernière édition de l’Inventaire national est parue en juillet 2015 et pré- sente les stocks de matières et déchets radioactifs pré- sents sur le territoire fran- çais à fin 2013. Les centres de stockage sont des ressources rares qu’il faut préserver, ne se- rait-ce que par respect vis- à-vis des territoires qui les accueillent. C’est pourquoi l’enjeu pour l’Andra est de chercher constamment à diminuer les volumes et la dangerosité des déchets qui y sont destinés, et à en optimi- ser les capacités de stockage. Pour cela, elle dispose d’une R&D performante et travaille en étroite collaboration avec EDF, Areva, et le CEA, les principaux producteurs de déchets, pour les accompagner à en réduire le volume à la source et leur apporter des solutions tech- niques concrètes de prise en charge, en toute sûreté et au meilleur coût. Cette collabora- tion va devenir de plus en plus cruciale dans les années à venir, notamment au regard des volumes de déchets radioactifs générés par les futurs démantèlements de centrales nucléaires. Pour aller plus loin dans cette recherche d’innovation constante, l’Andra va également chercher les meilleures compétences auprès de la communauté scientifique et du tissu des PME françaises. C’est dans cette perspec- tive qu’elle a lancé en 2014, puis en 2015, en coordination avec l’Agence nationale pour la recherche (ANR) et le soutien du programme Investissements d'avenir, un appel à projets visant à transposer à la gestion des déchets ra- dioactifs certaines technologies ou savoir-faire existants ou en développement. La gestion des déchets radioactifs nécessite des solutions robustes et sûres. Nous le de- vons aux riverains des centres de stockage de l’Andra, mais aussi aux générations futures à qui nous les léguerons en héritage. Nous leur devons également une com- plète transparence sur nos ac- tivités et leur impact, et donc les moyens de s’informer et de s’impliquer dans les déci- sions qui sont prises. La ges- tion des déchets radioactifs n’est pas seulement un sujet scientifique et technique, c’est aussi un enjeu sociétal et éthique qui nécessite un dialogue constant et ouvert entre l’Andra et les citoyens. Le dossier qui vous est pro- posé a pour objectif de vous présenter un panorama de la gestion des déchets radioac- tifs en France aujourd’hui. Il est composé d’articles vous permettant de vous familiari- Pierre-Marie Abadie est ingé- nieur général des mines, ancien élève de l’école Polytechnique. Il est directeur général de l’Andra depuis octobre 2014. Il était pré- cédemment directeur de l’énergie à la direction générale Énergie et climat du ministère de l’écologie, du développement durable et de l’éner- gie depuis 2008. Il était à ce titre commissaire du gouvernement au sein du Conseil d’administration de l’Andra et de celui d’EDF et vice-pré- sident du conseil des gouverneurs de l’Agence internationale de l’énergie. Il est chevalier de l’ordre national du mérite et chevalier de la Légion d’honneur. 44 REE N°3/2016 ser avec les différents types de déchets et les pro- blématiques particulières liées à leur gestion. Ce panorama commence par une présen- tation de la problématique générale de la gestion des déchets radioactifs, par Michèle Tallec, chargée de mission PNGMDR et stra- tégie filières à l’Andra. Frédéric Légée, adjoint au directeur industriel de l’Andra, propose en- suite une description détaillée des stockages en cours d’exploitation dans l’Aube. L’article de Jean-Marie Krieguer, adjoint au directeur du projet Cigéo, établit un point d’étape complet sur le projet Cigéo, sur lequel l’Andra travaille en Meuse/Haute-Marne et qui pourrait devenir dans les prochaines années l’un des chantiers technologiques les plus importants de France. Enfin Frédéric Plas, directeur de la recherche et développement, dresse un bilan de l’effort d’innovation mené par l’Andra dans un large spectre de disciplines scientifiques et techno- logiques. Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs Par Michèle Tallec ........................................................................................................................................................ p. 45 Les centres de stockage de l'Andra en exploitation en France Le centre de stockage de l’Aube (CSA) et le centre industriel de regroupement, entreposage et de stockage (Cires) Par Frédéric Legée .......................................................................................................................................................... p. 53 Le projet Cigéo Centre industriel de stockage de déchets radioactifs en formation géologique profonde Par Jean-Marie Krieguer ............................................................................................................................................. p. 62 De la R&D à l’innovation à l’Andra Par Frédéric Plas ........................................................................................................................................................... p. 72 LES ARTICLES LE GRAND DOSSIER Introduction REE N°3/2016 45 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFS DOSSIER Introduction Toute activité humaine produit des déchets : celles mettant en œuvre des substances radioactives ne font pas ex- ception à cette règle et génèrent donc des déchets dont certains sont radioactifs. La grande majorité d’entre eux res- semble à des déchets classiques : outils, vêtements, plastiques, ferrailles, gravats… Cependant, leur radioacti- vité présente un risque pour la santé et l’environnement. Ils doivent donc faire l’objet d’une prise en charge spécifique et renforcée, même lorsque ce niveau de radioactivité est très faible. Les déchets radioactifs contiennent en général un mélange de radionucléides : uranium, césium, iode, cobalt, radium, tritium… et sont très variés : les natures phy- sique et chimique, le niveau et le type de radioactivité, sont autant de carac- téristiques qui diffèrent d’un déchet à un autre. Les modalités de gestion des déchets sont adaptées à leurs caracté- ristiques, notamment radiologiques. Par ailleurs, comme pour tous les déchets, la réduction de la quantité et de la nocivité des déchets radioactifs est recherchée au travers de différents traitements. Lorsqu’un déchet radioactif ne peut plus être traité dans les conditions tech- niques et économiques du moment, il est qualifié de déchet radioactif ultime : il doit alors être stocké dans un centre dédié et adapté à ses caractéristiques. Afin de clarifier et optimiser la gestion de ces déchets radioactifs très divers, le code de l’environnement prévoit qu’un plan national de gestion des matières et des déchets radioactifs (PNGMDR1 ) soit établi tous les trois ans par le Gouvernement : ce plan triennal dresse un bilan de la politique de gestion, re- cense les besoins et détermine les ob- jectifs à atteindre à l’avenir. Ce plan est transmis au Parlement pour évaluation par l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technolo- giques (OPECST) et rendu accessible au public afin que celui-ci puisse disposer d’une vision globale et exhaustive de la gestion des déchets radioactifs. 1 Le PNGMDR est accessible sur le site du minis- tère de l’environnement, de l’énergie et de la mer http://www.developpement-durable. gouv.fr/Plan-de-gestion-pour-la-periode.html et sur le site de l’Autorité de sûreté nucléaire http://professionnels.asn.fr/Installations- nucleaires/Dechets-radioactifs-et-demantelement/ Plan-national-de-gestion-des-matieres-et- dechets-radioactifs L’origine des déchets radioactifs Depuis le début du XXe siècle, les activités humaines manipulant des substances radioactives ont produit des déchets radioactifs qui proviennent de cinq principaux secteurs économiques : radioactifs produits par ce secteur proviennent d’une part du fonction- nement et du démantèlement des installations réalisant les opérations visant à fabriquer, utiliser (centrales nucléaires de production d’électricité) puis recycler ou entreposer le com- bustible nucléaire et d’autre part du retraitement des combustibles usés qui sépare les matières valorisables contenues dans ces combustibles des déchets ultimes (figure 1) ; - prend la recherche dans le domaine du nucléaire civil (notamment les acti- vités de recherche du CEA), les labo- ratoires de recherche médicale, de physique des particules, d’agronomie, de chimie, etc ; principalement des activités liées à la force de dissuasion, dont la propul- Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs Par Michèle Tallec Andra The use of the properties of radioactivity in many sectors leads to the production of radioactive waste which, for technical or economic reasons, cannot be reused or reprocessed. Andra’s disposal facilities already provide a surface disposal solution for 90 % of the radioactive waste produced each year. These are very low-level waste (VLLW) and low- and intermediate-level, short-lived waste products (LILW-SL). New disposal needs will emerge, in the medium to long term, for both of these categories of waste, in particular with the dis- mantling of nuclear facilities. Andra and the waste generators are currently working on programs for reducing the volume of waste at source and even before they are produced through, for example, waste characterization and sorting, the optimization of dismantling scenarios and the improvement of packaging. A solution is currently being studied for the disposal of low-level, long-lived waste (LLW-LL). Finally, high-level waste (HLW) and intermediate-level, long lived waste (ILW-LL), which represent a tiny fraction of the total volume of radioactive waste (~1 %), but which concentrate the bulk of the radioactivity (~99 %), will be disposed of in Cigeo, the reversible deep geological repository project designed by Andra. ABSTRACT 46 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER sion nucléaire de certains navires ou sous-marins, ainsi que des activités de recherche associées ; - nucléaire qui comprend notamment l’extraction de terres rares, la fabrica- tion de sources scellées mais aussi di- verses applications comme le contrôle de soudure, la stérilisation de matériel médical, la stérilisation et la conserva- tion de produits alimentaires… ; activités thérapeutiques, de diagnostic et de recherche. Les secteurs ayant historiquement le plus contribué à la production de dé- chets radioactifs en France sont les sec- teurs électronucléaire, de la recherche et de la Défense. La classification des déchets radioactifs La classification des déchets radioac- tifs diffère d’un pays à l’autre. Si certains pays ont opté pour une classification par filière de production, d’autres privi- légient un classement des déchets en fonction de leur caractère exothermique (c’est-à-dire en fonction du dégagement de chaleur créé). En France, depuis le début des an- nées 2000, la classification des déchets radioactifs repose principalement sur deux paramètres importants pour défi- nir le mode de gestion approprié : en becquerel (Bq) par gramme ; éga- lement appelé activité. Le niveau de radioactivité des déchets peut être très faible, faible, moyen ou haut ; période radioactive propre à chaque Figure 1 : Les déchets produits aux différentes étapes du secteur électronucléaire. REE N°3/2016 47 Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs radionucléide qu’ils contiennent ; par simplification, on appelle déchets à vie courte, les déchets dont la radioacti- vité provient principalement de radio- nucléides à vie courte (période 31 ans), et déchets à vie longue, ceux qui contiennent une quantité impor- tante de radionucléides à vie longue (au-delà de 31 ans et sur des périodes pouvant atteindre des centaines de milliers d’années). Cette classification comprend les prin- cipales catégories suivantes : principalement constitués des colis de déchets vitrifiés issus des combustibles usés après retraitement. Le niveau d’ac- tivité de ces déchets est de l’ordre de plusieurs milliards de Bq par gramme ; longue (MA-VL), également principa- lement issus des combustibles usés après retraitement et des activités d’exploitation et de maintenance des usines de retraitement du combustible. L’activité de ces déchets est de l’ordre d’un million à un milliard de Bq par gramme ; longue (FA-VL), essentiellement des déchets de graphite et des déchets radifères. Les déchets de graphite pro- viennent principalement du déman- tèlement des réacteurs de la filière uranium naturel graphite gaz (UNGG). Leur niveau de radioactivité est de l’ordre de plusieurs centaines de mil- liers de Bq par gramme. Les déchets radifères, en majorité issus d’activi- tés industrielles non-électronucléaires (comme le traitement de minéraux contenant des terres rares), possèdent une activité comprise entre quelques dizaines et quelques milliers de Bq par gramme ; activité à vie courte (FMA-VC), essen- tiellement issus du fonctionnement, de la maintenance et du démantèlement des centrales nucléaires, des instal- lations du cycle du combustible, des centres de recherche et, pour une faible part, des activités de recherche médi- cale. L’activité de ces déchets se situe entre quelques centaines et un million de Bq par gramme ; majoritairement issus du fonctionne- ment, de la maintenance et du déman- tèlement des centrales nucléaires, des installations du cycle du combustible et des centres de recherche. L’activité de ces déchets est en général inférieur à 100 Bq par gramme ; principalement du secteur médical ou de la recherche. Ils sont entreposés sur leur site d’utilisation le temps de leur décroissance radioactive, avant élimi- nation dans une filière conventionnelle correspondant à leurs caractéristiques physiques, chimiques et biologiques. Cette classification permet schémati- quement d’associer à chaque catégorie de déchets une ou plusieurs filières de gestion. Le tableau 1 les présente de manière synthétique. Il convient de souligner deux aspects importants concernant la classification des déchets radioactifs : unique permettant de déterminer la catégorie d’un déchet. Il est en effet nécessaire d’étudier la radioactivité des différents radionucléides présents dans le déchet pour le positionner dans la classification ; définie mais ne pas être accepté dans la filière de gestion correspondante du fait d’autres caractéristiques (sa compo- sition chimique ou ses propriétés phy- siques par exemple). Tableau 1 : Catégories de déchets et filières de gestion. 48 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER L’inventaire des déchets radioactifs Conformément au code de l’envi- ronnement, l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra) élabore et met à jour un Inventaire natio- nal des matières et déchets radioactifs2 sur la base des déclarations de stocks de déchets existants réalisées par les producteurs de déchets radioactifs tous les ans. Cet Inventaire est complété tous les trois ans par des prévisions de pro- duction de déchets radioactifs, établies elles-aussi sur la base de déclarations des producteurs de déchets. Le tableau 2 récapitule les quanti- tés de déchets radioactifs pour chaque catégorie de déchets à fin 2014 et les prévisions à fin 2020, fin 2030 et à terminaison des installations. Les prévi- sions prises en compte pour ces bilans reposent sur l’estimation des déchets produits aux dates considérées par les installations en fonctionnement ou dont la création a été autorisée au 31 décembre 2013, en supposant que leur durée de fonctionnement sera de 50 ans en moyenne, et destinés à être pris en charge dans les centres de stoc- kage de l’Andra. Ces prévisions tiennent compte à la fois des déchets produits par le fonctionnement des installations mais aussi de ceux qui résulteront du démantèlement de ces installations. Ces quantités de déchets ne com- prennent pas les déchets de l’instal- lation de conversion de l’uranium de Malvési, pour lesquels la solution de gestion est en cours de définition, ni les déchets qui ont fait l’objet de modes de gestion « historiques » tels que : - tement de minerais d’uranium résultant de l’exploitation minière de l’uranium en France entre 1948 et 2001. Ces rési- dus, estimés à 50 millions de tonnes, 2 L’Inventaire national des matières et déchets radioactifs est disponible sur le site de l’Andra http://www.inventaire.andra.fr/ constituent des déchets radioactifs à vie longue d’un niveau de radioactivité comparable à celui des déchets TFA. À la fin de l’exploitation minière de l’uranium en France, ces résidus ont été stockés au sein de vingt anciens sites miniers dont la surveillance est assurée par AREVA, sous contrôle des autorités compétentes ; sur site » qui ont été stockés par le passé dans le périmètre ou à proxi- mité des installations nucléaires de base ou des installations nucléaires de base secrètes ainsi que dans des zones historiquement utilisées comme dépendances de ces ins- tallations. Il s’agit le plus souvent de buttes ou de remblais. Ces stoc- kages historiques sont décrits dans l’Inventaire national des matières et déchets radioactifs et sont surveillés dans le cadre des programmes de surveillance de l’environnement des sites. Des dispositions permettant de conserver la mémoire de la présence de déchets (définition de servitudes spécifiques tenant compte de la na- ture de l’activité, de son historique et des éventuels risques résiduels) sont mises en œuvre le cas échéant ; Atlantique nord-est et dans les eaux territoriales de la Polynésie française. En 1967 et 1969, la France a participé à deux campagnes d’immersion dans l’Atlantique menées sous la coordi- nation de l’OCDE en immergeant un total de 14 200 tonnes de déchets ra- dioactifs conditionnés, d’activité totale d’environ 350 TBq, provenant tous du site de Marcoule. Dans le cadre des essais nucléaires menés dans l’océan Pacifique, 3 200 tonnes de déchets, d’une activité totale inférieure à 0,1 TBq, ont également été immer- gées entre 1967 et 1982. Cette pra- tique a été abandonnée par la France en 1982. Il faut noter que, si l’augmentation est essentiellement due à la production d’électricité d’origine nucléaire, il n’en est pas de même pour les autres catégories de déchets : la production de déchets FA-VL, FMA-VC et TFA dans les années à venir résultera directement du déman- tèlement des installations nucléaires. Ainsi, la quasi-totalité des déchets FA-VL, environ 50 % des déchets FMA- VC et plus de 70 % des déchets TFA à produire entre 2014 et 2030 sont des Catégorie Stock à fin 2014 Prévisions à fin 2020 Prévisions à fin 2030 Prévisions à terminaison HA 3 400 4 100 5 500 10 000 MA-VL 45 000 48 000 53 000 72 000 FA-VL 87 000 92 000 120 000 180 000 FMA-VC 878 000 1 000 000 1 200 000 1 900 000 TFA 436 000 650 000 1 100 000 2 200 000 Total ~1 450 000 ~1 800 000 ~2 500 000 ~4 300 000 Tableau 2 : Quantités de déchets radioactifs pour chaque catégorie de déchets à fin 2014 et à diverses échéances. Les quantités de déchets radioactifs sont indiquées en m3 équivalent conditionné (volume du déchet une fois celui-ci conditionné en colis primaire). Dans ce tableau de synthèse, les chiffres sont arrondis. REE N°3/2016 49 Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs déchets de démantèlement3 . Toutes ca- tégories confondues, plus de 60 % des déchets à produire entre 2014 et 2030 sont des déchets de démantèlement. Cette proportion s’accroîtra encore dans les décennies suivantes avec la montée en puissance du démantèlement des réacteurs de première génération et le démantèlement de l’ensemble des ins- tallations considérées. Les principes de gestion des déchets radioactifs Comme indiqué en introduction, la gestion des déchets radioactifs s’inscrit dans le cadre général de la gestion des déchets défini dans le code de l’environ- nement. Ainsi, les déchets radioactifs doivent être gérés, autant que raison- nablement possible, en appliquant les objectifs suivants : - duction et leur nocivité ; dans l’ordre indiqué : le tri en vue de la réutilisation, le recyclage, la valorisation 3 NDLR : le lecteur pourra se reporter au numé- ro 2016-1 de la REE dans lequel a été publié un dossier sur le démantèlement des installations nucléaires. et dans un dernier temps le stockage des déchets ultimes. Réserver le stoc- kage aux seuls déchets ultimes permet de limiter les quantités de déchets des- tinés à ces installations qui disposent de capacités limitées qu’ils convient donc d’utiliser au mieux. Toutefois, eu égard au caractère radioactif de ces déchets, la mise en place de la réutilisa- tion, le recyclage ou la valorisation sont particulièrement encadrés. Le code de l’environnement précise par ailleurs que : sont responsables de leur gestion ; terme des déchets radioactifs pro- duits en France, c’est-à-dire de trouver, mettre en œuvre et garantir des solu- tions de gestion sûres pour l’ensemble des déchets radioactifs français afin de protéger les générations présentes et futures du risque que présentent ces déchets. L’ensemble des opérations succes- sives réalisées sur les déchets radioac- tifs qui concourent, de leur production à leur stockage, à leur mise en sécurité définitive constitue une filière de ges- tion. Les filières sont différentes selon les types de déchets auxquels elles s’appliquent. Ces opérations comprennent : des déchets radioactifs ; Le tri à la source consiste à séparer les déchets en prenant en compte leur na- ture physico-chimique (solides, liquides, solvants, etc.), leurs caractéristiques radio- logiques et les risques spécifiques autres que radiologique qu’ils peuvent présenter (risque infectieux, etc.). La caractérisation des déchets consiste à mesurer et identifier les caractéristiques radiologiques, chimiques, biologiques et physiques du déchet afin de pouvoir vérifier la compatibilité des déchets avec les étapes ultérieures prévues pour sa gestion. Le traitement consiste à transfor- mer le déchet initial pour lui donner des caractéristiques plus appropriées (notamment en termes de volume ou de caractéristiques physico-chimiques) pour sa gestion ultérieure. À titre d’exemple, on peut citer : l’incinération, l’évaporation, le compactage et la fusion. Figure 2 : Le principe du stockage. 50 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER Le conditionnement est l’ensemble des opérations réalisées en vue de pro- duire un colis de déchets radioactifs, c’est-à-dire un objet aisément « manu- tentionnable ». Ces opérations peuvent notamment consister en l’introduction dans un conteneur, l’immobilisation, le traitement physico-chimique ou l’enro- bage de déchets radioactifs. Les conte- neurs dans lesquels sont placés les déchets radioactifs sont généralement en béton, en acier non allié (acier ordi- naire) ou en acier allié (acier inoxydable) et, en tout état de cause, adaptés aux installations auxquelles ils sont destinés et au niveau de radioactivité, aux pro- priétés physico-chimiques et à la durée de vie des déchets qu’ils contiennent. Au sein de ces conteneurs, les déchets liquides peuvent être immobilisés dans une matrice vitreuse (déchets vitrifiés), du bitume ou du ciment. Les déchets solides peuvent être uniquement com- pactés ou bloqués par un liant hydrau- lique, après compactage ou non. L’entreposage consiste à placer les déchets ou colis de déchets radioactifs à titre temporaire dans une installation spécialement aménagée en surface ou en faible profondeur à cet effet, avec l’intention de les retirer ultérieurement, pour les traiter, les conditionner ou les évacuer vers un centre de stockage. Le stockage consiste à placer les colis de déchets radioactifs dans une instal- lation spécialement aménagée pour les conserver de façon potentiellement définitive, sans intention de les retirer ultérieurement. L’objectif du stockage est d’isoler les déchets radioactifs de l’homme et de l’environnement en retardant la migration des substances radioactives qu’ils contiennent le temps nécessaire à la décroissance de leur ra- dioactivité et donc de leur dangerosité. Le principe retenu pour concevoir un stockage est une combinaison, adaptée au type de déchets concernés, de trois éléments : le colis de déchets, l’ouvrage de stockage et la barrière géologique (figure 2). La gestion des déchets radioactifs de très faible activité (TFA) Les déchets radioactifs dits de très faible activité (TFA) proviennent es- sentiellement du démantèlement des installations nucléaires et, dans une moindre mesure, du fonctionnement de ces installations. Ils présentent une acti- vité massique généralement inférieure à 100 Bq/g. Ils sont notamment consti- tués de déchets inertes (gravats, terres, sable) et de déchets métalliques. Même lorsque leur niveau de radioactivité est très faible, ces déchets doivent, comme tous les déchets radioactifs, faire l’objet d’une prise en charge spécifique. En effet, la réglementation française fait reposer la distinction entre déchets ra- dioactifs et déchets « conventionnels » issus d’une activité nucléaire sur un zonage géographique des lieux où ils sont produits, fondé sur une analyse du fonctionnement de l’installation et non sur une mesure de radioactivité. Cette approche est différente de celle menée par plusieurs autres pays européens, intégrant le concept de libération, ce qui correspond à la sortie d’un maté- riau du domaine réglementé, et mettant en œuvre des seuils de libération en conséquence. Certains types de déchets TFA, no- tamment des déchets liquides et cer- tains déchets solides sont incinérés, mais la majorité de ces déchets consti- tuent aujourd’hui des déchets radioac- tifs ultimes orientés vers une installation de stockage dédiée, le centre industriel de regroupement, d’entreposage et de stockage (Cires) à Morvilliers. Cette ins- tallation de stockage des déchets TFA, exploitée par l’Andra dans l’Aube, est en service depuis l’été 2003. Cette installation et son fonction- nement sont décrits dans l’article de Frédéric Légée sur le centre de stockage de l’Aube (CSA). Avec une capacité de stockage de 650 000 m3 de déchets, l’installation de stockage du Cires correspondait au besoin pour une trentaine d’années tel qu’identifié lors de sa conception. Les estimations de production de déchets font apparaître des besoins plus im- portants que ceux sur lesquels s’était fondé l’inventaire initial des déchets relevant de ce stockage, notamment ceux liés au démantèlement. Il est donc indispensable de définir de nou- veaux modes de gestion de l’ensemble des déchets TFA, afin d’optimiser leur gestion dans le respect des principes du code de l’environnement (voir la section sur les principes de gestion des déchets radioactifs) et de préserver la ressource rare que constitue le stoc- kage. Des pistes visant à réduire les flux des déchets radioactifs TFA ultimes, telles que la densification (par incinéra- tion ou compactage) ou la valorisation de certains déchets sont ainsi en cours d’étude. Toutefois et quelles que soient les optimisations qui ont déjà été ou pour- ront être mises en œuvre, la capacité du centre existant devrait être atteinte en 20 ou 25 ans, au lieu des 30 ans initia- lement prévus. Le besoin d’augmenter les capacités de stockage de déchets TFA est incontournable pour permettre la gestion en toute sûreté des déchets TFA qu’il reste à produire d’ici à la fin du démantèlement des installations exis- tantes. La gestion des déchets de faible et moyenne activité à vie courte Les déchets de faible et moyenne activité à vie courte (dont la radioactivi- té provient principalement de radionu- cléides qui ont une période inférieure à 31 ans) sont essentiellement produits REE N°3/2016 51 Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs au cours du fonctionnement des ins- tallations nucléaires et tout particulière- ment du fait d’activités de maintenance (vêtements, outils, filtres…). Ils peuvent également provenir d’opérations de dé- mantèlement de telles installations. Ils se présentent sous forme : - tils, gants, vêtements, pièces et com- posants démontés, des filtres d’eau ou d’air, des résines échangeuses d’ions, etc. effluents de décontamination, des concentrats d’évaporateur, des sol- vants usagés, des liquides scintillants utilisés pour l’analyse, etc. Certains déchets de type FMA-VC sont traités par fusion ou incinérés afin de réduire leur quantité et leur nocivité. Les déchets radioactifs ultimes sont stockés dans deux installations de stoc- kage de surface : le centre de stockage de la Manche (CSM) qui n’accueille plus de déchets depuis 1994 et est ac- tuellement en phase de surveillance et le centre de stockage de l’Aube (CSA), en service depuis 1992. Le centre de stockage de l’Aube et son fonctionnement sont décrits dans l’article de Frédéric Legée. Au vu des capacités de stockage de ces deux centres et des prévisions de production de déchets FMA-VC, l’appa- rition d’un besoin en nouvelles capa- cités de stockage n’est pas envisagée à court ou moyen terme. Toutefois, la prévision faite aujourd’hui de la totalité des déchets qui seront produits par le fonctionnement et le démantèlement des installations actuelles excède les capacités de stockage disponibles. Il est donc indispensable d’optimiser la gestion de ces déchets afin notam- ment de réduire la quantité et la noci- vité des déchets radioactifs ultimes, par exemple par la mise en œuvre de méthodes de densification ou de dé- contamination. La gestion des déchets de faible activité à vie longue (FA-VL) Les déchets de faible activité à vie longue (FA-VL) comprennent notam- ment des déchets de graphite, issus de l’exploitation et du futur démantè- lement des réacteurs EDF de la filière « uranium naturel graphite gaz », des déchets radifères, principalement issus du traitement de minéraux contenant des terres rares, une partie des fûts d’enrobés bitumineux de Marcoule ainsi que certains résidus de traitement de conversion de l’uranium issus de l’usine Comurhex située à Malvési. Dans l’at- tente de leur stockage, après traitement éventuel, les colis de déchets FA-VL sont entreposés dans des installations sur les sites des producteurs. Ces déchets FA-VL doivent faire l’objet d’une gestion spécifique, adaptée à leur longue durée de vie qui ne permet pas leur stockage dans les centres industriels existants de l’Andra dans l’Aube. Leur faible radioactivité ne justifie toutefois pas de les stocker en couche géologique profonde. Les scénarios de gestion à long terme des déchets FA-VL étudiés par l’Andra ont conclu à la nécessité de la mise en ser- vice d’au moins une installation de stoc- kage pour ces déchets afin de répondre : déchets pour la gestion de leurs sites industriels, notamment en vue de mener les opérations de désentreposage ou de démantèlement nécessaires ; de service public d’assainissement de sites historiques ayant abrité il y a plus de 50 ans des activités utilisant du radium ou du thorium. Parallèlement à ces travaux de re- cherche de site, les producteurs ont pour- suivi les études de caractérisation de leurs déchets afin de mieux en identifier le com- portement à long terme. Enfin, des procé- dés de traitement ont fait l'objet d'études pour certains types de déchets FA-VL. Sur la base de ces premiers résultats, il convient de définir une feuille de route per- mettant de disposer d’une stratégie de ges- tion pour la totalité des déchets FA-VL. Cette stratégie de gestion doit être adaptée à l’hé- térogénéité et à la dangerosité de ces dé- chets, proportionnée aux enjeux de sûreté, techniques et économiques. Elle devra se fonder sur un schéma industriel combinant le choix d’un ou plusieurs sites susceptibles d’accueillir tout ou partie des déchets FA-VL, la poursuite des études sur la caractérisation des déchets, des études sur les procédés de tri ou traitement en amont du stockage en lien avec les conditions d’acceptabilité des sites et enfin la prise en compte, à titre conservatoire, de certains déchets dans les études menées sur le stockage en couche géologique profonde. La gestion des déchets de haute activité (HA) et de moyenne activité à vie longue (MA-VL) Pour la gestion à long terme des déchets radioactifs ultimes qui ne peuvent être stockés en surface ou à faible profondeur pour des raisons de sûreté nucléaire ou de radioprotection, ce qui est le cas des déchets de haute vie longue (MA-VL), la solution de réfé- rence prescrite par le code de l'envi- ronnement est le stockage en couche géologique profonde. L'entreposage est utilisé pour apporter toute la flexibi- lité nécessaire et mettre en œuvre de façon progressive et contrôlée cette so- lution. Des études et recherches sont donc menées en ce sens par l’Andra VL déjà produits ou restant à produire par les installations actuelles, confor- mément aux prévisions de l’Inventaire national (voir la section sur l’Inventaire des déchets radioactifs). Les études relatives au stockage ré- versible en couche géologique profonde sont notamment menées au laboratoire 52 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER dans la zone d’intérêt pour la reconnais- sance approfondie (ZIRA) dont le péri- mètre a été validé par le Gouvernement en 2010. L’Andra a initié en 2011, la phase de conception industrielle du projet Cigéo. La dernière étape de cette conception industrielle, l’avant-projet dé- taillé, a démarré fin 2015 et doit se pour- suivre jusqu’en 2017 en vue de la remise du dossier de demande d’autorisation de création dont l’instruction sera conduite par l’Autorité de sûreté nucléaire. La réception des premiers colis de déchets radioactifs est prévue à l’horizon 2030 après autorisation de l'ASN. Le projet Cigéo est décrit dans l’ar- ticle de Jean-Marie Krieguer. En complément, le code de l’environ- nement demande que des recherches soient menées sur la séparation et la transmutation des éléments radioactifs à vie longue, en relation avec celles me- nées sur les nouvelles générations de réacteurs nucléaires. Conclusion Les déchets radioactifs sont très di- vers selon l’activité et la durée de vie de leurs radioéléments, ainsi que selon les substances chimiques qu’ils contiennent. Chaque type de déchet, depuis sa pro- duction jusqu’à son stockage, doit donc faire l’objet d’une gestion adaptée à sa nature afin de maîtriser les risques, no- tamment radiologiques, qu’il présente. Des filières de gestion à long terme des déchets radioactifs sont d’ores et déjà établies pour les déchets TFA et FMA-VC qui représentent la très grande majorité des volumes de déchets ra- dioactifs. La mise en œuvre de solutions de gestion à long terme doit en re- vanche continuer à être étudiée pour les du projet Cigéo) qui, dans l’attente, font l’objet d’une gestion par entreposage. Les travaux engagés visent à amé- liorer et optimiser continuellement les modalités de gestion existantes et à progresser dans la mise en œuvre de nouvelles filières pour l’ensemble des déchets. Ils s’inscrivent dans le cadre des objectifs de réduction de la quan- tité et de la nocivité des déchets et de mise en place de stockages définis par le code de l’environnement. Figure 3 : Colis haute activité. Crédit photo : © Andra / P. Demail. Figure 4 : Démonstrateurs de conteneurs de stockage MA-VL. Crédit photo : © Andra / P. Demail. L'AUTEUR Michèle Tallec est chargée de mis- sion PNGMDR et stratégie filières à l’Andra. A ce titre, elle assure la coordination et le suivi des études réalisées par l’Andra dans le cadre du Plan national de gestion des ma- tières et déchets radioactifs et contri- bue à la réflexion stratégique visant à élaborer une doctrine d’orientation des déchets vers les différentes filières de gestion à long terme des déchets radioactifs. REE N°3/2016 53 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFS DOSSIER Le centre de stockage de l’Aube (CSA) Le Centre de stockage de l’Aube (CSA) est implanté au Nord-Est du département de l’Aube, sur le terri- toire des communes de Soulaines- Dhuys, La Ville-aux-Bois et Epothémont (figure 1). Mis en service en 1992, il est dédié au stockage des déchets radioac- tifs de faible et moyenne activité à vie courte (FMA-VC) et a pris le relais du centre de stockage de la Manche dont il a tiré parti du retour d’expérience lors de sa conception. Le centre de stockage Le CSA est une installation nucléaire de base (INB n° 149), exploitée par Les centres de stockage de l'Andra en exploitation en France Le centre de stockage de l’Aube (CSA) et le centre industriel de regroupement, entreposage et de stockage (Cires) Par Frédéric Legée Adjoint au directeur industriel de l’Andra Long-term management solutions exist in France (repositories) for the categories of radioactive waste which represent the most important volumes (90 %): the short-lived low- and intermediate-level waste (LIL-SL waste) and the very-low-level waste (VLL waste). Two sites are under operation: CIRES for very-low-level waste repository (located at Morvilliers in the Aube district) which has been commissioned in August 2003. Its overall capacity is 650,000 m3 ; CSFMA waste disposal facility, for low- and intermediate-level short-lived waste. Operating since 1992, situated in the Aube district, it was designed to accommodate 1,000,000 m3 of waste. Waste is disposed in surface reinforced concrete cells, 25 m2 and 8 m high. With increasing dismantling operations, waste management conditions will have to be revised and new options should be developed. The main options are new disposals, extension of volume capacities, recycling and waste packages densification. All different way of optimization will have to be supported by R&D effort. In 2015, Andra has launched highly collaborative projects with the French National Agency for Research (ANR). The goal is to transpose existing and emerging technologies and know-how from other areas of application into radioactive waste management. ABSTRACT Figure 1 : Le Centre de stockage de l’Aube – Crédit photo : Ph. Masson. 54 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER l’Andra. D’une superficie totale de 95 hectares, ce centre est autorisé à accueillir 1 million de m3 de colis de déchets radioactifs FMA-VC. A fin 2015, 31 % de cette capacité totale de stoc- kage autorisée étaient atteints. Le centre de stockage de l’Aube comprend principalement : surlaquellesontconstruitsdesouvrages de stockage accueillant les colis de déchets radioactifs. Les colis sont stoc- kés en surface, dans des ouvrages en béton armé de 25 mètres de côté et de 8 mètres de hauteur (figure 2) ; , situé sous la zone de stockage, permet- tant la surveillance des éventuelles eaux d’infiltration provenant des ouvrages de stockage et susceptibles d’avoir été en contact avec les colis de déchets ; destinée à compresser des fûts métalliques de 205 litres contenant des déchets com- pactables (plastiques, chiffons…) afin de réduire leur volume (figure 3) ; permettant de bloquer dans un mortier des déchets volumineux et lourds (tubes, fer- railles…) présents dans des caissons de 5 m3 et 10 m3 , afin de garantir la résistance mécanique des colis ; permettant le pilotage de l’unité de compactage et la supervision des installations ; réalisant la quasi-totalité des analyses radiolo- giques définies dans le plan de surveil- lance du CSA ; assurant l’entre- posage temporaire de colis de déchets afin de : - réguler les flux de colis à traiter ou à stocker ; - mettre en attente des colis sélection- nés pour des contrôles complémen- taires aux contrôles systématiques effectués à leur livraison ; - mettre en attente des colis pour lesquels des compléments d’infor- mation sont attendus de la part du producteur. pour étudier un concept de couverture qui sera installée au- dessus des ouvrages de stockage après leur exploitation et devra assurer l’étanchéité de la zone de stockage à long terme ; recueillant toutes les eaux pluviales tombant sur le site. Il sert également de réserve d’eau en cas d’incendie. Les déchets FMA-VC Les déchets FMA-VC sont majoritai- rement des petits équipements conta- minés lors de la maintenance (gants, vêtements, outils…) et l’exploitation d’installations nucléaires françaises (trai- tement d’effluents liquides ou gazeux). Certains déchets proviennent égale- ment de laboratoires de recherche, d’hôpitaux, d’universités… ou d’opéra- tions d’assainissement et de démantè- lement. Les principaux producteurs de déchets FMA-VC sont EDF, AREVA et le CEA. Figure 2 : Les ouvrages de stockage – Crédit photo : DR. Figure3:Presseàcompacter-Créditphoto:Ph.Demail. REE N°3/2016 55 Les centres de stockage en exploitation en France Les colis de déchets radioactifs sont acheminés jusqu’au CSA directement par camions depuis les sites produc- teurs. - . Il existe deux grandes catégories de colis pour les déchets FMA-VC : (exemple : fût métallique) : le confi- nement de la radioactivité ainsi que la stabilité de la structure, qui doit être ga- rantie pendant 300 ans, ne peuvent être assurés par le colis lui-même. L’ouvrage de stockage est donc progressivement rempli par un liant hydraulique, par couches successives (figure 4). (exemple : coques en béton) : le colis peut assurer la fonction de confine- ment, mais aussi la stabilité à long terme de la structure. Les ouvrages, une fois pleins, sont remplis de gra- villons venant combler les interstices (figure 5). A ces colis standards viennent s’ajouter des autorisations particulières visant à prendre en charge des colis particuliè- rement volumineux, c’est le cas en par- ticulier : EDF. Ils mesurent environ 5 m de dia- mètre et pèsent plus de 100 tonnes. 53 ont été stockés au CSA, depuis 2004, dans des ouvrages qui leur sont spécifiquement dédiés. - . Ce sont des pièces en forme de tube en inox creux d’environ 4 m de long, 17 cm de diamètre et 420 kg. Elles avaient pour fonction de réduire le flux neutronique à l’extérieur du cœur du réacteur et de limiter ainsi l’activation du sodium dans le circuit secondaire. Les quantités stockées La figure 6 montre l’évolution du stockage des déchets FMA-VC. La pre- mière partie concerne les volumes stoc- Figure 4 : Ouvrage béton – Crédit photo : D. Mer. Figure 5 : Ouvrage gravillonné – Crédit photo : D. Mer. Figure 6 : Stockage annuel des colis de déchets sur le centre de stockage de la Manche (CSM) puis sur le centre de stockage de l’Aube (CSA). 56 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER kés au centre de stockage de la Manche (CSM), aujourd’hui fermé. La deuxième partie indique les volumes stockés au CSA, à partir de 1992. Cette courbe met en évidence plu- sieurs tendances : - sons (au CSM) lié à la montée en puis- sance du parc électronucléaire et des installations du cycle du combustible ; liée à des optimisations, dans les ins- tallations nucléaires françaises, limitant la production de déchets ; déchets FMA-VC produits à partir de 1998, qui a été en partie permis par la mise en place de la filière TFA (dé- chets de très faible activité), à compter de 2003. Depuis la mise en service du centre de stockage de l’Aube en 1992, plus de 600 000 colis de déchets ont été livrés soit 330 000 m3 , dont une partie a pu être compactée dans l’unité dédiée. Environ 15 000 fûts métalliques de 205 litres sont compactés chaque année et sont placés dans 4 000 nou- veaux emballages de 450 litres. Les enjeux de la filière FMA Les enjeux radiologiques Le CSA est autorisé à stocker des déchets contenant des radioéléments à vie courte et restera surveillé pendant au moins 300 ans après la fermeture, jusqu’à ce que sa sûreté ne nécessite plus aucune intervention humaine. Après une telle durée, la radioactivité résiduelle deviendra négligeable. Néanmoins, le stockage de certains colis de déchets à vie courte, bien qu’autorisé par rapport aux objectifs de sûreté long terme, peut être limité par les contraintes d’exploitation. Par exemple, les niveaux d’irradiation au contact des colis doivent rester infé- rieurs à 2 mSv/h car les opérations logistiques nécessitent des opérateurs à proximité. Des scénarios d’incident (par exemple chute d’un colis) sont également pris en compte pour évaluer les activités maximales admissibles, indépendamment des impacts radiolo- giques à long terme. Par ailleurs, dans l’autorisation de création du CSA, il était précisé que le centre pourrait recevoir, dans des quan- tités limitées, des colis contenant des radionucléides à vie longue. En effet, les déchets radioactifs contiennent en général un mélange de radionucléides à vie longue et à vie courte, sans qu’il soit possible de les séparer. On peut ainsi trouver, sur les mêmes déchets des contaminations au césium 137 (30 ans de période) mais aussi au plutonium 239 (période 24 000 ans). Le centre a été conçu et est exploité en prenant cette information en consi- dération. Le centre de stockage peut donc accueillir une certaine quantité de radionucléides à vie longue, sans que cela ne remette en cause la sûreté du stockage. Une limite d’acceptation est fixée par colis, par ouvrage puis pour l’intégralité du Centre, pour permettre une répartition dans le stockage, garan- tissant ainsi une sûreté maximale. Les bilans, effectués, en temps réel, montrent que la capacité radiologique est largement suffisante pour permettre le stockage des déchets issus des instal- lations nucléaires, pour la quasi-totalité des radioéléments, tout en respectant les impacts à long terme. Les enjeux volumiques La capacité du CSA est de 1 million de m3 . 300 000 m3 environ y ont déjà été stockés. Compte tenu des volumes annuels reçus actuellement (15 000 m3 /an), le CSA pourrait poursuivre son exploitation pendant une cinquantaine d’année, même si les démantèlements devraient augmenter les flux. Ainsi il n’y a pas à ce jour d’études visant à créer un nouveau centre de stockage pour les FMA-VC, ou même étendre le site actuel. Les évolutions du CSA Au fil des années, le CSA a adapté ses équipements pour répondre à de nouveaux besoins ou améliorer la qua- lité du stockage. Parmi ces évolutions notables figurent : . A partir de 1994, EDF a procédé au rempla- cement des couvercles de cuves des 35 réacteurs de type 900 MWe et des 20 réacteurs de type 1300 MWe. Afin de simplifier les opérations de stoc- kage et d’optimiser la prise en charge de ces déchets, il a été décidé que ces pièces massives (une centaine de tonnes en comptant les enveloppes de confinement et de transport) seraient stockées en l’état. Ceci per- met d’éviter les nombreuses découpes qui auraient été nécessaires s’il avait fallu utiliser des conditionnements standards (10 m3 au maximum). Ces ouvrages diffèrent des ouvrages stan- dards par leurs dimensions (longueur 19 m x largeur 12 m x hauteur 7 m). Cinq ouvrages ont été ainsi construits et remplis, entre 2004 et 2015. . Démarrés en octobre 2013, les travaux se sont poursuivis en 2014 et 2015 ; l’installation devrait être mise en ser- vice en 2016. Construite dans un hall de l’atelier de conditionnement des déchets, cette unité de contrôle des colis permettra de réaliser, sur site, des contrôles destructifs et non destruc- tifs sur les colis de déchets radioactifs qui sont aujourd’hui effectués dans des installations extérieures au site et n’appartenant pas à l’Andra. Cette évo- lution permettra de gagner en réacti- vité en évitant des allers-retours entre les laboratoires de contrôles externes et le CSA et d’augmenter le nombre d’investigations. REE N°3/2016 57 Les centres de stockage en exploitation en France Au-delà des constructions nou- velles, les équipes d’exploitation en lien avec la R&D étudient au fil des années l'optimisation des procédés actuels (logistique, formulation des matrices cimentaires, contrôle commande, tra- çabilité.) La surveillance radiologique du CSA Afin de vérifier que l’impact du centre reste le plus faible possible, l’Andra assure une surveillance régulière et assi- due et mesure les niveaux de radioactivi- té dans l’environnement, dans l’enceinte du site, mais aussi en dehors. Ainsi, le CSA procède à plus de 14 000 mesures par an : contrôles radiologiques, physi- co-chimiques et écologiques. En 2015, l’impact radiologique calculé était de 0,01 microsievert par an, soit plus de 100 000 fois inférieur à l’impact de la radioactivité naturelle. La gestion des eaux fait notamment l’objet d’une surveillance particulière. Toutes les eaux du site sont recueillies, via différents réseaux identifiés, et font l’objet d’un contrôle avant d’être dirigées vers un exutoire déterminé. Les princi- paux réseaux des effluents liquides du centre sont : - susceptibles d’être contami- nés, appelés effluents « A » : il s’agit de la quasi-totalité des eaux pro- duites en zone réglementée (atelier de conditionnement des déchets, bâtiment des services, bâtiment mécanique, bâtiment de transit) et collectées dans des cuves distinctes. Un contrôle radiologique est effec- tué sur ces eaux avant rejet dans le bassin d’orage via le réseau spéci- fique des effluents A ; - qui permet de collecter les eaux éventuellement infiltrées au travers des ouvrages de stockage en exploitation ou fermés, et susceptibles d’avoir été en contact avec les colis de déchets radioactifs ; qui ache- mine les eaux résiduaires domestiques issues du restaurant et des sanitaires des différents bâtiments du Centre, vers la station d’épuration. Après trai- tement biologique, les effluents de la station sont déversés dans le bassin d’orage ; - aboutissant au bassin d’orage ; , appelés déchets liquides ra- dioactifs « B », éventuellement présents dans les fûts de déchets au moment de leur compactage. Ces déchets ne sont pas rejetés dans l’environnement mais font l’objet d’une collecte en vue d’une élimination dans une installation autorisée extérieure. Le CSA ne dis- pose pas d’installation pour traiter les déchets liquides. Les résultats montrent que les eaux souterraines sous le centre et à l’exté- rieur du centre, dans les ruisseaux et les sédiments, ne présentent pas de trace de radioactivité artificielle. Le centre industriel de re- groupement, d'entreposage et de stockage (Cires) Le centre industriel de regroupement, d’entreposage et de stockage (Cires) est implanté au Nord-Est du département de l’Aube, sur le territoire des communes de Morvilliers et de La Chaise (figure 7). Mis en service en 2003, le Cires est une installation classée pour l’environnement (ICPE). Cette installation est autorisée à stocker des déchets de très faible activité (TFA). Depuis 2012, elle accueille deux autres activités : le regroupement de dé- Figure 7 : Le centre industriel de regroupement, entreposage et stockage de l’Aube. Crédit photo : Ph. Masson. 58 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER chets radioactifs non électronucléaires et l’entreposage de certains de ces déchets qui n’ont pas encore de solution de ges- tion définitive. En 2016, une nouvelle ins- tallation a egalement été mise en service pour le tri et le traitement de déchets issus d'activités non électronucléaires. D’une superficie totale d’environ 46 hectares, le Cires se compose es- sentiellement des zones suivantes : des déchets de très faible activité (TFA), d’une surface d’environ 18 hectares. Actuellement, seule la partie la plus au sud (appe- lée tranche 1) de cette aire accueille des déchets. Elle était composée, à fin 2014, de 14 alvéoles de stockage fermées – c’est-à-dire contenant des déchets radioactifs et recouvertes par différents matériaux – et d’une alvéole en cours d’exploitation ; , dédiée aux différents bâtiments du centre, d’environ neuf hectares. Elle regroupe : déchargement des déchets et leur en- treposage avant transfert en alvéoles de stockage ; le compactage des déchets métal- liques ou plastiques de faible den- sité, la solidification, la stabilisation et l’inertage des déchets dangereux avec un liant hydraulique ; le contrôle non destructif (pesées, mesures de débits de dose…) et destructif (in- ventaire physique, prélèvements de déchets pour analyse…) des colis de déchets ; 2 000 à 3 000 m3 de dé- chets plastiques sont annuellement compactés par la presse à balles. Un taux de réduction de 3 est obtenu. De l’ordre de 1 000 m3 de ferrailles lé- gères sont annuellement compactées avec un taux de réduction allant de 3 à 5 (figure 8). et une aire de lavage pour l’entretien courant des engins et véhicules d’exploitation du centre ; - ; à l’intérieur de ce bâtiment, les déchets sont répartis dans différents locaux en fonction de leurs caractéris- tiques physico-chimiques. Dès que leur volume est suffisant, ils sont orientés vers d’autres installations pour traite- ment, conditionnement (incinération à Socodéi à Marcoule par exemple), stockage (au Cires ou au CSA) ou entre- posage en attendant la création d’une filière de stockage dédiée. Environ 3000 colis par an sont réceptionnés au bâti- ment de regroupement. Cela représente au total un volume d’environ 300 m3 . qui per- met d’accueillir temporairement les déchets radioactifs non électronu- cléaires ne disposant pas aujourd’hui de solutions de stockage ; issues des travaux de creusement des al- véoles ; , d’environ trois hectares, comprenant : - deux bassins de décantation par lesquels transitent les eaux de ruis- sellement des deux zones de dépôt des terres ; - un bassin d’orage recueillant les eaux pluviales et les eaux usées du site non contaminées radiologiquement avant que ces eaux soient rejetées dans l’environnement. Au départ, une activité concen- trée sur le stockage des déchets TFA Le Cires est autorisé à stocker 650 000 m3 de déchets TFA. A fin 2015, 46 % de cette capacité totale de stoc- kage autorisée étaient atteints. Figure 8 : Déchets compactés – Crédit photo : DR. Figure 9 : Coupe schématique d’une alvéole de stockage. REE N°3/2016 59 Les centres de stockage en exploitation en France Les déchets TFA sont aujourd’hui stockés dans des alvéoles de 176 mètres de long et 26 mètres de large environ, creusées à environ huit mètres de pro- fondeur dans une couche argileuse. La conception de ces ouvrages est proche de celle des installations de stockage de déchets conventionnels (figure 9). Les déchets stockés sont exclusive- ment produits sur le territoire français et se composent essentiellement de gravats, terres, ferrailles très faiblement contaminés. Ils sont issus du démantèle- ment ou de l’exploitation d’installations nucléaires ou d’industries classiques utilisant des matériaux naturellement radioactifs. Les déchets TFA peuvent aussi provenir de l’assainissement et de la réhabilitation d’anciens sites pollués Les flux de déchets stockés au Cires L’histogramme de la figure 10 pré- sente l’évolution des volumes stockés au Cires. 25 à 30 000 m3 par an de dé- chets TFA y sont stockés chaque année. A ce rythme, et malgré les efforts pour utiliser au mieux l’espace de stockage (adaptation du design des alvéoles, ajustement du mode de remplissage, effort de densification, extension poten- tielle de l’emprise de stockage...), le Cires aura atteint sa capacité maximale de stockage (650 000 m3 ) en 2025- 2030. Par ailleurs, selon l’inventaire natio- nal des matières et déchets radioactifs, publié par l’Andra en juillet 2015, le démantèlement des installations nu- cléaires va générer un volume croissant de déchets radioactifs TFA dans les an- nées à venir. A terminaison, on estime que ces déchets représenteront plus de deux millions de m3 . Ainsi, même si un deuxième centre de stockage pour les déchets TFA devait être créé, la question de la gestion globale de ces déchets mérite d’être examinée ; en effet, cer- tains de ces déchets n’étant que peu voire pas radioactifs, le stockage n’est pas nécessairement la solution la plus adaptée ; d’autres alternatives pour- raient permettre une utilisation des res- sources mieux proportionnée vis-à-vis du risque que présentent réellement ces déchets. Les enjeux à venir de la filière TFA Les enjeux volumiques Les quantités importantes de déchets TFA proviennent notamment de l’ab- sence de seuil de libération en France. Par exemple, il n’existe pas de seuil (en Bq/g) en deçà duquel on peut considé- rer l’assainissement d’un site nucléaire comme achevé. Il faut, pour un déman- tèlement, supprimer toute trace déce- lable de radioactivité artificielle. Cette règle, spécifique à l’industrie nucléaire, peut engendrer de grandes quantités de déchets TFA à gérer. Des alternatives ou optimisations sont à l’étude pour limiter les quantités à stocker au Cires, notamment : l’industrie nucléaire. Par exemple les métaux pourraient constituer des colis de déchets radioactifs ; Figure 10 : Evolution des volumes stockés au Cires. 60 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER l’industrie nucléaire. Même si ceci s’ap- parenterait à une dérogation au prin- cipe de « non libération » de déchets radioactifs, la réglementation peut permettre dans certains cas une telle pratique, dès lors que les mesures et procédés de décontamination per- mettent de garantir l’absence d’impact. C’est par exemple l’objectif du projet Profusion, porté par Areva, et qui vise à traiter les aciers de l’ancienne usine d’enrichissement Eurodif ; - ment « de type conventionnel ». Sans être une alternative au stockage TFA, ceci permettrait un stockage, à coût moindre, et dans des conditions de sûreté adaptées, des déchets ne pré- sentant quasiment aucune trace de radioactivité ; presses permettant de réduire les volumes. Toutefois des presses plus puissantes ou même la fonte de mé- taux pour créer des lingots, réduiraient encore les volumes à stocker. Les enjeux radiologiques Les quantités totales de radioactivité autorisée au Cires sont moindres que celles autorisées au Centre CSA. En pratique, des limites totales sont fixées pour les radionucléides à période longue (> 30 ans). Par exemple, cette limite est de 1,2.1012 Bq pour le plutonium 239 ou encore de 6,4.1010 Bq pour le chlore 36. Pour les radionucléides à période courte, c’est leur concentration qui est limitée (par exemple, en moyenne 10 Bq/g pour le cobalt 60). Pour le tritium (3H), mobile dans l’environnement, une activité totale maximale de 15 TBq est fixée, liée à l’objectif de ne pas marquer radiologi- quement l’environnement. A ce jour, ces limites ne contraignent pas l’exploitation ou le démantèlement des installations nucléaires. Toutefois, les modes de déclaration des produc- teurs surestiment fortement les niveaux d’activité réels stockés. Ces modes d’évaluation, majorants, sont dus à une accumulation de marges de sûreté, mais aussi à la difficulté de mesurer l’activité radiologique à ces niveaux extrême- ment faibles. Les enjeux physico chimiques Au-delà de la radioactivité, extrê- mement faible, dans les déchets, la maîtrise des compositions physico- chimiques est à surveiller. Cet impact, non radiologique, est potentiellement l’impact principal à long terme sur l’en- vironnement. Par conséquent, les impacts dus à la composition chimique des déchets sont évalués. Par exemple, il faut ga- rantir que les métaux lourds ne vien- dront pas polluer l’environnement du site. C’est l’objet de tests de lixiviation1 qui peuvent être faits avant la mise en stockage. La dégradation, au fil des années, des déchets doit également être estimée. Ainsi, certains métaux seront rapide- ment corrodés, produisant de l’hydro- gène. Il faut s’assurer que cet hydrogène sera bien évacué par les ouvrages de stockage. De même il faut limiter les quantités de matières organiques, dont la dégra- dation peut produire des molécules favorisant la mobilité des éléments ra- dioactifs. Ces paramètres font ainsi l’objet d’un suivi environnemental précis. Les activités pour les produc- teurs non électronucléaires Au-delà du stockage des déchets TFA, le Cires prend en charge les déchets des producteurs non électronucléaires 1 En science des sols, la lixiviation désigne toutes les techniques d'extraction de pro- duits solubles par un solvant dans un substrat contenant des produits toxiques. L'AUTEUR Frédéric Legée est adjoint au direc- teur Industriel de l’Andra. Il est en particulier en charge des études et évaluations de nouveaux procédés de traitement. Il a également travail- lé au CEA, dans les installations nu- cléaires en démantèlement, et pour la gestion des déchets radioactifs. REE N°3/2016 61 Les centres de stockage en exploitation en France (hôpitaux, laboratoires, universités…). Ces producteurs, qui très souvent ne sont pas spécialistes de la radioacti- vité, ont besoin d’un accompagnement spécifique pour la gestion de leurs dé- chets radioactifs. La majeure partie de ces déchets, issus de diverses activités utilisant les propriétés de la radioacti- vité ou ayant concentré de la radioacti- vité naturelle, sont de très faible activité ou de faible ou moyenne activité à vie courte pour lesquels des filières de stoc- kage existent. Une petite quantité de ces déchets est de faible ou moyenne activité à vie longue et ne dispose pas encore de solutions de stockage. Une fois collectés, au fur et à mesure des besoins, ces déchets doivent être regroupés dans une installation spé- cifique avant d’être orientés vers des filières permettant soit leur traitement, soit leur conditionnement, soit leur stoc- kage sur des centres de stockage dédiés lorsqu’ils existent (au CSA ou au Cires) ou soit leur entreposage si aucune filière de gestion n’existe. Jusqu’en 2012, le regroupement et l’entreposage de ces déchets étaient sous-traités à des entreprises ex- ternes notamment au CEA (Saclay et Cadarache) et Areva (Socatri). En 2012, afin d’accroître son indépendance et de pallier la fermeture programmée d’ins- tallations qu’elle utilisait sans en être propriétaire, l’Andra a construit deux nouveaux bâtiments sur le Cires, l’un pour l’entreposage, l’autre pour le re- groupement de ces déchets. A partir de mi-2016 entrera en service un nouveau bâtiment permettant de trier et de trai- ter certains de ces déchets. Cette activité était jusqu’alors réa- lisée par la société Socatri, qui a fait savoir son intention d’arrêter. Afin de permettre la complémentarité avec les activités de regroupement/entreposage déjà existantes dans l’Aube et de mutua- liser les équipes et les moyens, l’Andra a décidé de prendre en charge les opéra- tions de tri et de traitement directement au Cires. Avec la mise en service de la nouvelle installation de tri et de traite- ment, l’Andra centralisera, sur le Cires, les principales opérations relatives à la prise en charge des déchets non élec- tronucléaires. Le suivi environnemental du Cires Plus de 1 500 analyses radiologiques sont effectuées, chaque année. Les ni- veaux d’activité des eaux des ruisseaux en amont comme en aval du Cires, ainsi que dans la nappe et les sédiments sont tous inférieurs ou proches des seuils de décision en tritium, alpha glo- bal et bêta global. Ils montrent l’absence d’influence significative du Cires sur les eaux des ruisseaux. Conclusion La France dispose de deux centres de stockage opérationnels, qui per- mettent de gérer 90 % des déchets radioactifs produits. Ces deux filières permettront également de gérer les démantèlements à venir (réacteurs de première, puis deuxième génération, anciens laboratoires et usines du cycle du combustible). C’est le seul pays au monde disposant, de façon centralisée, de solutions durables pour les déchets technologiques. Néanmoins il est indispensable de poursuivre les optimisations engagées, notamment en termes de réduction de volumes à stocker, mais aussi de qualité et durabilité du confinement des colis. Ainsi l’innovation stimulée par les appels à projet de R&D Andra, en col- laboration avec l’Agence nationale de recherche, en 2014 et 2015 donnera un nouvel élan en ce sens. C’est au total 45 millions d’euros, via les Investissements d’avenir, qui permettront de lancer de nouveaux procédés, dans les domaines du recyclage, de la métrologie, ou en- core de valider de nouvelles matrices de stabilisation des déchets. 62 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER Introduction Les déchets les plus radioactifs et à vie longue produits par l’industrie élec- tronucléaire française ne bénéficient pas encore de solution de gestion à très long terme. Certains de ces déchets resteront dangereux pendant plus de 100 000 ans, ils ne peuvent donc pas être stockés en surface ou à faible pro- fondeur car on ne peut garantir que l’on saura maintenir des installations adap- tées sur de telles échelles de temps. C’est pourquoi le Parlement a retenu en 2006 la mise en œuvre d’un stockage profond comme seule solution capable d’assurer la sûreté à long terme du stoc- kage des déchets radioactifs tout en limitant les charges pesant sur les géné- rations futures. En charge de la gestion des déchets radioactifs en France, c’est l’Andra qui conçoit le projet de stockage réversible profond nommé Cigéo. Le projet Cigéo est entré dans sa der- nière phase de conception en vue de déposer une demande d’autorisation de création en 2018 et, sous réserve de cette autorisation, de démarrer les tra- vaux à l’horizon 2021. Il aura fallu plus de 20 ans de re- cherche et le franchissement de plu- sieurs étapes pour en arriver là : les premières campagnes de reconnais- sances géologiques débutées en 1994 conduisent au choix du site de Meuse/ Haute-Marne en 1998 afin d’y implan- ter un laboratoire souterrain. Quelques années plus tard, dans son « Dossier 2005 », l’Andra conclut à la faisabilité et à la sûreté du stockage profond, au sein d'une couche d'argile, dans un périmètre de 250 km² autour du Laboratoire sou- terrain. Ce qui débouche après un débat public en 2005/2006 sur les options générales en matière de gestion des déchets radioactifs de haute activité et de moyenne activité à vie longue. Après la loi de 2006, l’Andra poursuit ses re- cherches et propose en 2009-2010 une zone plus précise pour l’implantation du stockage. Les études industrielles sont lancées en 2011 et sur la base des études d’esquisse du projet, un débat public sur Cigéo est organisé en 2013. Les suites, qui sont rendues en 2014, conduisent à faire évoluer le projet, no- tamment en ce qui concerne son calen- drier en intégrant une phase industrielle pilote et en mettant en place un plan directeur pour l’exploitation de Cigéo comme support à la gouvernance. Le choix du stockage profond et les enjeux du projet Cigéo Le projet Cigéo s’inscrit sur des échelles de temps peu communes : une exploitation séculaire du stockage souterrain, un fonctionnement sûr et passif, sans intervention humaine sur une période multimillénaire. Dans cette optique, les enjeux éthiques et socié- taux sont donc au cœur du projet. Le stockage souterrain, un choix retenu en France et à l’international 90 % du volume total des déchets radioactifs produits chaque année en France sont aujourd’hui stockés en sur- face dans les centres de stockage de l’Andra. En revanche, les déchets de haute activité (HA) et de moyenne acti- vité à vie longue (MA-VL) ne peuvent pas être stockés en surface ou à faible profondeur compte-tenu des risques qu’ils présentent sur le long terme pen- dant plusieurs dizaines ou centaines de milliers d’années car on ne peut garantir que l’on saura maintenir des protections adaptées sur de telles échelles de temps. Le milieu argileux retenu à la limite de la Meuse et de la Haute-Marne, à une profondeur d’environ 500 mètres, a été choisi pour préserver le stockage souter- rain des phénomènes géodynamiques externes. L’argile du Callovo-Oxfordien qui constitue un environnement stable depuis environ 160 millions d’années présente des propriétés qui permettent Le projet Cigéo Centre industriel de stockage de déchets radioactifs en formation géologique profonde Par Jean-Marie Krieguer Adjoint au directeur du projet Cigéo Currently at the design stage, Cigeo is a project for a disposal facility at a depth of 500 m below ground in the Meuse and Haute-Marne departments, to receive high-level and intermediate-level, long-lived radioactive waste. Enshrined in the act of 2006, following 20 years of research, the deep-geological repository will protect human beings and the environment against the most highly radioactive waste, without placing this burden on future generations. Cigeo will be expanded in an incremental and gradual manner over a period of more than a century, enabling the incorpora- tion of scientific and technical advances, with the aim of continuously improving the measures taken from the point of view of safety and of technical and economic optimization. ABSTRACT REE N°3/2016 63 Le projet Cigéo de confiner la radioactivité et donc d’as- surer la sûreté du stockage sur les pro- chaines centaines de milliers d’années, sans nécessiter d’action humaine. Une nécessité éthique La grande dangerosité des déchets HA et MA-VL et leur durée de vie très longue confèrent aux générations qui bénéficient des avantages liés à l’in- dustrie nucléaire une responsabilité éthique : trouver et mettre en œuvre des solutions de gestion à court, moyen et long terme qui permettent d’assurer, aujourd’hui et demain, la protection des hommes et de l’environnement du dan- ger que présentent ces déchets. La sûreté du centre de stockage Le projet Cigéo répond tout d’abord à l’objectif fondamental de protection de la santé des personnes et de l’environ- nement sur une période multimillénaire pendant laquelle la dangerosité des dé- chets va décroître significativement. Le stockage ne doit pas nécessiter d’action humaine une fois fermé (c’est le prin- cipe de « sûreté passive »), même si le stockage sera surveillé plusieurs années après sa fermeture. Pendant l’exploita- tion, le stockage répond à des fonctions de sûreté d’installations nucléaires qui s’inscrivent sur une durée séculaire : confiner les substances radioactives afin d’assurer la sécurité des travailleurs, de la population et la protection de l’envi- ronnement. Ces principes de sûreté reposent sur un système multi-barrières assurant trois fonctions essentielles : confiner les radionucléides contenus dans les dé- chets ; isoler ces déchets de l’homme et de la biosphère ; limiter les transferts de radionucléides vers la biosphère. Le financement du projet Dans une logique de responsabilité, le financement des études, de la construc- tion, de l’exploitation et de la fermeture de Cigéo est assuré dès aujourd’hui par les générations actuelles pour ne pas le reporter sur les générations futures. Cela se traduit par des provisions, régulière- ment actualisées, dans les comptes des trois producteurs des déchets concer- nés : EDF, le CEA et Areva. Il revient à l’Etat d’arrêter le coût de Cigéo, en s’appuyant sur les données techniques fournies par l’Andra, ainsi que sur les observations des producteurs et l’avis de l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN). En janvier dernier, la ministre en charge de l’écologie, du développement durable et de l’énergie a rendu un arrêté fixant un coût de 25 milliards d’euros. Couvrant l’ensemble des coûts du projet sur plus de 100 ans, et non seulement les investissements de départ, ce coût contient nécessairement des incerti- tudes (prix des matières premières, coût de la fiscalité…). C’est pourquoi, le chif- frage du projet devra être régulièrement actualisé. Le développement progressif de l’installation souterraine Le déploiement progressif et incré- mental du projet se traduit par une logique de construction par tranches, correspondant à des périodes d’exploi- tation réduites (de l'ordre du décennal). Chaque tranche ne contraint pas signifi- cativement les suivantes. Cela permet d’intégrer des améliorations aux futures tranches. Elle permet ainsi de prendre en compte les progrès scientifiques et tech- niques et le retour d’expérience, dans une optique d’amélioration continue des dispositions prises pour la sûreté et d’op- timisation technico-économique. La réversibilité du projet, enjeu de gouvernance Le projet Cigéo est conçu de manière à être réversible afin de ne pas enfermer les générations futures dans les choix qui sont faits à la conception. La réversi- bilité du stockage est donc la capacité à offrir à la génération suivante des choix sur la gestion à long terme des déchets radioactifs, y compris le choix de reve- nir sur certaines décisions prises par la génération antérieure. Les générations actuelles favorisent et financent ainsi des possibilités et des facilités d’action sur le processus de stockage. Toutefois, si les générations futures décidaient d’exercer ces options, par exemple pour modifier le stockage pour la réception de nouveaux déchets ou pour en retirer des colis, elles auraient à supporter la charge de leurs décisions. La mise en pratique du principe de réversibilité s’appuie sur des outils tech- niques de conduite du projet et sur des outils de gouvernance. Par exemple, le développement incrémental de Cigéo laisse la possibilité d’intégrer des amé- liorations, la flexibilité de l’exploita- tion offre la possibilité aux générations futures de décaler ou d’accélérer les flux de colis reçus sur Cigéo, l’adapta- bilité des installations de Cigéo per- met des modifications du projet suite à des évolutions de ses hypothèses de dimensionnement initiales, ou encore, la récupérabilité offre aux générations futures la possibilité de retirer des colis du stockage pour changer leur mode de conditionnement ou leur mode de gestion. D’autres outils, contribuent à la gouvernance du projet : l’amélio- ration continue des connaissances, la transparence et la transmission des informations et des connais- sances, la participation de la société, l’évaluation et la supervision par le Parlement, et enfin le contrôle par l’Autorité de sûreté nucléaire. L’insertion de Cigéo dans son territoire L’Andra prépare d’ores et déjà l’arri- vée et l’implantation de Cigéo : l’amé- nagement des infrastructures (transport, eau, électricité, réseau numérique…), les emplois, l’accueil de nouvelles 64 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER populations, le développement éco- nomique et l’attractivité sont autant de sujets qu’elle anticipe avec les acteurs du territoire. En 2015, un service dédié à l’insertion territoriale du projet Cigéo a été créé au centre de l’Andra de Meuse/ Haute-Marne pour accompagner cette activité. Un contrat de développement du territoire qui fera suite au schéma inter- départemental de développement du territoire présenté au débat public de 2013 sera élaboré, sous le pilotage du préfet coordinateur. Il aura vocation à définir, en cohérence avec les politiques de développement des acteurs du terri- toire (que ce soit au niveau des dépar- tements, des intercommunalités, ou des communes), les grandes orientations d’aménagement, notamment, en vue d’accueillir Cigéo. L’Andra contribue à ce travail en four- nissant au territoire les données d’en- trée du projet à chacune de ses phases (aménagements préalables, construc- tion initiale, exploitation, fermeture défi- nitive/surveillance) pour préparer son accueil. Elle organise également des concertations avec les parties prenantes locales sur les sujets pour lesquels elle joue un rôle de pilotage : préparation des entreprises locales, adaptation de l’offre de formation, insertion environ- nementale de Cigéo, etc. Dans le cadre de cette approche collective, l’Andra souhaite étudier une demande de label du type « Grand chantier » comme cela a été fait notam- ment pour la construction de l’EPR de Flamanville (Manche). Les déchets HA et MA-VL Les déchets de haute activité (HA) et de moyenne activité à vie longue (MA-VL) proviennent principalement du secteur de l’industrie électronucléaire et des activités de recherche associées, ainsi que, dans une moindre part, des activités liées à la Défense nationale. Il s’agit des déchets les plus radioactifs et à durée de vie longue, qui sont pris en compte dans la conception de Cigéo. Les déchets HA présentent un niveau de radioactivité de plusieurs milliards à plusieurs dizaines de milliards de bec- querels par gramme et dégagent de la chaleur. Certains radionucléides qu’ils contiennent ont des périodes très lon- gues. On distingue les déchets « HA0 », modérément thermiques, des déchets dont la puissance thermique est plus importante, appelés « HA1 » et « HA2 » (figure 1). Ce sont essentiellement des déchets vitrifiés issus du traitement des combus- tibles usés. Les déchets MA-VL sont essentiel- lement constitués des éléments de structure des combustibles usés et des déchets liés au fonctionnement, à la maintenance et au démantèlement des installations nucléaires (figure 2). Cigéo est dimensionné pour accueil- lir de l’ordre de 10 000 m3 de déchets HA et 75 000 m3 de déchets MA-VL. Cet inventaire correspond à la produc- tion de déchets associés au parc nu- cléaire actuel, avec l’hypothèse d’une durée de vie de 50 ans des centrales nucléaires. Aujourd’hui, environ 60 % des dé- chets de moyenne activité à vie longue et 30 % des déchets de haute activité sont déjà produits. Dans l’attente de la mise en service de Cigéo, les colis de déchets HA et MA-VL déjà produits sont provisoirement entreposés. Si Cigéo est autorisé, ils seront transférés vers le centre de stockage au fur et à mesure de son exploitation. Certains déchets, notamment les déchets HA qui dégagent encore beaucoup de chaleur, devront tout de même rester entrepo- sés plusieurs dizaines d’années dans ces entrepôts pour permettre leur refroi- dissement avant de pouvoir être stockés définitivement. Le projet Cigéo : présentation et description Les différentes phases du projet Le projet Cigéo se développe selon les phases temporelles successives sui- vantes (figure 3) : La conception initiale (études d'esquisse, d'avant-projet sommaire puis détaillé et de projet) : phase Figure 1 : Illustration d’un colis de déchets vitrifiés HA. Figure 2 : Illustration d’un colis de déchets MA-VL REE N°3/2016 65 Le projet Cigéo pendant laquelle les ouvrages, bâti- ments et procédés de l’installation sont définis techniquement. C’est la phase actuelle du projet. Elle inclut le dépôt de la demande d’autorisation de création (DAC), visée en 2018. Pendant la phase de conception ini- tiale, des premiers travaux sur le site, notamment des diagnostics (archéol- ogie préventive, reconnaissance géo- technique, reconnaissance géologique et hydrogéologique, préparation aux travaux, installations supports hors site) peuvent être menés ; Puis, sous réserve de son autorisa- tion par décret : La construction initiale : phase pendant laquelle une première partie, ou première « tranche », de l’installa- tion est réalisée (elle pourrait débuter à l’horizon 2021). Elle porte principale- ment sur la construction des bâtiments de surface liés à l’exploitation de l’instal- lation nucléaire de surface, les liaisons surface-fond, ainsi que les ouvrages souterrains permettant de recevoir de premiers colis de déchets. Pendant la construction initiale (en fonction du planning des travaux), des études d’exécution des composants et des équipements sont menées jusqu’à leur réalisation effective (figure 4) ; La phase industrielle pilote : elle débute pendant la construction initiale et se poursuit au début de l’exploitation. Elle comporte des opérations de qualifi- cation en « inactif », notamment des es- sais sur les équipements installés, ainsi que des opérations en « actif », c’est-à- dire en présence de colis de déchets, après autorisation ; L’exploitation : phase d’une cen- taine d’années au cours de laquelle ont lieu simultanément des opérations de réception et de mise en stockage de co- lis de manière disjointe et des travaux d’extension de l’installation souterraine, par tranches successives. L’exploitation Figure 4: Schéma de l’enchaînement des travaux de construction et d’exploitation des tranches successives. Figure 3 : Schéma des principales phases temporelles de Cigéo. 66 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER démarre après l’autorisation de mise en service délivrée par l’ASN (la réception de premiers colis de déchets radioactifs utilisés pour des essais actifs pourrait in- tervenir à l’horizon 2030). L’exploitation comporte également, sous réserve d’autorisation, des travaux de ferme- ture partielle par obturation d’alvéoles et de zones de stockage. De plus, des travaux de construction, d’adaptation et de jouvence des bâtiments en surface sont engagés. Pendant l’exploitation de Cigéo, les études sont poursuivies pour améliorer sa conception, notamment pour l’optimisation des tranches succes- sives ; La fermeture définitive puis la phase de surveillance : A l’horizon 2150, sous réserve d’autorisation par une loi autorisant la fermeture définitive de Cigéo et la déconstruction des instal- lations de surface, le projet entrera dans une phase de surveillance. Les ouvrages souterrains auront tous été comblés par des remblais à base d’argile. Des scel- lements constitués d’argile gonflante (bentonite) et de massifs d'appui com- plètent le dispositif qui participe à la sûreté après fermeture du stockage. Les installations de Cigéo Les installations de Cigéo consti- tuent une seule et même Installation nucléaire de base (INB), qui comprend (figure 5) : en deux ensembles distincts : - la zone dite « descenderies » dédiée à la réception des colis primaires HA et MA-VL, à leur contrôle et à la pré- paration des conteneurs de stockage, d’une surface d’environ 280 ha ; - la zone dite « puits » dédiée aux acti- vités de support aux travaux souter- rains et qui accueillera également les verses (déblais issus du creusement), d’une surface d’environ 270 ha ; de liaisons surface/fond (descenderies et puits), des quartiers de stockage des colis et des zones de soutien logistique (ZSL) (figure 9). Les installations nucléaires de la zone descenderie (figure 7) regroupent l’ensemble des bâtiments de surface consacrés à l’accueil et au décharge- ment des emballages de colis primaires de déchets radioactifs, au condition- nement des colis primaires dans les conteneurs de stockage, aux contrôles associés et à la mise sous hotte avant transfert dans l’installation souterraine ; elles comportent également les moyens de soutien à l’exploitation de l’installa- tion (ateliers de maintenance, magasins, parcs de matériel, vestiaires…). La livraison des colis de déchets sur le centre de stockage est prévue dans des emballages de transport. Le centre comporte des installations d’accueil et de contrôle à réception des moyens de transport de ces emballages. Après déchargement des embal- lages dans des halls de réception, les colis primaires sont extraits des embal- lages de transport dans un bâtiment de déchargement. Les colis de déchets sont ensuite transférés dans le bâti- ment de conditionnement pour prépa- ration du colis de déchets au stockage ou mise en conteneur de stockage. Le Figure 5 : Schéma illustratif de l’installation Cigéo comprenant les installations de surface et souterraine. REE N°3/2016 67 Le projet Cigéo conditionnement en conteneur s’effec- tue en deux étapes : l’introduction des colis primaires dans le conteneur de stockage puis la fermeture par mise en place d’un couvercle pour constituer un colis de stockage. Une fois constitué, le colis de stoc- kage est placé dans une « hotte » et dirigé vers une descenderie pour être descendu dans l’installation souterraine en vue de son stockage. La tête de des- cenderie constitue un ouvrage central spécifique qui sera utilisé pendant toute l’exploitation de Cigéo. Les bâtiments qui abritent ces opéra- tions sont des ouvrages en béton armé de type monobloc semi-enterré. Des contrôles sont réalisés tout au long des opérations. Le développement progressif de Cigéo conduit à un déploiement en deux phases des ouvrages de déchargement, de conditionnement et de contrôles de la zone descenderie : Une première installation nucléaire (EP1 sur la figure 6) dédiée aux colis MA-VL et aux premiers colis HA0 récep- tionnés, exploitée sur le centre de 2029 à 2100 ; Une seconde installation nucléaire (EP2 sur la figure 6), dédiée aux colis HA1/HA2 et construite dans un second temps, exploitée de 2079 à 2145. Les installations de surface de la zone puits (figure 7) comprennent essentiellement les moyens et bâti- ments liés, d’une part à l’exploitation nucléaire souterraine, d’autre part aux travaux de construction et d’extension des ouvrages souterrains. Outre les ouvrages abritant la machinerie néces- saire aux moyens de manutention et de transfert par un puits dédié, cette zone contient les ouvrages dédiés à l’accueil et au transfert du personnel d’exploitation vers le fond, ainsi que des unités de ventilation dédiées res- pectivement à l’apport et à l’extraction d’air. Au nord, une zone est réservée au stockage des verses (déblais issus du creusement). L’installation souterraine L’installation souterraine est cons- truite progressivement tout au long de l’exploitation du stockage sur une durée séculaire. Après une première phase de construction et d’exploitation (d’une durée d’environ 15 ans), plu- sieurs phases de réalisations se succè- deront. La conception prend en compte la progressivité du développement et se concentre tout d’abord sur la première tranche tout en vérifiant la compatibilité avec les développements des tranches ultérieures, qui seront affinées progres- sivement. L’architecture de l’installation souterraine L’installation souterraine est compo- sée de trois grands blocs fonctionnels (figure 8) : - vaux (ZSL-T) située à l’aplomb des puits travaux ; - ploitation (ZSL-E) située à l’aplomb des puits d’exploitation ; sont situés les quartiers de stockage Figure 6 : Schéma des périmètres géographiques des emplacements des bâtiments de la zone descenderie. Figure 7 : Schéma des périmètres géographiques de la zone puits de Cigéo. 68 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER des déchets MA-VL et les quartiers de stockage des déchets HA0 et HA1/ HA2. La première phase de construction et d’exploitation correspond à la réalisa- tion des descenderies et des puits, de la zone de soutien logistique et des pre- mières alvéoles de stockage de la zone MA-VL et de la zone HA0. L’architecture souterraine est organi- sée de manière à assurer la séparation (à la fois physique et en termes de flux) des activités d’exploitation nucléaire et des autres activités, notamment des travaux d’extension des zones de stoc- kage (figure 9). Elle répond également aux exigences de sûreté après ferme- ture en séparant les déchets MA-VL, HA0 et HA1/HA2 dans des quartiers distincts. L’installation souterraine est im- plantée dans la couche d’argilites du Callovo-Oxfordien. Elle est organisée pour respecter une épaisseur d’argilites saines située, verticalement et horizon- talement, de part et d’autre des alvéoles de stockage, sur laquelle reposeront les performances de confinement et de sûreté à long terme. Les descenderies Les descenderies sont deux tunnels inclinés, construits au tunnelier depuis la surface jusqu’aux installations sou- terraines. Elles sont reliées en tête au bâtiment dit « tête de descenderie » et en pied à la zone de soutien logistique « exploitation » : - miner les colis de stockage vers l’ins- tallation souterraine via un système de transfert incliné (un funiculaire) qui permet de descendre et, le cas échéant, de remonter des colis de stockage ; maintenance et aux opérations d’éva- cuation et de secours et, à compter de l’autorisation de fermer le stoc- kage, à l’acheminement de matériaux pour la réalisation des ouvrages de fermeture. Figure 8 : Installation souterraine de Cigéo à terminaison (conception au stade de l’avant-projet sommaire). Figure 9 : Illustration des différentes zones et liaisons surface-fond. REE N°3/2016 69 Le projet Cigéo Les puits Cinq puits sont prévus pour permettre de relier les installations de surface de la zone puits à l’installation souterraine (figure 10). L’architecture du quartier MA-VL Le quartier MA-VL est organisé autour d’une ossature composée de galeries de liaison et de galeries de retour d’air. C’est à partir de cette ossature que les alvéoles MA-VL seront progressivement construites : galerie d’accès, cellule de manutention et conduit d’air. Elle sera achevée, au moins partiellement, avant la construction et l’exploitation des pre- mières alvéoles du quartier. Le quartier MA-VL se déploie en “chassant”, c’est-à-dire que les alvéoles sont construites puis exploitées en s’éloignant progressivement de la zone de soutien logistique « exploitation » (figure 11). Compte tenu du développement progressif de l’installation souterraine, la zone MA-VL se déploie sur une durée d’environ 60 ans. La représentation en plan du quartier à terminaison est donc susceptible d’évoluer, avec d’éventuelles évolutions et optimisations. Les alvéoles MA-VL La zone de stockage des colis MA- VL se décompose en trois parties (figure 12) : - accostée ; Figure 10 : Les puits dans les zones de soutien logistique. Figure 11 : Zone MA-VL à terminaison (vue APS). 70 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER - lis sont déchargés de la hotte et mis en position pour leur prise en charge par le pont stockeur (ou chariot stoc- keur) ; L’architecture HA Les quartiers des déchets HA1/2 les plus exothermiques seront regroupés dans une même zone, au Nord. La zone HA0 moyennement exothermique est composée d’un quartier de stockage plus au Sud (figure 13). Les quartiers comprennent des galeries d’accès et des alvéoles de stockage de colis de déchets HA. Les quartiers sont composés de modules dont le dimensionnement (charge thermique et espacement des al- véoles HA de stockage) est adapté à chaque famille de colis HA. Pour assurer la sûreté passive du stockage après fermeture à l’échelle du quartier, un dimensionnement thermo-hydro- mécanique est réalisé en prenant en compte la décroissance thermique induite par les différents types de dé- chets HA, fonction de la durée d’entre- posage préalable et de la diffusion de la chaleur dans les argilites. Les alvéoles HA La conception de l’alvéole actuelle retient un chemisage métallique avec un colis primaire dans un conteneur de stoc- Figure 12 : Alvéole de stockage MA-VL. Figure 13 : Quartiers HA moyennement exothermiques et exothermiques. REE N°3/2016 71 Le projet Cigéo kage métallique. Les alvéoles reçoivent des colis de stockage et (éventuellement des intercalaires pour limiter la puis- sance thermique au sein de l’alvéole). Le chemisage a une épaisseur d’envi- ron 25 mm et un diamètre de l’ordre de 700 mm. L’alvéole est composée d’une tête d’alvéole et d’une partie utile au stockage. La tête d’alvéole est consti- tuée pendant l’exploitation d’une bride et d’un bouchon de radioprotection, dans l’attente de la fermeture définitive de l’alvéole. L’espace annulaire entre le chemisage et l’argilite est rempli par un matériau imposant des conditions d’envi- ronnement limitant la corrosion (coulis à base de ciment) (figure 14). Les prochaines étapes Le projet Cigéo est actuellement dans une phase de conception appe- lée études d’avant-projet détaillé (APD). L’APD fait suite à l’avant-projet sommaire (APS) qui s’est terminé en début d’an- née 2016 et a débouché sur la remise à l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN) de dossiers techniques. Aujourd’hui l’objectif de l’APD est de détailler encore davantage le projet (les installations, les équipements, les matériaux, les tech- niques…) pour aboutir au dépôt d’une demande d’autorisation de création en 2018 et permettre la préparation des marchés de réalisation. Après instruction de la demande d’autorisation, si Cigéo est autorisé, les travaux de construction pourraient commencer à l’horizon 2021. Figure 14 : Coupe d’un alvéole HA1/HA2 : ici en fin de chargement (au stade final de l'avant-projet sommaire). L'AUTEUR Jean-Marie Krieguer est adjoint au directeur du projet Cigéo. Après un début de carrière comme exploi- tant dans des mines d’uranium, il a rejoint l’Andra dans le cadre des études du stockage géologique, en participant notamment à la concep- tion et à la mise en œuvre de pro- grammes d’acquisition de données scientifiques et techniques dans le Laboratoire souterrain de l’Andra en Meuse / Haute-Marne. 72 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER Introduction Depuis plus de 20 ans, les activités de R&D pilotées par l’Andra accom- pagnent les grands objectifs de l’Agence et les principales étapes de développe- ment des projets de stockage ou des centres de stockage en exploitation. Elles apportent les connaissances scien- tifiques et technologiques nécessaires pour répondre aux besoins de concep- tion, d’exploitation, d’observation-sur- veillance et d’évaluation de sûreté. En outre, en accompagnement du déve- loppement progressif des stockages (sur plusieurs dizaines d’années), la R&D contribue à leur amélioration continue, en particulier dans une logique d’optimi- sation technico-économique, la sûreté restant toujours l’objectif fondamental. Dans ce cadre, même si le besoin de maîtrise des stockages renvoie souvent à une approche de conception robuste et éprouvée, l’innovation et la recherche prospective en général en sont des élé- ments structurants forts. Cet effort d’innovation continue se déploie sur un large spectre de do- maines scientifiques (sciences de la terre, sciences des matériaux, sciences de l’environnement, mathématiques appliquées, informatique, monitoring, sciences humaines et sociales…) et de disciplines scientifiques et tech- nologiques (mécanique, hydraulique, thermique, chimie…). Il s’étend de la caractérisation des déchets aux tech- niques et outils d’observation/surveil- lance en passant par les nouveaux matériaux, les méthodes de creuse- ment des ouvrages et la simulation numérique, en s’appuyant sur les outils de RD&D développés par l’Andra plus particulièrement pour le projet Cigéo de stockage des déchets radioactifs de haute activité (HA) et moyenne activité à vie longue (MA-VL) en formation argi- leuse. Des outils pour conduire la recherche et l’innovation Pour mener ces recherches, l’Agence s’appuie sur les outils de R&D dont elle dispose en propre : le Laboratoire souterrain implanté en Meuse/Haute- Marne, l’Observatoire pérenne de l’en- vironnement (OPE), des modèles et codes de simulation numérique. Le Laboratoire souterrain de Meuse/Haute-Marne Pour concevoir Cigéo, le projet de stockage des déchets radioactifs HA et MA-VL, l’Andra étudie à Bure, à la limite des départements de la Meuse et de la Haute-Marne, une couche d’argile de plus de 130 mètres d’épaisseur située à 500 mètres de profondeur. Cette roche argileuse, dite du Callovo-Oxfordien, s’est déposée il y a environ 160 millions d’an- nées dans des conditions qui lui donnent des propriétés très favorables au confine- ment à long terme des radionucléides. Creusé au cœur de cette formation argileuse, le Laboratoire souterrain per- met notamment de caractériser in situ les propriétés thermo-hydromécaniques et chimiques de l’argile, de déterminer les interactions entre le milieu géologique et les matériaux qui seront introduits lors du stockage, de mettre au point les mé- thodes de construction des ouvrages et de tester des méthodes d’observation et de surveillance innovantes. Depuis sa création en 2002, plus de 40 expérimentations ont été mises en place dans les galeries souterraines, avec près de 3 000 points de mesures et plus de 40 000 échantillons de roches prélevés. Les expérimentations ont été déve- loppées suivants quatre axes principaux : roche argileuse d’accueil, en particulier ses propriétés de confinement de la radioactivité ; matériaux du stockage (aciers, bé- tons…) en interaction avec la roche argileuse d’accueil ; - co-chimiques de comportement de la roche argileuse face aux sollicitations De la R&D à l’innovation à l’Andra Par Frédéric Plas Directeur de la recherche et développement (Andra) en collaboration avec Jean Michel Bosgiraud, Stéphane Buschaert, Nathalie Texier-Mandoki, Christine Trentesaux-Hamamdjian, Guillaume Pepin, Stephan Schumacher For more than 20 years, to support progressive development and optimization of both radwaste disposal projects and existing radwaste centers, Andra has deployed intensive research and development programs, in collabora- tion with research partners and radwaste owners, using its own tools: the underground research laboratory, the permanent environmental observatory in Meuse/Haute-Marne departments and digital codes. Five major scientific and technological fields of innovation can be highlighted in Andra’s R&D programs: characterization, treatment and conditioning of radwaste, operating underground techniques, monitoring and data management for disposal survey, materials for engineered compo- nents and numerical simulation. ABSTRACT REE N°3/2016 73 De la R&D à l’innovation à l’Andra du stockage (creusement des ouvrages, dégagement de chaleur de certains dé- chets, matériaux du stockage…) ; - vrages souterrains du stockage. L’Observatoire pérenne de l’environnement (OPE) L’OPE, mis en place en 2007 par l’Andra, a pour premier objectif de dis- poser d’un système d’observation envi- ronnementale et de suivi à long terme de l’évolution de l’ensemble des milieux de l’environnement (eau, air, sols, flore, faune, activités humaines). Il s’étend sur une zone de 900 km2 située pour deux tiers dans le département de la Meuse et pour un tiers dans celui de la Haute- Marne, autour du futur site d’implanta- tion de Cigéo (figure 1). Au sein de cette zone, des études plus détaillées sont menées sur un secteur de référence d’environ 240 km2 . L’OPE est un outil exceptionnel et innovant par son étendue, sa durée d’ordre séculaire en lien avec l’exploi- tation de Cigéo, et par la multipli- cité des domaines environnementaux considérés. L’OPE a été labélisé SOERE (Système d’observation et d’expé- rimentation au long terme pour la recherche en environnement) par l’Alliance nationale de recherche pour l’environnement (Allenvi) en 2010, pour cinq ans. Cette labélisation a été renouvelée en 2015. Le système d’étude mis en place pour l’OPE par l’Andra avec ses parte- naires de R&D repose sur plusieurs centaines de points d’observation com- plétés par des données et des images satellites et aériennes, des parcelles d’expérimentation et des stations instru- mentées de suivi en continu. Afin d’assurer la traçabilité et la pé- rennité des données, l’OPE comprend également depuis 2013 une écothèque, située à côté du site de Bure, qui per- met de conserver les échantillons pré- levés (figure 2). Celle-ci s’inscrit dans la Figure 1 : Extension géographique de de l’Observatoire pérenne de l’environnement mis en place sur le territoire autour du projet Cigéo. Figure 2 : Photographie de l’écothèque de l’Observatoire pérenne de l’environnement mis en place sur le territoire autour du projet Cigéo. 74 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER lignée des écothèques les plus dévelop- pées au monde et est intégrée dans le réseau international des écothèques. Les modèles et codes de simulation numérique La simulation numérique permet de prendre en compte les interactions complexes entre constituants et le déve- loppement de phénomènes sur de très longues échelles de temps. Au regard des besoins, les simulations couvrent des domaines d’espace et de temps variables, d’une alvéole plurimétrique au milieu géologique plurikilométrique, de l’année jusqu’au million d’années, et des couplages divers, de manière expli- cite ou implicite, au travers de lois de variation des paramètres. De ce fait, il s’agit d’un outil privilégié qui répond aux multiples besoins des projets de stoc- kage ou des centres de stockage en exploitation. Bien que l’essentiel des outils de simulation dont dispose l’Andra depuis plusieurs années ait une maturité de dé- veloppement et d’utilisation permettant de traiter des problèmes complexes avec des niveaux élevés de représentation, en des temps de calcul raisonnables, un effort important d’amélioration des per- formances de résolution des solveurs a été entrepris ces dernières années. Il s’agit de disposer de moyens matériels et logiciels de simulation encore plus per- formants, afin de répondre aux besoins (I) de représentation de plus en plus fine du fonctionnement phénoménologique du stockage à la fois en termes de com- posants et de processus mis en jeu et (II) de définition, de quantification et de justification des simplifications des pro- cessus et des composants pour les éva- luations de sûreté. Trois types d’actions interdépen- dantes ont permis de se doter d’un « bouquet » d’outils de simulation per- formants et maîtrisés, capables de ré- pondre aux différents besoins : - plifiée (Cassandra), centrée sur les besoins de l’Andra, avec une porta- bilité et une ergonomie optimale, et sans dépendances logicielles inutiles (figure 3) ; - tils selon plusieurs axes : (1) ajout de nouvelles fonctionnalités phénomé- nologiques pour mieux prendre en compte les couplages entre proces- sus physico-chimiques, (2) mise en œuvre du calcul parallèle pour traiter des systèmes de grande taille (gros maillages, grand nombre d’incon- nues,…) et des couplages forts, (3) ajout de nouvelles méthodes d’ana- lyse (incertitudes et sensibilité), (4) acquisition de machines de calculs plus performantes (type multiproces- seurs) en lien avec la mise en œuvre du parallélisme (acquisition d’un clus- ter de calcul, accès aux centres de calcul intensif) ; dédié permettant une porte d’accès unique et ergonomique aux diffé- rents composants d’une chaîne de simulation, et une automatisation de la chaîne de simulation, garantissant une minimisation des erreurs et donc in fine une bonne assurance qualité. Les champs d’innovation L’amont du stockage La loi du 28 juin 2006 relative à la gestion des matières et déchets ra- dioactifs stipule que « La réduction de la quantité et de la nocivité des déchets ra- dioactifs est recherchée notamment par (…) le traitement et le conditionnement des déchets radioactifs ». C’est pour- quoi les producteurs de déchets pour- suivent en lien avec l’Andra, des études sur la caractérisation, le traitement et le conditionnement des déchets radioac- tifs. L’objectif est de rechercher une optimisation technico-économique de l’ensemble de la chaîne de gestion des déchets dans les meilleures conditions de sûreté des sites de production des déchets ainsi que du stockage. L’Andra bénéficie pour ces actions d’un soutien financier dans le cadre du programme Investissements d’avenir. Les enjeux liés à la caractérisation des déchets radioactifs s’inscrivent notamment dans le cadre du démantè- lement des installations nucléaires qui représente un défi industriel mondial1 . L’objectif est en particulier d’évaluer au mieux l’inventaire radiologique de ces déchets afin de les prendre en charge 1 NDLR : le lecteur pourra se reporter à ce sujet au dossier publié dans la REE 2016-2. Figure 3 : Architecture de la plate-forme Cassandra. REE N°3/2016 75 De la R&D à l’innovation à l’Andra dans la filière la plus appropriée sans pour autant saturer inutilement les capa- cités radiologiques des stockages. Afin de mobiliser largement les industriels, en particulier les PME et la communau- té académique sur cette problématique, l’Andra a récemment lancé un appel à projets dédié à l’optimisation de la ges- tion des déchets radioactifs de déman- tèlement couvrant les thématiques liées à la caractérisation, au traitement et au conditionnement des déchets. Parmi les projets déjà lancés, plusieurs visent à développer des techniques innovantes en termes de mesure de la radioactivité des sites de démantèlement ou des déchets. Il s’agit, à titre d’exemples, de développer (1) une caméra haute réso- lution durcie améliorant d’un facteur 10 la résistance aux irradiations par rapport aux caméras actuelles, (2) des sys- tèmes de mesure à distance répartis en ligne pour l’inspection des équipements et infrastructures fortement irradiants et d’accès restreints… Le traitement des déchets radioac- tifs vise (1) à limiter le volume des déchets dans un souci d’optimisation économique et de préservation de la ressource rare que constitue le stoc- kage et (2) à permettre le stockage de déchets dont le conditionnement seul n’apporterait pas les garanties suffi- santes au stockage. C’est notamment le cas des déchets technologiques MA-VL à forte compo- sante organiques (polymères), conta- minés uniquement par des émetteurs alpha, du fait des problématiques liées à la production de gaz et d’espèces cor- rosives en stockage. L’enjeu consiste à développer un procédé capable de trai- ter ces déchets (joints, filtres, outillage, câbles, vêtements…) sans tri préalable des différents matériaux (polymères, métaux). Le traitement retenu (projet PIVIC, coll. AREVA/CEA/Andra) repose sur un procédé d’incinération/fusion/ vitrification. Ce procédé utilise la voie plasma pour minéraliser totalement la matière organique et stabilise les cendres dans une matrice vitreuse, tout en assurant la fusion des métaux. Ce procédé permet également de réduire le volume d’un facteur 15 par rapport au déchet brut (figure 4). A l’heure ac- tuelle, une installation pilote de fusion (taille réelle) est en phase de test sur le site de Marcoule. Dans le cadre de l’appel à projets Andra, des études visent également à développer des procédés (I) de vitri- fication in situ des déchets issus du démantèlement, (II) d’élimination par cavitation des molécules organiques contenues dans les effluents radioactifs, (III) de fusion décontaminante de maté- riaux métalliques. Le conditionnement des déchets vise à les confiner sous une forme stable, solide et monolithique. Les prin- cipales matrices utilisées aujourd’hui sont le verre et les matériaux cimen- taires. Les matrices cimentaires ont l’avantage d’être peu onéreuses et faciles à mettre en œuvre mais elles présentent l’inconvénient de conduire à la production d’importants volumes d’hydrogène lors de l’enrobage de cer- tains métaux tels que l’aluminium ou le magnésium. Pour remédier à cette problématique, des travaux ont été menés dans le cadre du défi NEEDS (Nucléaire : Energie, Environnement, Déchets, Société) piloté par le CNRS, sur le développement de géopolymères (non organiques) pour le conditionne- ment de déchets à base de magnésium métallique en mélange avec de l’ura- nium métallique, et sur le développe- ment d’un liant phospho-magnésien pour le conditionnement des déchets métalliques à base d'aluminium. Les méthodes et technologies d’exploitation et de creusement pour Cigéo. Différentes techniques de creu- sement des galeries sont étudiées comme le tunnelier à attaque ponc- tuelle avec pose de voussoirs à Figure 4 : Schéma du procédé d’incinération/fusion/vitrification des déchets technologiques MA-VL à forte composante contaminés par des émetteurs alpha. 76 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER l’avancement et le soutènement/revête- ment : revêtements souples ou rigides, béton projeté épais ou encore voussoirs (figures 5 et 6). De même, le creu- sement d’alvéoles pour les colis de déchets HA a fait l’objet de développe- ments spécifiques. Parmi les différentes techniques de creusement envisagées pour Cigéo et testées au Laboratoire souterrain (figures 7 et 8), la pose de voussoirs à l’avancement du tunnelier fait l’objet d’un essai innovant : l’emploi d’un vous- soir à matériau compressible (VMC), invention dont l’Andra est copropriétaire avec la société CMC. Cet essai a pour but de vérifier l’apport de ce matériau compressible à l’évolution dans le temps du chargement des voussoirs (sous l’ef- fet de la convergence des terrains) et à l’optimisation de leur dimensionnement (réduction de leur épaisseur). Pour le transfert et la mise en place des conteneurs de stockage dans les al- véoles de Cigéo, l’Andra a développé et testé différents prototypes mécaniques pour les différents types de conteneurs. Elle a également vérifié la capacité de retrait (de récupérabilité) de ces conte- neurs postérieurement à leur stockage sur quelques dizaines d’années. Ainsi les essais de retrait effectués sur les Figure 5 : Différents types de revêtements/soutènements testés au Laboratoire souterrain. Figure 6 : Galeries du Laboratoire souterrain. Figure 7 : Voussoir habillé de matériau compressible testé au Laboratoire souterrain. REE N°3/2016 77 De la R&D à l’innovation à l’Andra conteneurs HA (stockés dans un mi- cro-tunnel horizontal chemisé par un tubage en acier) ont conduit à dévelop- per un robot de récupération à même d’intervenir dans des conditions d’envi- ronnement pénalisantes (irradiation, température, humidité, corrosion). Observation surveillance de Cigéo et de son environnement L’Andra développe actuellement une stratégie globale pour répondre aux besoins d’exploitation et de surveillance de Cigéo. Il s’agit d’un ensemble de dispositions, anticipées dès la concep- tion du centre, comprenant différents volets opérationnels, à commencer par le dimensionnement des ouvrages, le contrôle des colis à réception, l’obser- vation et la surveillance des installations dès leur construction et tout au long de l’exploitation, mais également de l’environnement du Centre, à l’aide de l’Observatoire pérenne de l’environne- ment (OPE). Le système d’auscultation des in- frastructures souterraines sera mis en œuvre dès la construction et concerne- ra tous les types d’ouvrages rencontrés dans le stockage (puits, descenderies, galeries, alvéoles, etc.). Il sera maintenu, autant que possible, au-delà des pre- mières fermetures partielles d’alvéoles de stockage. Pour réaliser cette auscultation, l’Andra se fonde sur les retours d’expé- rience disponibles au Laboratoire souter- rain et sur les stockages de surface, mais aussi sur des inventaires technologiques réalisés au regard des pratiques dans d’autres milieux industriels et nucléaires. Face aux besoins spécifiques du monitoring de Cigéo, l’Andra a choisi de développer très en amont la démonstra- tion de durabilité, de fiabilité et de cer- tification des instruments de mesure, et ainsi d’initier la qualification de ces tech- nologies en anticipation de la concep- tion de l’auscultation des ouvrages de stockage de Cigéo. Le milieu où seront installés ces cap- teurs sera localement agressif : les cap- teurs subiront en effet des élévations de températures et potentiellement des agressions chimiques et des radia- tions. Il est donc nécessaire d’adapter les outils existants, voire de dévelop- per de nouveaux outils technologiques, sans oublier qu’il est recherché une grande longévité de ces instruments ainsi qu’une maîtrise de leurs dérives métrologiques. Toutes ces conditions et contraintes sont relativement spéci- fiques aux enjeux du stockage profond de déchets radioactifs et nécessitent une R&D poussée dans ce domaine. Initiés dès 2009, ces axes de recherche ont fait l’objet d’avancées notables ces dernières années et ont porté notam- ment sur : fibres optiques comme capteurs thermo-mécaniques pour une mesure spatiale continue sur des longueurs élevées, en complément ou comme alternative à des capteurs plus ponc- tuels (extensomètre à corde vibrante, etc.). Outre la réalisation de leur durcis- sement aux radiations, il a par exemple été possible d’améliorer considéra- blement la sensibilité de ces fibres à la déformation et de proposer une méthode efficace pour discriminer la température et la déformation mesu- rée le long d’un même câble par rétro- diffusion Brillouin. L’Andra a également développé et breveté avec le LNE une technologie innovante (Evertherm ©) d’étalonnage et de ré-étalonnage dans le temps des fibres optiques pour me- surer la température dans les alvéoles de stockage de Cigéo ; suivi hygrométrique des maté- riaux (bétons, remblais, scellements) sur la base de chaînes de mesure fondées sur la réflectométrie dans le domaine temporel ; capteurs chimiques innovants en complément des technologies actuel- lement disponibles, qui nécessitent un étalonnage régulier, en particu- lier des capteurs gaz, de corrosion et pH pérennes. L’Andra travaille à titre d’exemple sur une technologie promet- teuse en matière de détection et de do- sage de dihydrogène par fibre optique. Figure 8 : Test d’un robot récupérateur de conteneur de stockage HA. 78 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER Grâce à des seuils de détection très bas et un temps de réponse associé relati- vement court, cette nouvelle technolo- gie permettra d’optimiser la détection de rejets gazeux dans les alvéoles de stockage. En plus de l’intérêt marqué pour le parc électronucléaire, cette technologie pourrait être utilisée pour d’autres applications relatives à la sur- veillance du stockage de gaz. Les moyens d’auscultation qui seront mis en œuvre dans Cigéo conduiront progressivement, avec le développe- ment de l’installation, à l’acquisition d’un volume important de données et de connaissances qu’il faudra capitaliser, gérer et mettre à disposition de diffé- rents utilisateurs afin de faciliter l’aide à la décision dans le cadre de la sûreté d’exploitation, de la réversibilité et de la sûreté sur le long terme. Les données acquises lors de la construction et de l’exploitation du stockage devront alors être organisées au sein d’un système d’information. Ainsi, en préparation de ce futur outil et des méthodologies de traitement à y implémenter, les données des ouvrages expérimentaux du Laboratoire sou- terrain sont analysées notamment en termes de fusion de données. Une stra- tégie en la matière est en cours de mise en place. Celle-ci a pour dessein de développer les méthodes et moyens de traitement de données principalement issues d’une instrumentation de terrain afin de les rendre exploitables compte- tenu des besoins de connaissance asso- ciés à l’exploitation des stockages. La finalité des développements est donc d’anticiper le traitement, les méthodes et l’analyse future des données et de fournir des outils d’aide à la décision pour Cigéo. L’approche générale du trai- tement de données en vue de l’aide à la décision est représentée par l’exemple qu'illustre la figure 9. Ce dernier est axé sur la fusion de données afin de répondre aux exigences de confirmation et d’affinement du comportement phé- noménologique : la confrontation d’une part des données validées extraites de la fusion de données et des données provenant des simulations d’autre part, à l’issue d’itérations de chaque système, fournira les informations nécessaires aux prises de décision. Concernant l’Observation-surveillance de l’environnement, Cigéo est, par sa durée séculaire d’exploitation, un chan- tier industriel hors normes. Au-delà de la surveillance réglementaire issue des ana- lyses d’impacts de Cigéo, l’Andra a mis en place, avant la construction de Cigéo, un objet unique, l’OPE (Cf. plus haut). En plus d’un maillage serré d’échan- tillonnages et d’analyses, l’Andra a ainsi mis en place un réseau de stations instrumentées pour réaliser un suivi continu des eaux, de l’air et des cycles biogéochimiques dans les sols de la région concernée. L’Ope constitue non seulement un outil de suivi sur le très long terme, un moyen d’enregistrement et de fourniture des données environ- nementales mais aussi de conservation sur le long terme d’échantillons repré- sentatifs dans une écothèque permet- tant des analyses rétrospectives. Les matériaux La recherche sur les matériaux inno- vants s’inscrit dans un processus d’opti- misation du stockage à long terme, en particulier de Cigéo. Jusqu’à sa ferme- ture définitive (qui pourrait intervenir à l’horizon 2150 en l’état actuel des études), Cigéo se développera de ma- nière progressive et incrémentale. Tout ne sera donc pas construit dès le départ, Figure 9 : Organigramme du traitement des données. REE N°3/2016 79 De la R&D à l’innovation à l’Andra mais au fur et à mesure des besoins, ce qui permettra notamment aux généra- tions futures d’intégrer les optimisations issues des progrès scientifiques et tech- niques et du retour d’expérience. A titre d’exemple, les premiers dé- chets HA fortement exothermiques seront stockés à l’horizon 2080. Ac- tuellement, il est prévu que ces déchets soient placés dans des conteneurs en acier non allié au sein d’alvéoles de stockage avec chemisage métallique. La corrosion en conditions anoxiques de ces éléments va générer de l’hydro- gène. Une des voies d’optimisation du stockage est de développer et étudier des matériaux « inertes » alternatifs aux matériaux métalliques. Ces matériaux doivent, à la fois, répondre aux mêmes exigences que celles requises pour le conteneur actuellement défini et, par ailleurs, être relativement inertes vis-à- vis de l’altération de la matrice de verre et de l’argilite du site. L’Andra mène des études pros- pectives sur cette thématique depuis 2007. Les travaux portent sur le déve- loppement et la caractérisation de céra- miques alumino-silicatées résistant à l’attaque par l’eau et ayant des proprié- tés mécaniques élevées (supérieures à celles des céramiques silicatées clas- siques). Les recherches, menées avec la société Porcelaine Pierre Arquié PPA, ont abouti : de composition riche en alumine étanche et durable ; HA adapté au matériau céramique (épaisseur de 4 cm) ; - lage, séchage et frittage adaptés à des pièces céramiques d’épaisseur quatre fois plus importante que celle obtenue par les procédés traditionnels. Ces développements ont permis de montrer la faisabilité du corps et du couvercle d’un conteneur de stockage échelle ½ et d’épaisseur 4 cm en por- celaine alumino-silicatée (figure 10), ce qui constitue une réelle avancée par rapport à l’état de l’art industriel actuel. Les recherches se poursuivent néan- moins car il reste des verrous technolo- giques : contraintes en termes d’étanchéité, de tenue mécanique, de température d’élaboration, de caractérisation des défauts... ; - nique d’un conteneur céramique sous chargement localisé. Une des voies de scellement étudiée est l’utilisation d’une fritte de verre chauf- fée par micro-ondes. Cette technologie permet de répondre à deux contraintes majeures afin de préserver les proprié- tés de confinement de la matrice verre des déchets (température maximum 450 °C) : conteneur céramique de 600-700 °C ; à la zone de fermeture. Les premiers résultats ont permis de valider la technologie à l’échelle du labo- ratoire avec la réalisation d’assemblages céramique-verre dès 700°C. Les pers- pectives consistent à adapter la techno- logie micro-ondes à des pièces de plus grandes dimensions et à caractériser la durabilité des assemblages réalisés. Si ces verrous sont levés, le passage au développement d’un procédé de mise en forme d’un conteneur échelle 1 pourra alors être envisagé. Les modèles et la simulation numérique Pour vérifier que le stockage, tel qu’il est conçu, répond aux objectifs de sûre- té, l’objectif majeur est la quantification de l’évolution phénoménologique du stockage et du milieu géologique envi- ronnant, depuis la période d’exploita- tion jusqu’à la phase de post-fermeture (de l’ordre du million d’années). Cela implique de comprendre le fonctionne- ment d’un système qui fait intervenir : (I) de multiples composants et maté- riaux (ceux du stockage et des diffé- rentes formations géologiques), (II) de nombreux phénomènes (ther- miques, hydrauliques, mécaniques, chimiques et radiologiques) et leurs couplages, et enfin (III) différentes échelles de temps et d’espace. La compréhension fine de ces phénomènes se fonde sur une démarche conjointe d’expéri- mentations et de mise en œuvre de simulations numériques. Figure 10 : Conteneur céramique à l’échelle ½ et d’une épaisseur réelle de 4 cm. 80 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER Les quantifications numériques s’ap- puient en particulier sur le développe- ment d’outils capables de représenter des systèmes complexes (physique et géométrie) sur de grandes échelles de temps et d’espace, avec une gestion per- manente de l’accroissement du nombre de données et du détail des représenta- tions. Pour répondre à ces enjeux, l’Andra s’est impliquée depuis plusieurs années dans la dynamique du calcul haute per- formance afin d’améliorer de manière continue la performance numérique des outils de simulation (en termes de précision, de robustesse, de rapidité, de gestion de taille et de complexité des problèmes à résoudre) et l’accès à des représentations de plus en plus intégrées et détaillées des systèmes. Aussi, certains travaux de R&D en modélisation et simu- lation numérique, menés notamment en partenariat avec l'INRIA, s’inscrivent dans le champ des innovations informatiques et numériques. Ils conduisent à disposer maintenant : domaines à la fois en espace et en temps, qui permettent une parallélisa- tion de haut niveau des outils de calcul sur des géométries et physiques com- plexes et un gain significatif en temps de résolution des solveurs itératifs. La solution du problème global cor- respond à l’assemblage de solutions relatives à celles des sous-domaines constituant le domaine total, avec une gestion optimisée des conditions de raccordement en espace et en temps ; mérique, permettant d’approcher, sur des problèmes périodiques avec de forts contrastes de propriétés, une résolution des processus physiques exploitant des paramètres équivalents sur des géométries homogénéisées ; qui, couplés à des techniques perfor- mantes de remaillages automatiques, permettant de contrôler et réduire l’erreur numérique des simulations et de renforcer la qualité et la précision des résultats ; et de sensibilité, qui, couplées à des techniques de construction de méta- modèles (surface de réponse par approche neuronale ou polynôme de chaos), permettent de hiérarchiser les paramètres d’influence sur de gros systèmes fortement non-linéaires. Ces différents travaux innovants en si- mulation permettent d’ores et déjà d’ac- céder à des niveaux de représentation élevés, par exemple : hydraulique-gaz de Cigéo, avec une meilleure gestion des changements de phase et des échanges d’eau et de chaleur entre milieux ouverts et milieux poreux, et des capacités de pa- rallélisme permettant la représentation détaillée de tout le stockage ; - grée région/secteur (échelle du bassin parisien et échelle locale) et son évo- lution sur le prochain million d’années, qui a permis de représenter (1) une réalité géologique détaillée du sys- tème multicouches, (2) l’intégration des structures à l’échelle régionale, (3) les évolutions géométriques du fait des évolutions géodynamiques dues à la surrection et à l’érosion (figure 11) ; de l’évolution chimique des ouvrages de stockage, en prenant en compte la complexité du système chimique (dizaines de minéraux et d’espèces dissoutes, équilibres solide/solution contrôlés par des lois cinétiques, fronts réactionnels, couplage avec la ther- mique et l’hydraulique non saturée), sur des géométries détaillées. Cette modélisation a permis de quantifier les perturbations de toutes natures (alcaline, oxydante, organique, saline, influence de la corrosion, …) et leurs conséquences sur le transfert des ra- dionucléides dissous. Une recherche collaborative Un stockage de déchets radioactif est donc un système complexe, constitué de plusieurs composants qui évoluent progressivement sur des durées pou- vant être plurimillénaires. Il en résulte des phénomènes variés et souvent couplés. Pour répondre à ces questions Figure 11 : Géologie, maillage et trajectoire hydraulique à l’échelle de secteur. REE N°3/2016 81 De la R&D à l’innovation à l’Andra scientifiques majeures nécessitant à la fois une forte interdisciplinarité, et des moyens techniques et scientifiques complémentaires, sur des durées pluriannuelles, l’Andra, dans son rôle d’intégrateur de connaissances, a mis en place des Groupements de labora- toires (GL) mobilisant des compétences pluridisciplinaires et disposant d’une autonomie significative en matière de prospective et de programmation. Ces GL sont au nombre de sept, autour d’au- tant de grandes thématiques : - nique-gaz des ouvrages et des com- posants ; - nique des composants métalliques ; dans des environnements et ouvrages à physico-chimie complexe ; dans des environnements et ouvrages insaturés ; - nements de stockage ; Par ailleurs, dans le cadre de sa poli- tique de partenariats initiée dès le début des années 2000, l’Andra a tissé des liens avec 11 organismes de recherche et institutions d’enseignement supérieur reconnus pour leur excellence scienti- fique. Ces partenariats ont été établis pour mettre en commun des moyens sur des actions de recherche dont les résultats bénéficient aux deux parties, notamment dans les domaines de la géochimie et des transferts, de la dura- bilité des bétons, de la géotechnique, de l’instrumentation et des systèmes d’in- formation, de la simulation numérique et du traitement des incertitudes, de la gouvernance et de la concertation. Enfin, l’Andra est fortement impliquée dans plusieurs projets de recherche col- laborative à l’échelle européenne et au sein de la plate-forme technologique Implementing Geological Disposal for Radioactive Waste (IGD-TP). L'AUTEUR Frédéric Plas est directeur de la R&D à l’Andra. Forte d’une cen- taine de personnes, la direction de la R&D a une mission d’ensemblier des connaissances scientifiques au service de la conception, l’exploi- tation, l’observation/surveillance et l’évaluation de sûreté des stockages. A ce titre elle définit et met en œuvre des programmes de recherche pour répondre aux besoins de connais- sances à court terme mais aussi à long terme dans une logique d’in- novation et de prospective ; elle couvre ainsi un vaste ensemble de domaines scientifiques et tech- nologiques (sciences de la terre, sciences des matériaux, comporte- ment des radionucléides, sciences environnementales, monitoring et traitement des données, mathéma- tiques appliquées et simulation nu- mérique…). Pour mener ces travaux, elle s’entoure des compétences de partenaires de recherche nationaux et internationaux. 82 REE N°3/2016 GROS PLAN SUR Le contexte des études de Medgrid L ’idée d’un lien électrique entre l’Afrique et l’Europe est déjà ancienne puisque, dès les années 1980, on a étudié la possibilité d’exploiter la puissance hydraulique du fleuve Zaïre au Congo et d’ache- miner l’électricité produite jusqu’en Egypte d’une part, et vers l’Europe d’autre part, sans suite effec- tive. Finalement, c’est en 1997 que la première interconnexion entre les deux continents a été réalisée, entre Espagne et Maroc. Elle était la pre- mière étape d’un projet de boucle électrique méditerranéenne (MEDRING), connectée au réseau européen synchrone de l’UCTE de l’époque par le Maroc et par la Turquie ensuite, et ap- pelée à fonctionner en synchronisme avec le réseau continen- tal européen. Cette boucle présentait l’intérêt d’interconnecter doublement les pays du Sud et de l’Est de la Méditerranée, entre eux et avec l’Europe. Les problèmes techniques rencon- trés n’ont pas permis de faire fonctionner cette boucle, pour- tant physiquement existante au début des années 2000, alors même que les avancées des techniques du courant continu faisaient entrevoir des solutions et permettaient d’envisager des liaisons transméditerranéennes. La situation de ce dossier n’a pas évolué depuis, bien que le réseau turc ait intégré le système synchrone européen au début des années 2010. La question de l’interconnexion euro-méditerranéenne est redevenue d’actualité, un peu avant 2010, avec le Plan solaire méditerranéen (PSM). Ce projet phare de l’Union pour la Méditerranée avait pour ambition de promouvoir le développement des énergies renouvelables dans les pays du Sud et de l’Est de la Méditerranée (PSEM), ainsi que l’effica- cité énergétique ; la perspective était d’exporter dès 2020 une partie (jusqu’à 5 GW) de cette énergie renouvelable vers l’Europe. C’est aussi à ce moment qu’a émergé le concept Desertec, qui entrevoyait des exportations massives d’éner- gie de l’Afrique vers l’Europe, mais à un horizon plus lointain. Medgrid été créée dans le sillage du PSM, au début de 2011. Il s’agit d’une initiative industrielle qui réunit un groupe d’acteurs du domaine de l’électricité : opérateurs, constructeurs, investisseurs. Son objectif est de démontrer la faisabilité, à l’horizon 2020, d’inter- connexions électriques transméditerranéennes qui permettraient entre autres les exportations d’électricité renouvelable vers l’Europe et d’en promouvoir le développement. Les études de Medgrid ont porté sur les différentes facettes de la faisabilité de ces interconnexions : la faisabilité technique – les technologies disponibles et pro- jetsfaisables–,l’intérêtéconomiquedesintercon- nexions, la possibilité de les financer et les conditions légales et réglementaires de leur réalisation et de leur exploitation. Les développements qui suivent présentent les principaux enseignements des études de Medgrid, qui se sont conclues à la fin de l’année 2014. La faisabilité technique des interconnexions euro-méditerranéennes Les technologies disponibles. Les câbles sous-marins et la technologie du courant conti- nu sont les deux technologies de base de la réalisation des interconnexions transméditerranéennes. En effet pour les puissances et les tensions considérées il n’est pas envisa- geable de réaliser des liaisons sous-marines en courant alter- natif, la longueur maximale étant autour d’une cinquantaine de kilomètres. Les deux liaisons existant entre Espagne et Maroc fonctionnent certes en courant alternatif, mais la dis- tance est plus courte. Beaucoup de câbles sous-marins ont été installés, ou sont en projet, de par le monde, et tout particulièrement en Europe du Nord avec les projets d’éolien off-shore. Des dé- veloppements significatifs ont été réalisés dans le domaine des câbles à courant continu, en particulier avec l’utilisation de l’isolation synthétique, couplée à la technologie VSC du courant continu, et permettent d’obtenir une capacité de transport de 1 000 MW par liaison, capacité conforme aux objectifs d’échange envisageables pour les années 2020. Interconnecter Europe et Afrique ? Les études de Medgrid Jean Kowal Ancien directeur général adjoint chez MEDGRID Medgrid is a consortium of industrial partners launched in late 2010 in the wake of the Mediterranean Solar Plan. Its aim was to demonstrate the technical and economic feasibility of the Euro-Mediterranean interconnections and to promote the development of these projects. Available technologies have been analyzed and a number of technically feasible projects have been examined, estimating their cost and profitability. Also different funding schemes were assessed, as well as the regulatory framework for trade. The program, managed from 2011 to 2015, allowed Medgrid to identify a number of projects that should be undertaken by investors and supported by the European Union. ABSTRACT REE N°3/2016 83 Interconnecter Europe et Afrique ? Un obstacle demeure toutefois en Méditerranée : les pro- fondeurs dépassent souvent les 2 000 m, comme on peut le voir sur la figure 1 où la couleur bleue correspond à des profondeurs de 2 000 m et plus. Aujourd’hui le câble sous-marin de puissance le plus pro- fond qui ait été posé est un câble reliant la Sardaigne à l’Italie Continentale, à 1 640 mètres. Il est apparu utile, au vu de la carte, d’examiner s’il était envisageable de poser des câbles à une profondeur allant jusqu’à 2 500 mètres. L’étude réalisée a porté plus particulièrement sur la faisabilité technique d’un tel câble, sur les conditions de sa pose, de sa réparation, et a conclu qu’un tel câble pouvait être disponible sous un délai de l’ordre de 10 ans. Cet enseignement a été pris en compte dans l’étude des liaisons réalisables à l’horizon 2020- 25 et les tracés passant à des profondeurs de plus de 2 000 mètres ont été exclus. Pour la technologie du courant continu, il a été considéré que les nombreux projets ou études en cours (liaisons aériennes et souterraines de forte puissance en Chine, au Brésil, en Europe, liaisons sous-marines en Mer du Nord, projet “SuperGrid”, études des constructeurs et du CIGRE) étaient des moteurs de progrès très efficaces et que l’on pouvait être confiant dans les contributions de cette technologie à la réalisation de liaisons sous-marines de puissance, ainsi qu’au bon fonctionnement des systèmes interconnectés. Des interconnexions faisables dans les années 2020 Considérant la géographie de la Méditerranée, il est appa- ru immédiatement que les interconnexions faisables à court terme ne pouvaient se situer que dans trois « couloirs » : - ment la Libye ; Syrie, la Jordanie, l’Egypte et la Libye. Les possibilités de réalisation d’une ou de plusieurs in- terconnexions de 1 000 MW de capacité dans chacun des Figure 1 : Profondeurs atteintes en Méditerranée. Figure 2 : Les interconnexions envisageables à terme. 84 REE N°3/2016 GROS PLAN SUR couloirs ont été analysées. Ces analyses ont été conduites avec le support des experts des pays impliqués pour les cou- loirs, sauf pour le couloir Est pour lequel la situation politique n’a pas permis cette concertation. envisageable, l’étude a tenu compte des nœuds d’intercon- nexion possibles dans le couple de pays concernés, de la faisabilité technique et de l’acceptabilité environnementale du tracé maritime, des renforcements nécessaires dans les réseaux amont et aval des réseaux nationaux impliqués pour assurer une capacité d’échange entre les réseaux du Sud et le réseau européen. Les coûts des investissements de chaque solution, intégrant les mesures liées à l’environnement, les charges d’exploitation et les pertes (en plus ou en moins) ont été calculés et les variantes ont été interclassées. Finalement, un certain nombre de solutions faisables ont été sélectionnées, chacune de capacité de 1 000 MW ou proche de 1 000 MW (figure 2) : Maroc ; alternatif (CA) actuelles, soit une troisième liaison CA, soit une liaison supplémentaire CC, soit la transformation des liaisons CA existantes en 2 liaisons CC et une liaison CA (au- jourd’hui sept câbles sont posés entre Espagne et Maroc, qui peuvent être utilisés en CA ou en CC) ; variante Italie – Est de l’Algérie via la Sicile. Pour le couloir Est, pour lequel l’étude a été rapidement arrêtée, on peut penser que l’interconnexion entre Egypte, Iraq, Jordanie, Syrie et Turquie (EIJST), qui a été élargie en- suite à la Libye, au Liban et à la Palestine (EIJLLPST), consti- tue la base du couloir d’échange entre l’Europe et l’Est de la Méditerranée, couloir auquel pourrait se greffer Israël. Quelles sont les interconnexions viables dans la Méditerranée occidentale ? L’analyse économique Ayant identifié un ensemble de solutions techniques per- mettant de réaliser des échanges entre le Maghreb et l’Europe, il est important d’évaluer leur viabilité économique pour la col- lectivité (l’ensemble des pays concernés) : le bénéfice qu’elles apportent justifie-t-il leur coût (investissement et charges d’ex- ploitation) et donc leur réalisation à l’horizon 2020 ? Les avantages économiques de l’interconnexion des sys- tèmes électriques sont bien connus. Elle permet d’utiliser au mieux les moyens de production les moins chers, ou les 2 , d’accroître la fiabilité et la sécurité d’alimentation par la diversification géographique et climatique des sources de production ; tout cela représente le gain pour la collectivité (Social Welfare). Pour évaluer ce Social Welfare, on utilise des outils qui si- mulent le fonctionnement des moyens de production de l’ensemble des systèmes interconnectés, heure par heure sur les 8 760 de l’année étudiée, pour satisfaire la fourni- ture d’électricité au moindre coût total, en tenant compte des capacités d’interconnexion entre systèmes électriques. Ces outils sont bien connus depuis longtemps, mais ils ont été perfectionnés pour tenir compte de l’émergence des nouveaux moyens de production renouvelables dont la pro- duction est aléatoire, de l’importance accrue du stockage d’énergie et des contraintes liées au suivi de la charge, dur- cies du fait de l’intermittence des productions renouvelables. Les systèmes électriques pris en compte dans la simulation La simulation a concerné un ensemble de 10 pays, dont les sept pays riverains de la Méditerranée au Sud (Maroc, Algérie et Tunisie) et au Nord (Portugal, Espagne, France et Italie), ainsi que l’Allemagne, la Suisse et l’Autriche (figure 3). Les autres pays interconnectés en Europe ont été représen- tés par le biais des profils d’échanges avec les pays intégrés dans la simulation détaillée. En cohérence avec l’horizon des études de la faisabilité technique des réseaux, l’intérêt économique des ouvrages a été calculé pour l’année 2022, la date la plus proche à laquelle on pouvait espérer réaliser les ouvrages. Cette date est assez proche pour que les structures des réseaux et les données des parcs de production et de consommation d’électricité soient considérées comme fiables. Cependant pour s’assurer que le diagnostic est robuste, l’évaluation du Social Welfare Figure 3 : Pays pris en compte dans la simulation. REE N°3/2016 85 Interconnecter Europe et Afrique ? a été calculée également pour l’année 2030, dans deux scé- narios contrastés d’évolution des consommations et produc- tions, au Maghreb et en Europe. Les économies apportées par les interconnexions ont été évaluées pour chacun des projets identifiés dans l’étude de réseau décrite auparavant et pour certaines combinaisons de ces projets (figure 4). Les données des simulations Pour les pays de l’Union européenne, les données concer- nant la consommation, les parcs de production et les capa- cités d’interconnexion sont celles du scénario“Best Estimate” les données utilisées sont celles communiquées par les opé- Pour l’année 2030, deux jeux de données sont utilisés : pour l’Europe, les données des scénarios “Slow Progress” Forecast 2013-2030”, et pour le Maghreb, les données des scénarios homologues, « conservatif » et « durable », fournies par les opérateurs nationaux dans ces pays. Pour le coût des combustibles, les données sont celles de l’Agence internationale de l’énergie publiées dans le sont déduits et intègrent le coût des émissions de carbone, tant pour l’Europe que pour le Maghreb. Ceci n’était pas la réalité mais était nécessaire pour éviter une importante distorsion. Les projets rentables L’outil de mesure de la rentabilité des projets pour la col- lectivité est le ratio entre le Social Welfare, déduction faite des charges d’exploitation, et le coût de l’investissement nécessaire (interconnexion + renforcements des réseaux nationaux), soit le taux de rentabilité immédiate (TRI). Les résultats pour l’année 2020 montrent que certains projets et combinaisons de projets sont a priori intéressants. La rentabilité de ces mêmes projets d’interconnexion a été évaluée pour les deux scénarios 2030, à conditions d’interconnexion inchangées et les TRI ont également été calculés. Les rentabilités sont en règle générale renforcées, spécialement pour le scénario durable. Des études complémentaires ont également été conduites avec des hypothèses différentes, à titre exploratoire : pas de taxation carbone au Maghreb, prix du gaz plus bas que l’hy- pothèse IEA 2013, effet d’un accroissement ou d’une réduc- tion des capacités d’échange entre pays du Maghreb. Les échanges sont majoritairement des exportations de l’Europe vers le Maghreb il a été possible d’analyser la typologie des échanges pour les différents projets : à l’horizon 2020, les échanges sont quasi exclusivement des exportations de la péninsule ibérique vers reste le cas en 2030. Pour les projets Centre, les échanges sont majoritairement des exportations de l’Europe vers le Figure 4 : Les projets évalués et leur rentabilité pour la collectivité. 86 REE N°3/2016 GROS PLAN SUR Maghreb, avec cependant des exportations du Maghreb vers l’Europe en période d’hiver. En outre la création d’une interconnexion dans le couloir Peut-on exploiter et financer une interconnexion Europe-Afrique? On sait exploiter L’interconnexion entre un pays du Maghreb et l’Europe réunit deux types bien différents de marchés de l’électrici- té : au Nord, un marché totalement libéralisé ; au Sud un opérateur national intégré en situation de quasi-monopole. - teur national au Maroc, d’être acteur sur le marché ibérique via l’interconnexion Espagne-Maroc depuis de nombreuses années. Les modalités des échanges aujourd’hui observés entre Espagne et Maroc peuvent être généralisées à de nou- velles interconnexions entre l’Europe et le Maghreb, pour permettre la participation au marché européen d’acteurs d’un pays du Maghreb. Si l’opérateur national dans un pays du Maghreb est le seul utilisateur de l’interconnexion, la question des droits de transport sur l’interconnexion ne se pose pas et le tarif d’utilisation du réseau au Maghreb n’a pas à être identifié séparément ; seuls le péage d’utilisation de l’interconnexion (pour la partie éventuellement possédée par le gestionnaire de réseau européen ou par un tiers) et le tarif d’utilisation du réseau européen sont explicitement ajoutés au prix de l’énergie sur le marché européen. Le schéma est appelé à se compliquer à terme, si les demandes de plusieurs acteurs indépendants dépassent la capacité de l’interconnexion, ou si un acteur d’un pays voi- sin du Maghreb souhaite également participer au marché européen. L’expérience acquise en Europe montre que des solutions existent pour traiter ces problèmes (allocation des capacités d’interconnexion par enchères, ré- servations de capacité, accords de transit...). De plus les évolutions seront graduelles et permettront aux acteurs de se familiariser avec les pratiques du marché et d’en tirer parti pour les relations commerciales entre acteurs du Maghreb. Il restera cependant des points particu- liers de difficulté, comme l’impossibilité de réservation de droits de transport à long terme (plus d’une année) dans la réglemen- tation européenne actuelle, et la différence des régimes de taxation des émissions de carbone entre le Maghreb et l’Europe, qui distord le marché. Des réponses sont proposées, pour éviter que les émissions de carbone associées à l’exportation échappent à la taxation. Les interconnexions sont-elles finançables? L’outil de simulation utilisé dans l’analyse économique permet de calculer le Social Welfare global, mais aussi la fa- çon dont les différents acteurs en bénéficient : qui gagne, qui perd et combien, dans chacun des pays impliqués. Selon le profil de l’investisseur de l’interconnexion, le gain escompté se calcule différemment : - néré que sur la différence de prix de l’électricité de part et d’autre de l’interconnexion (rente de congestion) ; investit dans l’interconnexion recevra la rémunération de l’interconnecteur, mais également le surplus de revenu de l’utilisation de son réseau ; qui investit dans l’interconnexion, reçoit la rémunération de l’interconnexion, mais bénéficie aussi de l’impact sur le prix de revient de l’électricité. Différentes configurations d’investisseurs potentiels ont été simulées et il a été trouvé des configurations pour les- quelles le retour sur investissement était intéressant, aux deux horizons d’étude. Il faut cependant s’assurer que les législations nationales sont compatibles avec les schémas d’investisseurs qui ont été imaginés. Conclusion L’interconnexion des réseaux électrique est un élément essentiel de la coopération entre l’Europe et l’Afrique. Les conditions sont aujourd’hui réunies pour lancer des projets d’interconnexion entre Nord et Sud de la Méditerranée. Les études de Medgrid ont montré que des projets étaient certainement viables et les autorités européennes ont relancé la coopé- ration dans le cadre des plates-formes sur le marché électrique régional et sur l’efficacité énergétique et les renouvelables. En contribuant à assurer la sécurité d’alimentation en électricité des pays concernés, dans de meilleures conditions économiques et environnementales, elles participeront au développement de cette région de l’Afrique. Jean Kowal a été directeur général adjoint de Medgrid jusqu’à l’automne 2015. Aupara- vant il avait été secrétaire général du CIGRE (Conseil international des grands réseaux électriques), après une carrière dans le groupe EDF, essentiellement dans le domaine du transport de l’électricité. 87 REE N°3/2016 ❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱ RETOUR SUR Jean-Louis Coatrieux, Patrick Bourguet, Jacques de Certaines, Serge Mordon, Léandre Pourcelot Introduction Une véritable révolution en imagerie médicale a bien eu lieu au cours du siècle écoulé avec l’imagerie par rayons-X, les ultrasons, l’imagerie par résonance magnétique et l’imagerie de médecine nucléaire. Le corps humain restait jusqu’alors opaque et il fallait la chirurgie pour en apprendre les organes et iden- tifier la nature et l’étendue des pa- thologies qu’il cachait. Cette révolution est venue en premier lieu de la physique. Cepen- dant, la physique n’aurait pas suffi à elle seule. Les mathématiques, l’électronique, la chimie, l’informa- tique et d’autres disciplines encore devaient joindre leurs efforts avec la médecine pour réussir. Résu- mer ce siècle et cette aventure en quelques pages est une gageure et cet article ne prétend pas à une quelconque exhaustivité. Elle re- prend les principales découvertes en s’attachant à distinguer vraies ruptures et innovations incrémen- tales, chercheurs reconnus et in- venteurs oubliés. De la radiographie au scanner X Lorsque nous parlons de l’imagerie par rayons X, c’est la première et fameuse image produite inci- demment par Wilhelm Roentgen qui fait référence (figure 1). Cette image d’une main, supposée être celle de son épouse Bertha, date de 1895 et en montre les structures osseuses. Cette image projetée, bidimen- sionnelle, cumule les atténuations le long des rayons issus d’une source à rayons X et traversant successive- ment les tissus qui se retrouvent ainsi superposés dans le plan du détecteur. Roentgen obtiendra pour cette découverte le Prix Nobel de physique en 1901. Cette radiographie va profiter d’améliorations successives sur les tubes à rayons X, les collimateurs, l’amplificateur de brillance et les détecteurs pour évoluer vers des systèmes de mieux en mieux résolus. Le passage de l’analogique au numérique va démultiplier son impact et les applications cliniques. Sous sa forme conven- tionnelle, elle reste un examen de première intention, peu coûteux. Par la rapidité d’acquisition qu’elle permet (quelques dizaines d’images par seconde), elle se place aussi comme un outil incontournable dans les salles de chirurgie ou d’imagerie intervention- nelle au sens large. Associée à des produits de contraste opaques aux rayons X, injectés dans le réseau vasculaire, elle s’appellera plus tard « angiographie » et offrira la possibi- lité de distinguer les vaisseaux des autres structures anatomiques et de détecter les sténoses et les ané- vrismes, de guider en temps réel les poses d’endoprothèses et d’élec- trodes de stimulation. C’est aussi cette radiographie qui sera à la base des premières opérations chirur- gicales robotisées en particulier pour le prélèvement d’échantillons tissulaires (biopsies). C’est encore elle qui, aujourd’hui, prend la forme d’une imagerie rotationnelle rapide (plus d’une centaine d’images sur 120° en trois à quatre secondes). Le couple « source-détec- teur » cependant était né avec Roentgen. L’incon- vénient de la radiographie 2D restait cependant manifeste. E. Thompson tente d’obtenir des images 3D en exploitant une technique stéréoscopique par acquisition de deux vues décalées de quelques degrés. K. Mayer, à Cracovie, propose en 1916 des images « stratigraphiques » par déplacement de la source, le détecteur restant fixe. C. Baese dépose un brevet basé sur l’idée d’un mouvement simul- tané source-détecteur. Un autre brevet datant de 1922 par A. Bocage parle déjà d’imagerie de coupes. B.G. Ziedses des Plantes introduit le concept de « planigraphie ». Ces travaux seront concrétisés par L’imagerie médicale du 20e siècle Figure 1 : Le tout premier cliché radiologique a été réalisé le 22 décembre 1895 et a nécessité une pose de 20 min, ce qui explique une partie de ses imperfections ! Il a été publié dans la revue Nature le 26 janvier 1896. 88 REE N°3/2016 ❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱ RETOUR SUR J. Massiot en 1935 avec son tomographe vertical ou « bio- tome ». Ces noms de chercheurs et d’inventeurs sont main- tenant bien oubliés. Seuls deux noms sont crédités de la découverte du « CT scanner » (CT pour Computed Tomogra- phy) : A.M. Cormack et G.N. Hounsfield, prix Nobel de phy- siologie ou de médecine en 1979. Le principe est simple et basé sur l’acquisition de projections au cours d’une rotation du couple source-détecteur autour du corps. Un autre facteur concomitant va jouer un rôle considérable dans leur réalisa- tion, la disponibilité des calculateurs, car des algorithmes sont alors nécessaires pour reconstruire l’image 2D par rétropro- jection des mesures de projections. Si la transformée propo- sée par N.H. Abel en 1826 n’a eu longtemps que des échos épisodiques, celle de J. Radon publiée en 1917, va être large- ment utilisée dans les premières générations de scanner. Les années 1960 sont celles des bancs expérimentaux mais dès 1972, le premier scanner EMI de tomographie axiale, basé sur les travaux de Hounsfield, est installé en clinique. Nous allons assister dès lors à une avalanche de nouveaux modèles proposés par des constructeurs américains comme européens. Le marché est en effet gigantesque. Les innova- tions vont se succéder à un rythme soutenu pour gagner en temps d’acquisition (l’alternative offerte par l’Electron Beam CT dans les années 80 visera au même objectif), améliorer la résolution spatiale comme la qualité des images et réduire les temps de calcul. La géométrie parallèle des faisceaux de rayons X passe à une géométrie en éventail (1976) asso- ciée à une barrette linéaire de capteurs toujours plus nom- breux. Les acquisitions de projections par une rotation suivie d’une translation sont remplacées par une rotation mainte- nue constante et un mouvement continu de translation du patient : c’est le scanner spiralé (1989). Les avancées sur les détecteurs permettront ensuite de remplacer les barrettes linéaires par des matrices 2D (scanner à multidétecteurs) : de quatre lignes en 1998, elles passeront à 64 en 2004 pour atteindre 320 aujourd’hui. Il est intéressant de noter que cet accès direct au 3D au moyen d’un faisceau conique a été exploré bien avant. C’est le cas du DSR (Dynamic Spatial Reconstructor) conçu à la Mayo Clinic, USA, par l’équipe d’E. Ritman et opérationnel dès 1981. C’est aussi le cas du morphomètre, un projet d’envergure nationale en France, conduit dans les années 80 par General Electric, le CEA-Leti, Rennes et Lyon. Le morphomètre intro- duisait de plus le concept du scanner à source duale puisque deux couples source-détecteur étaient utilisés ! Les enjeux aujourd’hui sont de plusieurs ordres. Outre les évolutions technologiques, de nouvelles applications cli- niques sont visées comme par exemple la caractérisation de tissus se différenciant en densité selon l’énergie utilisée, l’accès à une imagerie volumique dynamique ou 4D (3D + temps) dont la cible majeure est le cœur mais aussi l’ima- gerie de perfusion. Un autre problème, de santé publique cette fois, concerne l’effet cumulé d’irradiation. Les scanners à faible dose de rayons X feront donc très certainement par- tie de ces enjeux. La physique comme les algorithmes de reconstruction y auront leur place. Il est peu probable cepen- dant qu’ils reprennent les « chambres à fils » inventées par Georges Charpak et qui lui ont valu le Nobel de physique en 1992. L’apparition du tomodensimètre a eu d’autres consé- quences immédiates sur le diagnostic et la thérapie. Les méthodes de traitement d’image capables de segmenter précisément les différentes structures, de détecter les lé- sions, de les localiser dans l’espace du corps, de caractériser quantitativement leurs formes ont connu un développement sans précédent dans les applications cliniques. L’émergence pratiquement simultanée de la synthèse d’image a trouvé là matière à restituer des rendus surfaciques 3D qui, rapide- ment, ont été supplantés par des rendus volumiques. Ces techniques se sont naturellement déployées vers la prépa- ration d’interventions chirurgicales à travers des plannings simulant les gestes à accomplir. L’imagerie par rayons X (du scanner au rotationnel) comme les autres modalités dont il est question par la suite, par leur complémentarité sur le plan morphologique comme fonctionnel, diagnostic comme inter- ventionnel, vont dès lors tenir un rôle central en médecine. Les ultrasons Dès que nous parlons d’ultrasons, c’est le sonar (Sound Navigation Ranging) et le nom de P. Langevin qui nous viennent en tête. Si c’est effectivement lui qui a conçu en 1917 le premier générateur d’ultrasons, il faut reconnaître le rôle majeur de quelques précurseurs dont, parmi beaucoup d’autres, L. Spallanzani qui en a soupçonné l’existence en observant le vol de nuit des chauves-souris (1794), Lord Ray- leigh qui a décrit les principes physiques sous-jacents aux vibrations (càd ondes) ultrasonores en 1877 mais aussi les frères Curie avec la découverte en 1880 des effets piézoé- lectriques de certains cristaux. Il a fallu cependant attendre les années 1950 pour voir ces techniques ultrasonores appli- quées à la médecine (par exemple le somatoscope en 1954 aux USA) et les années 1970 pour une utilisation en routine clinique. Les ultrasons sont non ionisants, non dangereux, fa- ciles à mettre en œuvre et ils permettent une visualisation en temps réel des organes et du sang circulant. Ils se propagent assez bien dans les tissus mous, avec une atténuation sen- siblement proportionnelle à leur fréquence. Les fréquences utilisées vont de 3 à 40 MHz. La différence d’impédance REE N°3/2016 89 L’imagerie médicale du 20e siècle acoustique (produit de leur densité par la vitesse de propa- gation des ultrasons) à l’interface entre deux structures est à l’origine des échos (imagerie de réflexion donc, a contrario d’une imagerie de transmission ionisante pour les rayons X). L’imagerie échographique et le Doppler Les transducteurs jouent bien entendu un rôle essentiel. Ils sont à base de céramiques ferroélectriques, à la fois émet- teurs et récepteurs d’ultrasons. De nouveaux capteurs au silicium, basés sur l’effet diélectrique, sont en cours de déve- loppement. On peut envisager dans l’avenir la production de rétines à ultrasons avec des densités de cellules de l’ordre du millier par cm². L’image échographique est constituée d’une série de lignes d’exploration obtenues par balayage de la zone d’intérêt. Ces balayages peuvent être mécaniques ou électroniques. Ces derniers comprennent les techniques de déphasage (phased array) où les impulsions électriques d’émission transmises à chaque transducteur élémentaire sont déphasées (retardées) entre elles pour orienter le front d’onde entre -45° à +45°. On peut superposer des retards supplémentaires pour courber le front d’onde et réaliser ainsi une focalisation électronique à l’émission et à la réception (focalisation dynamique en poursuite d’échos). Le balayage électronique par commutation sur une barrette plane ou convexe de transducteurs associe quant à lui une déflexion électronique pour réaliser des balayages composés (super- position d’images obtenues sous différents angles), ou pour optimiser les acquisitions en mode Doppler. De nouvelles techniques de traitement de signal permettent de réaliser une image à chaque tir ultrasonore, c’est-à-dire à une ca- dence de plusieurs milliers d’images par seconde. L’échographie, principalement utilisée à ses débuts comme moyen d’exploration d’organes à travers la peau, s’est déployée ensuite et grâce à des capteurs de plus en plus miniaturisés vers des approches endocavitaires. Ainsi, des sondes de 10 à 20 mm de diamètre sont utilisées au niveau de l’œsophage, du rectum ou du vagin et de moins de 1 mm pour les études endovasculaires. Il était logique de voir cette imagerie rivaliser avec les autres modalités en particulier dans l’accès au 3D. D’abord réalisée par déplacement mécanique du transduc- teur, des progrès substantiels ont été accomplis au moyen de capteurs matriciels avec reconstruction par plans de coupe. Plusieurs appareils commercialisés aujourd’hui possèdent la possibilité d’une représentation surfacique en temps réel pour le fœtus et le cœur (imagerie 4D). Lesannées1960vontaussivoirapparaîtrel’imagerieDoppler. L’effet Doppler correspond à une variation de fréquence F entre les ultrasons incidents (fréquence F) et les ultrasons réflé- chis (fréquence F’) par les structures en mouvement comme les globules rouges du sang. Pour des fréquences ultrasonores de 2 à 10 MHz, F se situe dans la gamme des fréquences audibles. Lors de la réflexion des ultrasons sur un ensemble de particules en mouvement, le signal Doppler présente un spectre de fréquences détectables par un analyseur de spectre. Chaque composante du spectre a une amplitude fonction du nombre de particules se déplaçant à une vitesse déterminée dans l’artère. Deux principes ont été mis en œuvre : les appa- reils à émission continue largement utilisés pour l’exploration de vaisseaux superficiels (vaisseaux du cou et des membres en particulier) et des rétrécissements valvulaires cardiaques et les appareils à émission pulsée permettant d’évaluer la vitesse du sang à plusieurs profondeurs simultanément. Cette dernière ouvre vers une cartographie des vitesses d’écoulement selon la direction de déplacement qui, représentée sur une échelle colorée modulée par l’énergie (Doppler puissance), peut être superposée aux coupes échographiques en échelle de gris. Avancées récentes : microbulles et élastographie Les microbulles de gaz encapsulé, d’un diamètre de quelques microns, injectées par voie intraveineuse, consti- tuent un puissant réflecteur des ultrasons. Les applications diagnostiques sont nombreuses : l’image de la vascularisa- tion des tissus, la caractérisation des tumeurs, l’exploration de la fonction cardiaque et du flux coronaire, etc. Ces mi- crobulles pourront dans l’avenir transporter des molécules à visée thérapeutique, délivrées localement par rupture de la capsule des microbulles au moyen d’impulsions ultrasonore de moyenne puissance. Quant à l’élastographie (mesure de l’élasticité tissulaire), la solution la plus élégante consiste à générer dans les tissus une onde de cisaillement par ultra- sons focalisés et à étudier sa vitesse de propagation qui dé- pend directement de la rigidité des structures rencontrées. Cette technique nécessite l’utilisation d’une imagerie ultra- rapide, de plusieurs milliers d’images par seconde, pour car- tographier la vitesse de l’onde de cisaillement (Cf. l’entreprise française SuperSonic Imagine). Cette méthode donne éga- lement des résultats spectaculaires en cartographie Doppler pour le suivi de phénomènes vasculaires dynamiques dans des organes comme le cerveau. Ce tour d’horizon est loin de traduire la richesse des applications cliniques des ultrasons. Il ne mentionne ni la seconde vocation des ultrasons, la thérapie par ultrasons de puissance, ni l’échographie interventionnelle avec guidage de ponctions ou de gestes thérapeutiques et pas plus que la télé-échographie, autant de chapitres qui mériteraient une place équivalente à ce que nous avons présenté ici. 90 REE N°3/2016 ❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱ RETOUR SUR L’oeil du médecin augmenté par les dispositifs optiques L’œil du médecin est certainement le dispositif optique le plus important en médecine. C’est un dispositif très effi- cace pour l’étude de la peau, mais inadapté pour l’étude des organes internes. Pendant longtemps, l’accès à l’intérieur du corps humain a nécessité un acte chirurgical. Pour qu’un regard exercé puisse observer un organe, c’est-à-dire que la lumière réfléchie par l’organe puisse être analysée par un œil humain, il fallait faire usage du bistouri ! Cependant, des objets qui à l’œil nu demeureraient invi- sibles, sont révélés par plusieurs méthodes non invasives qui, selon les cas, font appel à des principes physiques forts dif- férents : rayons X, résonance magnétique nucléaire, ultrasons ou émission de positons évoqués dans cet article. Dans cette palette d’outils d’imagerie, la lumière s’était jusqu’à présent signalée par son absence : les photons de longueurs d’onde du visible ou du proche visible étaient inutilisables à cet effet. Mais, sous l’impulsion de progrès dans la technologie des sources de lumière et des détecteurs, la situation évolue rapidement. La lumière offre un avantage considérable sur les rayons X : son innocuité. Cette propriété physique entraîne des conséquences potentielles évidentes : simplicité de mise en œuvre des appareils, possibilité de renouveler l’examen sans risque, etc. Mais ne rêvons pas : à cause de sa forte absorp- tion par les tissus biologiques, la lumière ne peut prétendre supplanter ou même concurrencer toutes les techniques existantes. Aujourd’hui, elle est considérée comme un com- plément utile, et seulement dans certains cas, un concurrent sérieux. Il est d’ailleurs difficile de parier sur le succès des diverses filières. Dans les laboratoires de recherche, l’heure est encore au foisonnement des principes techniques. Plu- sieurs applications ont suscité l’élaboration de prototypes, quelques-uns ont atteint le stade de l’évaluation clinique ; enfin certains ont conduit à de véritables appareils médicaux qui sont progressivement mis en œuvre dans les hôpitaux. Techniques endoscopiques L’idée d’aller voir l’intérieur de la cavité stomacale remonte au milieu du 19° siècle et l’Institut d’optique a longtemps conservé dans une vitrine le premier endoscope, tube rigide en inox, dont l’introduction dans l’œsophage exigeait de scier la dentition supérieure du patient ! De véritable instrument de torture, l’endoscope est devenu, dès les années 30 du siècle passé, beaucoup plus supportable et désormais, grâce notamment à la fibre optique et à la souplesse qu’elle auto- rise, l’endoscopie s’est généralisée à tous les orifices naturels, ou artificiels comme dans la laparoscopie (ou coelioscopie). On peut également mentionner le cathétérisme, auto ex- périmenté dès 1929 par le Dr Werner Fosmann. Après avoir développé dans les années 40 l’utilisation des sondes intra-ar- térielles, le Dr Courmand a partagé avec lui (et avec Dickinson Richards) le prix Nobel de médecine en 1956. De nos jours, avec les progrès de la miniaturisation et la mise au point de caméras, l’endoscopie est souvent associée aux techniques d’imagerie les plus diverses (optique, rayons X, échographie). Avec les prélèvements qu’elle réalise, l’endoscopie a per- met à la médecine interne de bénéficier, via l’histologie, des progès de la microscopie optique, par exemple du contraste de phase (Zernicke , prix Nobel de Physique 1953) ou plus récemment microscopie confocale ou imagerie polarimé- trique multispectrale1 . Grâce au développement des fibres optiques, nombre d’actes invasifs ont été éliminés. Par l’in- termédiaire de l’endoscope, tout se passe comme si l’œil du médecin était transporté au sein des organes (figure 2). Le moyen est spectaculairement efficace et a bouleversé 1 Voir par exemple Jihad Zallat Progrès dans l’imagerie polarimétrique (REE 2015-3 p 109). Figure 2 : Capsule endoscopique – A : Capsule endoscopique permettant d’explorer l’intestin grêle. Ce dispositif intègre une ou deux caméras, une source de lumière et un émetteur (Dimensions : 11 mm x 26 mm) – B : capsule dans l’intestin grêle – Source : Given imaging. A B REE N°3/2016 91 L’imagerie médicale du 20e siècle nombre de pratiques médicales, et aussi chirurgicales, grâce à la robotique médicale2 . L’endoscopie à bande spectrale étroite, qui repose sur l’éclairage du tissu par une série de spectres dont les bandes d’émission sont choisies pour prendre en compte les spectres d’absorption différents des structures observées constitue une avancée intéressante. La chromoendoscopie avec grossissement, associant coloration des muqueuses et endoscopie avec zoom, améliore elle aussi la détection des lésions. L’endoscopie a récemment considérablement pro- gressé grâce au développement des vidéocapsules. Une fois la capsule avalée, elle prend des photographies du système digestif et les envoie via des électrodes à un boîtier que porte le patient. Ce type d’endoscopie est principalement utilisé pour examiner l’intestin grêle. L’endoscope ou le microscope chirurgical ne donnent pas accès à des caractéristiques des tissus qui, du point de vue de la lumière, soient différentes de celles qui sont simple- ment analysables par l’œil. Afin d’améliorer la sélectivité et la spécificité, il est possible de, recueillir les photons qui sont émis par un mécanisme de fluorescence (figure 3). Le prin- cipe de de la fluorescence est basée sur l’excitation d’une molécule (fluorophore) qui conduit à une émission de lu- mière spécifique. Il existe aujourd’hui plusieurs fluorophores disposant de l’AMM (fluorescéine sodique, vert d’indocya- nine). En oncologie clinique, les techniques de fluorescence peuvent être utilement mises à profit pour le dépistage de lésions cancéreuses débutantes, indétectables par l’endosco- pie classique. On assiste aussi à l’émergence de la chirurgie guidée par l’imagerie de fluorescence. Dans ce cas le chirur- gien réalise une exérèse plus complète de la tumeur, tout en limitant les atteintes lésionnelles sur les tissus sains. Il faut 2 La REE a récemment publié plusieurs articles sur ce thème, notam- ment : Clément Vidal La robotique d’assistance à la chirurgie – l’avè- nement de la co-manipulation (REE 2015-2 p. 78) et Jacques Marescaux & Michele Diana La chirurgie de demain (REE 2016-2 p. 25). rappeler que même dans les unités hautement spécialisées, 50 % des interventions sont classées comme non réussies car les échantillons excisés révèlent des marges positives à l’examen histopathologique. Perspectives de la tomographie et de la transillumination Pour obtenir des informations sur la présence de tumeurs dans des tissus biologiques, il est aussi possible d’émettre des photons et de recueillir ceux qui traversent les tissus. Au bout de leur parcours, l’analyse des diverses modifications qu’ils ont subies dessine une image de la structure interne traver- sée : l’ensemble des techniques fondées sur ce principe très général est regroupé sous le nom d’imagerie optique d’or- ganes par transillumination, appelée “optical computed to- mography”. Schématiquement, on peut distinguer trois types de photons. Les premiers, les photons dits « balistiques », se propagent en ligne droite et parviennent donc les premiers sur le détecteur. On sait qu’ils sont rares, mais on peut cal- culer leur temps de vol théorique : à la vitesse de la lumière, 170 picosecondes sont nécessaires pour traverser en ligne directe 5 cm de tissu biologique. La deuxième « espèce » de photon est appelée « quasi-balistique ». Plus imagé, l’adjec- tif anglais qui leur est appliqué, snake-like, (serpentine en français) indique que leur trajectoire reproduit le dessin d’un serpent. Ces photons subissent des modifications de trajec- toires limitées et sont donc peu retardés : pour les mêmes 5 cm d’épaisseur, ils sont détectés entre 240 et 290 ps. Si l’on sait fabriquer l’équivalent d’un obturateur ne s’ouvrant que pendant ce court instant, on imagine que l’image recueil- lie sera contrastée : une « ombre » se dessinera là où ne seront pas parvenus les photons absorbés par une tumeur. La résolution spatiale de l’imagerie optique a elle aussi considérablement progressé et des sociétés françaises y jouent un rôle important. Si la microscopie confocale est une technique de microscopie bien connue des histologistes, la Figures 3 : Résection chirurgicale d’un glioblastome - A : image en lumière blanche - B : image en lumière bleue. La fluorescence rose permet de visualiser la tumeur résiduelle – Le patient a reçu du Gliolan 3 heures avant l’intervention chirurgicale – Source : Pr. Reyns, CHRU de Lille. A B 92 REE N°3/2016 ❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱ RETOUR SUR microscopie confocale fibrée ou endomicroscopie est une modalité émergente d’imagerie dont l’ambition est de re- pousser ses limites en transférant les techniques de micros- copie confocale de laboratoire à l’endoscopie. Elle fournit une biopsie optique, c’est à dire une image microscopique du tissu, in vivo, in situ, sur un champ de vue de quelques cen- taines de micromètres, à différents niveaux de profondeur. Enfin, il faut citer la tomographie optique cohérente (ou OCT pour Optical Coherence Tomography) qui vient de connaitre un développement particuliè- rement rapide, en particulier dans le do- maine de l’ophtalmologie, pour l’examen des détails structurels de la rétine. En une quinzaine d’années environ, cette tech- nique est passée de la preuve de concept à une disponibilité commerciale, au point de trouver maintenant un système d’OCT dans une proportion significative des ca- binets d’ophtalmologie. Portées par cet exemple, de nouvelles applications de cette technique émergent ces dernières années, grâce à l’amélioration et à la décli- naison de la méthode. Au sein du domaine de l’OCT, la tomographie optique cohé- rente plein champ – ou OCT plein champ ou encore FFOCT (Full-Field Optical Coherence Tomography) – présente des caractéristiques remarquables, en particulier en termes de résolution et de simplicité instrumentale, permettant d’envi- sager son application au domaine du diagnostic du cancer. La médecine nucléaire La fin du 19e et le début du 20e siècle furent aussi marqués par la radioactivité et par Marie Curie. A côté de son utilisation militaire ou de la production d’énergie, la radioactivité a vu depuis se développer un domaine spécifique de l’imagerie médicale, la médecine nucléaire. Le principe en est simple. On choisit une molécule dont on connaît le devenir dans l’organisme (par exemple le glucose qui est utilisé par les cel- lules cancéreuses comme substrat énergétique indispensable à leur prolifération). Couplée chimiquement à un radioisotope émetteur gamma, cette molécule radiomarquée, autrement appelée « radiopharmaceutique », est injectée au patient. Les photons gamma qu’elle émet sont détectés à l’extérieur du corps au moyen d’une caméra gamma. Celle-ci permet de déterminer la distribution en 3D de la radioactivité et son évolution au cours du temps. Cette radioactivité étant liée à la molécule étudiée, on peut suivre en temps réel et en 3D la distribution de cette molécule dans l’organisme et par là-même déterminer son métabolisme au niveau de tous les organes. On parle alors d’imagerie métabolique, en complé- ment de l’imagerie dite morphologique du scanner X. L’aventure commence en 1947, lorsque Kallman découvre le détecteur à scintillation, suivi en 1948 par Hofstadter qui découvre le NaI qui sera le cristal utilisé jusqu’à nos jours dans les caméras gamma. Le premier radioisotope uti- lisé en médecine fut l’iode-131. Une simple sonde placée en regard du cou mesurait la radioactivité au niveau de la glande thyroïde en fonction du temps. L’iode entrant dans la fabrication des hormones thyroïdiennes, la courbe ainsi obtenue était représen- tative du métabolisme thyroïdien. Dans les années 50 apparaît le scintigraphe à balayage. La sonde équipée d’un collima- teur permettant de « focaliser » la mesure de la radioactivité sur une petite surface, est alors fixée sur un bras motorisé qui, se déplaçant au-dessus de l’organe étudié, « balaye » ligne par ligne la surface de ce dernier. Cet appareil permettait de faire une mesure point par point et l’on obte- nait alors une image en projection de la distribution de radioactivité au sein d’un organe. La résolution d’un tel appareil était alors largement supérieure à deux centimètres… La première grande avancée est due à un chercheur de Berkeley, Hal Anger, qui imagina en 1957 la caméra gamma, encore aujourd’hui la machine de référence en médecine nucléaire (figure 4). Les premiers exemplaires furent com- mercialisés par la société Nuclear Chicago Corp à partir de 1962, bientôt suivie par Picker. Le cristal détecteur de NaI faisait alors quatre pouces de diamètre (10 cm) et 6 mm d’épaisseur, la caméra disposant de sept photomultiplica- teurs. Chaque détection d’un photon apparaissait sous forme d’un spot sur un écran cathodique qui impressionnait un film polaroïd. L’image de l’organe était obtenue après un temps d’acquisition de plusieurs minutes. Le champ de la caméra devait progresser rapidement, le cristal passant à 20 cm de diamètre, puis dès 1964 à 30 cm et ½ pouce (1,2 cm) d’épaisseur. Parallèlement, Stang et Richards de l’université de Brookhaven mettaient au point en 1960 le générateur de technetium 99m. Ce radioisotope qui émet un gamma pur de 140 keV était parfaitement adapté à la caméra d’Anger, d’où son succès. Il est devenu le radioisotope de référence le plus couramment utilisé en routine clinique ; il permet le marquage de centaines de molécules utilisables dans des pa- thologies très variées (osseuse, cardiaque, cérébrale, rénale, hépatique, pulmonaire, etc.). Le générateur de technetium Figure 4 : Caméra d’Hal Anger en 1958. C’est une soixantaine d’années après les premières radiographies X, le premier dispositif de caméra à scintillation, dont le principe est encore à la base des dispositifs actuels (un cristal ‘’scintillant’’ transforme les photons gamma en lumière). REE N°3/2016 93 L’imagerie médicale du 20e siècle 99m fonctionne à partir de la décroissance du molybdène 99. Le molybdène ayant une période de plusieurs jours, le générateur peut être à demeure dans les hôpitaux et per- mettre le radiomarquage à la demande. Une première révolution voyait le jour dans les années 70 avec l’introduction croissante de l’informatique et du trai- tement des données. La technique tomodensitométrique d’Hounsfield fut transposée en médecine nucléaire permet- tant d’obtenir des tomoscintigraphies. Le détecteur de la la caméra gamma étant plan, la reconstruction conduisait direc- tement à une représentation en 3D de la radioactivité au sein du corps humain. Les algorithmes initiaux de reconstruction par rétroprojection filtrée (théorème de Radon) ont été rem- placés par des méthodes itératives plus rapides, optimisables et permettant d’introduire en temps réel des corrections phy- siques (atténuation, diffusion Compton, effet de volume par- tiel, etc.). Les caméras gamma actuelles dites SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) sont équipées de deux têtes identiques, permettant l’acquisition tomogra- phique en rotation sur 180°, voire seulement 90° (en explo- ration cardiologique). Une deuxième révolution est intervenue dans les années 90 avec la vulgarisation des caméras à émission de posi- tons (TEP). Alors que le principe datait déjà des années 70, son utilisation était restée confidentielle, réservée à l’explo- ration du système nerveux central. La mise en évidence de la grande efficacité du glucose marqué au fluor-18 (18FDG) pour la détection des lésions cancéreuses, amenait une explosion du marché des caméras TEP. Ceci a eu pour ef- fet de stimuler la recherche et le transfert d’innovation sur les caméras TEP utilisées en clinique. Les caméras ont été ainsi dotées de cristaux de plus en plus rapides ou sensibles (BGO, LSO…). Elles sont désormais dotées de logiciel de cor- rection de temps de vol améliorant la résolution intrinsèque (voisine du millimètre) et de quantification de la distribution de radioactivité permettant le suivi dans le temps. La dernière révolution, probablement la plus importante sur le plan clinique est intervenue au changement de siècle avec l’apparition de machines « hybrides ». Les caméras gam- ma SPECT ou TEP sont désormais couplées avec un scanner (CT) ou une IRM. Les machines TEP-IRM de dernière géné- ration (figure 5) permettent ainsi l’acquisition simultanée des deux modalités, ce qui représente une vraie prouesse tech- nologique compte tenu des contraintes fortes liées à l’envi- ronnement de chacune d’entre elles. En un même temps, le clinicien accède ainsi à des informations de nature morpho- logique (anatomie), fonctionnelle et métabolique, l’examen ‘’corps entier’’ ne durant qu’une vingtaine de minutes ! L’avenir est prometteur. Ainsi la caméra d'Anger a déjà fait place aux caméras munies de détecteurs à semiconducteurs. Celles-ci, utilisées aujourd’hui en cardiologie, ont une sensi- bilité bien supérieure aux caméras classiques, permettant de réduire de moitié les temps d’acquisition. Si les détecteurs actuels (CZT) sont encore de taille modeste, les industriels planchent déjà sur des modèles permettant de faire des ac- quisitions « corps entier »… L’imagerie par résonance magnétique On situe souvent à tort la découverte de la résonance magnétique nucléaire (RMN) en 1946. En réalité, la décou- verte de la RMN est largement antérieure mais ce n’était alors qu’un problème de physiciens cherchant à mettre en évidence et quantifier le moment magnétique des noyaux atomiques. Entre 1920 et 1940, des physiciens comme W. Guerlach et O. Stern en 1922 (prix Nobel en 1943) ou I. Rabi en 1938 (prix Nobel en 1944) ont fait progresser ce domaine mais avec des technologies ne permettant pas d’applications sur des échantillons solides. Ce n’est en effet qu’en 1946 qu’une Figure 5 : Évaluation de la masse tumorale active. La complémentarité des images TEP et IRM permet de différencier le tissu tumoral résiduel de la radionécrose dans une tumeur cérébrale traitée – A : image IRM – B : image TEP obtenue avec un traceur tumoral – C : fusion des deux modalités. 94 REE N°4/2012 ❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱ RETOUR SUR technique efficace de détection par l’induction d’un courant électrique dans une antenne lors d’une variation du champ magnétique et l’étude des phénomènes de relaxation, propo- sée par F. Bloch et E. Purcell (prix Nobel en 1952) permirent les applications, d’abord en chimie puis en biologie et méde- cine. Du domaine réservé des physiciens dans les années 50, la RMN est alors passée à celui des chimistes dans les années 60, avant de devenir à la fin des années 70 une méthode fondamentale pour l’imagerie (IRM) et la spectroscopie (SRM) in-vivo (imagerie spectroscopique) ou ex-vivo (analyse spec- trométrique de liquides biologiques ou de biopsies). Le principe fondamental de la RMN est relativement simple à résumer avec une approche quantique, même si sa réalisation expérimentale est difficile. Les spins nucléaires d’un échantillon placé dans un champ magnétique homo- gène (B0 ), par exemple dans le cas du proton, noyau majo- ritairement utilisé en IRM, se répartissent en deux niveaux quantiques de spins respectivement parallèles et antiparal- lèles au champ magnétique inducteur. On envoie alors un champ radio-fréquence RF (B1), à une fréquence donnée par la relation de Planck-Einstein h et correspondant à l’écart entre les deux niveaux quantiques. Les spins sont alors placés dans un état excité et reviennent à l’équilibre par deux phénomènes de relaxation dépendant du milieu : la relaxation spin-réseau (T1) et la relaxation spin-spin (T2). Les trois principaux paramètres conditionnant l’intensité du signal dans chaque pixel 3D (ou voxel) de l’IRM sont donc le T1, le T2 et la densité de spins N(H). Le choix de séquences complexes d’impulsion RF (le plus souvent utilisant l’écho de spin) permet de pondérer l’image prioritairement en T1, T2 ou N(H). Le problème technique pour obtenir une image est alors le codage spatial du signal. On utilise pour cela des gradients du champ magnétique B0 qui permettent par la fréquence et la phase de coder chaque point de l’échantillon par une transformée de Fourier bi (2D-FT) ou tri-dimension- nelle (3D-FT). L’idée d’appliquer la RMN à la médecine a été initiale- ment développée par R. Damadian. Dans un article célèbre publié dans la revue Science en 1971, il a montré que les temps de relaxation mesurés ex-vivo dans un tissu cancéreux étaient très différents de ceux du tissu sain de référence. Il a ensuite tenté de développer l’imagerie et a réalisé en 1977 sur lui-même la première image du corps humain mais avec un temps d’acquisition et une résolution spatiale peu compatibles avec une application médicale de routine. Il créa ensuite une entreprise commercialisant des appareils d’IRM à aimant permanent, le système Fonar. Hélas, ses convic- tions religieuses créationnistes et son souci de développer un business rentable autour de l’instrumentation IRM, l’ont mar- ginalisé dans la communauté universitaire et opposé à son grand rival, P. Lauterbur. C’est pourquoi, la tentative au dé- but des années 80 de lui faire attribuer conjointement avec P. Lauterbur un prix Nobel a échoué. Le président Reagan lui attribuera en 1988, ainsi qu’à Lauterbur, la National Medal of Technology, mais ce n’est qu’en 2003 qu’un prix Nobel pour la découverte de l’IRM sera attribué à P. Lauterbur et P. Mansfield, Damadian étant « oublié ». Par rapport à d’autres techniques d’imagerie médicale, l’IRM présente à la fois des avantages et des inconvénients. Par rapport à la tomodensitométrie, elle présente l’avantage d’analyser les tissus mous riches en protons mobiles (eau libre ou eau liée aux biomolécules), d’où son intérêt en on- cologie, alors que les rayons X détectent prioritairement les tissus durs comme les os. Par rapport à la scintigraphie ou à la caméra à positons, elle présente l’avantage de ne pas nécessiter l’injection d’un traceur radioactif. Contrairement à ces deux méthodes, l’IRM ne met pas en jeu de radiations ionisantes. Par contre, l’IRM du fait d’une instrumentation complexe reste une technique chère notamment par rap- port au scanner X et surtout à l’échographie. De plus sa sensibilité est très faible dans la mesure où le signal dé- tecté provient de la différence entre les spins parallèles et antiparallèles, soit d’un spin sur un million. Cette limitation provient du mode de détection établi par Bloch et Purcell en 1946, date depuis laquelle les progrès considérables, quelques milliers en rapport signal/bruit, ont été dus à l’ins- trumentation : antennes de détection et notamment les ré- seaux d’antennes, qualité des impulsions RF, traitement du signal et de l’image, développement d’agents de contraste paramagnétiques (d’ailleurs surutilisés), développement d’appareils adaptés pour l’IRM interventionnelle, qualité des aimants supraconducteurs et montée en intensité du champ magnétique B0 . Toutefois, cette montée d’intensité du champ magnétique, passant en 30 ans pour les IRM hospitalières, de 0,3 à 3 T (Tesla) n’a sans doute pas eu que des avantages, bloquant pour des raisons commerciales la filière des IRM écono- miques à bas champ. Une étude commanditée dans les an- nées 80 par le ministère français de la santé avait conclu que les deux voies à développer étaient d’une part des appareils à bas champ et bas prix pour l’IRM de routine dans certaines localisations, domaine où à l’époque une entreprise fran- çaise, Magnetech, avait une certaine avance technologique, et d’autre part une montée en champ (1,5 et aujourd’hui 3T) pour l’imagerie rapide, par exemple la ciné-IRM en cardio- logie, la neuro-imagerie ou l’imagerie spectroscopique. Les bas champs avaient une moindre sensibilité, donc des temps d’acquisition plus longs mais le contraste intrinsèque entre REE N°3/2016 95 L’imagerie médicale du 20e siècle tissus biologiques est plutôt meilleur à bas champ qu’à fort champ. L’instrumentation dominante à l'époque, utilisant un champ de 0,5 T, présentait simultanément les inconvénients en sensibilité des bas champs et les coûts d’instrumenta- tion liés aux aimants supraconducteurs à fort champ. C’est pourtant la filière à 0,5 T (maintenant disparue) que le gou- vernement décida de soutenir, contribuant sans doute ainsi au naufrage de l’industrie française d’imagerie médicale et au rachat de la CGR (Compagnie générale de radiologie) française par l’américain GE. La France souffre aujourd’hui, notamment par rapport à la plupart des pays européens, d’un déficit flagrant en nombre d’installations d’IRM. L’IRM présente-t-elle des dangers potentiels pour le patient ? Dans un champ magnétique intense, la réorien- tation de systèmes plurimoléculaires, comme par exemple les membranes cellulaires, peut induire des effets biologiques réversibles, par exemple des activations ou désacti- vations de biomolécules intramem- branaires ; cela a été maintes fois démontré comme cela l’avait été par P.G. de Gennes (Prix Nobel en 1991) pour les cristaux liquides. Toutefois, cet effet biomoléculaire d’un champ magnétique ne paraît pas dangereux dans les conditions actuelles d’acquisi- tion IRM, contrairement aux effets de rotation ou de déplacement d’implants métalliques ferromagnétiques, voire au dérèglement d’implants actifs comme certains pacemakers. Un autre danger vient du champ RF B1 dont les effets thermiques sont bien connus mais difficiles à modéliser et dont les effets potentiels non-thermiques sont très mal connus. Même s’il n’y a pas de radiations ionisantes, l’IRM implique donc le respect de certaines règles de précaution. Outre le gain en sensibilité avec la montée en champ, des progrès considérables ont été réalisés en IRM depuis 30 ans. Citons par exemple les utilisations sophistiquées de gradients de champ pour l’IRM de diffusion (DTI ou “Diffusion Tensor Imaging”), l’imagerie 3D (figure 6), la ciné-IRM (on sait faire des acquisitions à la vitesse du cinéma), l’angiogra- phie et l’élastographie par IRM… L'IRM obtenue par d'autres noyaux que le proton se développe aussi, par exemple celle du 23 Na qui devient intéressante depuis qu’elle sait distin- guer le sodium intra-cellulaire du sodium extra-cellulaire. Un autre domaine majeur est la SRM ouvrant sur l’imagerie spectroscopique qui construit des cartographies moléculaires du corps humain, au moins pour certaines molécules, qui sont déjà largement appliquées en neuro-oncologie. La SRM du 31 P permet de suivre le métabolisme énergétique et de mesurer in-vivo des vitesses de réaction enzymatique par les techniques de transfert d’aimantation… On peut penser qu’aujourd’hui, les techniques mises en œuvre en routine hospitalière ne représentent qu’environ 10 % de ce que l’on est déjà capable de faire. Quelles seraient, au-delà des nombreux progrès incré- mentaux depuis 30 ans, les potentielles innovations de rup- ture qui révolutionneraient l’IRM ? L’une d’entre elles serait le développement de matériaux supraconducteurs fiables à température ambiante dont on rêve depuis les travaux de K. Müller et J. Bednorz (prix Nobel en 1987) ; cela per- mettrait des IRM à fort champ avec une instrumentation d’aimant moins complexe et un coût de fonctionnement réduit ainsi qu’un développement aisé d’antennes supra- conductrices. L’autre innovation majeure serait de rompre avec le mode de dé- tection développé en 1946 par Bloch et Purcell et de gagner ainsi un facteur 106 en sensibilité : au début des années 90, deux équipes, l’une américaine et l’autre franco-polonaise, en ont montré la possibilité théorique. J.A. Sidles et D. Rugar ont ainsi réalisé une nano-IRM dans des conditions techniques très particulières (film moléculaire dans l’Hé- lium liquide) et exigeant des gradients de champ magnétique incompatibles avec des organismes vivants et tech- niquement très complexes à produire au-delà de volumes microscopiques. A l’heure des nanotechnologies, ce fut quand même une avancée majeure, sinon pour l’IRM ou la SRM in-vivo, du moins pour l’espoir d’une nano-IRM inframoléculaire. A seu- lement une trentaine d’années d’existence, l’IRM est proba- blement encore loin d’avoir exploité toutes ses potentialités. Conclusion Le 21e siècle sera-t-il aussi fécond ? Des modalités d’images plus rapides encore, à ultra-haute résolution en espace et en temps, moins irradiantes, mieux contrastées, certainement. Des systèmes plus intégrés que séquentiellement couplés, des dispositifs miniaturisés pour des explorations locales et sélectives à très haute résolution ? L’arrivée en force de la génomique, de la protéomique signera-t-elle des marqueurs fonctionnels plus efficaces pour des examens in-vivo ? Figure 6 : Un exemple d’image 1RM 3D. Coupe 2D extraite d’une IRM 3D acquise à 3T en 10 minutes avec une résolution de 1 mm3 . Source : CHU de Rennes. 96 REE N°3/2016 ❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱ RETOUR SUR Tout est possible et c’est sans doute pour cela que la re- cherche reste une passion pour ceux qui en font métier. Il ne faudra pas croire pour autant qu’un patient se réduira à quelques images, aussi belles et significatives soient-elles. La véritable médecine personnalisée de demain sera celle qui sera aussi capable de le comprendre comme une individua- lité à part entière, dans sa complexité simplement humaine. Pour en savoir plus Masson Ed., 2013 apprentissage, Elsevier Masson Ed., 2011 la neuro-imagerie. La pensée sous l’œil de l’IRM, Odile Jacob Ed., 2012 2004 guidés par la fluorescence - juin-juillet 2015 (Chapitre 7.2 de l’ouvrage coordonné par Nicolas Treps et Sciences, 2010) Jean-Louis Coatrieux est directeur de recherche émérite à l’INSERM (Institut national de la santé et la recherche médicale) dont il a dirigé le laboratoire Traitement du signal et de l’image de Rennes jusqu’en 2003. Fellow IEEE, EAMBES, AIMBE, il a été de 1996 à 2001 éditeur-en-chef de la revue IEEE Transactions on Biomedical Engineering ; il a été distingué par la IEEE Millenium Award (2000) et la IEEE Career Achievement Award (2006). Il a publié plus de 200 articles en revues et il est docteur Honoris Causa de SouthEast University (Chine). Patrick Bourguet est professeur émérite de biophysique et médecine nucléaire à l’université de Rennes 1. Ancien directeur du Centre régional de lutte contre le cancer de Rennes, il est éga- lement ancien président de l’Association européenne de médecine nucléaire (EANM) ; il est l’auteur de près de 150 articles essentiel- lement dans le domaine de l’imagerie nucléaire en cancérologie. Jacques de Certaines est biophysicien. Après un séjour post- doctoral à Harvard Medical School, il a fait l’essentiel de sa car- rière à l’université de Rennes. Il y a dirigé le laboratoire de RMN en biologie et médecine à la faculté de médecine ainsi que le département biologie du centre anti-cancéreux. Auteur de quatre ouvrages et de 120 publications internationales sur les applica- tions biomédicales de la RMN, il a aussi produit avec le CNED un film de vulgarisation scientifique (prix du film scientifique au New-York festival). Jacques de Certaines a été adjoint au maire de Rennes en charge de la recherche et a présidé le Technopole de Rennes Atalante de 1998 à 2006. Il est co-auteur de deux essais sur les enjeux de l’économie régionale « Secoue-toi, Bretagne » (2013) et « Bretagne en crise ? » (2015). Serge Mordon est directeur de recherche à l’INSERM, dont il dirige à Lille l’unité U 1189 (thérapies laser assistées par l’image pour l’oncologie). Depuis 1981, ses recherches concernent l’étude, la modélisation et le développement de nouvelles appli- cations médicales des lasers ; elles ont concerné de nouveaux instruments lasers pour la dermatologie et la chirurgie. Il est ré- dacteur associé de la revue Lasers in Surgery and Medicine et membre du Board de l’American Society for Lasers in Medicine and Surgery ; il préside la Société francophone des lasers médi- caux. Il enseigne dans plusieurs universités et a été nommé, en janvier 2015, Finland Distinguished Professor. Léandre Pourcelot est ingénieur de formation. Sa thèse et ses travaux de recherche ont porté sur l’étude des flux sanguins par effet Doppler et ont conduit à des dispositifs utilisés en chirur- gie et médecine. En particulier il est à l’origine de l’échographie Doppler et des appareils utilisés par les astronautes depuis 1982. Professeur à l’université de Tours, il complète ses études en de- venant médecin et se tourne vers la médecine nucléaire ; il a dirigé pendant un quart de siècle le département de médecine nucléaire et ultrasons du CHU local. Léandre Pourcelot a cofondé plusieurs entreprises mettant en œuvre des travaux qui lui ont valu de nombreuses distinctions de l'Académie nationale de mé- decine, de l’Académie des sciences, ainsi que de la SEE dont la médaille Ampère lui a été décernée en 1997. LES AUTEURS REE N°3/2016 97 Ancien ministreENTRETIEN AVEC BRICE LALONDE REE : Brice Lalonde, les Français vous connaissent bien. Vous avez été no- tamment candidat à la Présidence de la République, créateur de Génération Ecologie, ministre chargé de l’envi- ronnement dans plusieurs gouverne- ments... Vous avez été sous-secrétaire général des Nations Unies et vous êtes aujourd’hui président fondateur du Business & Climate Summit. Pouvez-vous nous dire quelles sont aujourd’hui vos préoccupations es- sentielles à l’échelle de la planète ? Brice Lalonde : Au niveau de la pla- nète, il faut faire face à beaucoup de priorités. Il y a en premier lieu le climat, sur lequel nous reviendrons et qui est une priorité absolue, mais il y a aussi l’eau, dont les ressources sont limitées et dont la surexploitation crée dans de nombreuses régions du monde un stress hydrique qui est un handicap au développement et peut être à l’ori- gine de conflits très sérieux. Mais pour répondre aux besoins en eau, il faut de l’énergie et donc climat-eau-énergie sont des préoccupations connexes. On doit sans doute y adjoindre la bio- diversité, bien que je ne sois pas sûr que l’on puisse construire dans ce domaine une politique intégrée, et, dans un autre ordre d’idées, il faudrait citer l’éducation, la santé, la condition des femmes, etc. En 2000, sous l’impulsion de Kofi An- nan, alors secrétaire général des Nations Unies, ont été adoptés les huit objectifs du millénaire pour le développement qui recouvrent de grands enjeux huma- nitaires : la réduction de l’extrême pau- vreté et de la mortalité infantile, la lutte contre plusieurs épidémies dont le SIDA, l’accès à l’éducation, l’égalité des sexes et l’application du développement durable. Cela a été très utile et a plutôt bien fonc- tionné, car ces objectifs ont permis de cadrer et de démultiplier l’action. Partant de là, la conférence internatio- nale « Rio + 20 » sur le développement durable a initié en 2012 un processus de définition « d’objectifs de développe- ment durable » (ODD) qui a abouti, lors du Sommet du développement durable du 25 septembre 2015, à l’adoption d’un nouveau programme de développement durable fondé sur 17 objectifs mondiaux pour mettre fin à la pauvreté, lutter contre les inégalités et l’injustice et bien entendu faire face au changement climatique. REE : Il ne suffit malheureusement pas de se donner des objectifs. Ne faut-il pas qu’une gouvernance soit en place pour les mettre en œuvre ? B. L. : La question de la gouvernance est effectivement centrale. Car comment, dans une organisation de 195 membres, parvenir à se mettre d’accord et mettre en place une plate-forme d’action com- mune qui respecte le droit à la subsidia- rité de chacune des parties prenantes ? Il y a des accords qui fonctionnent bien, comme la Convention des Nations Unies sur le droit de la mer, de 1982, mais celle-ci ne règle que les problèmes de souveraineté sur les espaces mari- times. Elle n’aborde pas la question du développement durable. Sur ce point, on peut faire des évaluations et des ob- servations, suivre les bateaux en temps réel, détecter les comportements anor- maux, mais il faudrait aller plus loin et pouvoir agir dans le cadre d’une véritable citoyenneté planétaire. C’est très difficile de l’imposer aux Etats. Regardez l’Europe : on la critique, on la vilipende mais c’est une organisa- tion qui est respectée au niveau interna- tional car, au travers de la Commission, elle s’est dotée d ‘une force de proposi- tion et d’action. Il n’y a rien de similaire au niveau des Nations Unies. Le secré- taire général, quel que soit son talent, reste au service des Etats. Il n’y a même pas de Chief Scientific Officer qui puisse susciter et coordonner des études qui fassent autorité au niveau international. REE : Malgré cela, diriez-vous que, depuis plus de 40 ans que les préoc- cupations environnementales sont venues sur le devant de la scène, la situation globale s’est améliorée ou bien s’est détériorée ? B. L. : La situation s’est parfois amélio- rée au niveau local. Il y a eu une prise de conscience de la nécessité d’agir mais ce sont surtout les pays riches qui ont aujourd’hui les moyens de passer à l’action. Au niveau global, on ne peut pas dire que la sauvegarde de la biosphère soit bien prise en compte. Les questions des cycles du carbone, du phosphore, de l’azote ne sont pas traitées avec l’at- tention qu’elles méritent REE : Vous est-il arrivé de douter de la réalité du problème climatique ? B. L. : Jamais. J’ai été saisi par l’impor- tance de la question dès 1988, date à la- Climat, eau, énergie : trois priorités mondiales Du global au local : après la COP21, le temps est venu d’agir Il faut une gouvernance mondiale plus forte en matière d’environnement 98 REE N°3/2016 quelle le GIEC a été créé et à laquelle je suis entré au gouvernement. La conco- mitance de ces deux événements, for- tuite bien entendu, m’a mené à prendre conscience de l’ampleur du problème climatique et je me réjouis d’avoir pu, dans le cadre des responsabilités qui étaient les miennes, engager la France dans la voie qu’elle suit aujourd’hui. REE : Le point clé n’est-il pas cepen- dant in fine celui de la démographie dans le monde et que peut-on faire pour la contenir ? B. L. : Tout dépend de l’empreinte éco- logique que chacun imprime sur cette Terre mais je ne cherche pas à fuir cette question essentielle. En 1972 le rap- port du Club de Rome préconisait de stabiliser la population à l’échelle mon- diale, sans préciser d’ailleurs par quelles mesures y parvenir. Et puis, le sujet est sorti du radar devant les protestations de la plupart des pays en développe- ment et de tous ceux qui se référaient à la maxime de Jean Bodin « Il n’y a ni richesse ni force que d’hommes »1 . Aujourd’hui, on ose à nouveau dis- cuter du problème mais on se heurte souvent aux positions des fondamen- talistes religieux. Cependant la transi- tion démographique est en marche dans de nombreux pays, il faut l’en- courager et cela passe notamment par l’éducation et la sauvegarde des droits des femmes. REE : La COP 21 est présentée géné- ralement comme un grand succès dont la France peut se féliciter. Mais depuis, les acteurs semblent s’être mis en « mode pause » et peu de choses semblent se passer 1 NDLR : Cette citation est tirée du livre de Jean Bodin, les Six Livres de la République, paru pour la première fois en 1576 à Paris. à présent. Quelles devraient être les prochaines grandes étapes du processus engagé ? B. L. : La COP 21 a été effectivement un très grand succès, relativement inespéré, qu’il faut mettre au crédit de la diploma- tie français conduite par Laurent Fabius. Grand accord et inespéré car il va au- delà de ce à quoi on pouvait s’attendre. L’accord pose en effet comme principe que dans la deuxième partie du XXe siècle, il faudra que toutes les émissions soient compensées. Mais l’accord comporte peu d’obligations, essentiellement deux : - rer une politique « climat » se traduisant par les « contributions prévues déter- minées au niveau national »2 ; donc l’obligation d’améliorer ces contri- butions tous les cinq ans. Il faut à présent harmoniser le conte- nu de ces contributions et convenir, dans le détail, des mécanismes de mesure et de suivi. C’est en cours. Mais pour la réalisation de l’objec- tif, l’accord reconnait deux catégories d’acteurs dont le rôle est absolument fondamental : les collectivités locales et les entreprises. Ce sont ces deux acteurs qui vont être les moteurs du succès de l’Accord de Paris plus que les Etats eux- 2 NDLR : En anglais, Nationally Determined Contributions (NDCs). mêmes. Et la mobilisation est réelle. Les entreprises portent désormais une grande attention à leur exposition au risque carbone et beaucoup ont adopté en interne, pour la détermination de leur stratégie, un prix notionnel du carbone. REE : Précisément, quel serait selon vous le bon prix du carbone ? Seriez-vous partisan de l’instauration d’un prix plancher du CO2 ? Un tel plancher a-t-il un sens au niveau de la France prise isolément ? B. L. : Je suis favorable à un prix plancher du carbone, que je situe à court terme aux environs de 30 /t de CO2 mais je suis également favorable à l’instauration d’un prix plafond, afin de permettre aux acteurs économiques de raisonner sur des bases stables. Cela peut s’envisager au niveau français mais c’est évidem- ment préférable au niveau européen. En parallèle à l’établissement d’un tel prix plancher, il faudrait immédiatement supprimer les subventions et les niches fiscales dont bénéficient encore au- jourd’hui de nombreux consommateurs d’énergies fossiles. Il faut également poursuivre l’effort d’harmonisation des normes et de la réglementation. REE : Le traité de libre-échange tran- satlantique (le TAFTA) est présenté par certaines organisations comme attentatoire à la sauvegarde de l’envi- ronnement et renverrait notamment au second plan les principes de réduction des émissions de CO2 . Qu’en pensez-vous ? B. L. : Je ne sais pas dire aujourd’hui si l’on va dans la bonne direction. Peu d’infor- mations circulent et c’est peut-être mieux ainsi car il ne faut pas, en négociation, que le partenaire ait trop tôt connaissance des positions que l’on entend défendre. La Commission a reçu un mandat et je La COP 21 : un immense succès. Les collectivités locales et les entreprises doivent à présent prendre le relais Un prix plancher du carbone de 30 /t serait dès aujourd’hui justifié Je n’ai jamais douté de la réalité du problème climatique REE N°3/2016 99 suppose que les négociateurs savent ce qu’ils sont en droit d’exiger sur le plan du respect de l’environnement. Il faut par exemple que l’on commence à connaître le contenu en carbone des produits qui nous seront proposés à l’importation et que la charge de la preuve soit au niveau des producteurs. Le commerce international peut être une avenue de progrès pour l’environne- ment, s’il est bien négocié. Je signale par exemple que l’OMC reconnait les priori- tés environnementales reconnues par des conventions internationales dans ses mécanismes. REE : Le charbon est au niveau de la planète une plaie environnemen- tale reconnue. Mais des centaines de milliers de personnes en vivent et des milliards en ont besoin pour leur développement. Quelle politique préconisez-vous pour parvenir à concilier ces impératifs opposés ? B. L. : La faiblesse de l’Accord de Paris est qu’il n’incite pas à créer de grandes coalitions sur des sujets de ce type comme on en voit se créer pour faire barrage aux HFC suite à l’interdiction des CFC et des HCFC résultant du protocole de Montréal3 . Il faudrait que s’organise une véritable coalition contre le charbon car, certes il y a un aspect social, mais, au-delà du problème climatique, le char- bon est à l’origine de très nombreuses victimes dans le monde. Il est possible de sortir du charbon et de le remplacer, selon les situations, par du gaz, du nucléaire ou des renouve- lables. Et puis, il n’y a qu’une dizaine de pays véritablement concernés par la pro- duction charbonnière dans le monde. Mais attention, je ne suis pas en train de prôner la substitution de la biomasse 3 NDLR : HFC : Hydrofluorocarbures – CFC : Chlorofluorocarbures – HCFC : Hydrochlo- rofluorocarbures. Les HFC n’attaquent pas la couche d’ozone et ne sont donc pas visés par le protocole de Montréal prévoyant l’arrêt du recours aux CFC et aux HCFC. Ils ont par contre un pouvoir de réchauffement considérable qui rend leur usage très nocif sur le plan du réchauffement climatique. au charbon. Couper des arbres n’est pas neutre sur le plan du CO2 ; c’est une er- reur théorique autant que pratique. REE : Pensez-vous que la capture et le stockage du CO2 puissent être une bonne voie de compromis ? B. L. : C’est loin d’être acquis. La cap- ture et le stockage du CO2 entraînent des investissements considérables. Que de tuyauteries en vue ! Avec une baisse de rendement très importante et thermo- dynamiquement incontournable. Avec en plus, le problème de l’acceptation par les populations des stockages souter- rains. L’Allemagne s’y intéresse pour ten- ter de compenser la persistance de son recours au charbon. Son programme de développement des énergies renouve- lables mérite l’admiration, mais on ne peut pas en dire autant de sa politique charbonnière. Pour en revenir à la capture et au stockage, je crois que cette technologie ne pourra trouver sa place que dans un corps d’hypothèses favorables sur le plan local mais je ne la vois pas se généraliser. REE : Quel est alors le meilleur back-up des énergies renouvelables intermit- tentes ? B. L. : Je voudrais tout d’abord souligner que le développement des énergies renouvelables est irréversible. Rien ne sert de chercher à s’y opposer : c’est une réalité, en Europe comme partout dans le monde. Les énergies renouve- lables sont voulues par les usagers ; une fois mises en place, elles n’envoient pas de facture de combustible et, élément déterminant, elles n’émettent pas de CO2 . J’ai pour ma part tendance à pri- vilégier l’énergie solaire thermique ou photovoltaïque car je me sens interpellé par l’empreinte en béton que laissent les grandes éoliennes. Le photovoltaïque trouve plus facilement sa place et il faut que l’architecture moderne l’intègre de façon systématique. Bien sûr, il y a l’intermittence. Dans une certaine mesure, il est possible de s’en accommoder grâce aux intercon- nexions européennes Certaines activi- tés humaines ou industrielles peuvent se caler sur le rythme du soleil mais je conviens qu’en l’absence de moyens massifs et peu onéreux de stockage comme les STEP, il faut un back-up. Je ne suis pas spontanément attiré vers le nucléaire mais il faut reconnaître que c’est un moyen de production non carboné qui peut être associé aux éner- gies renouvelables. Dans l’attente de solutions à venir, je dirais que c’est une sorte de mal nécessaire auquel je pré- fère me résoudre plutôt que de rester inopérant face à la dérive climatique. REE : Comment voyez-vous alors la situation du nucléaire français ? B. L. : la situation est difficile car se posent simultanément plusieurs problèmes. Quel sera le nucléaire de demain ? Peut-on penser que l’EPR donnera fina- lement naissance à un produit compétitif et sûr ? Quelle place faut-il réserver aux petits réacteurs ? Autant de questions aujourd’hui ouvertes ! Ce qui est clair, c’est qu’il faut se don- ner des horizons de temps réalistes : celui de 2025 retenu par la loi sur la tran- sition énergétique pour le rééquilibrage Il faut sortir du charbon. Le CCS ne peut être qu’une solution locale On doit admettre le nucléaire comme back-up aux renouvelables 100 REE N°3/2016 du mix électrique ne l’est pas et il faudra le corriger. Un autre grand problème est la remise d’équerre d’EDF. C’est un outil remar- quable qu’il faut préserver. Mais on ne sait plus aujourd’hui qui gouverne : l’en- treprise ne peut pas décider de ses prix et de ses investissements. On lui dit : il faut faire le grand carénage4 mais dans le même temps on laisse entendre qu’il ne faudrait en faire que la moitié. REE : L’électricité demeure le vecteur le plus efficace pour décarboner le mix énergétique et assurer la promotion des énergies renouve- lables. Mais l’usage de l’électricité est freiné par différentes normes et par un climat général qui ne lui est pas favorable. Ne pensez-vous pas que le moment est venu d’infléchir le discours, pour permettre notam- ment le développement des pompes à chaleur et du véhicule électrique ? B. L. : L’électricité a beaucoup d’avantages. Elle pénètre facilement dans les bâtiments, plus difficilement dans les transports mais elle se prête bien à un couplage avec le numérique. Elle permet donc de dévelop- per des systèmes intelligents. Mais dans les années 1970/80, on a été trop loin avec cette notion de « tout électrique, tout nucléaire » qui a fini par être perçue comme arrogante, voire des- potique. Il y a donc eu un sévère retour de pendule. Il faut à présent retrouver un équilibre. Le développement de l’électricité doit accompagner celui du photovoltaïque 4 NDLR : Le grand carénage est une opération de rénovation des centrales nucléaires exis- tantes visant à permettre, sous réserve de l’accord des Autorités de sûreté, de porter leur durée de vie à 50 voire 60 ans. mais on peut dans le même temps re- garder d’autres solutions telles que l’uti- lisation directe de chaleur produite par les centrales nucléaires, le solaire ther- mique, etc. En tout état de cause, la réglemen- tation ne doit pas pénaliser l’énergie électrique, elle ne doit pas non plus la favoriser : il faut qu’elle soit « technologi- quement neutre » pour ne pas brider le développement technique ni biaiser les comportements économiques. REE : Vous avez été élu local. Quel rôle doivent jouer ceux qu’on appelle à présent les « territoires » ? Faut-il aller jusqu’à leur donner un droit de regard et d’inflexion dans les tarifs pratiqués par les réseaux, compte tenu notam- ment du rôle grandissant des smart grids, des BEPOS et des TEPOS ? B. L. : J’ai indiqué précédemment que les collectivités territoriales avaient un rôle dé- terminant à jouer dans la mise en œuvre de la politique climatique. Cela vient natu- rellement compléter leurs responsabilités dans bien d’autres domaines : l’urbanisme, les transports, le développement écono- mique, etc. Je ne suis donc pas du tout choqué qu’elles prennent des initiatives dans le domaine de la production locale d’éner- gie et dans celui de l’équilibre local entre production et consommation au travers des bâtiments ou des quartiers à éner- gie positive. Je suis tout à fait favorable au développement des quartiers à zéro-car- bone et un maire peut, par exemple, faire beaucoup dans le développement des pistes cyclables, des tramways, des flottes municipales. Bien évidemment, si l’auto- nomie a un sens, l’autarcie n’en a pas et il ne s’agit pas de pousser jusqu’à la cari- cature le recours aux ressources locales. S’appuyer sur le potentiel local néces- site évidemment un effort d’investisse- ment et il ne me choque pas qu’il en résulte, dans des limites raisonnables, une certaine modulation des tarifs qui sont aujourd’hui entièrement péréqués. Il faut évidemment que ceci soit écono- miquement justifié et il faut l’expliquer : les élus locaux ont une grande responsa- bilité en matière d’information et d’édu- cation de leurs administrés. Propos recueillis par Jean-Pierre Hauet EDF est un très bel outil : il faut le sauvegarder La réglementation doit être technologiquement neutre On peut admettre des modulations tarifaires pour encourager les initiatives locales Brice Lalonde a consacré sa vie à l’écologie. Après dix années de res- ponsabilité associative, il est ministre de l’environnement de 1988 à 1992. Maire de Saint-Briac-sur-Mer, il contribue, comme consultant, à des projets de développement en Afrique. En 2008, après une année à l’OCDE, il est nommé ambassadeur chargé des négociations sur le climat. Il est ensuite sous-secrétaire général de l’ONU, coordonnateur de la conférence Rio+20. En 2013 il est nommé conseiller auprès du Pacte mondial des Nations unies. Il préside aujourd’hui le Business and Climate Summit. REE N°3/2016 101 ENSEIGNEMENT & RECHERCHE REE : La CGE a organisé le 12 mai dernier un colloque destiné à étudier l’ensemble des problèmes soulevés par l’avenir de l’enseignement supérieur dans notre pays. Pouvez-vous reve- nir sur cette manifestation qui a été l’occasion pour Thierry Mandon de faire un exposé de politique générale ? Pourquoi la CGE s’intéresse-t-elle, au-delà de ses propres membres, à la globalité de l’enseignement supérieur (ES) ? Francis Jouanjean : Les « Grandes écoles » en France jouent de- puis plus de deux siècles un rôle important dans l’enseignement supérieur de notre pays ; qu’elles appartiennent au monde de l’Uni- versité au sens large (comme les écoles normales supérieures ou de nombreuses écoles d’ingénieur), ou qu’elles dépendent d’autres ministères (Industrie, Agriculture, Défense…), elles concourent de façon importante à la formation des cadres dont notre pays a besoin. Elles sont malgré tout mal connues comme l’est d’ailleurs l’enseignement supérieur dans son ensemble. Ainsi, les questions relatives à la jeunesse, à sa formation, à son insertion profession- nelle etaient au cœur du colloque du 12 mai. La campagne pour les élections présidentielles est une occasion pour tenter de faire passer des messages. Loin du tourbillon médiatique, nous avons souhaité mettre en perspective quelques-uns des défis auxquels la société française est confrontée et formuler des propositions issues de la mise en com- mun de nos propres expériences et de nos réussites. Le ministre en charge de l’enseignement supérieur lui-même avait accepté, avec d’autres personnalités telles que Jean Pisany-Ferry ou Christine Ockrent, de participer à cet important brain storming qui a d’ailleurs conforté l’importance des questions, comme la pertinence de nos suggestions. REE : L’opinion publique, dans un récent sondage TNS Sofres- CGE, plébiscite les grandes écoles ; elles sont très souvent associées à une sélection drastique comme à la délivrance de diplômes valant à la fois insertion professionnelle rapide à très bon niveau et garantie d’emploi pour l’ensemble de la vie pro- fessionnelle. Qu’en pense la CGE ? Le Ministre Thierry Mandon est-il du même avis ? F. J. : On associe souvent (trop souvent !) les grandes écoles (GE) à une sélection extrêmement sévère et à la délivrance d’un diplôme valant sésame pour l’insertion professionnelle comme pour l’en- semble de la carrière. On en reste en quelque sorte à la boutade de Flaubert dans son Dictionnaire des idées reçues : Polytechnique, rêve de toutes les mères ! Les GE sont très diverses et ont bonne réputation S’il est bien vrai que les parents veulent toujours le meilleur pour leurs enfants, s’il reste exact que le diplôme, à tous les niveaux, reste garant d’une meilleure insertion professionnelle, il ne faudrait pas oublier d’une part que les GE sont nombreuses et diverses et qu’elles sont toutes en lien avec le monde socio-économique et la recherche. L’encadré 1 fournit quelques éléments essentiels sur l’actuelle CGE dans sa diversité ; soulignons que son poids démographique dans l’ensemble des diplômés est très important : les flux annuels sont de l’ordre de 30 000 ingénieurs et d’autant de managers. Le sondage confirme nos propres observations : 80 % de nos concitoyens, 90 % des recruteurs ont une bonne opinion des GE… Il ne faut donc pas s’étonner que les diplômés trouvent rapidement du travail ! S’il est bien vrai que chacun ne peut accéder aux plus prestigieuses de nos GE, il faut souligner que le système des classes préparatoires garantit à chacun la poursuite d’études jusqu’au niveau master ; la sélection des concours qui ne représente que 40 % des entrées équivaut globalement à une répartition/orientation. Le ministre, confronté à l’ensemble des étudiants post-bac, n’ignore pas cette filière de réussite qui concerne globalement un étudiant sur six et son pragmatisme clairement assumé le pousse à œuvrer pour un système flexible qui sache concilier orientation et sélection. Nous convergeons également pour souhaiter une grande amélioration de l’information des collégiens et lycéens, trop souvent à la fois ignorants de l’ouverture effective des GE et désarçonnés devant la complexité globale de notre système éducatif… La Conférence des grandes écoles (CGE) & l’avenir de l’enseignement supérieur en France Entretien avec Francis Jouanjean - Délégué général de la CGE Figure 1 : Anne-Lucie Wack, directrice générale de Montpellier SupAgro et présidente de la Conférence des grandes écoles, au colloque de la CGE le 12 mai 2016 ; à ses côtés, de gauche à droite ; Bernard Ayrault et Alain Brenac, membres du comité de rédaction de la REE. 102 REE N°3/2016 ENSEIGNEMENT & RECHERCHE REE : L’ES est confronté depuis deux générations à une « mas- sification » très forte et concerne désormais au total environ 2 400 000 étudiants : pense-t-on à la CGE que ce phénomène va perdurer ? Avec quelles conséquences ? F. J. : Avec l’équivalent de trois classes d’âge accueillies dans l’ES, notre génération a connu une spectaculaire augmentation ! Mais cette évolution est loin d’être uniforme suivant les domaines : pen- dant que les flux de médecins doublaient, celui des ingénieurs étaient multipliés par six ! Celui des diplômés des écoles de mana- gement est encore plus spectaculaire. Cette évolution va se prolon- ger et répondra à un besoin de plus en plus important de jeunes diplomés qualifiés. Mais l’ES dans son ensemble doit évoluer pour répondre à la demande du monde socio-économique. REE : On cite souvent l’Allemagne en modèle en se référant à ses succès économiques comme au rôle qu’y joue l’ap- prentissage ! A votre avis ces deux aspects sont-ils corrélés ? Que pourrait-on faire dans notre pays ? F. J. : L’exemple de nos voisins d’outre-Rhin est très souvent invoqué : leurs succès économiques dans les hautes technolo- gies est sans doute liée à la réputation que garde l’industrie dans la société allemande et de l’importance traditionnelle que tient l’apprentissage pour y préparer ouvriers, techniciens et techniciens supérieurs. Nous appelons de nos vœux une vigoureuse réhabili- tation des filières techniques, mais nous ne pouvons masquer le paradoxe que constitue l’importance de l’apprentissage dans nos pays respectifs ; c’est en Allemagne un atout indiscutable pour les formations courtes (jusqu’au BTS), mais notre pays est le plus avancé en matière d’apprentissage dans l’enseignement supérieur. On ignore trop souvent que 14 % de nos diplômés le sont par la voie de l’apprentissage et nous avons l’ambition de parvenir rapi- dement à 20 %. Il faudrait faire une synthèse entre nos deux pays et développer un système global pour le plus grand bénéfice des étudiants et des entreprises REE : Vous venez d’exprimer la certitude que la ‘’demande’’, à l’entrée de l’ES va augmenter. Dans ces conditions, quelle devrait être la « politique de l’offre » de l’ES ? Comment par- venir à une orientation éclairée, qui dépasse l’opposition tradi- tionnelle entre orientation et sélection, qui enraye le chômage des jeunes et qui réponde mieux aux aspirations sociétales ? F. J. : Vous avez raison d’employer cette expression d’orientation éclairée qui devrait imprégner l’ensemble des acteurs de l’enseigne- ment, y compris avant l’accès à l’ES. On constate trop souvent un déficit d’information sur les possibilités réelles… à l’opposé de ceux qui connaissent assez bien les arcanes du système pour y optimi- ser le parcours de leurs enfants ! L’information des futurs étudiants devrait grandement être prise en compte dans les emplois du temps des lycéens et les intervenants formés à cet effet ou choi- sis en fonction de leur connaissance du milieu. Cette évolution devrait aussi concerner l’ensemble du cycle universitaire et éclairer les étudiants en licence sur les débouchés à la sortie des cyclesEncadré 1 : La CGE aujourd’hui La CGE aujourd’hui La CGE est une association loi de 1901 de 260 membres, grandes écoles, entreprises et organismes. Les 220 établis- sements d’enseignement supérieur français et étrangers (francophones) membres représentent tout le spectre des formations supérieures en grandes écoles de niveau Mas- ter et au-delà (Ecoles d’ingénieur, de management, d’arts, d’architecture, de journalisme …). Elle a aussi pour membres des Universités de technologie, l’Université de Paris Dauphine et des Instituts d’études politiques dont les fondamentaux se rapprochent du modèle des grandes écoles. Elle regroupe une vingtaine d’entreprises et 35 organismes divers (IMT, Compa- gnons du devoir, associations de professeurs…). La CGE est : d’analyses et d’enquêtes sur les questions ESR. La CGE est un observatoire pour l’enseignement supérieur et un acteur essentiel valorisant en particulier le lien Formation à travers des démarches d’intérêt commun auprès des pouvoirs publics nationaux, communautaires et internatio- naux, en liaison avec le monde de l’entreprise, les acteurs - vrées par ses membres (Mastère Spécialisé® , MSc, BADGE, CQC). concernés) : elle concilie flux importants, rigueur de la for- mation… et excellente insertion professionnelle, avec un La recherche occupe une grande place dans les GE : si l’Université et les grands organismes prévalent dans de nombreux secteurs, en particulier dans les disciplines aca- France sont préparés dans les labos des GE et représentent la majorité de ceux qui sont concernés par les applications ou innovations industrielles. REE N°3/2016 103 ENSEIGNEMENT & RECHERCHE L et M. Les seules carrières de la recherche (et même de la re- cherche publique) sont encore trop prégnantes dans l’architecture des formations. Comment concilier orientation et sélection ? Il faudrait que l’acquisition des compétences dont la société a besoin soit au cœur des préoccupations de tous et nous avons la conviction que, d’ici une vingtaine d’années, la plupart des mé- tiers actuels auront disparu. Cela impose donc de mieux articuler connaissances et compétences, formation initiale et formation continue, tout au long de la vie, laquelle peine à s’imposer alors que son urgence s’impose de plus en plus. J’ajouterai volontiers, (encadré 3) que c’est au niveau du pre- mier cycle universitaire que doit porter l’essentiel des efforts.Nous devons réinventer ce premier cycle de façon à permettre une véri- table orientation, diminuer le taux d’échec et favoriser l’insertion professionnelle des diplômés des cycles courts en faisant en sorte que les entreprises leur offre des perspectives à la fois profession- nelles et de formation grâce à un système adapté et diplômant de formation continue. REE : Cette double tendance d’augmentation des flux et de pro- fessionnalisation globale du système soulève de redoutables questions économiques et financières. La CGE a-t-elle des pro- positions à faire sur les questions budgétaires, à un moment où les capacités du pays paraissent limitées, mais à quelques mois de la campagne présidentielle ? F. J. : Les évolutions tant quantitatives que qualitatives imposent sans aucun doute un effort collectif de la nation en faveur de son ES, et sans doute aussi de la recherche tant publique que privée. On ne peut certainement pas, à l’heure de la mondialisation, espé- rer garder dynamisme et réussite globale sans amplifier l’investis- sement collectif que représente l’ES. Il ne faut pas se méprendre sur l’ampleur des ordres de grandeur : le budget actuel de l’Etat est Il y a convergence des convictions sur la nécessité pour l’ensei- gnement supérieur de notre pays de se préparer à un accès élargi. Plusieurs séries d’analyses prospectives fondent ce qui correspond à une tendance lourde, depuis plusieurs décennies et que les GE ont d’ailleurs souvent accompagnée (en accord avec les pouvoirs publics) ou anticipée (à partir de leurs propres ana- lyses des besoins sociétaux). Les études du ministère de l’ESR et de France Stratégie concluent à une augmentation de près de 800 000 étudiants à l’horizon de 10 ans et quatre raisons essen- tielles fondent cette conviction : A. la croissance démographique, non pas tant celle de l’ensemble de la population que celle arrivant aux portes de l’enseigne- B. la nécessité, dans tous les pays développés d’assurer des for- mations plus complètes et partant souvent longues, intégrant notamment une dimension professionnalisante renforcée (par exemple toutes les formations doivent à terme intégrer les conséquences directes ou sectorielles de la révolution numé- rique et comporter une meilleure maitrise des compétences C. l’ouverture sociale : actuellement la composition sociale du monde étudiant est trop éloignée de celle de la société et cela mérite de sérieuses mesures correctrices, bien, au-delà d’un élargissement du système des bourses sur critères sociaux. Il en est de même concernant la proportion des jeunes femmes est très sensible à ces questions, et si elle ne manque pas de souligner que dans la majorité des établissements qu’elle ras- elle n’ignore pas que les établissements les plus prestigieux en restent encore à des taux sensiblement inférieurs… D. l’ouverture internationale est, pour une puissance telle que la France (la cinquième puissance mondiale), une nécessité qui devrait attirer un flux accru d’étudiants étrangers dans notre de leurs succès comme de leur rayonnement sur cet aspect, en imposant souvent un semestre d’études à l’étranger mais aussi en accueillant de nombreux étudiants étrangers (globalement L’information est indispensable pour augmenter l’égalité des chances Pour la CGE, il est essentiel et urgent de développer, très en amont, une information complète qui, en explicitant l’ensemble des pos- sibles, contribue à diminuer les mécanismes d’autolimitation, voire d’autocensure qui influent sur l’orientation de trop nombreux lycéens, en particulier ceux issus des classes les plus défavorisées. Elle appuie sans réserve toutes les initiatives allant dans ce sens (du type « Cordées de la réussite ») et c’est pourquoi elle a signé, à l’occasion de son colloque du 12 mai, un « Pacte pour l’ouver- ture sociale et l’égalité des chances » avec des partenaires tels que la Fondation Agir contre l’exclusion, Passeport Avenir, l’Apec et d’autres associations très investies sur ce sujet. Encadré 2 : Premier impératif : élargir l’accès à l’enseignement supérieur. Premier impératif : élargir l’accès à l’enseignement supérieur 104 REE N°3/2016 ENSEIGNEMENT & RECHERCHE de l’ordre de 10 000 par étudiant et par an (auxquels il convient d’ajouter un montant comparable de dépenses de vie étudiante). Un rapide ordre de grandeur montre que l’enjeu a 10 ans est bien d’augmenter de l’ordre d’un point de PIB les dépenses globales consacrées à l’ES, toutes origines confondues ! Un gros effort financier de la nation est indispensable Le financement de l’enseignement supérieur repose aujourd’hui à 84 % sur des fonds publics (Etat, collectivités territoriales), 8 % sur les entreprises et 8 % sur les familles. Cet équilibre est à revoir de façon à mieux répartir les charges et à faire intervenir d’autres acteurs que sont les anciens élèves (alumnis) et les étu- diants étrangers. Les régions qui sont directement intéressées par les diplômés de l’enseignement supérieur doivent aussi poursuivre la croissance de leur investissement dans une activité dont les re- tombées sont très importantes pour les territoires. Les entreprises peuvent aussi accroître de diverses façons leur contribution : les chaires de formation et de recherche se sont multipliées dans les écoles (on en compte environ 400) et cela contribue à leur dyna- misme. L’implication directe des entreprises dans l’apprentissage, dans des incubateurs, dans l’accompagnement des élèves sont aus- si des formes de financement directes ou indirectes à développer. De façon générale le “fundraising” se développe dans nos insti- tutions mais il faut encore le professionnaliser. Nous avons, de ce point de vue entre quinze et vingt ans de retard sur nos amis anglo-saxons. La question des droits d’inscription, même si elle est délicate au plan politique, sera posée et nous pensons qu’une modulation des Encadré 3 : Deuxième impératif : améliorer la formation et l’insertion professionnelles. excellente et permanente, quasiment indépendante des fluctua- tions de la conjoncture économique. Malgré cela le taux de cho- mage des jeunes reste à un niveau insupportable. L’ampleur du problème requiert très certainement plusieurs approches simulta- nées, complémentaires et coordonnées : indispensable, en liaison avec l’information renforcée dans les collèges et lycées. A ce titre, la promotion de l’apprentissage, est nécessaire, mais en la débarrassant de ses connotations de management ont fait la preuve que l’apprentissage pouvait B. l’autonomie des établissements, qui est une condition sine qua non d’appartenance à la CGE, doit être maintenue quand elle existe et développée quand elle est faible. Chaque école ou éta- blissement devrait pouvoir mettre en œuvre une stratégie de développement régional, national ou international sous le seul politiques nationales ou internationales , CTI, CEFDG, CGE pour place des COMUE (communautés d’universités et d’établisse- ments) doit respecter cette autonomie et favoriser des coopé- rations mutuellement avantageuses, en évitant soigneusement C. le rendement global de l’ESR français doit être amélioré, par la un lycéen ? par un jeune étranger attiré par notre pays ?), et par une lutte vigoureuse contre les ‘’coûts cachés’’, au premier rang desquels le taux d’échec notamment en premier cycle des uni- sans redoublement, en trois ans). La CGE suggère, et plusieurs de ses membres s’apprêtent à expérimenter, un cycle profes- sionnalisant court, de type bachelor ou licence professionnelle. - - ment vocation à intégrer la vie professionnelle mais il leur serait proposé en parallèle, immédiatement ou à court terme de suivre de poursuivre des études de niveau master voire de revenir en Les premières années après le bac sont décisives D. le socle ‘’Licence’’ de l’ES doit être vigoureusement repensé, en plus de la composante évoquée ci-dessus et qui devrait sys- tématiquement (ou presque) être ouverte, avec des formules adaptées, en formation continue, en VAE (validation des acquis de l’expérience), ou même pour adapter au marché du travail pour l’informatique…). Les classes préparatoires aux grandes écoles (CPGE) ont depuis et un suivi personnalisé des élèves ainsi qu’à une exigence per- mettant l’acquisition de méthodes de travail comme de capacités d’analyse, de synthèse et de conceptualisation. Ne pourrait-on pas envisager, en première partie du cursus L, une véritable propé- deutique, permettant à chaque étudiant, de murir son projet dans des domaines à spectre plus ou moins large mais facilitant son orientation future ? Deuxième impératif : améliorer la formation et l’insertion professionnelles REE N°3/2016 105 ENSEIGNEMENT & RECHERCHE frais d’inscription est à terme inéluctable. Cette modulation devrait se faire en fonction des revenus des parents, du niveau des études et d’autres critères comme le taux d’insertion des diplômés ou le retour potentiel sur investissement. Il faudra évidemment qu’aucun désengagement public n’accompagne cette modulation suscep- tible d’apporter un supplément de ressources aux établissements. Cette logique sociétale de demander plus à ceux qui reçoivent plus, pousse d’ailleurs certains économistes à imaginer – avec pru- dence – une contrepartie des lauréats, en début de carrière, au bénéfice de la société… Le cas des étudiants étrangers et de leur contribution est évi- demment posé. Si les formations supérieures constituent désormais un marché mondialisé, comment peut-on imaginer que notre pays élude cette question avec 500 000 étudiants étrangers : l’enjeu se chiffre en milliards d’ ! On ne saurait aussi oublier les économies à réaliser, en optimi- sant la carte des formations, mais aussi et surtout en diminuant les coûts cachés liés aux échecs ; sait-on assez – je le dis sans esprit polémique – que si les coûts de scolarité annuels en GE sont très souvent effectivement supérieurs à ceux de l’université, le coût glo- bal, rapporté au diplôme délivré y est inférieur. Ainsi l’Etat pourrait-il lier une partie de sa dotation aux établissements publics à l’atteinte d’objectifs tels que l’insertion professionnelle des diplômés six mois après l’obtention du diplôme, le taux de succès en licence, etc. REE : A quelles conditions les établissements en général, les GE en particulier, pourront-ils répondre à ces exigences ? F. J. : L’exigence d’un ES évoluant vers plus d’agilité et d’attractivité pose à nos yeux la question de la gouvernance et très récemment la CGE a eu l’occasion de s’émouvoir de la complexité, toujours crois- sante, des structures. Nous travaillons de façon très étroite avec les universités sur les territoires. Notre principale différence réside dans les capacités d’adaptation et d’évolution pour répondre au besoin des acteurs socio-économiques. La gouvernance des universités ne permet pas cette réactivité et la tendance que l’on voit encore avec le projet de programme d’investissements d’avenir N° 3 où l’on invente encore de nouveaux concepts ne va pas dans la bonne direction. Le cas des COMUE qui se constituent actuellement nous paraît à la fois prometteur, quand l’autonomie est bien respectée, et inquié- tant quand les règles de gouvernance risquent fort, par l’empilement des structures, d’entraver ou de freiner le dynamisme et l’enthou- siasme… De cela aussi notre colloque de mai dernier s’est fait l’écho. Il faut respecter l’autonomie des écoles et établissements REE : Depuis une génération les GE ont fait un très gros effort de recherche en stimulant le dynamisme des jeunes diplômés et leurs capacités d’innovation. Pouvez-vous apporter quelques précisions significatives ? F. J. : Le reproche souvent formulé à l’encontre des GE de ne pas faire de recherche n’a plus lieu d’être. Des dizaines de GE sont d’ail- leurs habilitées à délivrer le doctorat, ou co-habilitées avec les uni- versités au sein des écoles doctorales, ce qui démontre que dans le domaine de la R&T, on est passé de l’indifférence à la coopération entre universités et GE. Avec les grands organismes de recherche tels que le CNRS les laboratoires mixtes sont nombreux et la nou- velle université de Paris-Saclay est, en dépit de quelques questions d’organisation et de gouvernance, emblématique des synergies nou- velles. Les GE les plus actives en matière de recherche délivrent chaque année des dizaines de doctorats et obtiennent des contrats à hauteur de quelques M ; pour certaines telles Mines ParisTech, UT de Compiègne ou INSA de Lyon – et je cite à dessein trois établis- sements fort différents à tous égards – on peut compter les thèses par centaines et les contrats en dizaines de M . On estime que la recherche contractuelle dans les GE dépasse désormais le Md . Pour parvenir à un tel résultat en un quart de siècle, les GE ont le plus souvent agi en concertation avec leur environnement local (son- geons aux pôles de compétitivité), développé des enseignements sur l’innovation et la création et d’entreprises, créé des incubateurs et des pépinières où les jeunes créateurs de startups sont accueillis dans des conditions très favorables, développé avec les ‘’bourses Figure 2 : Un jeune diplômé d’une école de management exposant son projet de startup à des seniors. Figure 3 : Le bouillonnement de cette salle technique illustre le dynamisme innovant des jeunes ingénieurs. 106 REE N°3/2016 ENSEIGNEMENT & RECHERCHE CIFRE’’ des liens durables avec la R&D industrielle : il suffit pour s’en convaincre de consulter les lauréats de i-Lab concours national d’aide à la création d’entreprises de technologies innovantes. Un autre indice du dynamisme de nos jeunes diplômés est fourni par les « juniors entreprises » dont la confédération (CNJE) comporte actuellement près de 200 structures (20 % en université et 75 % en GE). REE : La question des contenus et des méthodes n’est-elle pas elle aussi de très grande importance ? Quelles avancées peut- on espérer ? F. J. : La mutualisation, avec la constitution de réseaux d’écoles, voire même avec des fusions programmées, est une première réponse au souci très prégnant d’une visibilité et d’une efficacité accrues. Mais la pédagogie elle-même fait l’objet d’approches in- novantes, impliquant nombre d’acteurs. Le développement récent de l’apprentissage dans les GE a illustré notre capacité à évoluer rapidement, avec des acteurs nouveaux (étudiants et entreprises). De même notre engagement, massif en faveur de la recherche montre une forte capacité d’évolution et d’innovation. Puis-je en conclusion de cet entretien souhaiter que la décen- nie à venir connaisse, au bénéfice de notre jeunesse, de fortes évolutions de notre ES ; si le monde universitaire parvient à se mobiliser pour une rénovation, une diversification et une profes- sionnalisation de son premier cycle et les trois années de licence, on peut être optimiste ; les GE sont prêtes à prendre leur part à ce grand chantier et à relever, sur un mode coopératif, ce défi des années à venir. Propos recueillis par Bernard Ayrault Photos : Christian Jacquet et DR. Francis Jouanjean, Délégué général de la Conférence des grandes écoles (CGE) depuis le 1er novembre 2013, a été directeur de l’ENSTA Bretagne de 2007 à septembre 2013. Diplômé de l’ENSTA Bretagne, de l’IAE et titulaire d’un DESS de défense, il débute sa carrière au sein de la Direction des constructions navales (DCNS). Spécialiste de l’hydrodynamique et du pilotage des sous-marins, il participe à la conception, à la construction et à l’entretien des sous-marins de la Marine nationale. Après avoir rejoint la Direction Générale de l’Armement en 1994, il participe à la création des entités assurant la maîtrise d’ouvrage de l’entretien de l’ensemble des moyens opérationnels de la Marine nationale avant de prendre la direction technique du service des programmes navals. Francis Jouanjean devient, en 2004, attaché d’armement près l’ambassade de France aux Etats-Unis, responsable des achats de défense et des relations dans le domaine Recherche et Technologie entre les deux pays. Il prend, en 2007, la direction de l’ENSIETA qui deviendra en 2010, sous son impulsion, l’ENSTA Bretagne. Il y déve- loppe en particulier une recherche de haut niveau, tout en renforçant le lien avec l’industrie, notamment à travers la création de chaires industrielles et de laboratoires communs. REE N°3/2016 107 ENSEIGNEMENT & RECHERCHE Sélection ou non-sélection ? Du rififi dans la filière Masters La REE a déjà eu l’occasion d’évoquer l’épi- neux problème de l’éventuelle sélection à l’entrée de la filière Master ou lors du passage M1-M2. Cette question oppose certains pré- sidents d’université et responsables de filière, soucieux de conserver la valeur du diplôme et d’éviter un afflux ingérable d’étudiants à l’entrée de certains masters, et les syndicats d’étudiants opposés à toute sélection au nom de l’égalité des chances. Ce débat a pris un tour exacerbé depuis que le Conseil d’Etat a rappelé l’interdiction d’opérer une sélection, sauf à établir une liste dérogatoire de forma- tions autorisées. Le ministère en charge de la recherche a donc préparé une liste des diplômes habilités à déroger, ce qui a provo- qué la fureur de certains présidents d’univer- sité exclus de cette liste, certains menaçant même de fermer les cursus surchargés, faute de pouvoir sélectionner! Le ministère a tenté de calmer le jeu en organisant une concertation supposée débou- cher sur la prise d’un décret avant la rentrée universitaire. Un comité s’est mis au travail pour tenter de rapprocher les points de vue mais tous les participants n’ont pas accepté de signer le rapport pourtant assez équilibré issu de cette réflexion. Il est urgent que les Pouvoirs publics tranchent rapidement ce débat et fassent res- pecterleurdécisionsurunsujetquiempoisonne la vie des universités françaises depuis près d’un an. Les dernières indications données par le ministère semblent viser un pourcentage de 40 % des formations masters habilitées à opérer une sélection pour le passage en 2e année. On peut se demander si cette crise ne résulte pas de la – démagogique ? – déci- sion de refuser, lors de la mise en place du sys- tème LMD, toute sélection pour l’accès en M1. Résultats des labellisations Idex (Plan d’investissements d’avenir 1) Les huit Instituts d’excellence de la pre- mière vague attendaient avec une certaine fébrilité les résultats de leur dossier de renou- vellement après quatre années de fonction- nement. Ceux-ci sont tombés le 29 avril 2016 et n’ont pas fait que des heureux. Côté succès, les IDEX de Bordeaux, de Strasbourg et d’Aix-Marseille sont confirmés sans limitation de durée. Par ailleurs, trois universités voient leur statut prolongé pour une période probatoire de 24 mois pour Sorbonne Universités, de 18 mois pour Paris Sciences et Lettres (PSL) et Paris-Saclay. Celles-ci devront mettre à profit ce délai pour convaincre le jury qu’elles convergent vers un véritable modèle d’université, qui recueille l’adhésion de toutes ses composantes. Enfin le pôle toulousain et Sorbonne-Paris Cité ne sont pas reconduits et voient donc leur dotation au titre de l’Idex arrêtées faute d’un projet jugé crédible, le jury international ayant estimé que pour ces deux projets, il n’y avait « pas de cible d’université très intégrée » et que « les dossiers ne dessinaient pas d’image claire de ce qui allait se construire ». Ces dernières décisions n’ont pas manqué de provoquer lo- calement des réactions d’incompréhension, voire de colère. Les trois universités con- firmées dans leur statut d’Idex se partageront 75 M de dotations annuelles du programme « Investissements d’avenir ». Colloque de la Conférence des grandes écoles (CGE) Le 12 mai 2016 s’est tenue, la Conférence des grandes écoles dans les locaux de l’ISC Paris. Ce fut l’occasion pour la présidente, Anne-Lucie Wack1 , de mettre l’accent sur les sujets qui préoccupent la communauté des grandes écoles, en présence du secrétaire d’Etat à l’enseignement supérieur et à la re- cherche, Thierry Mandon. L’intervention de ce dernier a été bien accueillie, le ministre ayant adopté une ligne pragmatique sur la reconnaissance des réa- lités de terrain comme sur les difficultés du pilotage de l’ESR. Ainsi a-t-il insisté sur la né- cessité d’une orientation améliorée au lycée avec la présentation de l’ensemble de l’offre, universités et GE. Le coût des études supérieures pose à l’ensemble des pays développés de redou- tables questions et pèse fortement sur l’orien- tation vers des scolarités longues : la Nation devra accompagner l’indispensable effort pour augmenter l’accès à l’ES ! 1 Voir l’entretien que M. Jouanjean, délégué général de la Conférence, a accordé à la REE en page 101. La participation des GE aux COMUE se révèle féconde, avec des niveaux variés d’in- tégration. T. Mandon a annoncé une réunion de bilan à l’automne ainsi qu’une conférence internationale sur l’évolution de l’emploi. Pour le ministre, la conciliation entre orientation et sélection impose une meilleure orientation, soutenue par une ouverture plus large des ac- teurs vers l’extérieur. La formation continue est une nécessité encore largement à construire car dans notre pays le diplôme universitaire initial joue toujours un rôle excessif. Un autre temps fort de la journée fut l’intervention de M. Pisany-Ferry, directeur général de France Stratégie, qui a expliqué pourquoi et com- ment les conséquences d’un accès élargi à l’ES restent sous -estimées. Entre éducation/ formation et emploi, il subsiste une large zone d’incertitudes, de fantasmes même, et il faut savoir résister aux adéquationnistes et ne pas préparer à des emplois qui vont disparaitre. A propos de l’égalité des chances, il a beau- coup insisté sur la mobilité sociale et sur le rôle du capital social que seule une informa- tion fortement enrichie peut développer. Christine Ockrent, invitée comme grand témoin, a fortement mis en valeur le rôle des marques, ce qui avec un parterre très lié aux GE ne pouvait que plaire… Palmarès Trendence 2016 : les jeunes diplômés plébisci- tent les grandes entreprises françaises ! L’Institut allemand Trendence vient de procéder à un sondage auprès de jeunes diplômés fiançais issus de 200 établisse- ments d’enseignement français (écoles de commerce et d’ingénieurs) afin de savoir vers quelles entreprises allait leur préférence pour un premier emploi. Les résultats qui viennent d’être publiés révèlent que nos étudiants citent en priorité des employeurs appartenant aux fleurons nationaux comme L’Oréal, LVMH, Danone, Airbus, … (12 groupes à centre de décision français figurent dans le Top 20 des entreprises plébiscitées). Par ailleurs si les sondés mettent en avant l’intérêt du poste devant le salaire, la majorité exprime le souci d’un respect accru de l’équilibre entre vie pro- fessionnelle et vie privée. E C H O S D E L ' E N S E I G N E M E N T S U P É R I E U RE C H O S D E L ' E N S E I G N E M E N T S U P É R I E U R 108 REE N°3/2016 ENSEIGNEMENT & RECHERCHE Le décryptage de cette tendance « fran- cophile » ne doit pas nécessairement ame- ner à conclure à un regain cocardier de la génération Y envers les entreprises nationales mais plutôt à un besoin de protection face à une conjoncture incertaine, les grandes entreprises françaises étant souvent considé- rées comme rassurantes du fait de leur fort ancrage territorial. Une explication plus posi- tive c’est l’opinion répandue chez les jeunes diplômés que les grandes entreprises fran- çaises représentent un certain leadership en matière d’expertise métier et qu’elles consti- tuent une occasion de faire leurs premières armes et d’acquérir une expérience préalable formatrice avant de se lancer dans l’entrepre- neuriat ou de s’épanouir dans de plus petites structures (PME, start up). La fuite des cerveaux et leur problématique retour Une récente étude du Conseil d’analyse économique incite à préparer la France à « la mobilité internationale des qualifiés » et tire la sonnette d’alarme sur l’émigration de plus en plus marquée des jeunes diplômés français. Le problème n’est pas quantitatif car les taux d’émigration restent inférieurs à ceux de pays comme l’Allemagne ou les Pays Bas et le solde migratoire s’avère équilibré entre sortants nés en France et arrivants nés hors de France. Mais le déficit est qualitatif : selon l’Insee, les personnes qui s’expatrient sont davantage di- plômées que les personnes nées à l’étranger immigrant en France : 44 % des Français qui partent ont un niveau bac +5, contre 27 % des étrangers s’installant en France. Par ailleurs, le modèle français, fondé sur la quasi-gratuité de l’enseignement supé- rieur et sur un système de santé très favo- rable, risque d’être durement impacté par la fuite des cerveaux du fait d’une diminution des rentrées fiscales dans une tranche d’âge (25-55 ans) où ces personnes sont censées s’acquitter de contributions nettes à l’impôt. En conclusion, les auteurs de l’étude recommandent que les pouvoirs publics s’attachent à faire revenir les talents français le plus tôt possible tout en continuant à en attirer un maximum d’autres du monde en- tier. Toutefois la situation française n’est pas simple : nous accueillons environ 300 000 étudiants sur le territoire national ce qui nous place en 3e position dans le monde. Mais la mobilité étudiante va doubler d’ici 10 ans. La France est-elle prête à accueillir 600 000 étudiants en 2025 ? Accord-cadre CDEFI-CNJE La Conférence des Directeurs d’Ecoles et de Formations d’Ingénieurs (CDEFI) a signé le 15 avril dernier un accord-cadre avec la Confédération Nationale des Junior- Entreprises (CNJE), avec pour ambition de favoriser le rapprochement entre les deux structures et de soutenir le développement des Junior-Entreprises dans les écoles d’ingé- nieurs. Rappelons que la Confédération Na- tionale des Junior-Entreprises (CNJE) est une association qui a pour mission de coordon- ner et d’accompagner 171 structures JE sur le territoire, dont 56 % implantées au sein des écoles d’ingénieurs françaises. Les junior- entrepreneurs réalisent ainsi plus de 2 600 études par an auprès de 1 600 entreprises ou collectivités différentes. Cette signature formalise l’appui des écoles d’ingénieurs aux Juniors-Entreprises, passerelles entre l’école et l’entreprise permettant une mise en pra- tique de l’enseignement dispensé dans les établissements d’enseignement supérieur. Dans le cadre de cet accord, la CNJE s’engage à collaborer avec la CDEFI, notamment en partageant les données dont elle dispose ou en réalisant elle-même des enquêtes concer- nant l’entrepreneuriat en milieu étudiant. De son côté la CDEFI s’oblige en particulier à soutenir la visibilité des Junior-Entreprises en tant qu’outil d’aide à l’insertion profession- nelle. Le crédit d’impôt recherche (CIR) renforce l’emploi scien- tifique dans les entreprises Une bonne nouvelle en provenance de l’ANRT qui, comme l’on sait, est chargée entre autres missions de gérer les bourses CIFRE. Celle-ci annonce en effet que 1 300 jeunes docteurs, soit environ 20 % de la population à profil scientifique intéressant les entreprises, devraient être embauchés en CDI chaque année grâce aux nouvelles dispositions prises dans le cadre du CIR. En 2008, le passage à un crédit d’impôt recherche calculé en fonction du volume des dépenses a en effet dynamisé le « dispositif jeune docteur » (DJD) du CIR. On observe ainsi que 66 % d’entreprises de plus ont fait appel au DJD en une seule année et depuis leur nombre n’a cessé de croître. En 2013, le ministère de la Recherche a dé- nombré 10 % des bénéficiaires du crédit d’im- pôt-recherche ayant déclaré un ou plusieurs recrutements de jeunes docteurs en CDI. Depuis le début 2014, le CIR DJD s’est recentré sur la croissance de l’emploi scien- tifique grâce à une nouvelle disposition qui a fait la preuve de son efficacité : en effet, désor- mais, le maintien ou la croissance des effectifs de chercheurs dans l’entreprise conditionne l’obtention du CIR alors que jusqu’en 2013, il suffisait que l’emploi global dans l’entreprise soit en croissance. Cette mesure a eu pour conséquence d’amplifier les effets positifs du CIR sur l’emploi scientifique en France. Une preuve supplémentaire de la vertu d’un dispositif inventé par la France et main- tenant copié par d’autres pays, qui malgré son effet bénéfique indéniable sur la compétitivité des entreprises a dû être défendu à plusieurs reprises contre les attaques conjuguées des forces hostiles à l’Entreprise et de … la Commission européenne, qui voulait y voir une pratique discriminatoire faussant la libre concurrence. Le poids économique du prix NOBEL ! Traduisant l’émotion provoquée dans les laboratoires et centres de recherche par l’intention gouvernementale de restreindre les crédits de la R&D publique, les lauréats français du prix Nobel ont signé une tribune libre dans le journal Le Monde. Largement relayée par les autres médias, cette prise de position a rapidement entrainé, d’abord une explication embarrassée du gouvernement, puis une audience à l’Elysée et finalement le renoncement à toute mesure qui entraverait ou ralentirait la trajectoire vers l’objectif de 3 % du PIB consacrés à la R&D. En se félicitant du résultat de cette dé- marche des Nobel, qui traduit la sensibilité de l’opinion publique à la pérennité d’une recherche de très haut niveau et internatio- nalement reconnue, on s’étonnera du silence des titulaires de la médaille Fields qui, à l’exception du médiatique Cédric Villani, ne s’étaient pas associés à la démarche de leurs collègues nobélisés… REE N°3/2016 109 LIBRES PROPOS Philippe Vesseron Ingénieur général des mines (er) L es comptes à fin 2015 et à fin mars 2016 des entreprises qui produisent de l’électricité en Europe sont maintenant disponibles : pour la vingtaine des plus importantes d’entre elles, les « dépréciations » dépassent souvent largement le mil- liard d’euros pour 2015. Déjà en 2014, le total des dépré- ciations avait atteint quelque 25 milliards d’euros. Des analyses très intéressantes1 ont été publiées sur ce sujet complexe (Périmètre examiné ? Toutes énergies ? Avec les nouveaux services ? Europe ou monde entier ?). Il faut souhaiter que les résultats de 2015 continuent à faire l’objet d’examens aussi précis, mais on doit sans attendre appeler l’attention sur des risques trop occultés en France par les chantiers engagés sur l’électronucléaire : les autres urgences des systèmes électriques français et européens sont sans doute largement aussi lourdes. Que les entreprises soient ou non cotées en bourse, les normes comptables imposent à présent des “impair- ment tests”2 : en fonction de l’évolution des marchés et du cadre réglementaire, l’enregistrement de dépré- ciations est maintenant classique dans les comptes annuels d’entités telles que RWE, ENEL, ENGIE, EDF… Mais depuis 15 ans, beaucoup d’éléments du référen- tiel ont profondément changé, sans toujours mobiliser as- sez l’attention, en particulier à cause d’un décalage de plu- sieurs années avec les évènements qui ont initié chaque évolution : il sera utile de mieux comprendre pourquoi les signaux précurseurs n’ont pas eu plus d’écho. Ces déca- lages affectent plusieurs dimensions et nous souhaitons appeler à reprendre la réflexion sur la coïncidence en 2016 de changements majeurs selon six axes principaux : 1 Voir notamment EY, Bloomberg, Oxford OEIS (David Robinson et Malcolm Keay) ou Deloitte. (Voir les liens en fin d'article). 2 Un test de validité ou “impairment test” permet de valider la cohérence entre la valeur nette comptable des actifs incorporels, notamment le goodwill, et leur valeur de récupération (soit valeur d’usage, soit valeur de marché). 1. L’accord de Paris obtenu au Bourget fin 2015 montre le chemin parcouru depuis les débats « ré- chauffistes versus climato-sceptiques » déclenchés en 1997 par le protocole de Kyoto. L’évolution n’a pas en fait connu de rupture depuis 20 ans, Copen- hague en 2009 apparaissant a posteriori comme un échec de négociation plus que comme une fracture de l’analyse3 . L’enjeu du climat et du niveau des mers sera donc un déterminant durable des énergies et le critère des « gaz à effet de serre » va prendre le pas sur beaucoup d’autres. Les prochaines élections aux Etats- Unis et en Europe vont bien sûr braquer les projecteurs sur des fragilités, en particulier dans les « mensonges par omission sur les gagnants et les perdants » ou l’estimation des coûts implicites du CO2 évité, mais les débats antérieurs donnent sans doute une vraie robus- tesse au « consensus réfléchi » actuel. En tout état de cause, il sera sage de veiller à produire et à diffuser les tableaux de bord nécessaires pour éviter le retour des polémiques : il faudra se forcer à parler « empreinte », « différenciation », « convergence », « CO2 per capita », « coût/efficacité », se méfier du “greenwashing”... l’es- sentiel étant que chacun ait durablement les moyens de former son propre jugement. 2. La crise mondiale de 2007-2008 a provoqué une rupture profonde dans l’évolution du secteur élec- trique européen, avec l’émergence assez générale de surcapacités : la récession se traduit dans beau- coup de pays par un ralentissement ou des diminu- tions de la consommation, en particulier industrielle, d’où une stabilité globale de la demande depuis 2008. En 2016, introduire une capacité de production élec- trique supplémentaire impose de réduire l’activité de centrales en service sauf si d’autres initiatives per- mettent de rentabiliser l’ensemble en remplaçant par 3 L’échec était pourtant prévisible : même sur le seul sujet du “bur- den sharing”, les mécanismes adoptés en 1997 pour Kyoto dans une Europe à 15 n’étaient raisonnablement pas envisageables au niveau mondial en 2009. Le débat pour l’application par l’UE de l’accord de Paris est devant nous sur ce point. Comptes 2015 : le secteur électrique européen est en danger 110 REE N°3/2016 LIBRES PROPOS l’électricité des énergies plus « carbonées », localement ou à distance. Cette surcapacité électrique appelle des réflexions urgentes, en particulier parce que beaucoup des modélisations dans plusieurs pays sont parties du postulat que « diversification » et « transition » seraient obtenues « gratuitement » grâce à la croissance de la demande ou à l’occasion du remplacement d’unités en service au moment de leur arrêt « naturel » par obsoles- cence technique ou économique. En France, la reprise de la croissance du PIB per capita4 tarde plus qu’ailleurs et le chômage monte en tête des inquiétudes dans presque tous les seg- ments de l’opinion. Cette situation renforce l’impéra- tif de présenter loyalement l’impact sur l’emploi, les prix et le coût en subventions publiques des options énergétiques envisagées, mais les explications sont d’autant moins audibles que nous n’avons pas assez réévalué nos « principes », même quand ils se contre- disent gravement : nous répétons tantôt que le faible coût de l’électricité est un atout pour les ménages et les entreprises, tantôt que la meilleure des énergies est celle qu’on ne consomme pas, tantôt que toute réduction de la consommation d’énergie serait forcé- ment créatrice d’emplois, tantôt qu’il ne coûtera rien aux ménages ni aux entreprises d’arrêter de gaspiller pour que leurs factures n’augmentent pas malgré la hausse du prix de l’électricité. 3. Les prix des hydrocarbures avaient été multipliés par 5 de 2000 à mi 2008, atteignant 140 USD par baril, avant un mouvement en sens inverse déclenché no- tamment par l’irruption aux Etats-Unis des gaz et pétrole de schiste puis un effondrement mondial des cours à partir de juillet 2014. En 2016, les experts semblent prédire que la restabilisation, qui ne sera d’ailleurs pas immédiate, restera loin des maxima antérieurs. Pourtant nous continuons à réagir en Europe comme si « les prix allaient être croissants, forcément croissants » – parce que l’épuisement progressif des ressources est physi- quement indiscutable – alors que l’actualité reste celle d’un prix bas pour le charbon américain comme, sur les marchés mondiaux, pour le pétrole et le gaz. Etant entendu aussi qu’il faudra ne jamais exploiter une part importante des réserves de charbon5 . 4 Mais la démographie française est aussi un atout ! 5 Du moins sauf mise en œuvre des technologies « Capture et stoc- kage du CO2 (CCS) » dont il est urgent de préciser la faisabilité technique et le coût. 4. En 1980, Margaret Thatcher se lance, par fermetures et privatisations, dans une remise en cause brutale des mines et autres industries nationalisées de Grande- Bretagne. A leur tour, la Commission et les Etats de l’Union européenne s’engagent en 1996, dans les sec- teurs du gaz et de l’électricité, dans une transformation profonde des règles du jeu, avec une stratégie de « li- béralisation des marchés » pour remplacer des mono- poles historiques nationaux ou régionaux, en général services publics très intégrés verticalement, de la pro- duction à la distribution, construits sur des arguments d’économie d’échelle, de péréquation et de sécurité de la fourniture. A l’inverse, le but affirmé du changement est alors un « marché intérieur » où la concurrence ferait baisser les factures des ménages et des entreprises : échec grave sur ce plan mais fort développement des principaux électriciens hors de leurs marchés histo- riques et apparition d’acteurs nouveaux et de nouveaux métiers. Quoi qu’il en soit, à peine en place, le nouveau modèle est fortement hybridé à cause de la préoccu- pation du climat : l’Europe adopte un paquet « énergie- climat », précisément en 2008 (fâcheuse coïncidence), et engage des budgets publics nationaux importants pour l’électricité produite à partir des énergies renou- velables (EnR), subventions dont on disait qu’elles se réduiraient au fur et à mesure de l’augmentation pré- vue du prix des hydrocarbures (!)... Même si l’explosion de ces budgets (en Espagne notamment) a obligé à des réductions politique- ment douloureuses, quoique facilitées par la baisse des coûts du photovoltaïque et des éoliennes, le résultat a été une augmentation forte de la capacité de production. Surcapacité d’un côté, faiblesse de la demande de l’autre entraînent à partir de 2014 des dysfonctionnements évidents du mar- ché européen de l’électricité : le débouché des moyens de production d’électricité autres que les EnR « régulées » se réduisant année après année, le « prix de marché » s’effondre à peu près dans tous les pays européens6 . Ce mouvement a conduit à arrêter temporairement ou définitivement plu- sieurs centrales au fuel, au gaz ou au charbon, au- delà de ce qui résultait de la fin d’exploitation des mines de charbon ou de lignite (beaucoup de ces mines ont fermé sauf en Allemagne et en Pologne). 6 Cf. par exemple le graphique sur les prix de gros en Allemagne diffusé par EnBW. (Voir le lien en fin d'article). REE N°3/2016 111 LIBRES PROPOS Cet « effondrement des prix de gros » de l’électricité engendre d’autant plus d’incompréhension que les prix payés par les ménages sont, eux, en croissance forte, compte tenu de deux mouvements qui font plus qu’annuler la baisse : d’une part, le coût du renforcement des réseaux, des développements numériques et de la séparation des rôles auparavant « intégrés » (production, transport, stockage, distri- bution), d’autre part et surtout, l’accroissement des taxes qui financent l’achat des EnR (EEG Umlage en Allemagne, CSPE en France...). 5. Quelques semaines après Fukushima, les autorités allemandes accélèrent une « sortie du nucléaire », initiative initialement bien acceptée par l’opinion mais pour laquelle les électriciens réclament des indemnisa- tions de plusieurs milliards d’euros devant les tribunaux (et dans le cas de Vattenfall devant la cour d’arbitrage du CIRDI, mécanisme accessible à cette entreprise puisqu’elle est en Allemagne « d’origine étrangère »). Ces procédures seront nécessairement longues, dès lors qu’il va falloir chiffrer la « valeur » à mi-parcours d’outils construits il y a 20 ou 30 ans, question qui change beaucoup selon qu’elle apparaît soit immé- diatement après Fukushima, comme l’a imposé le calendrier électoral allemand, soit après les longs débats internationaux, stress tests, échanges entre les autorités de sûreté nationales, le WANO, l’UE et l’AIEA, qui auront été nécessaires à chacun pour définir les renforcements de sûreté appropriés. La question de la « valeur » dans une situation de prix déprimés n’est pas spécifique à l’Allemagne : qu’il s’agisse d’un barrage hy- droélectrique en Scandinavie ou en Suisse, d’une cen- trale au lignite en Mazurie ou d’une centrale nucléaire au Royaume-Uni, quelle valeur prendre en compte s’il y a aujourd’hui une OPA ou une loi d’expropriation ? L’évaluation tiendra-t-elle compte de la dépression for- cément transitoire des prix de gros ? 6. Dernière dimension enfin : les échelles de temps dans l’énergie sont souvent de plusieurs dizaines d’années (75 ans pour les vieilles concessions hydroélectriques en France). Certes, dans chaque pays, les règles générales sur la nationalisation et les indemnisations sont relativement stabilisées mais on ne saurait en dire autant des mécanismes des codes fiscaux ou environnementaux. On comprend aujourd’hui que les règles d’amortissement, tout comme la fiscalité des « rentes hydrauliques » ou des « rentes nucléaires », ne seront dorénavant pas stables sur des durées aussi longues. De même, les mines, les barrages et les centrales thermiques ou nucléaires étant dans la plupart des pays européens des « équi- pements qui font débat », comment probabiliser la faisabilité ou le résultat d’une enquête publique qu’il sera dorénavant nécessaire d’organiser pour renouve- ler une licence dans 20 ans7 ? Comment par ailleurs apprécier aujourd’hui la pérennité de régulations qui reposent sur des fiscalisations/défiscalisations qui peuvent représenter la totalité des coûts pour 30 % de la production d’électricité d’un pays et des durées de 20 ou 30 ans ? Si une installation perd sa valeur du fait de la concurrence d’une autre technologie qui serait, elle, subventionnée à 100 %, quel mécanisme d’indemnisation sera mobilisé ? Faudra-t-il demander sa nationalisation ou son inclusion dans les « activités régulées » ? La création de filiales distinctes pour les activités régulées est peut-être une démarche prépa- rant une injonction aux pouvoirs publics de clarifier réellement leurs options et d’en expliquer eux-mêmes les conséquences aux ménages et aux entreprises. *** Les changements sur ces six référentiels n’ont pas eu lieu simultanément dans les 28 pays mais les comptes 2015 montrent que la situation actuelle provoquera des difficultés sérieuses dès 2016, les « prix de marché » de 25 /MWh ne couvrant pas les simples dépenses directes de fonctionnement des centrales au fuel, au gaz ou au charbon ni des centrales nucléaires existantes voire de barrages hydroélectriques de taille modeste : un déficit d’exploitation qui dure plusieurs trimestres impose l’arrêt ou la mise sous cocon. Et bien entendu de tels niveaux ne représentent que des fractions comprises entre 20 % et 50 % des coûts complets des différents moyens de pro- duction nouveaux proposés, éoliennes, photovoltaïque, hy- draulique ou électronucléaire de 3e génération : les débats sur la compétitivité respective des technologies portent souvent sur les questions complexes d’intermittence, de réseau, stockage, capacité de piloter en temps réel la pro- duction et la consommation... mais négligent l’évidence actuelle la plus brutale: le prix de gros de 25 /MWh va dissuader économiquement tout nouvel investissement. Bref, la remise à plat est urgente mais va être difficile. 7 Une issue redoutable étant l’impossibilité de toute décision. 112 REE N°3/2016 LIBRES PROPOS Que faire à court terme ? a) une première urgence devrait être une communi- cation forte de l’UE pour éviter la mise en accu- sation des politiques climatiques et énergétiques, les citoyens n’étant pas préparés à l’idée que le déve- loppement des EnR puisse entraîner une hausse des coûts ou la délocalisation de certaines activités ; b) personne ne croit plus à la convergence spontanée « réduction des gaz à effet de serre/efficacité énergé- tique/développement des énergies renouvelables » : pour réaffirmer que l’objectif premier est la réduction des émissions, il faudrait prendre pour règle de chiffrer systématiquement en CO2 d’une part et en euros d’autre part les implications de chaque initiative énergétique et/ou climatique, en veillant à préser- ver l’expression ouverte et contradictoire des groupes d’intérêts. Il est urgent d’arrêter la critique globale ren- dant la législation européenne responsable à la fois de la hausse des factures et de l’augmentation des rejets de CO2 tout en mettant en accusation des décisions nationales, taxations rétroactives, annulation de tarifs garantis, réduction de rentes, de bulles et de niches... c) redonner la priorité à la réduction du risque clima- tique devrait se traduire par l’établissement d’un prix plancher du CO2 comme en Grande-Bretagne, en France tout d’abord mais aussi au niveau européen dès que ce sera politiquement possible. Une telle décision devrait s’accompagner de l’arrêt des diverses incitations aux énergies fossiles qui constituent autant de prix du CO2 négatifs ; d) la commercialisation de l’électricité produite avec des énergies renouvelables bénéficiant actuellement d’une obligation d’achat devrait être replacée dans un contexte concurrentiel, avec un premium approprié déterminé en mettant à profit l’expérience britannique ; e) les surcapacités en Europe imposent que chacun des pays examine toutes les valorisations pos- sibles de l’électricité, qu’il s’agisse de l’industrie, des logements neufs ou existants (par promotion des pompes à chaleur notamment), du numérique ou des nouvelles formes de mobilité individuelle ou collective. Il sera bien sûr indispensable de s’assurer dans chaque cas de l’intérêt du remplacement des autres énergies par l’électricité en termes de CO2 et en termes économiques, en prenant garde notam- ment aux dépenses qui n’auraient de temps de retour acceptable que si les prix de l’énergie croissaient for- tement, hypothèse qui n’est plus celle des prochaines années ; f) le décalage entre consommation nationale et capacité de production disponible en 2016 conduit en France à des prix de marché de gros de l’électricité sensiblement inférieurs à ceux de l’Espagne, de la Grande-Bretagne ou de l’Italie, trois pays où le secteur électrique est d’ail- leurs plus émetteur de carbone. Il serait raisonnable d’engager les interconnexions réalisables en deux ans qui permettraient d’accroître les exportations fran- çaises (y compris par câbles sous-marins) ; g) il est difficile de prévoir où se situeront les défail- lances dans les mois qui viennent si le prix de marché reste au niveau actuel mais il serait sage de redonner rapidement aux différents fournisseurs d’électrici- té en Europe davantage de capacités d’autofinan- cement. En France, la CSPE alourdit la seule facture d’électricité et obère substantiellement les possibili- tés d’évolution des prix rendus chez le consomma- teur. Les changements approuvés récemment par le Parlement devraient améliorer les procédures de décision et rendre plus transparent le pilotage poli- tique et technique d’une dépense publique qui pour- rait atteindre huit milliards par an en 2025, même s’il n’y a pas de nouveaux engagements ; h) en termes de méthode enfin, on devrait reprendre un débat collectif sur « l’actualisation » pour refonder des conventions, aussi rationnelles que possible, y compris dans une période de taux d’intérêt négatifs. Au-delà des décisions de court terme, telle une mise sous cocon pour trois ans, on a besoin d’un cadre pour comparer des dépenses, des recettes et des ga- ranties qui peuvent s’échelonner sur 50 ou 80 ans : quelle est la valeur d’un stockage d’uranium appau- vri ou la valeur du « gaz coussin » d’un stockage de méthane en aquifère ? Combien gagne-t-on ou perd- on à reculer de 30 ans le démantèlement d’un PWR ? L’un des points clés sera le mode de prise en compte sur une longue période des émissions de CO2 pour internaliser le coût de leurs impacts : choisira-t-on de les cumuler arithmétiquement sur 50 ou 100 ans afin de refléter l’incidence climatique ? Une telle conven- tion est cruciale pour refonder par exemple les choix d’investissement sur la thermique des logements. *** REE N°3/2016 113 LIBRES PROPOS L’urgence ne doit pas faire sous-estimer les obstacles mais sans doute n’est-il pas trop tard pour affirmer la prééminence de l’objectif de réduction des émissions. On devrait au plus vite généraliser la présentation en « empreinte carbone »8 , qui intègre à la fois les émissions nationales et le contenu carbone des exportations et des importations, y compris celles qui correspondent à des délocalisations ou à des relocalisations. Etablir vite un langage robuste et fiable permettra de surmonter ces dialogues de sourds où nous exprimons souvent des préoc- 8 Cf. par exemple Cour des Comptes ou WWF. (Voir les liens en fin d'article). cupations, des intérêts ou des ambitions de nature très différente dans les champs du nucléaire, de l’éolien ou du gaz aussi bien que sur les questions de compétiti- vité, de croissance ou de décroissance de l’économie et de la démographie. Les référentiels ont radicalement changé depuis deux ans et il y aurait beaucoup de risques à une situation d’incompréhension où le citoyen européen de bonne foi viendrait reprocher aux institutions et aux entreprises d’avoir tout décidé à sa place, sans mettre vraiment les cartes sur la table ni accepter de reconnaître et rectifier les erreurs de prévision an- térieures. Philippe Vesseron est ingénieur général des Mines (er). Il a été délégué aux risques majeurs et a dirigé l’Institut de protection et de sûreté nucléaire ainsi que le BRGM (Bureau de recherches géologiques et minières) Liens référencés dans l'article : Renvoi 1 : http://www.ey.com/Publication/vwLUAssets/EY-benchmarking-european-power-and-utility-asset-impairments-2015/$FILE/EY- benchmarking-european-power-and-utility-asset-impairments-2015.pdf http://www.bloomberg.com/professional/blog/european-utilities-2016-outlook/ https://www.oxfordenergy.org/wpcms/wp-content/uploads/2016/02/Electricity-markets-are-broken-can-they-be-fixed-EL-17.pdf http://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/es/Documents/energia/Deloitte_ES_Energia_newsletter-power-utilities-Q1-2016.pdf Renvoi 6 : https://www.enbw.com/media/presse/images/pressemitteilungen/2016/20160202_enbw_strompreisentwicklung_ sw_1_1454411400990.jpg Renvoi 8 : http://www.ccomptes.fr/fr/Publications/Publications/La-mise-en-aeuvre-par-la-France-du-Paquet-energie-climat http://wwf.panda.org/fr/wwf_action_themes/modes_de_vie_durable/empreinte_ecologique/ ÉNERGIE | TÉLÉCOMMUNICATIONS | SIGNAL | COMPOSANTS | AUTOMATIQUE | INFORMATIQUE | INSTRUMENTATION La REE est une publication de la SEE. Vous pouvez commander les derniers numéros ainsi que les archives antérieures à 2011 en remplissant le formulaire ci-dessous. Liste complète des archives disponible sur le site www.see.asso.fr Pour une vision complète de l’État de l’Art, l’évolution des techniques, leur développement et leurs applications Commandez les numéros de la Date, signature et cachet de l’entreprise s’il y a lieu : Conformément à la Loi Informatique et Libertés du 06/01/1978, vous disposez d’un droit d’accès et de rectification aux informations qui vous concernent. Contacter le Service Abonnements de la SEE BON DE COMMANDE AU NUMERO A retourner à la SEE/REE - Service Abonnements, 17 rue de l’Amiral Hamelin - 75783 Paris cedex 16 - France - Fax : 33 (0)1 5690 3719 - abo@see.asso.fr Tarifs Prix unitaire TTC (TVA 2,10 %) Années France & UE Hors UE 2012 à 2015 28 30 2011 (Nos 5,6) 28 30 Nos antérieurs 18 20 Nom et prénom : ................................................................................................................................................................................................ Société : ................................................................................................................................................. N° TVA* : ........................................... Fonction : .............................................................................................................................................................................................................. Adresse : ............................................................................................................................................................................................................... Code postal Ville : .............................................................................................. Pays : ................................................... Tél. : e-mail : ............................................................................................................................................... * Obligatoire pour les pays de l’UE Je commande : N° : Année : N° : Année : N° : Année : N° : Année : N° : Année : N° : Année : N° : Année : N° : Année : N° : Année : N° : Année : Je règle la somme totale de : .......................... TTC (TVA 2,10 %) par chèque bancaire à l’ordre de la SEE Carte bancaire (Visa, Eurocard/Mastercard, American Express) N˚ Carte : Date de validité : N° cryptogramme : (3 derniers chiffres au dos de la carte) Conformément à la Loi Informatique et Libertés du 06/01/1978, vous disposez d’un droit d’accès et de rectification aux informations qui vous concernent. Contacter le Service Abonnements de la SEE N°4/2014 D1. Le véhicule connecté D2. Supplément hors série Jicable HVDC’13 N°5/2014 ÉNERGIEÉNERGIE TELECOMMUNICATIONSTELECOMMUNICATIONS SIGNALSIGNAL COMPOSANTSCOMPOSANTS AUTOMATIQUEAUTOMATIQUE INFORMATIQUEINFORMATIQUE Numéro2014 EDITORIAL Les matériaux stratégiques : un enjeu pour la France Luc Rousseau ENTRETIEN AVEC Christian Bataille La transition énergétique www.see.asso.fr 5 ISSN1265-6534 DOSSIERS Réseaux interconnectés : une optimisation technique et économique au service des transitions énergétiques en France et en Europe Par Dominique Maillard L'ARTICLE INVITÉ D1. Les matériaux stratégiques D2. Quelques approches innovantes dans la prévention et la gestion des risques N°1/2015 ÉNERGIEÉNERGIE TELECOMMUNICATIONSTELECOMMUNICATIONS SIGNALSIGNAL COMPOSANTSCOMPOSANTS AUTOMATIQUEAUTOMATIQUE INFORMATIQUEINFORMATIQUE Numéro2015 EDITORIAL Régalez-vous, c’est autant que les Prussiens n’auront pas… Jean-Pierre Hauet ENTRETIEN AVEC Dominique Ristori L’Europe et l’Énergie www.see.asso.fr 1 ISSN1265-6534 DOSSIERS Géométries fractales et sciences de la complexité Application à la sécurité énergétique et au contrôle des blackouts électriques Par Alain Le Méhauté et Frédéric Héliodore L'ARTICLE INVITÉ D1. Les démonstrateurs smart grids en France D2. Câbles et infrastructures optiques N°2/2015 ÉNERGIEÉNERGIE TELECOMMUNICATIONSTELECOMMUNICATIONS SIGNALSIGNAL COMPOSANTSCOMPOSANTS AUTOMATIQUEAUTOMATIQUE INFORMATIQUEINFORMATIQUE Numéro2015 EDITORIAL Pour une approche pragmatique de la transition énergétique Olivier Appert ENTRETIEN AVEC Serge Lepeltier Regard sur la transition énergétique www.see.asso.fr 2 ISSN1265-6534 L'ARTICLE INVITÉ DOSSIER Retour sur… Le radar MIMO Par Jean-Paul Guyvarch D1. L’hydrogène N°3/2015 ÉNERGIEÉNERGIE TELECOMMUNICATIONSTELECOMMUNICATIONS SIGNALSIGNAL COMPOSANTSCOMPOSANTS AUTOMATIQUEAUTOMATIQUE INFORMATIQUEINFORMATIQUE Numéro2015 EDITORIAL Les 40 ans de la FIEEC Gilles Schnepp www.see.asso.fr 3 ISSN1265-6534 LIVRE BLANC La matière noire Par André Deschamps L'ARTICLE INVITÉ DOSSIER Livre Blanc - La cyber- sécurité des réseaux électriques intelligents D1. Nouvelles contributions des TIC à la médecine et à la chirurgie N°4/2015 ÉNERGIEÉNERGIE TELECOMMUNICATIONSTELECOMMUNICATIONS SIGNALSIGNAL COMPOSANTSCOMPOSANTS AUTOMATIQUEAUTOMATIQUE INFORMATIQUEINFORMATIQUE Numéro2015 EDITORIAL Une période de transitions... de transformations ! Guillaume Poupard ENTRETIEN AVEC Jean-Marie Simon Directeur général d’Atos-France www.see.asso.fr 4 ISSN1265-6534 DOSSIER Certificats d'économie d'énergie Par Stéphane Signoret, Daniel Cappe L'ARTICLE INVITÉ D1.TIC et énergie D2. URSI 2015 : Sonder la matière par les ondes électromagnétiques N°5/2015 ÉNERGIEÉNERGIE TELECOMMUNICATIONSTELECOMMUNICATIONS SIGNALSIGNAL COMPOSANTSCOMPOSANTS AUTOMATIQUEAUTOMATIQUE INFORMATIQUEINFORMATIQUE Numéro2015 EDITORIAL L’Europe, l’énergie et les réseaux intelligents Michel Derdevet Secrétaire général ERDF ENTRETIEN AVEC Philippe Pradel Vice-président Développement nucléaire ENGIE www.see.asso.fr 5 ISSN1265-6534 Les brevets, clef des stratégies de propriété industrielle Par Jean-Charles Hourcade L'ARTICLE INVITÉ DOSSIER D1. Radar 2014 Radars à antennes électroniques N°1/2016 ÉNERGIEÉNERGIE TELECOMMUNICATIONSTELECOMMUNICATIONS SIGNALSIGNAL COMPOSANTSCOMPOSANTS AUTOMATIQUEAUTOMATIQUE INFORMATIQUEINFORMATIQUE Numéro2016 EDITORIAL Le calcul à haute performance Ruptures et enjeux Gérard Roucairol www.see.asso.fr 1 ISSN1265-6534 DOSSIERS La lutte contre le réchauffement climatique passe par la prise en compte d’un prix du carbone Par Jacques Percebois L'ARTICLE INVITÉ Les avions plus électriques MEA'2015 MOREELECTRICAIRCRAFT D1. Le démantèlement des centrales nucléaires D2. MEA’2015 Les avions plus électriques N°2/2016 ÉNERGIEÉNERGIE TELECOMMUNICATIONSTELECOMMUNICATIONS SIGNALSIGNAL COMPOSANTSCOMPOSANTS AUTOMATIQUEAUTOMATIQUE INFORMATIQUEINFORMATIQUE Numéro2016 EDITORIAL Lumière et électricité pour tous, un droit universel Jean-Louis Borloo ENTRETIEN AVEC Philippe Joubert www.see.asso.fr 2 ISSN1265-6534 DOSSIERS La chirurgie de demain Par Jacques Marescaux Michele Diana L'ARTICLE INVITÉ 9e conférence internationale sur les câbles d’énergie isolés D1. L’Afrique et l’électricité D2. Jicable’15 9e conférence interna- tionale sur les câbles d’énergie isolés N°3/2016 ÉNERGIEÉNERGIE TELECOMMUNICATIONSTELECOMMUNICATIONS SIGNALSIGNAL COMPOSANTSCOMPOSANTS AUTOMATIQUEAUTOMATIQUE INFORMATIQUEINFORMATIQUE Numéro2016 EDITORIAL La gestion des déchets radioactifs : une responsabilité collective Christophe Bouillon ENTRETIEN AVEC Brice Lalonde Ancien ministre www.see.asso.fr 3 ISSN1265-6534 DOSSIER Le paiement mobile Par Patrice Collet L'ARTICLE INVITÉ D1. Le stockage des déchets radioactifs REE N°3/2016 115 SEE EN DIRECT INFORMATIONS Journée d’étude « Fréquences & radiosciences » 3 mai 2016 - Paris Le 3 mai dernier s’est tenue à Paris, dans les locaux de Télécom- ParisTech, la journée « Fréquences et radiosciences 2016 », co-orga- nisée par le club technique RSSR de la SEE et l’Agence Nationale des Fréquences (ANFR). Cette journée avait été décidée au lendemain de la Conférence mondiale des Radiocommunications (CMR) en 2015 qui s’est achevée fin novembre à Genève, après un long mois de négociations, et qui a rassemblé plus de 130 nations pour mettre à jour le Règlement des Radiocommunications (RR), texte fixant les différents usages du spectre radioélectrique. La CMR 2015 a été marquée par plusieurs évolutions réglemen- taires importantes ; les ordres du jour des CMR 2019 et CMR 2023 visent à préparer des évolutions majeures du paysage des radio- communications. On notera par exemple la nouvelle limite sym- bolique haute du spectre attribué qui pourrait se voir repoussée de 275 GHz à 450 GHz. L’objectif principal de cette journée était de convier les ingénieurs et scientifiques œuvrant dans ces théma- tiques à échanger sur les sujets devant faire l’objet de recherches approfondies durant les quelques années qui nous séparent de la prochaine conférence. Les conclusions de la CMR 2015 et l’analyse des ordres du jour des deux prochaines conférences ont conduit à sélectionner quelques axes thématiques principaux et à définir le programme de la journée, qui a été organisée autour de quelques grands thèmes : modèles de propagation pour les radiocommunications fixes ou mobiles dans les bandes hautes, évolutions prévisibles de l’environ- nement radioélectrique et ses possibles conséquences, enjeux et défis technologiques. Ces thématiques ont réuni des intervenants de plusieurs domaines : scientifiques, industriels, institutionnels mais aussi économistes qui ont pu échanger et confronter leurs points de vue sur l’accès partagé au spectre. Après l’accueil des participants et les mots de bienvenue de Joël Lemorton (ONERA), Président du Comité scientifique, la Journée a été introduite par Monsieur Jean-Pierre Le Pesteur, Président du Conseil d’Administration de l’ANFR, qui a rappelé les enjeux de la CMR 2019 et souligné le besoin de réactualiser ou d’approfondir certaines connaissances nécessaires aux travaux des Commissions d’Etudes de l’UIT-R préparant cette conférence. Il a souligné qu’en tenant compte de la nature internationale du processus et de la nécessité d’aboutir à des consensus mondiaux, les quatre ans de préparation des CMR représentaient en fait une durée assez courte. Alexandre Vallet (ANFR) a présenté, de manière très détaillée, les processus de fonctionnement de l’UIT-R, en particulier celui des CMR et du Règlement des Radiocommunications, ainsi que le travail technique considérable effectué sur un large spectre de sujets par les groupes de travail de l’UIT-R pour obtenir un consensus en CMR. Hervé Sizun (URSI-France), après avoir rappelé les hypothèses sur lesquelles sont fondés les divers modèles empiriques et théo- riques permettant de décrire la propagation terrestre en ondes milli- métriques, a focalisé son exposé sur l’influence des constituants de l’atmosphère, en particulier la pluie, sur des liaisons point-à-point. Nicolas Jeannin (ONERA), lauréat du Prix du Général Ferrié en 2015, a présenté ses travaux sur les liaisons Terre-Espace, en particulier pour faire face aux besoins de bande passante de plus en plus importante imposés par des volumes de données en forte crois- sance. Laurent Douzy (HUAWEI) a présenté les perspectives des prochaines normes « 5G », considérant à la fois les services rendus aux utilisateurs et les besoins en largeur de bande qui en découlent. Hervé Boeglen (Université de Poitiers, laboratoire XLIM) a présenté un moyen expérimental à base de Radio Logiciel (SDR) pour réaliser le sondage de canal en hyperfréquence. Puis, en illustration de la grande variété des techniques en cours de développement, Marc Maso (HUAWEI) a décrit des techniques d’alimentation de capteurs radiofréquences exploitant le champ radioélectrique ambiant et per- mettant de faire face à la contrainte de l’explosion des données, face à celle de l’économie d’énergie. Thibaut Caillet (ANFR) a fait la synthèse des études d’ingénie- rie du spectre relatives aux Services scientifiques. Il a été suivi par Stéphane Kemkemian, de la société Thalès, qui a exposé les be- soins de spectre et les contraintes spécifiques des radars, tant pour les fonctions de veille que d’imagerie SAR. Ce sont ensuite Vincent Pietu et Ivan Thomas, respectivement de l’IRAM et de l’Observatoire de Paris, qui mirent en évidence l’importance de la partie haute du spectre pour le service de radioastronomie et les risques liés à l’augmentation générale du niveau de bruit ambiant sur ces bandes. Cet aspect a été souligné ensuite par Monique Dechambre, du LATMOS, qui présenta les techniques mises en œuvre pour l’obser- vation passive des surfaces continentales et océaniques par radio- métrie micro-onde et montra en particulier les graves perturbations des émissions parasites issues d’émetteurs ne respectant pas les gabarits réglementaires en bande L. Michel Bourdon (RFMB) a pré- senté enfin les technologies requises pour la réalisation de circuits électroniques actifs en micro-ondes. Ces différentes présentations traitant des aspects scientifiques et techniques ont permis de dresser un panorama des principales difficultés présentes pour accéder au spectre radioélectrique et des domaines à approfondir avant les prochaines CMR. Madame Joëlle Tolédano, Professeur en Sciences Economiques et Sociales, co-responsable du Master « Innovation, Entreprise et So- ciété » de l’Université de Paris-Saclay, avait la lourde tâche d’analyser les points de vue différents – parfois passionnés – des nombreux utilisateurs du spectre de fréquences en vue de faire une synthèse des points les plus marquants évoqués tout au long de la journée. Avec Eric Fournier, Directeur de la Planification du spectre et des 116 REE N°3/2016 SEE EN DIRECT Affaires Internationales de l’ANFR, elle a animé une table ronde qui a été l’occasion d’échanges soutenus sur les conditions techniques et économiques équitables d’accès au spectre pour tous les services. Le Club RSSR tient à remercier tout particulièrement le Profes- seur Alain Sibille pour l’aide qu’il a apportée à l’organisation de cette manifestation dans les locaux de Télécom-ParisTech ainsi que Ma- dame Tolédano pour sa participation. Enfin, le Comité d’organisation remercie vivement les partenaires de cette journée: ANFR, ONERA, Chapitre IEEE AESS, Télécom-ParisTech, SFPT, URSI France et tout particulièrement l’ANFR pour les contributions de ses experts. La Journée a bénéficié notamment aux jeunes scientifiques et ingénieurs en leur donnant une vue détaillée des enjeux de l’accès au spectre, des procédures très rigoureuses mises en œuvre pour aboutir à un consensus international et les nombreux sujets scienti- fiques et techniques de recherche à entreprendre. Signature d’un accord de partenariat avec l’ECAM-EPMI 31 mai 2016 - Paris Le Président de la SEE, François Gerin, a signé le 31 mai 2016 un accord de partenariat avec M. Moumen Darcherif, Directeur général de l’EPMI, une école d’ingénieurs du groupe ECAM implantée sur le campus de Cergy-Pontoise. Cette convention prévoit notamment : - ment de l’Ecole aux revues imprimées de la SEE, à des conditions préférentielles; en format PDF, dès leur parution; SEE et ECAM-EPMI; une première application envisagée à court terme est l’organisation des journées Prop'Elec consacrées à la mobilité électrique (voir ci-dessous). Lapierre donnant l’opportunité aux meilleurs étudiants ainsi qu’à leur équipe pédagogique de bénéficier d’une reconnaissance nationale; - niques de la SEE; communication de la SEE. Soirée-débat du club “systèmes électriques” « Les énergies nouvelles et renouvelables en Allemagne » 1er juin 2016 - Paris Répondant à l’invitation du club Systèmes électriques de la SEE, Olivier Feix, chef de département chez 50Hertz (l’un des ges- tionnaires du réseau électrique allemand, dont le territoire couvre Berlin et le Nord de l’Allemagne), a donné le 1er juin 2016 une conférence sur l’évolution des EnR en Allemagne dans les locaux de RTE. Pour planter le décor, Olivier Feix a présenté la transition énergé- tique allemande (Energiewende) comme « le plus grand défi indus- triel qu’ait connu le pays depuis la réunification » : 2 - sition énergétique ; Les résultats sont déjà visibles : amenée à se poursuivre au cours des toutes prochaines années (figure 1) ; - voltaïque et éolienne ; En revanche, des difficultés sont à souligner : comme particuliers, voient leurs factures augmenter ; fait de l’opposition des riverains. Or ce développement est Figure 1 : Prévisions de développement des énergies renouvelables en Allemagne – Source : 50Hertz. REE N°3/2016 117 SEE EN DIRECT indispensable pour réussir la transition ; en particulier, la produc- tion éolienne est fortement concentrée dans le Nord du pays alors qu’elle doit satisfaire des consommations situées plutôt dans le Sud ; élevés de redispatching. Pour illustrer cette question, on notera que certaines sources de production par EnR sont parfois appe- lées en priorité parce qu’elles sont renouvelables, alors que des sources thermiques plus rentables sont écartées, tout en étant - liard d’euros en 2015 (figure 2). Les leçons de l’expérience allemande sont que le passage de techniquement possible, mais qu’il nécessite : - pris entre gestionnaires de réseaux de transport et de distribution, étant donné que ces derniers sont parfois en situation d’excédent de production par rapport à la consommation ; sources traditionnelles. Assemblée Générale de la SEE 24 juin 2016 - Paris Le Président François Gerin ouvre la séance à 16h45. 29 personnes sont présentes. 114 pouvoirs ont été reçus et sont attribués aux personnes présentes. 1. Rapport moral Le Président présente la situation sur le Cercle des Entreprises (CdE), avec deux avancées à signaler : des réseaux électriques intelligents » a organisé la soirée d’études du 21 mai 2015, avec la publication du Livre Blanc, puis a assu- ré une présentation aux membres de “Think SMART GRIDS” le 21 mars 2016, accompagnée de tirés à part du Livre Blanc. Une manifestation est par ailleurs prévue en novembre. - puis début 2016 et défini son programme de travail avec un docu- ment de synthèse à horizon de l’automne (article dans la REE). Florent Christophe présente les conférences et congrès tenus en 2015. Jean-Pierre Hauet fait le point sur les publications, la REE contri- buant à la promotion des activités des C3, CdE, CT & GR. Le Président synthétise les actions menées dans le cadre des 4 chantiers initiés en 2015 sur les thèmes suivants : Jacques Horvilleur aborde l’objectif de renouvellement des cadres et émérites. Patrick Leclerc présente le plan d’actions pour dynamiser les Groupes Régionaux (GR) : maillage avec les clubs techniques (CT) et l’attractivité de la SEE en dynamisant et fédérant les GR dans une démarche globale au plan national et en actualisant une cartographie des contacts. Alain Appriou présente les modifications intervenues dans les clubs techniques, avec la suppression de 3 clubs dont les activi- tés étaient très réduites et la création de trois nouveaux clubs pour s’adapter au contexte actuel et adresser des thèmes d’actualité essentiels : Cuppens, Mazenc, Le Président rappelle le déroulé de la Journée tenue ce jour qui a associé la Confédération Nationale des Junior Entreprises et l’école ECAM-EPMI, qui ont chacune signé une convention avec la SEE de- puis début 2016, et une conférence sur Linky assurée par ENEDIS. Figure 2 : Les réseaux électriques allemands sont fortement congestionnés et doivent être développés – Source : 50Hz. 118 REE N°3/2016 SEE EN DIRECT 2. Rapport financier Michel Dupire présente les comptes 2015 qui donnent un résul- tat comptable positif de + 34,4 k , néanmoins en baisse par rap- adhésions et abonnements aux publications et à une difficulté de combler la perte liée au départ d’Orange. Le budget 2016 prévoit un résultat négatif de 142,5 k , cette année caractérisée par un nombre limité de manifestations et congrès. Nécessité d’actions renforcées pour augmenter les recettes et limiter les dépenses. Mobilisation nécessaire de tous les membres de la SEE. L’esquisse 2017 vise un résultat positif de 38 k avec un volume de congrès raisonnable. Un Tableau de Bord a été mis en place pour permettre un meil- leur suivi de l’activité et des comptes, suite à la recommandation des commissaires aux comptes en 2015. Patrick Moro lit le rapport de la Commission des comptes aux 3. Montant des cotisations Le Président présente les montants de cotisations 2016 et d’adhésions aux revues, inchangés par rapport à 2015. 4. Renouvellement du Conseil d’administration Les candidats sont tous élus ainsi que Jacques Levet, Directeur technique de la FIEEC. 5. Vote des résolutions Résolution n°1 : « L’Assemblée Générale de la SEE approuve le rapport moral du Président » Résolution adoptée à l’unanimité. Résolution n°2 : « L’Assemblée Générale approuve les comptes de l’année 2015 et donne quitus aux administrateurs pour la gestion » Résolution adoptée à l’unanimité. Résolution n°3 : « L’Assemblée Générale décide d’affecter le résultat au compte « Report à nouveau » Résolution adoptée à l’unanimité. Résolution n°4 : « L’Assemblée Générale approuve les tarifs des cotisations 2017, tels que proposés par le Conseil d’Administration » Résolution adoptée à l’unanimité. Résolution n°5 : « L’Assemblée Générale approuve le budget 2016 tel que présenté par le Trésorier » Résolution adoptée à l’unanimité. Résolution n°6 : « L’Assemblée Générale confirme et ratifie les résultats des élec- tions au Conseil d’Administration selon la liste présentée par le Président » Résolution adoptée à l’unanimité. Résolution n°7 : « L’Assemblée Générale autorise à titre exceptionnel le Conseil d’Administration à prolonger le mandat du Président pour une durée d’un an, en cas de carence de candidats » Résolution adoptée à l’unanimité. 5. Conclusion Rapprochement avec le Comité National Français du Cigré pour les courants forts. La SEE aura besoin de la contribution de tous les membres de la SEE pour poursuivre la relance de ses activités au bénéfice de tous. La séance est levée à 18 h 10. François Gerin réélu à la présidence de la SEE 24 juin 2016 Lors de la session du Conseil d’adminis- tration de la SEE qui a fait suite à l’Assem- blée générale, le 24 juin 2016, aucun nouveau candidat ne s’étant présenté pour briguer la fonction de président, le Conseil, par application de la résolution n°7 votée en Assem- blée générale, a prolongé à titre exceptionnel le mandat de M. François Gerin, Président en exercice, pour une durée de un an. Être membre de la SEE c’est : Elargir votre réseau professionnel par la participation à des structures de réflexion adaptées (clubs techniques, groupes régionaux) Consulter et télécharger gratuitement les articles, dossiers ou numéros complets de la REE sur le site SEE, (rubrique e-REE) Tarifs préférentiels pour les Conférences et Journées d’études SEE : une ou deux inscriptions vous remboursent le prix de l’adhésion ! Réduction fiscale avec tarification attrayante pour les enseignants, les actifs de moins de 35 ans et les étudiants Adhérer en ligne : Renseignements sur le site www.see.asso.fr à la rubrique : adhérez à la SEE Pour plus d’informations, vous pouvez nous appeler au 01 5690 3717 ou 3709 ou 3704, nous serons heureux de vous présenter l’Association. Cher lecteur de la REE, avez-vous pensé à adhérer à la SEE ? Vous aimez notre Revue, vous allez adorer notre Association ! SEE - 17, rue de l’Amiral Hamelin - 75783 Paris cedex 16 - Fax : 01 5690 3719 www.see.asso.fr REE N°3/2016 119 SEE EN DIRECT Prop’élec 2016 Date : 23-24 novembre 2016 ECAM-EPMI Cergy Pontoise (France) Renouant avec une initiative antérieure, l’ECAM-EPMI orga- nise en partenariat avec la SEE (voir ci-dessus) un colloque de deux jours dans les locaux de l’Ecole à Cergy Pontoise centrée sur les technologies de la propulsion électrique. Cette mani- festation se veut également un rendez-vous et un forum de rencontres entre responsables de la recherche, de l’exploitation et des industries du secteur. Thèmes traités : demain A l’occasion du colloque, deux plates formes techniques développées sur place par l’ECAM-EPMI seront ouvertes aux participants. Conférence > MEA’17 More Electric Aircraft Conference Date : 1-2 février 2017 - Bordeaux (France) The aviation industry has seen a trend for greater electrical power requirements for aircraft systems. However, technology has progressed to the point where some light piloted aircraft are already battery powered, and it is envisioned that future larger aircraft will, to various degrees, be electrically powered. Following the successful European conference held in Toulouse in February 2015 with more than 100 focused presen- tations, the organisers of MEA2017 invite industry and research representatives to contribute to this new exciting edition in Bordeaux, and prepare to share ideas, lessons learnt and solu- tions relating to technological developments as well as future concepts associated to more/all electrical aircraft. Main themes: than air, either for commercial, military or private use; - craft dismantling; and incremental improvements of related technologies. Conférence > ICOLIM - International Conference on Live Maintenance Date : 26-28 avril 2017 - Strasbourg (France) From 1992, the Live Working Association (LWA) has orga- nized conferences for experts dealing with the development and implementation of live work technology. At the ICOLIM 2014 conference (Budapest, Hungary), the French representa- tion made a commitment to organize the 12th ICOLIM confe- rence with the following partners: TSO (RTE), DSO (ERDF, ES) and the Electricity and Electronics Society (SEE). The 12th confe- rence will be held on 26-28 April, 2017 in Strasbourg at the Convention and Exhibition Center. Topics: - rience Conference language: French and English Deadlines: Full paper submission: Friday, 28 October, 2016 Notification of acceptance: Friday, 13 January, 2017 Opening registration: Friday, 2 September 2016 Early bird registration: Friday, 17 February, 2017 Pour en savoir plus : www.icolim2017.org Adresse : info@icolim2017.org MANIFESTATIONS SCIENTIFIQUES PROCHAINEMENT ORGANISÉES PAR OU EN PARTENARIAT AVEC LA SEE 120 REE N°3/2016 Impression : Jouve - 53100 Mayenne Dépôt légal : juillet 2016 Edition/Administration : SEE - 17, rue de l’Amiral Hamelin - 75783 Paris cedex 16 Tél. : 01 5690 3709 - Fax : 01 5690 3719 Site Web : www.see.asso.fr Directeur de la publication : François Gerin Comité de rédaction : Bernard Ayrault, Alain Brenac, Patrice Collet, André Deschamps, Jean-Pierre Hauet, Jacques Horvilleur, Marc Leconte, Bruno Meyer Secrétariat de rédaction : Alain Brenac, Aurélie Bazot Tél. : 01 5690 3717 Partenariats Presse & Annonces : Mellyha Bahous - Tél. : 01 5690 3711 Régie publicitaire : FFE - Cyril Monod - Tél. : 01 5336 3787 cyril.monod@revue-ree.fr Promotion et abonnements : 5 numéros : mars, mai, juillet, octobre, décembre. Aurélie Bazot - Tél. : 01 5690 3717 - www.see.asso.fr/ree Prix de l’abonnement 2016 : France & UE : 120 - Etranger (hors UE) : 140 Tarif spécial adhérent SEE : France & UE : 60 - Etranger : 70 Vente au numéro : France & UE : 28 - Etranger : 30 Conception & réalisation graphique JC. Malaterre - Tél. : 09 8326 0343 Impression : Jouve - 53100 Mayenne. Siège social : 11 Bd de Sébastopol - 75027 Paris cedex 1 Tél. : 01 4476 5440 CPPAP : 1017 G 82069 Copyright : Toute reproduction ou représentation intégrale ou partielle, par quelque procédé que ce soit, des présentes pages publiées faite sans l’autori- sation de l’éditeur, est illicite et constitue une contrefaçon. Toutefois les copies peuvent être utilisées après autorisation obtenue auprès du CFC - 20 rue des Grands Augustins, 75006 Paris (Tél. : 01 4404 4770) auquel la SEE a donné mandat pour la représenter auprès des utilisateurs (loi du 11 mars 1957, art. 40 & 41 et Code Pénal art. 425). La revue REE est lue par plus de 10 000 ingénieurs et cadres de l’industrie, dirigeants d’entreprises, directeurs des ressources humaines, formateurs... Profitez de ce lectorat ciblé et de qualité pour publier vos annonces (em- plois, stages, manifestations...). Répertoire des annonceurs ICOLIM................................................................................................ C 2 PropElec'16........................................................................................ p. 3 REE Abonnement 2016 ...................................................................p. 18 3Ei Abonnement .............................................................................p. 30 REE Archives ................................................................................. p. 114 GENERAL CABLE ...............................................................................C 3 CIGRE ..................................................................................................C 4 Prochains Grands Dossiers Dossier 1 : ITER Dossier 2 : Enjeux d’un développement massif des EnR dans le système électrique européen du futur Une publication de la Entre science et vie sociétale, les éléments du futur 6 CLUBS TECHNIQUES Automatique, Informatique et Systèmes Ingénierie des Systèmes d’Information et de Communication Cybersécurité et Réseaux intelligents Radar, Sonar et Systèmes Radioélectriques Stockage et Production de l’Energie Systèmes électriques 12 GROUPES RÉGIONAUX Conférences nationales et internationales Journées d’études thématiques Conférences-Débat Congrès internationaux, en partenariat ou non, avec d’autres sociétés scientifiques La SEE contribue à l’organisation et ses Groupes régionaux Grades Senior et Emérite SEE Prix : Brillouin-Glavieux, Général Ferrié, André Blanc-Lapierre... Médailles : Ampère, Blondel... La SEE récompense les contributeurs éminents au progrès des sciences et technologies dans ses domaines Revue de l’Électricité et de l’Électronique (REE) Revue 3EI Monographies Publications électroniques : SEE Actualités La SEE favorise le partage du savoir, et contribue aux débats sur des problèmes de société en éditant des revues La SEE fédère un vaste réseau d’experts universitaires et industriels en faveur des La SEE, société savante française fondée en 1883, forte de 3 000 membres, couvre les secteurs de l’Électricité, de l’Électronique et des Technologies de l’Information et de la Communication. Elle a pour vocation de favoriser et de promouvoir le progrès dans les do- maines : Énergie, Télécom, Signal, Composants, Auto- matique, Informatique. SOCIÉTÉ DE L’ÉLECTRICITÉ, DE L’ÉLECTRONIQUE ET DES TECHNOLOGIES DE L’INFORMATION ET DE LA COMMUNICATION 17, rue de l’Amiral Hamelin - 75783 Paris cedex 16 Tél. : 01 56 90 37 09/17 - Fax : 01 56 90 37 19 www.see.asso.fr SYSTÈMES HAUTE ET TRÈS HAUTE TENSION AC & DC SILEC® est une référence en haute tension et très haute tension. Fort de son expérience, General Cable est en mesure de vous proposer une gamme complète de câbles et d’accessoires jusqu’à 500 kV-AC & 320 kV-DC ainsi qu’un ensemble de prestations et services offrant alors une gestion globale de vos projets de A à Z (ingénierie, fabrication, installation, essais sur site, liaisons provisoires, maintenance, formation...). NOTRE ÉNERGIE NE S’ENDORT JAMAIS POUR QUE LA VILLE RESTE TOUJOURS EN ÉVEIL. SILEC SILEC silec.solutions@generalcable.es www.generalcable-fr.com NIVEAU 1 STAND 150 46

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
Internet des objets : l’ARCEP et l’ANFR mettent à la consultation l’utilisation de nouvelles bandes de fréquence autour de 900 MHz

24 REE N°3/2016 Le développement de l’Internet des objets se traduit par l’émergence rapide de nouveaux systèmes de radiocommu- nications à longue distance et à faible puissance permettant de connecter des capteurs ou des actionneurs distants de plusieurs kilomètres à une station centrale servant de col- lecteur et renvoyant les informations vers un cloud, public ou privé. Ces réseaux sont connus sous le nom de LPWAN (Low-Power Wide-Area Network) parmi lesquels figurent les solutions d’origine française LoRA et SIGFOX. Dans le même ordre d’idées, la Wi-Fi Alliance a spécifié début 2016 une solution Wi-Fi, le Wi-Fi Hallow (standardisé IEEE 802.11ah) destinée à répondre aux besoins des com- munications MtoM sur des distances de l’ordre du kilomètre avec un débit au moins égal à 150 kbit/s. Toutes ces solutions sont prévues pour fonctionner à des fréquences proches de 900 MHz qui offrent des conditions optimales pour la propagation et pour la conception d’objets de taille réduite et de faible consommation. Cette bande des 900 MHz est depuis longtemps ouverte aux Etats-Unis, de 902 à 928 MHz, où elle est très large- ment utilisée par les systèmes de communication industriels, à saut de fréquence notamment (FHSS). En Europe, et en France en particulier, la bande des 900 MHz est occupée par le GSM (de 880 à 915 MHz pour les liaisons montantes et de 925 à 969 MHz pour les liaisons descendantes) ainsi que par le GSM-R pour les communications ferroviaires. Seule une petite bande libre est aujourd’hui ouverte en France entre 863 et 870 MHz avec des contraintes d’utilisation assez fortes dépendant des usages (Voir décision ARCEP n° 2014- 1263 du 6 novembre 2014). L’absence de bande libre aux environs de 900 MHz était ressentie comme un handicap au déploiement de technolo- gies nouvelles mais le lobby industriel était insuffisant pour se faire entendre en Europe, compte tenu notamment de la valorisation que les Etats retirent des fréquences sous li- cence. Le développement de l’Internet des objets, et aussi celui des étiquettes radiofréquences (RFID), vient en quelque sorte de leur forcer la main. La position de la Commission européenne et de la CEPT1 a évolué et conduit les Etats à examiner, dans le cadre d’une concertation européenne, l’assouplissement des règles d’usage de la bande de 863 à 870 MHz et son extension, vers les plus basses fréquences jusqu’à 862 MHz et vers les plus hautes jusqu’à 876 MHz. Simultanément pourrait être ouverte une nouvelle bande al- lant de 915 à 921 MHz. C’est dans ce cadre que l’ARCEP et l’ANFR2 ont lancé du 3 juin au 18 juillet 2016 une consultation publique visant à recueillir les avis des parties prenantes, notamment les auto- 1 CEPT : Conférence européenne des administrations des postes et télé- communications. 2 ARCEP : Autorité de régulation des communications électroniques et des postes – ANFR : Agence nationale des fréquences. Figure 1 : Proposition de cadre réglementaire pour l’utilisation de la bande 862-870 MHz. ACTUALITÉS Internet des objets : l’ARCEP et l’ANFR mettent à la consultation l’utilisation de nouvelles bandes de fréquence autour de 900 MHz REE N°3/2016 25 rités militaires, sur l’ouverture, sous conditions, des bandes précitées. L’objectif est d’offrir de nouvelles opportunités de développement aux dispositifs de faible puissance (DFP), notion qui se réfère aux appareils émettant des ondes élec- tromagnétiques à faible puissance et qui sont typiquement utilisés dans les bandes libres de fréquences. La consultation propose une typologie des DFP en rappelant pour chacun des usages leurs caractéristiques essentielles : transmissions de données non spécifiques ; élevées (jusqu’à 4 W) sur des canaux étroits afin d’exciter les badges, et les badges, très nombreux, requérant une largeur de bande importante ; bande plus large (LoRA), fonctionnant, au niveau des objets connectés, à faible puissance et de façon sporadique, mais nécessitant des puissances plus élevées au niveau des col- lecteurs et des relais ; - pements multimédias). Les figures 1 à 3 résument les dispositions soumises à consultation. Elles ne préjugent pas des décisions qui seront prises mais traduisent la volonté des Pouvoirs publics de donner à l’Internet des objets toutes ses chances de développement. On rappellera que l’Internet des objets est actuellement au centre des travaux menés dans le cadre du Cercle des entreprises de la SEE qui donneront lieu à la publication dans la REE d’un Livre Blanc au début de l’année 2017. JPH Figure 2 : Proposition de cadre réglementaire pour l’utilisation de la bande 870-876 MHz. Figure 3 : Proposition de cadre réglementaire pour l’utilisation de la bande 915-921 MHz. Nota : Dans les trois figures, DC signifie Duty cycle (ou taux d’occupation) et LBT : Listen before talk (ou écouter avant d’émettre). ACTUALITÉS

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
L’étude « Technologies clés 2020, préparer l’Industrie du futur » est parue

22 REE N°3/2016 Le ministère de l’Economie, de l’Industrie et du Numérique conduit tous les cinq ans une étude de prospec- tive technologique dénommé « Technologies clés » visant à identifier les technologies stratégiques pour la compétitivité et l’attractivité de la France dans les 5 à 10 années à venir. Cette étude – dont la version 2020 rendue publique est la 5e édition1 – est devenue un document de référence pour les entreprises, les acteurs des écosystèmes français d’in- novation et les acteurs institutionnels, notamment ceux qui sont en charge des politiques publiques. Technologies clés 2020 a été pilotée par la Direction générale des entreprises (DGE) du ministère en charge de l’industrie et a été supervisée par un comité stratégique pré- sidé par Philippe Varin, ancien PDG de PSA et président du Cercle de l’Industrie. L’étude a été réalisée par les cabinets de conseil en innovation Erdyn et Alcimed entre l’automne 1 L’étude est téléchargeable à partir du lien : http://www.entreprises. gouv.fr/files/files/directions_services/politique-et-enjeux/innovation/ technologies-cles-2020/technologies-cles-2020.pdf 2014 et début 2016, et a mobilisé de nombreux experts. Le comité stratégique en a préalablement fixé les orientations stratégiques puis a procédé à la sélection des technologies clés tout en s’assurant de la qualité et de la cohérence finale des résultats. Le nombre des technologies retenues a été volontairement limité – elles sont au nombre de 47 – afin de faciliter l’identification des priorités stratégiques pour la R&D. Les technologies clés ainsi définies ont été réparties selon neuf domaines d’application, à savoir : alimentation, environnement, habitat, sécurité, santé et bien-être, mobilité, énergie, numérique, loisirs et culture. Il n’est pas possible ici de lister toutes les technologies clés 2020. On se limitera à mentionner celles qui concernent le plus les secteurs d’activité familiers à nos lecteurs : Électri- cité, Énergie, Électronique, Technologies de l’information et Numérique. Ces secteurs sont concernés par au moins 27 d’entre elles sur les 47 retenues. Nous les avons classées en deux catégories pour simplifier leur visibilité : Chaque technologie clé ainsi identifiée fait l’objet dans l’étude d’un développement de quelques pages structuré autour d’un même plan : technologie clé ? La fiche comporte ensuite la traditionnelle analyse AFOM présentant les atouts, les forces, les opportunités et les menaces (le SWOT anglo-saxon) associés à cette technolo- gie. Un exemple d’analyse AFOM est donné dans l’encadré ci-dessous. Enfin après l’exposé des facteurs-clé de réus- site, la fiche se termine par une série de recommandations Electricité – Electronique – Energie N°1 : Matériaux avancés et actifs N°2 : Capteurs N°7 : Systèmes embarqués distribués, sécurisés et sûrs N°20 : Nouvelles intégrations matériel-logiciel N°22 : Réseaux électriques intelligents N°23 : Batteries électrochimiques de nouvelle géné- ration N°25 : Technologies de l’hydrogène N°26 : Dispositifs bio-embarqués N°40 : Systèmes énergétiques intégrés à l’échelle du bâ- timent N°42 : Solaire photovoltaïque N°43 : Energies éoliennes N°44 : Technologies pour l’énergie nucléaire N°45 : Technologies pour la propulsion N°46 : Nanoélectronique Technologies de l’information – Numérique N°3 : Valorisation et intelligence des données massives N°4 : Modélisation, simulation et ingénierie numérique N°5 : Internet des objets N°6 : Infrastructures de 5e génération N°10 : Cobotique et humain embarqué N°11 : Intelligence artificielle N°12 : Robotique autonome N°13 : Communications sécurisées N°21 : Supercalculateurs N°32 : Technologies d’imagerie pour la santé N°33 : Exploitation numérique des données de santé N°34 : Authentification forte N°47 : Technologie de conception de contenus et d’ex- périences ACTUALITÉS L’étude « Technologies clés 2020, préparer l’Industrie du futur » est parue REE N°3/2016 23 émise par le collège d’experts spécialisés. On trouve égale- ment la liste des principaux acteurs français, industriels et académiques, et leur positionnement dans le contexte inter- national. L’étude ne se contente pas d’identifier et de faire une analyse de chacune des 47 technologies clés. Elle présente également d’intéressantes synthèses par secteur applicatif ou par type de marchés permettant : - chés mondiaux à moyen terme dans les neuf domaines d’application ; - trialiser pour conquérir ces marchés. Technologies Clés 2020 constitue donc un guide opéra- tionnel que l’on peut recommander aux lecteurs de la REE – notamment aux dirigeants d’entreprise (en particulier de PME) et aux directeurs de laboratoires de recherches et res- ponsables d’écosystèmes d’innovation – soucieux d’anticiper le développement et le transfert des nouvelles technologies dans cette « Nouvelle France industrielle » que l’Etat appelle de ses vœux actuellement. C’est un outil de prospective technologique qui fourmille de données chiffrées utiles et qui constitue un instrument in- dispensable pour qui s’intéresse à la conquête des nouveaux marchés liés à l’émergence de technologies en rupture. AB ACTUALITÉS Exemple d’analyse d’AFOM pour la technologie clé N°22 : Solaire photovoltaïque

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
La gestion des déchets radioactifs : une responsabilité collective

REE N°3/2016 1 L ’utilisation de la radioactivité, au tra- vers de nombreuses applications électronucléaires, industrielles, médi- cales ou scientifiques, est à l’origine chaque année de la production de déchets ra- dioactifs. La question n’est pas de savoir si ces usages sont bons ou non : les déchets sont là, et certains resteront dangereux pendant de très lon- gues périodes de temps. Il est du devoir de notre génération, qui bénéficie aujourd’hui des usages de la radioactivité, de proposer et de mettre en œuvre une solution sûre et pérenne pour ne pas transmettre à nos enfants et petits-enfants la charge des déchets que nous produisons. A cette fin, l’Etat français s’est doté d’un dispositif spécifique et robuste pour encadrer l’ensemble des activités liées à cette gestion avec la créa- tion d’une entité indépendante des producteurs de déchets, l’Andra (Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs), et la mise en place d’outils de gouvernance solides tel que le Plan national de gestion des matières et des déchets radioactifs, établi tous les trois ans par le ministère en charge de l’écologie et l’Autorité de sûreté nucléaire. Ce dispositif s’appuie égale- ment sur des rendez-vous réguliers avec les ci- toyens et la représentation nationale : deux lois, en 1991 et en 2006, qui ont chacune fait l’objet d’un large consensus, et deux débats publics, en 2005 et en 2013. Rares sont les activités qui font l’objet d’un enga- gement démocratique aussi important. Grâce à cela, notre pays fait figure de moteur et de mo- dèle dans le monde, à l’image de la directive eu- ropéenne du 19 juillet 2011 qui établit un cadre communautaire directement inspiré du modèle français pour la gestion responsable et sûre du combustible usé et des déchets radioactifs, ou encore de l’Afrique du Sud ou de la Corée du Sud qui ont sollicité l’Andra pour les aider à se doter d’un dispositif proche du modèle français. Ce cadrage législatif est aussi le signe que la gestion des déchets radioactifs n’est pas qu’une question technique ou scientifique. C’est une question qui transcende les générations et qui donne aux générations actuelles une impor- tante responsabilité vis-à-vis des territoires qui accueillent, ou qui vont accueillir, les centres de stockage, et vis-à-vis des générations futures. Cette responsabilité se traduit par un nécessaire devoir d’excellence de tous les acteurs de la filière de déchets radioactifs, du producteur au stockeur, en passant par les opérateurs de traite- ment, et un devoir de transparence, d’ouverture et de dialogue au quotidien. Christophe Bouillon est vice-président de la commission du développement durable et de l’aménagement du territoire de l’Assemblée nationale. Il est député de la 5e circonscription de Seine Maritime depuis 2007. Il a été élu président du Conseil d’administration de l’Andra à la fin de l’année 2015. Il a été l’auteur, avec le député Julien Aubert, d’un rapport sur la gestion des déchets et matières radioactifs en 2013. La gestion des déchets radioactifs : une responsabilité collective EDITORIAL CHRISTOPHE BOUILLON

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
contenu protégé  Document accessible sous conditions - vous devez vous connecter ou vous enregistrer pour accéder à ou acquérir ce document.
Prix : 10,00 € TVA 20,0% comprise (8,33 € hors TVA) - Accès libre pour les ayants-droit

se connecter ou s'enregistrer pour commander.
Le paiement mobile

REE N°3/2016 3131 REE N°3/2016 Le paiement mobile L'ARTICLE INVITÉ In this paper we aim at describing how mobile payment is developing around the world, what commercial offers are proposed and what technical solutions are applied. In countries where access to financial institutions is lacking, mobile payment deve- loped very fast and continues to grow. In other countries they are a lot of attempts to introduce it, initiated mainly by the Net industry. They are just on the start and the future will show what market share mobile payment will take. ABSTRACT PATRICE COLLET Membre émérite de la SEE Introduction L e terminal mobile, qu’il s’agisse du téléphone mobile de base ou du smartphone, est certai- nement l’un des outils les plus diffusés sur tous les continents : les services qui l’utilisent sont susceptibles d’atteindre rapidement un taux de pénétration significatif. Il a de plus trois qualités essentielles : il permet d’échanger facilement des données ; - sonne identifiable que son opérateur mobile peut facturer ; par exemple des coordonnées bancaires. C’est pourquoi on a vu se développer des initiatives nom- utiliser le téléphone mobile comme outil de paiement. Les celui des banques, les fabricants de terminaux recherchent acteurs de l’Internet souhaitent bénéficier éventuellement banque en cas de paiement par carte, la grande distribu- tion peut souhaiter réduire ces mêmes reversements et les Dans cet article, nous tenterons de présenter les diffé- rents types d’usage actuels et envisagés pour les terminaux techniques sur lesquels ils s’appuient. Panorama des différents usages du terminal mobile en matière de paiement Les utilisations des terminaux mobiles dans le domaine des réalisations ad hoc, faisant appel aux capacités de com- munication de données, de visualisation et de traitement que fournit la gamme de terminaux dont disposent les clients des différents opérateurs. Nous n’avons pas la prétention de don- d’en donner les grands types. Le rechargement de comptes prépayés et les petits achats sur mobile Les opérateurs de services mobiles, pour diminuer les risques d’impayés ont développé, dans de nombreux pays, des cartes prépayées qui peuvent être rechargées dans des réseaux de commerçants partenaires : ils ont ainsi créé pour chacun de leurs clients un compte dont ils assurent la ges- sommes au coût marginal, ils ont également tenté de déve- lopper le paiement d’achats par le canal de leurs factures : directement ou via des partenariats, ils se sont efforcés de proposer un catalogue de produits qui peuvent être achetés jeux, car elle impose des montants d’achat faibles et implique des accords entre opérateur et marchands : c’est un contexte qui doivent gérer des accords avec plusieurs opérateurs. Des sociétés intermédiaires entre opérateurs et marchands ont vu le jour, comme par exemple W-HA, filiale d’Orange, qui travaille avec différents opérateurs et fournit des prestations techniques permettant, en particulier, de payer des petits achats sur les factures émises par les opérateurs. Commerce électronique ouvert la porte au commerce électronique dont le chiffre France avec une croissance annuelle dépassant 10 %. Il a donc été nécessaire de développer des moyens de paie- ment en ligne. A partir d’un ordinateur personnel, la carte de paiement est largement utilisée mais sans code secret : ce 32 REE N°3/2016 L'ARTICLE INVITÉ divulgation du numéro de carte. Pour assurer que l’acheteur les banques s’appuient sur le terminal mobile de l’acheteur dont le numéro est associé au compte en lui envoyant par de paiement par Internet avant que le paiement puisse être utilisé par les marchands en ligne. - tuent au PC pour faire des achats sur Internet et deviennent Le terminal mobile comme terminal de paiement dans les paiements effectués en Europe et en Amérique du acceptent le paiement par carte et se sont équipés de ter- minaux de paiement (TPE) qui doivent disposer d’une connexion aux réseaux bancaires, soit par une ligne télépho- permettre d’autoriser la transaction de paiement lorsque vendeurs, vendeurs occasionnels par exemple, ou pour le d’utiliser un TPE alors même que beaucoup des clients de- C’est pourquoi nombre d’acteurs1 , ont développé sur des un petit lecteur de carte de paiement permettent d’encaisser des paiements par carte. C’est la capacité de communication et de traitement du smartphone qui est ici mise en œuvre. - mante de tickets, qu’il n’est pas prévu d’édition de ticket en temps réel : par contre le client peut recevoir par mail un Le terminal mobile comme support de ticket Dans de nombreux services, le client doit acheter, préa- Internet, ticket qui sera vérifié avant ou lors de l’usage du service proprement dit : c’est le cas par exemple des trans- place des services de carte d’embarquement dématérialisée via une application chargée sur un smartphone. De même - 2 . 1 On peut citer Square ou Izettle et des banques et également des opérateurs mobiles parmi ceux fournissant un tel service. 2 Code QR (Quick Response code) : sorte de code barre bidimensionnel On peut imaginer la même procédure pour des places de spectacle. La seule contrainte est que le vendeur doit avoir le moyen de vérifier que le ticket est bien valide et n’a pas été Le terminal mobile comme porte-monnaie électronique Forts de leur expérience dans le domaine de l’alimenta- tion des comptes prépayés, les opérateurs ont été naturel- Comme on le verra plus bas, ces offres de paiement mobile nombreuses initiatives dans le domaine du paiement mobile. Ce sont ces deux aspects que nous allons développer dans la suite de cet article. Le paiement mobile dans les pays en développement d’Afrique, pour pouvoir développer les services télépho- niques, les opérateurs se sont fortement appuyés sur les abonnements prépayés et ont dû développer des moyens de soit en développant des moyens spécifiques de recharge- ment, par Internet notamment. Dans quelques pays, il appa- rut que les crédits de communication étaient spontanément des opérateurs mobiles africains et multinationaux ont lancé, parfois avec des partenaires bancaires locaux, des comptes prépayés associés au numéro de téléphone mobile : c’est Ces services permettent en général : partenaires ; personnes non clientes ; REE N°3/2016 33 L'ARTICLE INVITÉ Pour faire fonctionner le service, les opérateurs s’appuient sur des réseaux d’agents qui ont pignon sur rue (figure 1) : c’est par leur intermédiaire que les clients peuvent déposer de l’argent sur leur compte mobile et en retirer. Ils jouent un comptes sont normalement commandés par les clients eux- Dans les régions concernées, les smartphones et les ser- vices de données mobiles (figure 2) sont encore peu déve- loppés, même si l’on prévoit une forte croissance : aussi les services offerts actuellement font-ils usage du service de terminaux mobiles. C’est ce service qui, dans les réseaux mobiles, est utilisé, par exemple, pour interroger son compte mobile ou commander le service de messagerie vocale. Il 3 USSD : Unstructured Supplementary Service Data des échanges de données entre le téléphone et un serveur dans le réseau de commande du réseau mobile assurant ainsi une bonne sécurité dans l’échange de données. 4 consultés par cette association ont eu un chiffre d’affaires lié au service de paiement dépassant un million d’euros en juin comptes actifs durant les trois derniers mois. Pour les opérateurs mobiles, le paiement mobile permet de l’ordre de deux euros. Le développement des offres de service dont la moitié concerne l’Afrique subsaharienne (fi- gure 4) ; l’Asie du sud, l’Amérique latine et l’Asie Orientale - plus de la moitié ont été actifs en décembre : ce nombre est 4 GSMA : Association des opérateurs mobiles GSM 5 ARPU : Average Revenue Per User ou Revenu mensuel par client 6 Pour plus de détails on pourra se reporter au rapport de la GSMA dont sont issues nombre d’informations reproduites dans cet article http://w w w.gsma.com /mobilefordevelopment/wp-content/ uploads/2016/04/SOTIR_2015.pdf Figure 1 : Une agence M-PESA au Kenya. Figure 2 : Pénétration de l’accès mobile haut débit dans les marchés émergents - Source : GSMA. Figure 3 : Exemple d’interface utilisateur en USSD. Source : Libre Afrique.org. 34 REE N°3/2016 L'ARTICLE INVITÉ - - comparaison, Paypal pour l’ensemble du monde affiche - de transactions par jour. que l’on a le plus de comptes ouverts et de comptes actifs : de cette région africaine. Figure 4 : Évolution du nombre de services de paiement mobile par région – Source: GSMA. Figure 5 : Nombres de comptes ouverts et actifs (90 jours) par région (décembre 2015) – Source: GSMA. REE N°3/2016 35 L'ARTICLE INVITÉ Quels usages pour le paiement mobile ? L’analyse des usages des services de paiement mobile fait apparaître que le rechargement des comptes mobiles prépayés est le premier en termes de nombre de transac- est le premier en termes de volume d’argent transféré Les paiements en volume (bulk disbursement) corres- de paiement de salaires ou de versement d’indemnités salaires des policiers par le gouvernement d’Afghanistan gagné en faisant disparaitre des employés fantômes et en supprimant des détournements. Le paiement chez les marchands, bien qu’il soit en forte important gisement de développement pour le paiement par mobile. Une des difficultés réside dans l’équipement des de paiement mobile donné et devrait permettre de recevoir mobile ainsi que de cartes bancaires. Le transfert international de fonds représente globalement les prix des transferts sont en diminution (divisés par 2 en de nombreux pays d’Europe les possibilités de rechargement d’argent vers l’Afrique. Limites et perspectives Le paiement mobile souffre encore d’un certain nombre de limitations. L’interopérabilité entre les différentes offres de paiement mobile existant dans un même pays et l’interopé- rabilité avec les banques ne sont pas en général assurées, paiements chez les marchands. Des initiatives ont été enga- gées dans un certain nombre de pays pour assurer l’interopé- rabilité entre les offres, soit en recherchant l’interopérabilité mouvement vers l’interopérabilité peut être accéléré quand Figure 6 : Usage du paiement mobile – Source: GSMA. 36 REE N°3/2016 L'ARTICLE INVITÉ NFC CCP La technique NFC(a) CCP(b) (c) badge : on peut ainsi intégrer dans le mobile des services comme l’entrée dans un moyen de transport en commun ou bien le paiement par carte ; y répond ; mode NFC peut être utilisé pour initialiser un autre mode d’échange radio comme Bluetooth ou Wi-Fi quand les échanges sont volumineux. pour harmoniser et étendre fonctionnellement le champ d’application du NFC. (a) NFC : Near Field Communication. (b) CCP : Communication en Champ Proche. (c) RFID : Radio Frequency Identification ou Identification Radio Fréquence. les états souhaitent numériser le paiement des salaires de paiement mobile est essentiel pour sa croissance : de nou- pays, des opérateurs de paiement mobile ont engagé des partenariats avec les opérateurs de transport pour permettre le paiement des services de transport par l’intermédiaire de porte-monnaie mobile. Le paiement mobile dans les pays fortement bancarisés Le contexte des pays fortement bancarisés est évidem- - pement. Dans tous les cas, la carte de paiement y a pris équipés de terminaux de paiement capables de lire les cartes de 11 milliards d’opérations (source carte bancaire CB) et paiement. Le nombre de TPE sans contact croît rapidement - - plique la question de la mise en place du paiement mobile. Dans un tel contexte, en plus des usages classiques des terminaux mobiles pour faire des paiements sur facture télé- phonique, des rechargements de compte prépayé, pour por- ter des tickets de transport ou bien pour assurer la sécurité des transactions de paiement par carte sur Internet, on voit de grands acteurs promouvoir des offres de paiement sur Pour les clients, elles viennent donc en concurrence avec l’usage de la carte de paiement classique ou sans contact : pour eux, l’intérêt essentiel pourrait être la facilité d’utilisation de l’offre de paiement sur smartphone, en tirant profit de l’usage de plus en fréquent de ce dernier dans la vie quoti- dienne. L’objectif des promoteurs de ces offres est, en plus de réduire les temps d’attente en caisse, de prendre pied - mise en place pour le paiement par carte depuis les termi- naux de paiement des commerçants (TPE) jusqu’aux réseaux - cifique dans les smartphones équipés d’une interface NFC. Encadré 1 : Le protocole NFC CCP. REE N°3/2016 37 L'ARTICLE INVITÉ La pénétration de tels services sur le marché dépend donc beaucoup de la conversion du parc des TPE au sans contact et également de la pénétration de smartphones NFC. Avant de décrire plus avant ces services, il nous faut évo- quer d’autres tentatives, assez spécifiques, de paiement par smartphone dont les réseaux de distribution sont les moteurs, notamment aux Etats-Unis, et dont l’objectif est de réduire les reversements qu’impose le paiement par carte bancaire. Un certain nombre d’initiatives ont été déclenchées aux États-Unis par des groupes de distributeurs. Parmi elles on peut citer CurrentC portée par un consortium de distribu- nord-américaine dont Walmart. CurrentC ne s’appuie pas sur le réseau des cartes de paiement mais sur ACH qui joue le rôle de chambre de compensation pour tous les transferts électroniques de fonds effectués sur le territoire des États- Unis. Dans les boutiques, le client utilisant CurrentC doit démarrer une application spécifique qui, en lisant le code notamment pour payer aux stations d’essence : l’application 7 ACH : Automated Clearing House délivre un code sur le smartphone que le client doit entrer sur le clavier de la station pour déclencher le paiement. Cur- fidélité ainsi que le paiement via des bons de réduction émis par les distributeurs. Ce pourrait être un élément important pour que d’autres distributeurs rejoignent le consortium. - cation CurrentC est disponible sur les magasins d’application que son déploiement était retardé sans préciser une nou- et son usage est limité au paiement dans les boutiques affiliées au consortium de distributeurs. CurrentC présente paiement sans contact chez les commerçants et de la dispo- nibilité de NFC sur le smartphone du client. Les offres des acteurs de l’Internet de paiement par mobile s’appuyant sur les réseaux de cartes de paiement. Orange en France a lancé aussi une offre de La tokenisation Les vols de données bancaires des clients d’un certain nombre d’acteurs du commerce en ligne ont conduit (a) que le nombre de transactions effectuées par le commerçant est élevé. C’est le renforcement des exigences de d’expiration et un cryptogramme visuel : ainsi la plate-forme du commerçant ne stocke que pendant l’allocation du de « tokenisation statique ». Le jeton a lui-même la forme d’un identifiant de carte de paiement. Ainsi l’attaque des une protection forte des données de correspondance entre jeton et numéro de carte. Les grands réseaux de cartes réduire les risques liés au paiement mobile : elle est parfois appliquée en conjonction avec le concept HCE (Host Card Emulation), décrit plus loin. (a) PCI DSS : Payment Card Industry Data Security Standard. Encadré 2 : La tokenisation. 38 REE N°3/2016 L'ARTICLE INVITÉ directement sur le compte de la carte du client alors qu’Orange - La prise en charge du paiement est assurée dans tous les cas par les réseaux de collecte des transactions par carte. ) comme celui contenu dans la carte ) : dans celle-ci, cet - ro de carte, clés...) qui doivent être protégées contre des - la carte du client qui sont utilisées pour les transactions de paiement, mais des données temporaires ou permanentes ayant la même forme que les données des cartes de paie- ment. Ainsi si le client perd son smartphone, on peut désac- tiver le paiement mobile sans bloquer l’usage de la carte de paiement du client. Les données bancaires utilisées dans le paiement mobile peuvent être obtenues par tokenisation (voir encadré 2). Le modèle SIM centric 8 SE: Secure Element 9 EMV: Europay Mastercard Visa l’interface NFC aux données bancaires contenues dans la smartphone reconnait une tentative de communication NFC, Ce mode de fonctionnement donne une position favorable 10 , non seule- du paiement, mais également pour permettre la gestion du compte du client directement par son smartphone ou assu- rer d’autres fonctions de gestion spécifiques au service. Le mettre en œuvre puisqu’il impose au client de se doter d’une application sur son smartphone. - Centric, promus notamment par des opérateurs mobiles comme Vodafone, Deutsche Telekom et Orange et par des consortiums associant banques et opérateurs comme 10 TSM : Trusted Service Manager Figure 7 : Le modèle SIM centric – Source site monetiques.wordpress.com. REE N°3/2016 39 L'ARTICLE INVITÉ Les autres approches Les acteurs du paiement mobile qui ne sont pas opérateurs, - - utiliser l’émulation de carte hébergée (HCE) décrite ci-dessous. Émulation de carte hébergée : HCE (Host Card Emulation) - ments sécurisés de la carte de paiement ne sont plus stockés mémoire complémentaire du mobile, mais dans un serveur du cloud. Le contrôleur NFC du smartphone, quand une ten- tative de connexion NFC est détectée, détermine, en fonc- tion de l’application sollicitant la connexion, si la connexion l’être vers le processeur central qui peut alors accéder aux éléments de sécurité du client : ceux-ci peuvent être stoc- kés dans l’application de paiement elle-même ou bien dans une plate-forme externe de haute sécurité. Il est possible plate-forme afin de récupérer les éléments de sécurité et les stocker afin qu’elles soient disponibles lors d’un prochain En couplant cette fonction avec la tokenisation, on se pare - ment du client y compris sur l’interface NFC : seul le jeton est stocké dans le smartphone et est transmis au terminal de paiement. Le diagramme complet incluant la tokenisation est donné Quelques éléments sur les offres de paiement du marché Apple Pay Le service Apple Pay a été lancé aux États-Unis en sep- - - ploitation de l’Iphone. Il permet de réaliser des paiements via les terminaux de paiement par carte sans contact équipant Figure 8 : HCE accès aux données de paiement. Source : Smart Card Alliance. Figure 9 : Principe de HCE avec tokenisation – Source : monetiques.wordpress.com. 40 REE N°3/2016 L'ARTICLE INVITÉ l’utilisation de balises (beacons) BLE11 , Apple utilise le NFC - - voir utiliser le service. Pour l’initialiser, le client photographie et l’Iphone tire de la photo les coordonnées bancaires de la carte et initialise le lien avec le compte du client. Il n’y a pas carte n’est pas conservée dans le terminal. Les données de puce spécifique de l’Iphone dite “secure element”. La sécu- permet au client d’autoriser chaque paiement. Par ailleurs, en cas de perte du terminal. - cord avec les grands réseaux de cartes bancaires et avec un certain nombre de banques qui promeuvent sa solution obtenu de percevoir une partie du reversement que les commerçants font aux grands réseaux de carte sur chacun des paiements. - tenariat avec China Union Pay. Le lancement dans le reste de l’Europe fait, semble-t-il, l’objet de discussions avec les acteurs du paiement par carte et la date de lancement devrait être annoncée rapidement. Androïd Pay TPE NFC et également des transferts d’argent entre comptes adresses mail. Il s’appuie sur un compte bancaire du client. - tems ont tenté, par ailleurs, de construire une offre baptisée - - nouvelle offre nommée Androïd Pay lancée la même année. Androïd Pay est une application opérationnelle dans les 4.4 et suivantes) : elle a été lancée aux États-Unis en sep- réseaux de paiement et de banques de payer leurs achats 11 BLE: Bluetooth Low Energy seuls transferts de fonds entre particuliers. L’initialisation d’Androïd Pay peut être effectuée soit, comme chez Apple, en prenant une photographie de sa carte, soit en composant le numéro de carte sur le terminal. Ces données sont tokenisées et stockées dans un serveur sécurisé suivant les principes de HCE. Androïd Pay permet également de gérer les bons et coupons de fidélité émis par les commerçants et peut être sollicité comme moyen de paiement dans les applications de vente propres aux com- - - ments qui sont faits par son intermédiaire. Samsung Pay réseau de paiement par cartes et pour assurer un démarrage - minaux d’interagir avec les lecteurs de carte magnétique qui équipent tous les terminaux de paiement notamment aux - nique il fait appel aux techniques HCE et tokenisation. fidélité et également de retirer de l’argent dans des distribu- teurs de billets. Les autres offres Les offres des grands acteurs de l’Internet ont un peu éclip- sé celles mises en place par les banques. En France la plupart des grandes banques offrent un service de paiement mobile : en partenariat avec un ou plusieurs opérateurs mobiles selon - phones Androïd, pris en général dans une liste limitée. France : il tire profit de l’expérimentation menée dans un cer- tain nombre de villes françaises pendant plus d’un an. Bien qu’utilisant les réseaux des cartes de paiement, il ne s’appuie pas directement sur le compte bancaire du client mais sur alimenter. Le service n’est accessible que par des terminaux REE N°3/2016 41 L'ARTICLE INVITÉ opérant sous Androïd ou Windowsphone. Il offre la possibilité d’effectuer des paiements sur les TPE sans contact et égale- du client. Deux partenaires interviennent dans la fourniture les cartes associées et Oberthur Technologies qui assure le rôle de tiers de confiance. Le montant de chaque transaction ainsi que les montants mensuels et annuels des versements sont plafonnés. Par exemple celui d’une transaction ne peut . Les versements faits pour alimenter le compte prépayé peuvent ou non, sui- vant le moyen utilisé, faire l’objet de frais prélevés par Orange. Enfin, Orange Cash peut être utilisé pour des paiements en ligne : pour assurer la sécurité, Orange - fiants de carte de paiement valables pour semaine. Conclusion Le domaine du paiement mobile est en pleine efferves- entre elles et avec les banques, le paiement mobile devrait ces pays. La situation est probablement plus incertaine dans les pays fortement bancarisés : de nombreux acteurs tentent accords conclus entre acteurs et banques et selon les liens fourniture de services de paiement mobile. Par ailleurs, la vi- tesse de déploiement de TPE sans contact pourrait influencer l’adoption du paiement mobile. Enfin, la différenciation par rapport au paiement par carte traditionnelle ou sans contact n’est pas évidente en termes de contenu du service : c’est probablement la facilité d’emploi qui devrait constituer le qu’au début de l’histoire : les services n’ont Patrice Collet est ancien élève de l’École Polytechnique et ingénieur général des télécommunications. Sa carrière l’a conduit de la recherche et développement au CNET qui était alors le centre de recherches de la Direction générale des télécommu- nications à la Direction générale de France Télécom où il a eu la respon- sabilité de l’architecture du réseau fixe et son évolution.

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
Entretien avec Klaus Froehlich - Président du CIGRE

REE N°3/2016 19 Fondé en 1921, Le CIGRE (Conseil interna- tional des grands réseaux électriques) est une association internationale, à but non lucratif, dont la vocation est de favoriser la collaboration entre experts internationaux pour améliorer les réseaux électriques existants et construire ceux de demain. A l’occasion de sa 46e session, la REE a rencontré son Président, le Professeur Klaus Froehlich. REE : Merci, M. le Président, de nous accorder cet entretien à quelques semaines de la 46e session du CIGRE, qui se tien- dra à Paris du 21 au 26 août 2016. 1921-2016 : le CIGRE aura bientôt un siècle, ce qui en fait sans doute l’une des plus anciennes conférences techniques existant dans le monde. Avant de parler de cette 46e session, pouvez-vous nous dire quel regard vous portez sur l’évolu- tion du CIGRE au long de ces années ? Klaus Froehlich : Nous sommes en effet l’une des plus anciennes conférences dans notre domaine, devancés seu- lement par la Commission électrotechnique internationale (IEC). Nous sommes particulièrement fiers de l’évolution du CIGRE au long de ces décennies. Nous avons survécu à la seconde guerre mondiale. Au lendemain de ce conflit, nous avons repris notre expansion, en accueillant notam- ment le Japon, ainsi que l’Amérique du Sud. Notre histoire est une success story, qui nous a d’ailleurs conduits, lors de la dernière session, en 2014, à battre à nouveau le record du nombre de participants (Tableau 1). REE : et pour 2016 ? K. F. : Il faut attendre la séance d’ouverture ; mais cela ne devrait pas être moins qu’en 2014. Comme toujours, notre congrès va réunir toutes les parties prenantes des réseaux électriques : les opérateurs, les fabricants d’équipements, le monde académique, les instituts de recherche. Un point important sur lequel je veux insister. Comme d’habitude, le CIGRE se déroule à Paris et, dans le contexte sécuritaire actuel, nous sommes amenés à prendre le maximum de précautions, en étroite relation avec le Pa- lais des congrès et avec les autorités françaises. Cela peut présenter quelques inconvénients pour les congressistes, notamment en termes de files d’attente ; mais la sécurité doit primer. Et nous nous réjouissons du fait que cette si- tuation n’ait dissuadé aucun de nos partenaires habituels de venir à Paris. REE : Est-ce que tous les pays du monde sont représen- tés au CIGRE ? K. F. : Presque tous, avec toutefois une exception impor- tante : l’Afrique subsaharienne. Nous devons encore nous y développer, ce qui passera par la création de comités nationaux dans les pays concernés. L’Afrique du Sud est le seul pays de la région à disposer d’un comité national. Or je suis convaincu que ces pays ont à apprendre de notre expé- rience et nous souhaitons les en faire profiter. Cela concerne Tableau 1 : Evolution du nombre de participants aux conférences CIGRE. ACTUALITÉS 46ème session du CIGRE, du 21 au 26 août 2016 à Paris Entretien avec Klaus Froehlich - Président du CIGRE 20 REE N°3/2016 notamment les nouvelles technologies de pointe, les grands projets d’interconnexion, l’électrification rurale, etc. REE : Y aura-t-il, cette année encore, une exposition ? K. F. : Notre exposition est toujours un grand succès et toujours en croissance. En fait, nous ne sommes limités que par la dimension du Palais des congrès de la Porte Mail- lot. C’est une partie importante du congrès, mais l’essentiel reste, bien entendu, les échanges qui ont lieu dans les di- verses sessions. REE : Pour cette conférence, combien d’articles avez- vous reçus ? K. F. : Le nombre est toujours en croissance : 550 contribu- tions ont été acceptées, ce qui est supérieur aux sessions précédentes, mais ne représente que 85 % des propositions reçues. REE : Y aura-t-il des innovations notables dans le dérou- lement de la conférence ? K. F. : A chaque session ses innovations ! La conférence sera cette année davantage interactive, grâce à un sys- tème qui permettra aux participants de suivre sur leur smartphone, en temps réel, ce qui se passe dans les dif- férentes salles, et ainsi de se rendre dans le lieu d’intérêt majeur pour eux. Nous aurons des sessions de posters couvrant 100 % des articles et la possibilité d’utiliser les smartphones ou les ta- blettes pour envoyer, en temps réel, des messages au modé- rateur de la session et pour “liker” les questions posées par d’autres participants. REE : Venons-en donc maintenant aux principaux thèmes techniques qui vont animer cette conférence. Sur votre site web, je note les thèmes suivants : Ces sujets sont, pour la plupart, permanents. Quels sont ceux qui vont particulièrement marquer la session 2016 ? K. F. : Tous ces thèmes sont importants et il est difficile d’en définir le centre de gravité. La tendance la plus marquante, actuellement, me semble être la pénétration de plus en plus profonde dans le domaine de la distribution. Il ne s’agit évi- demment pas de développer une concurrence avec d’autres institutions plus spécifiquement dédiées à ce secteur, mais simplement de prendre en compte la réalité d’un système électrique dans lequel les gestionnaires des réseaux de trans- port (TSO) et de distribution (DSO) interagissent de plus en plus étroitement. En Europe, par exemple en Allemagne, en Italie ou en Espagne, on voit des consommateurs actifs (pro- sumers) jouer un rôle croissant dans le système. Il est bien de la responsabilité du CIGRE de couvrir l’ensemble du système. REE : Et parmi les questions plus classiques ? K. F. : Parmi les sujets devenus maintenant plus classiques, le boom des systèmes à courant continu (HVDC) reste en tête de la liste. La rapidité de leur développement est très impressionnante. Et il est loin d’être terminé, notamment pour des liaisons point-à-point. Toutefois, si vous me deman- diez si je crois qu’ils menacent, à terme, la prépondérance du courant alternatif, je vous répondrais que non ; en effet, même si les liaisons à courant continu présentent de nom- breux avantages, sur lesquels travaillent nos comités d’étude, je pense qu’ils resteront longtemps des « sous-systèmes » au sein d’un système à courant alternatif. Mais ce n’est peut-être qu’une conviction personnelle. A plus long terme, on peut bien sûr imaginer une sorte de “super-grid” reliant plusieurs réseaux à courant alternatif et, pour des raisons technico-éco- nomiques dans le cas de grandes distances à parcourir, ce super-grid serait à courant continu. Mais, pour l’heure, il n’y a pas de projets concrets en ce sens : nos groupes de travail s’intéressent aux concepts qu’il faudrait développer pour en permettre l’émergence et aux multiples problèmes qu’il fau- drait résoudre, par exemple celui de l’interopérabilité d’équi- pements d’origine diverse. REE : K. F. : Pas vraiment. Cette année encore, plusieurs grands in- cidents, ou plusieurs situations critiques proches du black-out seront présentées et analysées. Cela concerne notamment la Turquie, la Thaïlande, Israël, le Brésil, l’Australie. On a toujours à apprendre de l’expérience des autres. Ce qui est vrai en revanche, c’est que, sur les deux der- nières années, aucun cas de “large market disturbance”, c’est- à-dire de divergence brutale du prix de marché de l’électrici- té, ne nous a été rapporté. C’est plutôt rassurant. REE : K. F. :C’est un sujet complexe, dont l’évolution ne peut pas être résumée en quelques mots. Nous retrouvons là la né- cessité de l’interactivité entre le transport et la distribution, dans la mesure où l’objectif est de donner à tous un service de qualité, y compris dans le contexte du développement ACTUALITÉS REE N°3/2016 21 des “prosumers”. Ce qui est clair, c’est que la progression est très variable selon les pays, même au sein du continent euro- péen. C’est aussi que cette progression est fortement impul- sée par les politiques en matière de véhicules électriques : c’est par exemple le cas de la Norvège, où le taux de voitures électriques progresse de 9 % par an. REE : K. F. : Je pense que le stockage est un élément indispen- sable pour exploiter de manière économique les énergies renouvelables. Son développement est donc nécessaire en accompagnement de celui des renouvelables et sera rendu possible par la réduction de son coût. Mais il me semble que les possibilités sont limitées au ni- veau des réseaux de transport, à la fois du fait d’un trop faible nombre de sites de pompage (notamment dans les Alpes) et de capacités trop faibles des lignes d’interconnexion, notam- ment entre pays qui ont de fortes capacités de production éolienne et pays qui n’en ont pas. Le stockage sera donc plutôt le fait d’équipements (notamment batteries) situées au plus près des sites de production renouvelables. Les plus récentes expériences du Japon ou des Etats-Unis vont dans ce sens. REE : Nous ne pouvons évidemment pas faire le tour de tous les sujets techniques. Qu’est-ce qu’il semblerait le plus important de mentionner ? K. F. : Dans le domaine de la technologie des équipe- ments, je citerai les câbles souterrains de forte section qui connaissent des progrès importants, ainsi que les valves des réseaux à courant continu. Mais nous devons aussi évoquer les systèmes d’information et les logiciels informatiques, avec une mention particulière pour les questions touchant à la cybersécurité. Avant de conclure cet entretien, je souhaiterais insister en- core sur l’importance stratégique que revêtent pour le CIGRE les développements dans le domaine de la distribution. C’est pour cela que nous avons récemment élargi la collabora- tion avec le CIRED1 , avec la création de groupes de travail conjoints. Nous sommes donc dans une position de coopé- ration et non de concurrence. Je pourrais d’ailleurs en dire autant de l’IEEE, avec lequel nous développons des activités commune, par exemple dans le domaine de la protection de l’environnement (par exemple électromagnétique), afin d’éviter les redondances. REE : - vez que, en France, la coopération entre notre société scientifique, la SEE, et le Comité national du CIGRE se développe, ce dont nous nous réjouissons. Et, bien en- tendu, nous vous souhaitons un plein succès pour la 46e session du CIGRE ! Propos recueillis par Jacques Horvilleur Klaus Froehlich. Docteur en sciences tech- niques de l’Université de technologie de Vienne, en Autriche, Klaus Froelich a d’abord travaillé pour ABB Suisse et Etats-Unis, dans le développement d’équi- pements à haute tension. Depuis 1990, il poursuit une carrière universitaire à l’Université de technolo- gie de Vienne, puis à l’Institut fédéral suisse de technologie (ETH) à Zurich. Membre Fellow d’Electrosuisse et de l’IEEE, et membre de l’Aca- démie suisse des sciences techniques, Klaus Froelich préside le CIGRE depuis 2012. 1 Conférence internationale des réseaux électriques de distribution. ACTUALITÉS

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
contenu protégé  Document accessible sous conditions - vous devez vous connecter ou vous enregistrer pour accéder à ou acquérir ce document.
Prix : 10,00 € TVA 20,0% comprise (8,33 € hors TVA) - Accès libre pour les ayants-droit

se connecter ou s'enregistrer pour commander.
Interconnecter Europe et Afrique ? Les études de Medgrid

82 REE N°3/2016 GROS PLAN SUR Le contexte des études de Medgrid L ’idée d’un lien électrique entre l’Afrique et l’Europe est déjà ancienne puisque, dès les années 1980, on a étudié la possibilité d’exploiter la puissance hydraulique du fleuve Zaïre au Congo et d’ache- miner l’électricité produite jusqu’en Egypte d’une part, et vers l’Europe d’autre part, sans suite effec- tive. Finalement, c’est en 1997 que la première interconnexion entre les deux continents a été réalisée, entre Espagne et Maroc. Elle était la pre- mière étape d’un projet de boucle électrique méditerranéenne (MEDRING), connectée au réseau européen synchrone de l’UCTE de l’époque par le Maroc et par la Turquie ensuite, et ap- pelée à fonctionner en synchronisme avec le réseau continen- tal européen. Cette boucle présentait l’intérêt d’interconnecter doublement les pays du Sud et de l’Est de la Méditerranée, entre eux et avec l’Europe. Les problèmes techniques rencon- trés n’ont pas permis de faire fonctionner cette boucle, pour- tant physiquement existante au début des années 2000, alors même que les avancées des techniques du courant continu faisaient entrevoir des solutions et permettaient d’envisager des liaisons transméditerranéennes. La situation de ce dossier n’a pas évolué depuis, bien que le réseau turc ait intégré le système synchrone européen au début des années 2010. La question de l’interconnexion euro-méditerranéenne est redevenue d’actualité, un peu avant 2010, avec le Plan solaire méditerranéen (PSM). Ce projet phare de l’Union pour la Méditerranée avait pour ambition de promouvoir le développement des énergies renouvelables dans les pays du Sud et de l’Est de la Méditerranée (PSEM), ainsi que l’effica- cité énergétique ; la perspective était d’exporter dès 2020 une partie (jusqu’à 5 GW) de cette énergie renouvelable vers l’Europe. C’est aussi à ce moment qu’a émergé le concept Desertec, qui entrevoyait des exportations massives d’éner- gie de l’Afrique vers l’Europe, mais à un horizon plus lointain. Medgrid été créée dans le sillage du PSM, au début de 2011. Il s’agit d’une initiative industrielle qui réunit un groupe d’acteurs du domaine de l’électricité : opérateurs, constructeurs, investisseurs. Son objectif est de démontrer la faisabilité, à l’horizon 2020, d’inter- connexions électriques transméditerranéennes qui permettraient entre autres les exportations d’électricité renouvelable vers l’Europe et d’en promouvoir le développement. Les études de Medgrid ont porté sur les différentes facettes de la faisabilité de ces interconnexions : la faisabilité technique – les technologies disponibles et pro- jetsfaisables–,l’intérêtéconomiquedesintercon- nexions, la possibilité de les financer et les conditions légales et réglementaires de leur réalisation et de leur exploitation. Les développements qui suivent présentent les principaux enseignements des études de Medgrid, qui se sont conclues à la fin de l’année 2014. La faisabilité technique des interconnexions euro-méditerranéennes Les technologies disponibles. Les câbles sous-marins et la technologie du courant conti- nu sont les deux technologies de base de la réalisation des interconnexions transméditerranéennes. En effet pour les puissances et les tensions considérées il n’est pas envisa- geable de réaliser des liaisons sous-marines en courant alter- natif, la longueur maximale étant autour d’une cinquantaine de kilomètres. Les deux liaisons existant entre Espagne et Maroc fonctionnent certes en courant alternatif, mais la dis- tance est plus courte. Beaucoup de câbles sous-marins ont été installés, ou sont en projet, de par le monde, et tout particulièrement en Europe du Nord avec les projets d’éolien off-shore. Des dé- veloppements significatifs ont été réalisés dans le domaine des câbles à courant continu, en particulier avec l’utilisation de l’isolation synthétique, couplée à la technologie VSC du courant continu, et permettent d’obtenir une capacité de transport de 1 000 MW par liaison, capacité conforme aux objectifs d’échange envisageables pour les années 2020. Interconnecter Europe et Afrique ? Les études de Medgrid Jean Kowal Ancien directeur général adjoint chez MEDGRID Medgrid is a consortium of industrial partners launched in late 2010 in the wake of the Mediterranean Solar Plan. Its aim was to demonstrate the technical and economic feasibility of the Euro-Mediterranean interconnections and to promote the development of these projects. Available technologies have been analyzed and a number of technically feasible projects have been examined, estimating their cost and profitability. Also different funding schemes were assessed, as well as the regulatory framework for trade. The program, managed from 2011 to 2015, allowed Medgrid to identify a number of projects that should be undertaken by investors and supported by the European Union. ABSTRACT REE N°3/2016 83 Interconnecter Europe et Afrique ? Un obstacle demeure toutefois en Méditerranée : les pro- fondeurs dépassent souvent les 2 000 m, comme on peut le voir sur la figure 1 où la couleur bleue correspond à des profondeurs de 2 000 m et plus. Aujourd’hui le câble sous-marin de puissance le plus pro- fond qui ait été posé est un câble reliant la Sardaigne à l’Italie Continentale, à 1 640 mètres. Il est apparu utile, au vu de la carte, d’examiner s’il était envisageable de poser des câbles à une profondeur allant jusqu’à 2 500 mètres. L’étude réalisée a porté plus particulièrement sur la faisabilité technique d’un tel câble, sur les conditions de sa pose, de sa réparation, et a conclu qu’un tel câble pouvait être disponible sous un délai de l’ordre de 10 ans. Cet enseignement a été pris en compte dans l’étude des liaisons réalisables à l’horizon 2020- 25 et les tracés passant à des profondeurs de plus de 2 000 mètres ont été exclus. Pour la technologie du courant continu, il a été considéré que les nombreux projets ou études en cours (liaisons aériennes et souterraines de forte puissance en Chine, au Brésil, en Europe, liaisons sous-marines en Mer du Nord, projet “SuperGrid”, études des constructeurs et du CIGRE) étaient des moteurs de progrès très efficaces et que l’on pouvait être confiant dans les contributions de cette technologie à la réalisation de liaisons sous-marines de puissance, ainsi qu’au bon fonctionnement des systèmes interconnectés. Des interconnexions faisables dans les années 2020 Considérant la géographie de la Méditerranée, il est appa- ru immédiatement que les interconnexions faisables à court terme ne pouvaient se situer que dans trois « couloirs » : - ment la Libye ; Syrie, la Jordanie, l’Egypte et la Libye. Les possibilités de réalisation d’une ou de plusieurs in- terconnexions de 1 000 MW de capacité dans chacun des Figure 1 : Profondeurs atteintes en Méditerranée. Figure 2 : Les interconnexions envisageables à terme. 84 REE N°3/2016 GROS PLAN SUR couloirs ont été analysées. Ces analyses ont été conduites avec le support des experts des pays impliqués pour les cou- loirs, sauf pour le couloir Est pour lequel la situation politique n’a pas permis cette concertation. envisageable, l’étude a tenu compte des nœuds d’intercon- nexion possibles dans le couple de pays concernés, de la faisabilité technique et de l’acceptabilité environnementale du tracé maritime, des renforcements nécessaires dans les réseaux amont et aval des réseaux nationaux impliqués pour assurer une capacité d’échange entre les réseaux du Sud et le réseau européen. Les coûts des investissements de chaque solution, intégrant les mesures liées à l’environnement, les charges d’exploitation et les pertes (en plus ou en moins) ont été calculés et les variantes ont été interclassées. Finalement, un certain nombre de solutions faisables ont été sélectionnées, chacune de capacité de 1 000 MW ou proche de 1 000 MW (figure 2) : Maroc ; alternatif (CA) actuelles, soit une troisième liaison CA, soit une liaison supplémentaire CC, soit la transformation des liaisons CA existantes en 2 liaisons CC et une liaison CA (au- jourd’hui sept câbles sont posés entre Espagne et Maroc, qui peuvent être utilisés en CA ou en CC) ; variante Italie – Est de l’Algérie via la Sicile. Pour le couloir Est, pour lequel l’étude a été rapidement arrêtée, on peut penser que l’interconnexion entre Egypte, Iraq, Jordanie, Syrie et Turquie (EIJST), qui a été élargie en- suite à la Libye, au Liban et à la Palestine (EIJLLPST), consti- tue la base du couloir d’échange entre l’Europe et l’Est de la Méditerranée, couloir auquel pourrait se greffer Israël. Quelles sont les interconnexions viables dans la Méditerranée occidentale ? L’analyse économique Ayant identifié un ensemble de solutions techniques per- mettant de réaliser des échanges entre le Maghreb et l’Europe, il est important d’évaluer leur viabilité économique pour la col- lectivité (l’ensemble des pays concernés) : le bénéfice qu’elles apportent justifie-t-il leur coût (investissement et charges d’ex- ploitation) et donc leur réalisation à l’horizon 2020 ? Les avantages économiques de l’interconnexion des sys- tèmes électriques sont bien connus. Elle permet d’utiliser au mieux les moyens de production les moins chers, ou les 2 , d’accroître la fiabilité et la sécurité d’alimentation par la diversification géographique et climatique des sources de production ; tout cela représente le gain pour la collectivité (Social Welfare). Pour évaluer ce Social Welfare, on utilise des outils qui si- mulent le fonctionnement des moyens de production de l’ensemble des systèmes interconnectés, heure par heure sur les 8 760 de l’année étudiée, pour satisfaire la fourni- ture d’électricité au moindre coût total, en tenant compte des capacités d’interconnexion entre systèmes électriques. Ces outils sont bien connus depuis longtemps, mais ils ont été perfectionnés pour tenir compte de l’émergence des nouveaux moyens de production renouvelables dont la pro- duction est aléatoire, de l’importance accrue du stockage d’énergie et des contraintes liées au suivi de la charge, dur- cies du fait de l’intermittence des productions renouvelables. Les systèmes électriques pris en compte dans la simulation La simulation a concerné un ensemble de 10 pays, dont les sept pays riverains de la Méditerranée au Sud (Maroc, Algérie et Tunisie) et au Nord (Portugal, Espagne, France et Italie), ainsi que l’Allemagne, la Suisse et l’Autriche (figure 3). Les autres pays interconnectés en Europe ont été représen- tés par le biais des profils d’échanges avec les pays intégrés dans la simulation détaillée. En cohérence avec l’horizon des études de la faisabilité technique des réseaux, l’intérêt économique des ouvrages a été calculé pour l’année 2022, la date la plus proche à laquelle on pouvait espérer réaliser les ouvrages. Cette date est assez proche pour que les structures des réseaux et les données des parcs de production et de consommation d’électricité soient considérées comme fiables. Cependant pour s’assurer que le diagnostic est robuste, l’évaluation du Social Welfare Figure 3 : Pays pris en compte dans la simulation. REE N°3/2016 85 Interconnecter Europe et Afrique ? a été calculée également pour l’année 2030, dans deux scé- narios contrastés d’évolution des consommations et produc- tions, au Maghreb et en Europe. Les économies apportées par les interconnexions ont été évaluées pour chacun des projets identifiés dans l’étude de réseau décrite auparavant et pour certaines combinaisons de ces projets (figure 4). Les données des simulations Pour les pays de l’Union européenne, les données concer- nant la consommation, les parcs de production et les capa- cités d’interconnexion sont celles du scénario“Best Estimate” les données utilisées sont celles communiquées par les opé- Pour l’année 2030, deux jeux de données sont utilisés : pour l’Europe, les données des scénarios “Slow Progress” Forecast 2013-2030”, et pour le Maghreb, les données des scénarios homologues, « conservatif » et « durable », fournies par les opérateurs nationaux dans ces pays. Pour le coût des combustibles, les données sont celles de l’Agence internationale de l’énergie publiées dans le sont déduits et intègrent le coût des émissions de carbone, tant pour l’Europe que pour le Maghreb. Ceci n’était pas la réalité mais était nécessaire pour éviter une importante distorsion. Les projets rentables L’outil de mesure de la rentabilité des projets pour la col- lectivité est le ratio entre le Social Welfare, déduction faite des charges d’exploitation, et le coût de l’investissement nécessaire (interconnexion + renforcements des réseaux nationaux), soit le taux de rentabilité immédiate (TRI). Les résultats pour l’année 2020 montrent que certains projets et combinaisons de projets sont a priori intéressants. La rentabilité de ces mêmes projets d’interconnexion a été évaluée pour les deux scénarios 2030, à conditions d’interconnexion inchangées et les TRI ont également été calculés. Les rentabilités sont en règle générale renforcées, spécialement pour le scénario durable. Des études complémentaires ont également été conduites avec des hypothèses différentes, à titre exploratoire : pas de taxation carbone au Maghreb, prix du gaz plus bas que l’hy- pothèse IEA 2013, effet d’un accroissement ou d’une réduc- tion des capacités d’échange entre pays du Maghreb. Les échanges sont majoritairement des exportations de l’Europe vers le Maghreb il a été possible d’analyser la typologie des échanges pour les différents projets : à l’horizon 2020, les échanges sont quasi exclusivement des exportations de la péninsule ibérique vers reste le cas en 2030. Pour les projets Centre, les échanges sont majoritairement des exportations de l’Europe vers le Figure 4 : Les projets évalués et leur rentabilité pour la collectivité. 86 REE N°3/2016 GROS PLAN SUR Maghreb, avec cependant des exportations du Maghreb vers l’Europe en période d’hiver. En outre la création d’une interconnexion dans le couloir Peut-on exploiter et financer une interconnexion Europe-Afrique? On sait exploiter L’interconnexion entre un pays du Maghreb et l’Europe réunit deux types bien différents de marchés de l’électrici- té : au Nord, un marché totalement libéralisé ; au Sud un opérateur national intégré en situation de quasi-monopole. - teur national au Maroc, d’être acteur sur le marché ibérique via l’interconnexion Espagne-Maroc depuis de nombreuses années. Les modalités des échanges aujourd’hui observés entre Espagne et Maroc peuvent être généralisées à de nou- velles interconnexions entre l’Europe et le Maghreb, pour permettre la participation au marché européen d’acteurs d’un pays du Maghreb. Si l’opérateur national dans un pays du Maghreb est le seul utilisateur de l’interconnexion, la question des droits de transport sur l’interconnexion ne se pose pas et le tarif d’utilisation du réseau au Maghreb n’a pas à être identifié séparément ; seuls le péage d’utilisation de l’interconnexion (pour la partie éventuellement possédée par le gestionnaire de réseau européen ou par un tiers) et le tarif d’utilisation du réseau européen sont explicitement ajoutés au prix de l’énergie sur le marché européen. Le schéma est appelé à se compliquer à terme, si les demandes de plusieurs acteurs indépendants dépassent la capacité de l’interconnexion, ou si un acteur d’un pays voi- sin du Maghreb souhaite également participer au marché européen. L’expérience acquise en Europe montre que des solutions existent pour traiter ces problèmes (allocation des capacités d’interconnexion par enchères, ré- servations de capacité, accords de transit...). De plus les évolutions seront graduelles et permettront aux acteurs de se familiariser avec les pratiques du marché et d’en tirer parti pour les relations commerciales entre acteurs du Maghreb. Il restera cependant des points particu- liers de difficulté, comme l’impossibilité de réservation de droits de transport à long terme (plus d’une année) dans la réglemen- tation européenne actuelle, et la différence des régimes de taxation des émissions de carbone entre le Maghreb et l’Europe, qui distord le marché. Des réponses sont proposées, pour éviter que les émissions de carbone associées à l’exportation échappent à la taxation. Les interconnexions sont-elles finançables? L’outil de simulation utilisé dans l’analyse économique permet de calculer le Social Welfare global, mais aussi la fa- çon dont les différents acteurs en bénéficient : qui gagne, qui perd et combien, dans chacun des pays impliqués. Selon le profil de l’investisseur de l’interconnexion, le gain escompté se calcule différemment : - néré que sur la différence de prix de l’électricité de part et d’autre de l’interconnexion (rente de congestion) ; investit dans l’interconnexion recevra la rémunération de l’interconnecteur, mais également le surplus de revenu de l’utilisation de son réseau ; qui investit dans l’interconnexion, reçoit la rémunération de l’interconnexion, mais bénéficie aussi de l’impact sur le prix de revient de l’électricité. Différentes configurations d’investisseurs potentiels ont été simulées et il a été trouvé des configurations pour les- quelles le retour sur investissement était intéressant, aux deux horizons d’étude. Il faut cependant s’assurer que les législations nationales sont compatibles avec les schémas d’investisseurs qui ont été imaginés. Conclusion L’interconnexion des réseaux électrique est un élément essentiel de la coopération entre l’Europe et l’Afrique. Les conditions sont aujourd’hui réunies pour lancer des projets d’interconnexion entre Nord et Sud de la Méditerranée. Les études de Medgrid ont montré que des projets étaient certainement viables et les autorités européennes ont relancé la coopé- ration dans le cadre des plates-formes sur le marché électrique régional et sur l’efficacité énergétique et les renouvelables. En contribuant à assurer la sécurité d’alimentation en électricité des pays concernés, dans de meilleures conditions économiques et environnementales, elles participeront au développement de cette région de l’Afrique. Jean Kowal a été directeur général adjoint de Medgrid jusqu’à l’automne 2015. Aupara- vant il avait été secrétaire général du CIGRE (Conseil international des grands réseaux électriques), après une carrière dans le groupe EDF, essentiellement dans le domaine du transport de l’électricité.

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
contenu protégé  Document accessible sous conditions - vous devez vous connecter ou vous enregistrer pour accéder à ou acquérir ce document.
Prix : 10,00 € TVA 20,0% comprise (8,33 € hors TVA) - Accès libre pour les ayants-droit

se connecter ou s'enregistrer pour commander.
L’imagerie médicale du 20e siècle

87 REE N°3/2016 ❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱ RETOUR SUR Jean-Louis Coatrieux, Patrick Bourguet, Jacques de Certaines, Serge Mordon, Léandre Pourcelot Introduction Une véritable révolution en imagerie médicale a bien eu lieu au cours du siècle écoulé avec l’imagerie par rayons-X, les ultrasons, l’imagerie par résonance magnétique et l’imagerie de médecine nucléaire. Le corps humain restait jusqu’alors opaque et il fallait la chirurgie pour en apprendre les organes et iden- tifier la nature et l’étendue des pa- thologies qu’il cachait. Cette révolution est venue en premier lieu de la physique. Cepen- dant, la physique n’aurait pas suffi à elle seule. Les mathématiques, l’électronique, la chimie, l’informa- tique et d’autres disciplines encore devaient joindre leurs efforts avec la médecine pour réussir. Résu- mer ce siècle et cette aventure en quelques pages est une gageure et cet article ne prétend pas à une quelconque exhaustivité. Elle re- prend les principales découvertes en s’attachant à distinguer vraies ruptures et innovations incrémen- tales, chercheurs reconnus et in- venteurs oubliés. De la radiographie au scanner X Lorsque nous parlons de l’imagerie par rayons X, c’est la première et fameuse image produite inci- demment par Wilhelm Roentgen qui fait référence (figure 1). Cette image d’une main, supposée être celle de son épouse Bertha, date de 1895 et en montre les structures osseuses. Cette image projetée, bidimen- sionnelle, cumule les atténuations le long des rayons issus d’une source à rayons X et traversant successive- ment les tissus qui se retrouvent ainsi superposés dans le plan du détecteur. Roentgen obtiendra pour cette découverte le Prix Nobel de physique en 1901. Cette radiographie va profiter d’améliorations successives sur les tubes à rayons X, les collimateurs, l’amplificateur de brillance et les détecteurs pour évoluer vers des systèmes de mieux en mieux résolus. Le passage de l’analogique au numérique va démultiplier son impact et les applications cliniques. Sous sa forme conven- tionnelle, elle reste un examen de première intention, peu coûteux. Par la rapidité d’acquisition qu’elle permet (quelques dizaines d’images par seconde), elle se place aussi comme un outil incontournable dans les salles de chirurgie ou d’imagerie intervention- nelle au sens large. Associée à des produits de contraste opaques aux rayons X, injectés dans le réseau vasculaire, elle s’appellera plus tard « angiographie » et offrira la possibi- lité de distinguer les vaisseaux des autres structures anatomiques et de détecter les sténoses et les ané- vrismes, de guider en temps réel les poses d’endoprothèses et d’élec- trodes de stimulation. C’est aussi cette radiographie qui sera à la base des premières opérations chirur- gicales robotisées en particulier pour le prélèvement d’échantillons tissulaires (biopsies). C’est encore elle qui, aujourd’hui, prend la forme d’une imagerie rotationnelle rapide (plus d’une centaine d’images sur 120° en trois à quatre secondes). Le couple « source-détec- teur » cependant était né avec Roentgen. L’incon- vénient de la radiographie 2D restait cependant manifeste. E. Thompson tente d’obtenir des images 3D en exploitant une technique stéréoscopique par acquisition de deux vues décalées de quelques degrés. K. Mayer, à Cracovie, propose en 1916 des images « stratigraphiques » par déplacement de la source, le détecteur restant fixe. C. Baese dépose un brevet basé sur l’idée d’un mouvement simul- tané source-détecteur. Un autre brevet datant de 1922 par A. Bocage parle déjà d’imagerie de coupes. B.G. Ziedses des Plantes introduit le concept de « planigraphie ». Ces travaux seront concrétisés par L’imagerie médicale du 20e siècle Figure 1 : Le tout premier cliché radiologique a été réalisé le 22 décembre 1895 et a nécessité une pose de 20 min, ce qui explique une partie de ses imperfections ! Il a été publié dans la revue Nature le 26 janvier 1896. 88 REE N°3/2016 ❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱ RETOUR SUR J. Massiot en 1935 avec son tomographe vertical ou « bio- tome ». Ces noms de chercheurs et d’inventeurs sont main- tenant bien oubliés. Seuls deux noms sont crédités de la découverte du « CT scanner » (CT pour Computed Tomogra- phy) : A.M. Cormack et G.N. Hounsfield, prix Nobel de phy- siologie ou de médecine en 1979. Le principe est simple et basé sur l’acquisition de projections au cours d’une rotation du couple source-détecteur autour du corps. Un autre facteur concomitant va jouer un rôle considérable dans leur réalisa- tion, la disponibilité des calculateurs, car des algorithmes sont alors nécessaires pour reconstruire l’image 2D par rétropro- jection des mesures de projections. Si la transformée propo- sée par N.H. Abel en 1826 n’a eu longtemps que des échos épisodiques, celle de J. Radon publiée en 1917, va être large- ment utilisée dans les premières générations de scanner. Les années 1960 sont celles des bancs expérimentaux mais dès 1972, le premier scanner EMI de tomographie axiale, basé sur les travaux de Hounsfield, est installé en clinique. Nous allons assister dès lors à une avalanche de nouveaux modèles proposés par des constructeurs américains comme européens. Le marché est en effet gigantesque. Les innova- tions vont se succéder à un rythme soutenu pour gagner en temps d’acquisition (l’alternative offerte par l’Electron Beam CT dans les années 80 visera au même objectif), améliorer la résolution spatiale comme la qualité des images et réduire les temps de calcul. La géométrie parallèle des faisceaux de rayons X passe à une géométrie en éventail (1976) asso- ciée à une barrette linéaire de capteurs toujours plus nom- breux. Les acquisitions de projections par une rotation suivie d’une translation sont remplacées par une rotation mainte- nue constante et un mouvement continu de translation du patient : c’est le scanner spiralé (1989). Les avancées sur les détecteurs permettront ensuite de remplacer les barrettes linéaires par des matrices 2D (scanner à multidétecteurs) : de quatre lignes en 1998, elles passeront à 64 en 2004 pour atteindre 320 aujourd’hui. Il est intéressant de noter que cet accès direct au 3D au moyen d’un faisceau conique a été exploré bien avant. C’est le cas du DSR (Dynamic Spatial Reconstructor) conçu à la Mayo Clinic, USA, par l’équipe d’E. Ritman et opérationnel dès 1981. C’est aussi le cas du morphomètre, un projet d’envergure nationale en France, conduit dans les années 80 par General Electric, le CEA-Leti, Rennes et Lyon. Le morphomètre intro- duisait de plus le concept du scanner à source duale puisque deux couples source-détecteur étaient utilisés ! Les enjeux aujourd’hui sont de plusieurs ordres. Outre les évolutions technologiques, de nouvelles applications cli- niques sont visées comme par exemple la caractérisation de tissus se différenciant en densité selon l’énergie utilisée, l’accès à une imagerie volumique dynamique ou 4D (3D + temps) dont la cible majeure est le cœur mais aussi l’ima- gerie de perfusion. Un autre problème, de santé publique cette fois, concerne l’effet cumulé d’irradiation. Les scanners à faible dose de rayons X feront donc très certainement par- tie de ces enjeux. La physique comme les algorithmes de reconstruction y auront leur place. Il est peu probable cepen- dant qu’ils reprennent les « chambres à fils » inventées par Georges Charpak et qui lui ont valu le Nobel de physique en 1992. L’apparition du tomodensimètre a eu d’autres consé- quences immédiates sur le diagnostic et la thérapie. Les méthodes de traitement d’image capables de segmenter précisément les différentes structures, de détecter les lé- sions, de les localiser dans l’espace du corps, de caractériser quantitativement leurs formes ont connu un développement sans précédent dans les applications cliniques. L’émergence pratiquement simultanée de la synthèse d’image a trouvé là matière à restituer des rendus surfaciques 3D qui, rapide- ment, ont été supplantés par des rendus volumiques. Ces techniques se sont naturellement déployées vers la prépa- ration d’interventions chirurgicales à travers des plannings simulant les gestes à accomplir. L’imagerie par rayons X (du scanner au rotationnel) comme les autres modalités dont il est question par la suite, par leur complémentarité sur le plan morphologique comme fonctionnel, diagnostic comme inter- ventionnel, vont dès lors tenir un rôle central en médecine. Les ultrasons Dès que nous parlons d’ultrasons, c’est le sonar (Sound Navigation Ranging) et le nom de P. Langevin qui nous viennent en tête. Si c’est effectivement lui qui a conçu en 1917 le premier générateur d’ultrasons, il faut reconnaître le rôle majeur de quelques précurseurs dont, parmi beaucoup d’autres, L. Spallanzani qui en a soupçonné l’existence en observant le vol de nuit des chauves-souris (1794), Lord Ray- leigh qui a décrit les principes physiques sous-jacents aux vibrations (càd ondes) ultrasonores en 1877 mais aussi les frères Curie avec la découverte en 1880 des effets piézoé- lectriques de certains cristaux. Il a fallu cependant attendre les années 1950 pour voir ces techniques ultrasonores appli- quées à la médecine (par exemple le somatoscope en 1954 aux USA) et les années 1970 pour une utilisation en routine clinique. Les ultrasons sont non ionisants, non dangereux, fa- ciles à mettre en œuvre et ils permettent une visualisation en temps réel des organes et du sang circulant. Ils se propagent assez bien dans les tissus mous, avec une atténuation sen- siblement proportionnelle à leur fréquence. Les fréquences utilisées vont de 3 à 40 MHz. La différence d’impédance REE N°3/2016 89 L’imagerie médicale du 20e siècle acoustique (produit de leur densité par la vitesse de propa- gation des ultrasons) à l’interface entre deux structures est à l’origine des échos (imagerie de réflexion donc, a contrario d’une imagerie de transmission ionisante pour les rayons X). L’imagerie échographique et le Doppler Les transducteurs jouent bien entendu un rôle essentiel. Ils sont à base de céramiques ferroélectriques, à la fois émet- teurs et récepteurs d’ultrasons. De nouveaux capteurs au silicium, basés sur l’effet diélectrique, sont en cours de déve- loppement. On peut envisager dans l’avenir la production de rétines à ultrasons avec des densités de cellules de l’ordre du millier par cm². L’image échographique est constituée d’une série de lignes d’exploration obtenues par balayage de la zone d’intérêt. Ces balayages peuvent être mécaniques ou électroniques. Ces derniers comprennent les techniques de déphasage (phased array) où les impulsions électriques d’émission transmises à chaque transducteur élémentaire sont déphasées (retardées) entre elles pour orienter le front d’onde entre -45° à +45°. On peut superposer des retards supplémentaires pour courber le front d’onde et réaliser ainsi une focalisation électronique à l’émission et à la réception (focalisation dynamique en poursuite d’échos). Le balayage électronique par commutation sur une barrette plane ou convexe de transducteurs associe quant à lui une déflexion électronique pour réaliser des balayages composés (super- position d’images obtenues sous différents angles), ou pour optimiser les acquisitions en mode Doppler. De nouvelles techniques de traitement de signal permettent de réaliser une image à chaque tir ultrasonore, c’est-à-dire à une ca- dence de plusieurs milliers d’images par seconde. L’échographie, principalement utilisée à ses débuts comme moyen d’exploration d’organes à travers la peau, s’est déployée ensuite et grâce à des capteurs de plus en plus miniaturisés vers des approches endocavitaires. Ainsi, des sondes de 10 à 20 mm de diamètre sont utilisées au niveau de l’œsophage, du rectum ou du vagin et de moins de 1 mm pour les études endovasculaires. Il était logique de voir cette imagerie rivaliser avec les autres modalités en particulier dans l’accès au 3D. D’abord réalisée par déplacement mécanique du transduc- teur, des progrès substantiels ont été accomplis au moyen de capteurs matriciels avec reconstruction par plans de coupe. Plusieurs appareils commercialisés aujourd’hui possèdent la possibilité d’une représentation surfacique en temps réel pour le fœtus et le cœur (imagerie 4D). Lesannées1960vontaussivoirapparaîtrel’imagerieDoppler. L’effet Doppler correspond à une variation de fréquence F entre les ultrasons incidents (fréquence F) et les ultrasons réflé- chis (fréquence F’) par les structures en mouvement comme les globules rouges du sang. Pour des fréquences ultrasonores de 2 à 10 MHz, F se situe dans la gamme des fréquences audibles. Lors de la réflexion des ultrasons sur un ensemble de particules en mouvement, le signal Doppler présente un spectre de fréquences détectables par un analyseur de spectre. Chaque composante du spectre a une amplitude fonction du nombre de particules se déplaçant à une vitesse déterminée dans l’artère. Deux principes ont été mis en œuvre : les appa- reils à émission continue largement utilisés pour l’exploration de vaisseaux superficiels (vaisseaux du cou et des membres en particulier) et des rétrécissements valvulaires cardiaques et les appareils à émission pulsée permettant d’évaluer la vitesse du sang à plusieurs profondeurs simultanément. Cette dernière ouvre vers une cartographie des vitesses d’écoulement selon la direction de déplacement qui, représentée sur une échelle colorée modulée par l’énergie (Doppler puissance), peut être superposée aux coupes échographiques en échelle de gris. Avancées récentes : microbulles et élastographie Les microbulles de gaz encapsulé, d’un diamètre de quelques microns, injectées par voie intraveineuse, consti- tuent un puissant réflecteur des ultrasons. Les applications diagnostiques sont nombreuses : l’image de la vascularisa- tion des tissus, la caractérisation des tumeurs, l’exploration de la fonction cardiaque et du flux coronaire, etc. Ces mi- crobulles pourront dans l’avenir transporter des molécules à visée thérapeutique, délivrées localement par rupture de la capsule des microbulles au moyen d’impulsions ultrasonore de moyenne puissance. Quant à l’élastographie (mesure de l’élasticité tissulaire), la solution la plus élégante consiste à générer dans les tissus une onde de cisaillement par ultra- sons focalisés et à étudier sa vitesse de propagation qui dé- pend directement de la rigidité des structures rencontrées. Cette technique nécessite l’utilisation d’une imagerie ultra- rapide, de plusieurs milliers d’images par seconde, pour car- tographier la vitesse de l’onde de cisaillement (Cf. l’entreprise française SuperSonic Imagine). Cette méthode donne éga- lement des résultats spectaculaires en cartographie Doppler pour le suivi de phénomènes vasculaires dynamiques dans des organes comme le cerveau. Ce tour d’horizon est loin de traduire la richesse des applications cliniques des ultrasons. Il ne mentionne ni la seconde vocation des ultrasons, la thérapie par ultrasons de puissance, ni l’échographie interventionnelle avec guidage de ponctions ou de gestes thérapeutiques et pas plus que la télé-échographie, autant de chapitres qui mériteraient une place équivalente à ce que nous avons présenté ici. 90 REE N°3/2016 ❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱ RETOUR SUR L’oeil du médecin augmenté par les dispositifs optiques L’œil du médecin est certainement le dispositif optique le plus important en médecine. C’est un dispositif très effi- cace pour l’étude de la peau, mais inadapté pour l’étude des organes internes. Pendant longtemps, l’accès à l’intérieur du corps humain a nécessité un acte chirurgical. Pour qu’un regard exercé puisse observer un organe, c’est-à-dire que la lumière réfléchie par l’organe puisse être analysée par un œil humain, il fallait faire usage du bistouri ! Cependant, des objets qui à l’œil nu demeureraient invi- sibles, sont révélés par plusieurs méthodes non invasives qui, selon les cas, font appel à des principes physiques forts dif- férents : rayons X, résonance magnétique nucléaire, ultrasons ou émission de positons évoqués dans cet article. Dans cette palette d’outils d’imagerie, la lumière s’était jusqu’à présent signalée par son absence : les photons de longueurs d’onde du visible ou du proche visible étaient inutilisables à cet effet. Mais, sous l’impulsion de progrès dans la technologie des sources de lumière et des détecteurs, la situation évolue rapidement. La lumière offre un avantage considérable sur les rayons X : son innocuité. Cette propriété physique entraîne des conséquences potentielles évidentes : simplicité de mise en œuvre des appareils, possibilité de renouveler l’examen sans risque, etc. Mais ne rêvons pas : à cause de sa forte absorp- tion par les tissus biologiques, la lumière ne peut prétendre supplanter ou même concurrencer toutes les techniques existantes. Aujourd’hui, elle est considérée comme un com- plément utile, et seulement dans certains cas, un concurrent sérieux. Il est d’ailleurs difficile de parier sur le succès des diverses filières. Dans les laboratoires de recherche, l’heure est encore au foisonnement des principes techniques. Plu- sieurs applications ont suscité l’élaboration de prototypes, quelques-uns ont atteint le stade de l’évaluation clinique ; enfin certains ont conduit à de véritables appareils médicaux qui sont progressivement mis en œuvre dans les hôpitaux. Techniques endoscopiques L’idée d’aller voir l’intérieur de la cavité stomacale remonte au milieu du 19° siècle et l’Institut d’optique a longtemps conservé dans une vitrine le premier endoscope, tube rigide en inox, dont l’introduction dans l’œsophage exigeait de scier la dentition supérieure du patient ! De véritable instrument de torture, l’endoscope est devenu, dès les années 30 du siècle passé, beaucoup plus supportable et désormais, grâce notamment à la fibre optique et à la souplesse qu’elle auto- rise, l’endoscopie s’est généralisée à tous les orifices naturels, ou artificiels comme dans la laparoscopie (ou coelioscopie). On peut également mentionner le cathétérisme, auto ex- périmenté dès 1929 par le Dr Werner Fosmann. Après avoir développé dans les années 40 l’utilisation des sondes intra-ar- térielles, le Dr Courmand a partagé avec lui (et avec Dickinson Richards) le prix Nobel de médecine en 1956. De nos jours, avec les progrès de la miniaturisation et la mise au point de caméras, l’endoscopie est souvent associée aux techniques d’imagerie les plus diverses (optique, rayons X, échographie). Avec les prélèvements qu’elle réalise, l’endoscopie a per- met à la médecine interne de bénéficier, via l’histologie, des progès de la microscopie optique, par exemple du contraste de phase (Zernicke , prix Nobel de Physique 1953) ou plus récemment microscopie confocale ou imagerie polarimé- trique multispectrale1 . Grâce au développement des fibres optiques, nombre d’actes invasifs ont été éliminés. Par l’in- termédiaire de l’endoscope, tout se passe comme si l’œil du médecin était transporté au sein des organes (figure 2). Le moyen est spectaculairement efficace et a bouleversé 1 Voir par exemple Jihad Zallat Progrès dans l’imagerie polarimétrique (REE 2015-3 p 109). Figure 2 : Capsule endoscopique – A : Capsule endoscopique permettant d’explorer l’intestin grêle. Ce dispositif intègre une ou deux caméras, une source de lumière et un émetteur (Dimensions : 11 mm x 26 mm) – B : capsule dans l’intestin grêle – Source : Given imaging. A B REE N°3/2016 91 L’imagerie médicale du 20e siècle nombre de pratiques médicales, et aussi chirurgicales, grâce à la robotique médicale2 . L’endoscopie à bande spectrale étroite, qui repose sur l’éclairage du tissu par une série de spectres dont les bandes d’émission sont choisies pour prendre en compte les spectres d’absorption différents des structures observées constitue une avancée intéressante. La chromoendoscopie avec grossissement, associant coloration des muqueuses et endoscopie avec zoom, améliore elle aussi la détection des lésions. L’endoscopie a récemment considérablement pro- gressé grâce au développement des vidéocapsules. Une fois la capsule avalée, elle prend des photographies du système digestif et les envoie via des électrodes à un boîtier que porte le patient. Ce type d’endoscopie est principalement utilisé pour examiner l’intestin grêle. L’endoscope ou le microscope chirurgical ne donnent pas accès à des caractéristiques des tissus qui, du point de vue de la lumière, soient différentes de celles qui sont simple- ment analysables par l’œil. Afin d’améliorer la sélectivité et la spécificité, il est possible de, recueillir les photons qui sont émis par un mécanisme de fluorescence (figure 3). Le prin- cipe de de la fluorescence est basée sur l’excitation d’une molécule (fluorophore) qui conduit à une émission de lu- mière spécifique. Il existe aujourd’hui plusieurs fluorophores disposant de l’AMM (fluorescéine sodique, vert d’indocya- nine). En oncologie clinique, les techniques de fluorescence peuvent être utilement mises à profit pour le dépistage de lésions cancéreuses débutantes, indétectables par l’endosco- pie classique. On assiste aussi à l’émergence de la chirurgie guidée par l’imagerie de fluorescence. Dans ce cas le chirur- gien réalise une exérèse plus complète de la tumeur, tout en limitant les atteintes lésionnelles sur les tissus sains. Il faut 2 La REE a récemment publié plusieurs articles sur ce thème, notam- ment : Clément Vidal La robotique d’assistance à la chirurgie – l’avè- nement de la co-manipulation (REE 2015-2 p. 78) et Jacques Marescaux & Michele Diana La chirurgie de demain (REE 2016-2 p. 25). rappeler que même dans les unités hautement spécialisées, 50 % des interventions sont classées comme non réussies car les échantillons excisés révèlent des marges positives à l’examen histopathologique. Perspectives de la tomographie et de la transillumination Pour obtenir des informations sur la présence de tumeurs dans des tissus biologiques, il est aussi possible d’émettre des photons et de recueillir ceux qui traversent les tissus. Au bout de leur parcours, l’analyse des diverses modifications qu’ils ont subies dessine une image de la structure interne traver- sée : l’ensemble des techniques fondées sur ce principe très général est regroupé sous le nom d’imagerie optique d’or- ganes par transillumination, appelée “optical computed to- mography”. Schématiquement, on peut distinguer trois types de photons. Les premiers, les photons dits « balistiques », se propagent en ligne droite et parviennent donc les premiers sur le détecteur. On sait qu’ils sont rares, mais on peut cal- culer leur temps de vol théorique : à la vitesse de la lumière, 170 picosecondes sont nécessaires pour traverser en ligne directe 5 cm de tissu biologique. La deuxième « espèce » de photon est appelée « quasi-balistique ». Plus imagé, l’adjec- tif anglais qui leur est appliqué, snake-like, (serpentine en français) indique que leur trajectoire reproduit le dessin d’un serpent. Ces photons subissent des modifications de trajec- toires limitées et sont donc peu retardés : pour les mêmes 5 cm d’épaisseur, ils sont détectés entre 240 et 290 ps. Si l’on sait fabriquer l’équivalent d’un obturateur ne s’ouvrant que pendant ce court instant, on imagine que l’image recueil- lie sera contrastée : une « ombre » se dessinera là où ne seront pas parvenus les photons absorbés par une tumeur. La résolution spatiale de l’imagerie optique a elle aussi considérablement progressé et des sociétés françaises y jouent un rôle important. Si la microscopie confocale est une technique de microscopie bien connue des histologistes, la Figures 3 : Résection chirurgicale d’un glioblastome - A : image en lumière blanche - B : image en lumière bleue. La fluorescence rose permet de visualiser la tumeur résiduelle – Le patient a reçu du Gliolan 3 heures avant l’intervention chirurgicale – Source : Pr. Reyns, CHRU de Lille. A B 92 REE N°3/2016 ❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱ RETOUR SUR microscopie confocale fibrée ou endomicroscopie est une modalité émergente d’imagerie dont l’ambition est de re- pousser ses limites en transférant les techniques de micros- copie confocale de laboratoire à l’endoscopie. Elle fournit une biopsie optique, c’est à dire une image microscopique du tissu, in vivo, in situ, sur un champ de vue de quelques cen- taines de micromètres, à différents niveaux de profondeur. Enfin, il faut citer la tomographie optique cohérente (ou OCT pour Optical Coherence Tomography) qui vient de connaitre un développement particuliè- rement rapide, en particulier dans le do- maine de l’ophtalmologie, pour l’examen des détails structurels de la rétine. En une quinzaine d’années environ, cette tech- nique est passée de la preuve de concept à une disponibilité commerciale, au point de trouver maintenant un système d’OCT dans une proportion significative des ca- binets d’ophtalmologie. Portées par cet exemple, de nouvelles applications de cette technique émergent ces dernières années, grâce à l’amélioration et à la décli- naison de la méthode. Au sein du domaine de l’OCT, la tomographie optique cohé- rente plein champ – ou OCT plein champ ou encore FFOCT (Full-Field Optical Coherence Tomography) – présente des caractéristiques remarquables, en particulier en termes de résolution et de simplicité instrumentale, permettant d’envi- sager son application au domaine du diagnostic du cancer. La médecine nucléaire La fin du 19e et le début du 20e siècle furent aussi marqués par la radioactivité et par Marie Curie. A côté de son utilisation militaire ou de la production d’énergie, la radioactivité a vu depuis se développer un domaine spécifique de l’imagerie médicale, la médecine nucléaire. Le principe en est simple. On choisit une molécule dont on connaît le devenir dans l’organisme (par exemple le glucose qui est utilisé par les cel- lules cancéreuses comme substrat énergétique indispensable à leur prolifération). Couplée chimiquement à un radioisotope émetteur gamma, cette molécule radiomarquée, autrement appelée « radiopharmaceutique », est injectée au patient. Les photons gamma qu’elle émet sont détectés à l’extérieur du corps au moyen d’une caméra gamma. Celle-ci permet de déterminer la distribution en 3D de la radioactivité et son évolution au cours du temps. Cette radioactivité étant liée à la molécule étudiée, on peut suivre en temps réel et en 3D la distribution de cette molécule dans l’organisme et par là-même déterminer son métabolisme au niveau de tous les organes. On parle alors d’imagerie métabolique, en complé- ment de l’imagerie dite morphologique du scanner X. L’aventure commence en 1947, lorsque Kallman découvre le détecteur à scintillation, suivi en 1948 par Hofstadter qui découvre le NaI qui sera le cristal utilisé jusqu’à nos jours dans les caméras gamma. Le premier radioisotope uti- lisé en médecine fut l’iode-131. Une simple sonde placée en regard du cou mesurait la radioactivité au niveau de la glande thyroïde en fonction du temps. L’iode entrant dans la fabrication des hormones thyroïdiennes, la courbe ainsi obtenue était représen- tative du métabolisme thyroïdien. Dans les années 50 apparaît le scintigraphe à balayage. La sonde équipée d’un collima- teur permettant de « focaliser » la mesure de la radioactivité sur une petite surface, est alors fixée sur un bras motorisé qui, se déplaçant au-dessus de l’organe étudié, « balaye » ligne par ligne la surface de ce dernier. Cet appareil permettait de faire une mesure point par point et l’on obte- nait alors une image en projection de la distribution de radioactivité au sein d’un organe. La résolution d’un tel appareil était alors largement supérieure à deux centimètres… La première grande avancée est due à un chercheur de Berkeley, Hal Anger, qui imagina en 1957 la caméra gamma, encore aujourd’hui la machine de référence en médecine nucléaire (figure 4). Les premiers exemplaires furent com- mercialisés par la société Nuclear Chicago Corp à partir de 1962, bientôt suivie par Picker. Le cristal détecteur de NaI faisait alors quatre pouces de diamètre (10 cm) et 6 mm d’épaisseur, la caméra disposant de sept photomultiplica- teurs. Chaque détection d’un photon apparaissait sous forme d’un spot sur un écran cathodique qui impressionnait un film polaroïd. L’image de l’organe était obtenue après un temps d’acquisition de plusieurs minutes. Le champ de la caméra devait progresser rapidement, le cristal passant à 20 cm de diamètre, puis dès 1964 à 30 cm et ½ pouce (1,2 cm) d’épaisseur. Parallèlement, Stang et Richards de l’université de Brookhaven mettaient au point en 1960 le générateur de technetium 99m. Ce radioisotope qui émet un gamma pur de 140 keV était parfaitement adapté à la caméra d’Anger, d’où son succès. Il est devenu le radioisotope de référence le plus couramment utilisé en routine clinique ; il permet le marquage de centaines de molécules utilisables dans des pa- thologies très variées (osseuse, cardiaque, cérébrale, rénale, hépatique, pulmonaire, etc.). Le générateur de technetium Figure 4 : Caméra d’Hal Anger en 1958. C’est une soixantaine d’années après les premières radiographies X, le premier dispositif de caméra à scintillation, dont le principe est encore à la base des dispositifs actuels (un cristal ‘’scintillant’’ transforme les photons gamma en lumière). REE N°3/2016 93 L’imagerie médicale du 20e siècle 99m fonctionne à partir de la décroissance du molybdène 99. Le molybdène ayant une période de plusieurs jours, le générateur peut être à demeure dans les hôpitaux et per- mettre le radiomarquage à la demande. Une première révolution voyait le jour dans les années 70 avec l’introduction croissante de l’informatique et du trai- tement des données. La technique tomodensitométrique d’Hounsfield fut transposée en médecine nucléaire permet- tant d’obtenir des tomoscintigraphies. Le détecteur de la la caméra gamma étant plan, la reconstruction conduisait direc- tement à une représentation en 3D de la radioactivité au sein du corps humain. Les algorithmes initiaux de reconstruction par rétroprojection filtrée (théorème de Radon) ont été rem- placés par des méthodes itératives plus rapides, optimisables et permettant d’introduire en temps réel des corrections phy- siques (atténuation, diffusion Compton, effet de volume par- tiel, etc.). Les caméras gamma actuelles dites SPECT (Single Photon Emission Computed Tomography) sont équipées de deux têtes identiques, permettant l’acquisition tomogra- phique en rotation sur 180°, voire seulement 90° (en explo- ration cardiologique). Une deuxième révolution est intervenue dans les années 90 avec la vulgarisation des caméras à émission de posi- tons (TEP). Alors que le principe datait déjà des années 70, son utilisation était restée confidentielle, réservée à l’explo- ration du système nerveux central. La mise en évidence de la grande efficacité du glucose marqué au fluor-18 (18FDG) pour la détection des lésions cancéreuses, amenait une explosion du marché des caméras TEP. Ceci a eu pour ef- fet de stimuler la recherche et le transfert d’innovation sur les caméras TEP utilisées en clinique. Les caméras ont été ainsi dotées de cristaux de plus en plus rapides ou sensibles (BGO, LSO…). Elles sont désormais dotées de logiciel de cor- rection de temps de vol améliorant la résolution intrinsèque (voisine du millimètre) et de quantification de la distribution de radioactivité permettant le suivi dans le temps. La dernière révolution, probablement la plus importante sur le plan clinique est intervenue au changement de siècle avec l’apparition de machines « hybrides ». Les caméras gam- ma SPECT ou TEP sont désormais couplées avec un scanner (CT) ou une IRM. Les machines TEP-IRM de dernière géné- ration (figure 5) permettent ainsi l’acquisition simultanée des deux modalités, ce qui représente une vraie prouesse tech- nologique compte tenu des contraintes fortes liées à l’envi- ronnement de chacune d’entre elles. En un même temps, le clinicien accède ainsi à des informations de nature morpho- logique (anatomie), fonctionnelle et métabolique, l’examen ‘’corps entier’’ ne durant qu’une vingtaine de minutes ! L’avenir est prometteur. Ainsi la caméra d'Anger a déjà fait place aux caméras munies de détecteurs à semiconducteurs. Celles-ci, utilisées aujourd’hui en cardiologie, ont une sensi- bilité bien supérieure aux caméras classiques, permettant de réduire de moitié les temps d’acquisition. Si les détecteurs actuels (CZT) sont encore de taille modeste, les industriels planchent déjà sur des modèles permettant de faire des ac- quisitions « corps entier »… L’imagerie par résonance magnétique On situe souvent à tort la découverte de la résonance magnétique nucléaire (RMN) en 1946. En réalité, la décou- verte de la RMN est largement antérieure mais ce n’était alors qu’un problème de physiciens cherchant à mettre en évidence et quantifier le moment magnétique des noyaux atomiques. Entre 1920 et 1940, des physiciens comme W. Guerlach et O. Stern en 1922 (prix Nobel en 1943) ou I. Rabi en 1938 (prix Nobel en 1944) ont fait progresser ce domaine mais avec des technologies ne permettant pas d’applications sur des échantillons solides. Ce n’est en effet qu’en 1946 qu’une Figure 5 : Évaluation de la masse tumorale active. La complémentarité des images TEP et IRM permet de différencier le tissu tumoral résiduel de la radionécrose dans une tumeur cérébrale traitée – A : image IRM – B : image TEP obtenue avec un traceur tumoral – C : fusion des deux modalités. 94 REE N°4/2012 ❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱ RETOUR SUR technique efficace de détection par l’induction d’un courant électrique dans une antenne lors d’une variation du champ magnétique et l’étude des phénomènes de relaxation, propo- sée par F. Bloch et E. Purcell (prix Nobel en 1952) permirent les applications, d’abord en chimie puis en biologie et méde- cine. Du domaine réservé des physiciens dans les années 50, la RMN est alors passée à celui des chimistes dans les années 60, avant de devenir à la fin des années 70 une méthode fondamentale pour l’imagerie (IRM) et la spectroscopie (SRM) in-vivo (imagerie spectroscopique) ou ex-vivo (analyse spec- trométrique de liquides biologiques ou de biopsies). Le principe fondamental de la RMN est relativement simple à résumer avec une approche quantique, même si sa réalisation expérimentale est difficile. Les spins nucléaires d’un échantillon placé dans un champ magnétique homo- gène (B0 ), par exemple dans le cas du proton, noyau majo- ritairement utilisé en IRM, se répartissent en deux niveaux quantiques de spins respectivement parallèles et antiparal- lèles au champ magnétique inducteur. On envoie alors un champ radio-fréquence RF (B1), à une fréquence donnée par la relation de Planck-Einstein h et correspondant à l’écart entre les deux niveaux quantiques. Les spins sont alors placés dans un état excité et reviennent à l’équilibre par deux phénomènes de relaxation dépendant du milieu : la relaxation spin-réseau (T1) et la relaxation spin-spin (T2). Les trois principaux paramètres conditionnant l’intensité du signal dans chaque pixel 3D (ou voxel) de l’IRM sont donc le T1, le T2 et la densité de spins N(H). Le choix de séquences complexes d’impulsion RF (le plus souvent utilisant l’écho de spin) permet de pondérer l’image prioritairement en T1, T2 ou N(H). Le problème technique pour obtenir une image est alors le codage spatial du signal. On utilise pour cela des gradients du champ magnétique B0 qui permettent par la fréquence et la phase de coder chaque point de l’échantillon par une transformée de Fourier bi (2D-FT) ou tri-dimension- nelle (3D-FT). L’idée d’appliquer la RMN à la médecine a été initiale- ment développée par R. Damadian. Dans un article célèbre publié dans la revue Science en 1971, il a montré que les temps de relaxation mesurés ex-vivo dans un tissu cancéreux étaient très différents de ceux du tissu sain de référence. Il a ensuite tenté de développer l’imagerie et a réalisé en 1977 sur lui-même la première image du corps humain mais avec un temps d’acquisition et une résolution spatiale peu compatibles avec une application médicale de routine. Il créa ensuite une entreprise commercialisant des appareils d’IRM à aimant permanent, le système Fonar. Hélas, ses convic- tions religieuses créationnistes et son souci de développer un business rentable autour de l’instrumentation IRM, l’ont mar- ginalisé dans la communauté universitaire et opposé à son grand rival, P. Lauterbur. C’est pourquoi, la tentative au dé- but des années 80 de lui faire attribuer conjointement avec P. Lauterbur un prix Nobel a échoué. Le président Reagan lui attribuera en 1988, ainsi qu’à Lauterbur, la National Medal of Technology, mais ce n’est qu’en 2003 qu’un prix Nobel pour la découverte de l’IRM sera attribué à P. Lauterbur et P. Mansfield, Damadian étant « oublié ». Par rapport à d’autres techniques d’imagerie médicale, l’IRM présente à la fois des avantages et des inconvénients. Par rapport à la tomodensitométrie, elle présente l’avantage d’analyser les tissus mous riches en protons mobiles (eau libre ou eau liée aux biomolécules), d’où son intérêt en on- cologie, alors que les rayons X détectent prioritairement les tissus durs comme les os. Par rapport à la scintigraphie ou à la caméra à positons, elle présente l’avantage de ne pas nécessiter l’injection d’un traceur radioactif. Contrairement à ces deux méthodes, l’IRM ne met pas en jeu de radiations ionisantes. Par contre, l’IRM du fait d’une instrumentation complexe reste une technique chère notamment par rap- port au scanner X et surtout à l’échographie. De plus sa sensibilité est très faible dans la mesure où le signal dé- tecté provient de la différence entre les spins parallèles et antiparallèles, soit d’un spin sur un million. Cette limitation provient du mode de détection établi par Bloch et Purcell en 1946, date depuis laquelle les progrès considérables, quelques milliers en rapport signal/bruit, ont été dus à l’ins- trumentation : antennes de détection et notamment les ré- seaux d’antennes, qualité des impulsions RF, traitement du signal et de l’image, développement d’agents de contraste paramagnétiques (d’ailleurs surutilisés), développement d’appareils adaptés pour l’IRM interventionnelle, qualité des aimants supraconducteurs et montée en intensité du champ magnétique B0 . Toutefois, cette montée d’intensité du champ magnétique, passant en 30 ans pour les IRM hospitalières, de 0,3 à 3 T (Tesla) n’a sans doute pas eu que des avantages, bloquant pour des raisons commerciales la filière des IRM écono- miques à bas champ. Une étude commanditée dans les an- nées 80 par le ministère français de la santé avait conclu que les deux voies à développer étaient d’une part des appareils à bas champ et bas prix pour l’IRM de routine dans certaines localisations, domaine où à l’époque une entreprise fran- çaise, Magnetech, avait une certaine avance technologique, et d’autre part une montée en champ (1,5 et aujourd’hui 3T) pour l’imagerie rapide, par exemple la ciné-IRM en cardio- logie, la neuro-imagerie ou l’imagerie spectroscopique. Les bas champs avaient une moindre sensibilité, donc des temps d’acquisition plus longs mais le contraste intrinsèque entre REE N°3/2016 95 L’imagerie médicale du 20e siècle tissus biologiques est plutôt meilleur à bas champ qu’à fort champ. L’instrumentation dominante à l'époque, utilisant un champ de 0,5 T, présentait simultanément les inconvénients en sensibilité des bas champs et les coûts d’instrumenta- tion liés aux aimants supraconducteurs à fort champ. C’est pourtant la filière à 0,5 T (maintenant disparue) que le gou- vernement décida de soutenir, contribuant sans doute ainsi au naufrage de l’industrie française d’imagerie médicale et au rachat de la CGR (Compagnie générale de radiologie) française par l’américain GE. La France souffre aujourd’hui, notamment par rapport à la plupart des pays européens, d’un déficit flagrant en nombre d’installations d’IRM. L’IRM présente-t-elle des dangers potentiels pour le patient ? Dans un champ magnétique intense, la réorien- tation de systèmes plurimoléculaires, comme par exemple les membranes cellulaires, peut induire des effets biologiques réversibles, par exemple des activations ou désacti- vations de biomolécules intramem- branaires ; cela a été maintes fois démontré comme cela l’avait été par P.G. de Gennes (Prix Nobel en 1991) pour les cristaux liquides. Toutefois, cet effet biomoléculaire d’un champ magnétique ne paraît pas dangereux dans les conditions actuelles d’acquisi- tion IRM, contrairement aux effets de rotation ou de déplacement d’implants métalliques ferromagnétiques, voire au dérèglement d’implants actifs comme certains pacemakers. Un autre danger vient du champ RF B1 dont les effets thermiques sont bien connus mais difficiles à modéliser et dont les effets potentiels non-thermiques sont très mal connus. Même s’il n’y a pas de radiations ionisantes, l’IRM implique donc le respect de certaines règles de précaution. Outre le gain en sensibilité avec la montée en champ, des progrès considérables ont été réalisés en IRM depuis 30 ans. Citons par exemple les utilisations sophistiquées de gradients de champ pour l’IRM de diffusion (DTI ou “Diffusion Tensor Imaging”), l’imagerie 3D (figure 6), la ciné-IRM (on sait faire des acquisitions à la vitesse du cinéma), l’angiogra- phie et l’élastographie par IRM… L'IRM obtenue par d'autres noyaux que le proton se développe aussi, par exemple celle du 23 Na qui devient intéressante depuis qu’elle sait distin- guer le sodium intra-cellulaire du sodium extra-cellulaire. Un autre domaine majeur est la SRM ouvrant sur l’imagerie spectroscopique qui construit des cartographies moléculaires du corps humain, au moins pour certaines molécules, qui sont déjà largement appliquées en neuro-oncologie. La SRM du 31 P permet de suivre le métabolisme énergétique et de mesurer in-vivo des vitesses de réaction enzymatique par les techniques de transfert d’aimantation… On peut penser qu’aujourd’hui, les techniques mises en œuvre en routine hospitalière ne représentent qu’environ 10 % de ce que l’on est déjà capable de faire. Quelles seraient, au-delà des nombreux progrès incré- mentaux depuis 30 ans, les potentielles innovations de rup- ture qui révolutionneraient l’IRM ? L’une d’entre elles serait le développement de matériaux supraconducteurs fiables à température ambiante dont on rêve depuis les travaux de K. Müller et J. Bednorz (prix Nobel en 1987) ; cela per- mettrait des IRM à fort champ avec une instrumentation d’aimant moins complexe et un coût de fonctionnement réduit ainsi qu’un développement aisé d’antennes supra- conductrices. L’autre innovation majeure serait de rompre avec le mode de dé- tection développé en 1946 par Bloch et Purcell et de gagner ainsi un facteur 106 en sensibilité : au début des années 90, deux équipes, l’une américaine et l’autre franco-polonaise, en ont montré la possibilité théorique. J.A. Sidles et D. Rugar ont ainsi réalisé une nano-IRM dans des conditions techniques très particulières (film moléculaire dans l’Hé- lium liquide) et exigeant des gradients de champ magnétique incompatibles avec des organismes vivants et tech- niquement très complexes à produire au-delà de volumes microscopiques. A l’heure des nanotechnologies, ce fut quand même une avancée majeure, sinon pour l’IRM ou la SRM in-vivo, du moins pour l’espoir d’une nano-IRM inframoléculaire. A seu- lement une trentaine d’années d’existence, l’IRM est proba- blement encore loin d’avoir exploité toutes ses potentialités. Conclusion Le 21e siècle sera-t-il aussi fécond ? Des modalités d’images plus rapides encore, à ultra-haute résolution en espace et en temps, moins irradiantes, mieux contrastées, certainement. Des systèmes plus intégrés que séquentiellement couplés, des dispositifs miniaturisés pour des explorations locales et sélectives à très haute résolution ? L’arrivée en force de la génomique, de la protéomique signera-t-elle des marqueurs fonctionnels plus efficaces pour des examens in-vivo ? Figure 6 : Un exemple d’image 1RM 3D. Coupe 2D extraite d’une IRM 3D acquise à 3T en 10 minutes avec une résolution de 1 mm3 . Source : CHU de Rennes. 96 REE N°3/2016 ❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱❱ RETOUR SUR Tout est possible et c’est sans doute pour cela que la re- cherche reste une passion pour ceux qui en font métier. Il ne faudra pas croire pour autant qu’un patient se réduira à quelques images, aussi belles et significatives soient-elles. La véritable médecine personnalisée de demain sera celle qui sera aussi capable de le comprendre comme une individua- lité à part entière, dans sa complexité simplement humaine. Pour en savoir plus Masson Ed., 2013 apprentissage, Elsevier Masson Ed., 2011 la neuro-imagerie. La pensée sous l’œil de l’IRM, Odile Jacob Ed., 2012 2004 guidés par la fluorescence - juin-juillet 2015 (Chapitre 7.2 de l’ouvrage coordonné par Nicolas Treps et Sciences, 2010) Jean-Louis Coatrieux est directeur de recherche émérite à l’INSERM (Institut national de la santé et la recherche médicale) dont il a dirigé le laboratoire Traitement du signal et de l’image de Rennes jusqu’en 2003. Fellow IEEE, EAMBES, AIMBE, il a été de 1996 à 2001 éditeur-en-chef de la revue IEEE Transactions on Biomedical Engineering ; il a été distingué par la IEEE Millenium Award (2000) et la IEEE Career Achievement Award (2006). Il a publié plus de 200 articles en revues et il est docteur Honoris Causa de SouthEast University (Chine). Patrick Bourguet est professeur émérite de biophysique et médecine nucléaire à l’université de Rennes 1. Ancien directeur du Centre régional de lutte contre le cancer de Rennes, il est éga- lement ancien président de l’Association européenne de médecine nucléaire (EANM) ; il est l’auteur de près de 150 articles essentiel- lement dans le domaine de l’imagerie nucléaire en cancérologie. Jacques de Certaines est biophysicien. Après un séjour post- doctoral à Harvard Medical School, il a fait l’essentiel de sa car- rière à l’université de Rennes. Il y a dirigé le laboratoire de RMN en biologie et médecine à la faculté de médecine ainsi que le département biologie du centre anti-cancéreux. Auteur de quatre ouvrages et de 120 publications internationales sur les applica- tions biomédicales de la RMN, il a aussi produit avec le CNED un film de vulgarisation scientifique (prix du film scientifique au New-York festival). Jacques de Certaines a été adjoint au maire de Rennes en charge de la recherche et a présidé le Technopole de Rennes Atalante de 1998 à 2006. Il est co-auteur de deux essais sur les enjeux de l’économie régionale « Secoue-toi, Bretagne » (2013) et « Bretagne en crise ? » (2015). Serge Mordon est directeur de recherche à l’INSERM, dont il dirige à Lille l’unité U 1189 (thérapies laser assistées par l’image pour l’oncologie). Depuis 1981, ses recherches concernent l’étude, la modélisation et le développement de nouvelles appli- cations médicales des lasers ; elles ont concerné de nouveaux instruments lasers pour la dermatologie et la chirurgie. Il est ré- dacteur associé de la revue Lasers in Surgery and Medicine et membre du Board de l’American Society for Lasers in Medicine and Surgery ; il préside la Société francophone des lasers médi- caux. Il enseigne dans plusieurs universités et a été nommé, en janvier 2015, Finland Distinguished Professor. Léandre Pourcelot est ingénieur de formation. Sa thèse et ses travaux de recherche ont porté sur l’étude des flux sanguins par effet Doppler et ont conduit à des dispositifs utilisés en chirur- gie et médecine. En particulier il est à l’origine de l’échographie Doppler et des appareils utilisés par les astronautes depuis 1982. Professeur à l’université de Tours, il complète ses études en de- venant médecin et se tourne vers la médecine nucléaire ; il a dirigé pendant un quart de siècle le département de médecine nucléaire et ultrasons du CHU local. Léandre Pourcelot a cofondé plusieurs entreprises mettant en œuvre des travaux qui lui ont valu de nombreuses distinctions de l'Académie nationale de mé- decine, de l’Académie des sciences, ainsi que de la SEE dont la médaille Ampère lui a été décernée en 1997. LES AUTEURS

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
La Conférence des grandes écoles (CGE) & l’avenir de l’enseignement supérieur en France

REE N°3/2016 101 ENSEIGNEMENT & RECHERCHE REE : La CGE a organisé le 12 mai dernier un colloque destiné à étudier l’ensemble des problèmes soulevés par l’avenir de l’enseignement supérieur dans notre pays. Pouvez-vous reve- nir sur cette manifestation qui a été l’occasion pour Thierry Mandon de faire un exposé de politique générale ? Pourquoi la CGE s’intéresse-t-elle, au-delà de ses propres membres, à la globalité de l’enseignement supérieur (ES) ? Francis Jouanjean : Les « Grandes écoles » en France jouent de- puis plus de deux siècles un rôle important dans l’enseignement supérieur de notre pays ; qu’elles appartiennent au monde de l’Uni- versité au sens large (comme les écoles normales supérieures ou de nombreuses écoles d’ingénieur), ou qu’elles dépendent d’autres ministères (Industrie, Agriculture, Défense…), elles concourent de façon importante à la formation des cadres dont notre pays a besoin. Elles sont malgré tout mal connues comme l’est d’ailleurs l’enseignement supérieur dans son ensemble. Ainsi, les questions relatives à la jeunesse, à sa formation, à son insertion profession- nelle etaient au cœur du colloque du 12 mai. La campagne pour les élections présidentielles est une occasion pour tenter de faire passer des messages. Loin du tourbillon médiatique, nous avons souhaité mettre en perspective quelques-uns des défis auxquels la société française est confrontée et formuler des propositions issues de la mise en com- mun de nos propres expériences et de nos réussites. Le ministre en charge de l’enseignement supérieur lui-même avait accepté, avec d’autres personnalités telles que Jean Pisany-Ferry ou Christine Ockrent, de participer à cet important brain storming qui a d’ailleurs conforté l’importance des questions, comme la pertinence de nos suggestions. REE : L’opinion publique, dans un récent sondage TNS Sofres- CGE, plébiscite les grandes écoles ; elles sont très souvent associées à une sélection drastique comme à la délivrance de diplômes valant à la fois insertion professionnelle rapide à très bon niveau et garantie d’emploi pour l’ensemble de la vie pro- fessionnelle. Qu’en pense la CGE ? Le Ministre Thierry Mandon est-il du même avis ? F. J. : On associe souvent (trop souvent !) les grandes écoles (GE) à une sélection extrêmement sévère et à la délivrance d’un diplôme valant sésame pour l’insertion professionnelle comme pour l’en- semble de la carrière. On en reste en quelque sorte à la boutade de Flaubert dans son Dictionnaire des idées reçues : Polytechnique, rêve de toutes les mères ! Les GE sont très diverses et ont bonne réputation S’il est bien vrai que les parents veulent toujours le meilleur pour leurs enfants, s’il reste exact que le diplôme, à tous les niveaux, reste garant d’une meilleure insertion professionnelle, il ne faudrait pas oublier d’une part que les GE sont nombreuses et diverses et qu’elles sont toutes en lien avec le monde socio-économique et la recherche. L’encadré 1 fournit quelques éléments essentiels sur l’actuelle CGE dans sa diversité ; soulignons que son poids démographique dans l’ensemble des diplômés est très important : les flux annuels sont de l’ordre de 30 000 ingénieurs et d’autant de managers. Le sondage confirme nos propres observations : 80 % de nos concitoyens, 90 % des recruteurs ont une bonne opinion des GE… Il ne faut donc pas s’étonner que les diplômés trouvent rapidement du travail ! S’il est bien vrai que chacun ne peut accéder aux plus prestigieuses de nos GE, il faut souligner que le système des classes préparatoires garantit à chacun la poursuite d’études jusqu’au niveau master ; la sélection des concours qui ne représente que 40 % des entrées équivaut globalement à une répartition/orientation. Le ministre, confronté à l’ensemble des étudiants post-bac, n’ignore pas cette filière de réussite qui concerne globalement un étudiant sur six et son pragmatisme clairement assumé le pousse à œuvrer pour un système flexible qui sache concilier orientation et sélection. Nous convergeons également pour souhaiter une grande amélioration de l’information des collégiens et lycéens, trop souvent à la fois ignorants de l’ouverture effective des GE et désarçonnés devant la complexité globale de notre système éducatif… La Conférence des grandes écoles (CGE) & l’avenir de l’enseignement supérieur en France Entretien avec Francis Jouanjean - Délégué général de la CGE Figure 1 : Anne-Lucie Wack, directrice générale de Montpellier SupAgro et présidente de la Conférence des grandes écoles, au colloque de la CGE le 12 mai 2016 ; à ses côtés, de gauche à droite ; Bernard Ayrault et Alain Brenac, membres du comité de rédaction de la REE. 102 REE N°3/2016 ENSEIGNEMENT & RECHERCHE REE : L’ES est confronté depuis deux générations à une « mas- sification » très forte et concerne désormais au total environ 2 400 000 étudiants : pense-t-on à la CGE que ce phénomène va perdurer ? Avec quelles conséquences ? F. J. : Avec l’équivalent de trois classes d’âge accueillies dans l’ES, notre génération a connu une spectaculaire augmentation ! Mais cette évolution est loin d’être uniforme suivant les domaines : pen- dant que les flux de médecins doublaient, celui des ingénieurs étaient multipliés par six ! Celui des diplômés des écoles de mana- gement est encore plus spectaculaire. Cette évolution va se prolon- ger et répondra à un besoin de plus en plus important de jeunes diplomés qualifiés. Mais l’ES dans son ensemble doit évoluer pour répondre à la demande du monde socio-économique. REE : On cite souvent l’Allemagne en modèle en se référant à ses succès économiques comme au rôle qu’y joue l’ap- prentissage ! A votre avis ces deux aspects sont-ils corrélés ? Que pourrait-on faire dans notre pays ? F. J. : L’exemple de nos voisins d’outre-Rhin est très souvent invoqué : leurs succès économiques dans les hautes technolo- gies est sans doute liée à la réputation que garde l’industrie dans la société allemande et de l’importance traditionnelle que tient l’apprentissage pour y préparer ouvriers, techniciens et techniciens supérieurs. Nous appelons de nos vœux une vigoureuse réhabili- tation des filières techniques, mais nous ne pouvons masquer le paradoxe que constitue l’importance de l’apprentissage dans nos pays respectifs ; c’est en Allemagne un atout indiscutable pour les formations courtes (jusqu’au BTS), mais notre pays est le plus avancé en matière d’apprentissage dans l’enseignement supérieur. On ignore trop souvent que 14 % de nos diplômés le sont par la voie de l’apprentissage et nous avons l’ambition de parvenir rapi- dement à 20 %. Il faudrait faire une synthèse entre nos deux pays et développer un système global pour le plus grand bénéfice des étudiants et des entreprises REE : Vous venez d’exprimer la certitude que la ‘’demande’’, à l’entrée de l’ES va augmenter. Dans ces conditions, quelle devrait être la « politique de l’offre » de l’ES ? Comment par- venir à une orientation éclairée, qui dépasse l’opposition tradi- tionnelle entre orientation et sélection, qui enraye le chômage des jeunes et qui réponde mieux aux aspirations sociétales ? F. J. : Vous avez raison d’employer cette expression d’orientation éclairée qui devrait imprégner l’ensemble des acteurs de l’enseigne- ment, y compris avant l’accès à l’ES. On constate trop souvent un déficit d’information sur les possibilités réelles… à l’opposé de ceux qui connaissent assez bien les arcanes du système pour y optimi- ser le parcours de leurs enfants ! L’information des futurs étudiants devrait grandement être prise en compte dans les emplois du temps des lycéens et les intervenants formés à cet effet ou choi- sis en fonction de leur connaissance du milieu. Cette évolution devrait aussi concerner l’ensemble du cycle universitaire et éclairer les étudiants en licence sur les débouchés à la sortie des cyclesEncadré 1 : La CGE aujourd’hui La CGE aujourd’hui La CGE est une association loi de 1901 de 260 membres, grandes écoles, entreprises et organismes. Les 220 établis- sements d’enseignement supérieur français et étrangers (francophones) membres représentent tout le spectre des formations supérieures en grandes écoles de niveau Mas- ter et au-delà (Ecoles d’ingénieur, de management, d’arts, d’architecture, de journalisme …). Elle a aussi pour membres des Universités de technologie, l’Université de Paris Dauphine et des Instituts d’études politiques dont les fondamentaux se rapprochent du modèle des grandes écoles. Elle regroupe une vingtaine d’entreprises et 35 organismes divers (IMT, Compa- gnons du devoir, associations de professeurs…). La CGE est : d’analyses et d’enquêtes sur les questions ESR. La CGE est un observatoire pour l’enseignement supérieur et un acteur essentiel valorisant en particulier le lien Formation à travers des démarches d’intérêt commun auprès des pouvoirs publics nationaux, communautaires et internatio- naux, en liaison avec le monde de l’entreprise, les acteurs - vrées par ses membres (Mastère Spécialisé® , MSc, BADGE, CQC). concernés) : elle concilie flux importants, rigueur de la for- mation… et excellente insertion professionnelle, avec un La recherche occupe une grande place dans les GE : si l’Université et les grands organismes prévalent dans de nombreux secteurs, en particulier dans les disciplines aca- France sont préparés dans les labos des GE et représentent la majorité de ceux qui sont concernés par les applications ou innovations industrielles. REE N°3/2016 103 ENSEIGNEMENT & RECHERCHE L et M. Les seules carrières de la recherche (et même de la re- cherche publique) sont encore trop prégnantes dans l’architecture des formations. Comment concilier orientation et sélection ? Il faudrait que l’acquisition des compétences dont la société a besoin soit au cœur des préoccupations de tous et nous avons la conviction que, d’ici une vingtaine d’années, la plupart des mé- tiers actuels auront disparu. Cela impose donc de mieux articuler connaissances et compétences, formation initiale et formation continue, tout au long de la vie, laquelle peine à s’imposer alors que son urgence s’impose de plus en plus. J’ajouterai volontiers, (encadré 3) que c’est au niveau du pre- mier cycle universitaire que doit porter l’essentiel des efforts.Nous devons réinventer ce premier cycle de façon à permettre une véri- table orientation, diminuer le taux d’échec et favoriser l’insertion professionnelle des diplômés des cycles courts en faisant en sorte que les entreprises leur offre des perspectives à la fois profession- nelles et de formation grâce à un système adapté et diplômant de formation continue. REE : Cette double tendance d’augmentation des flux et de pro- fessionnalisation globale du système soulève de redoutables questions économiques et financières. La CGE a-t-elle des pro- positions à faire sur les questions budgétaires, à un moment où les capacités du pays paraissent limitées, mais à quelques mois de la campagne présidentielle ? F. J. : Les évolutions tant quantitatives que qualitatives imposent sans aucun doute un effort collectif de la nation en faveur de son ES, et sans doute aussi de la recherche tant publique que privée. On ne peut certainement pas, à l’heure de la mondialisation, espé- rer garder dynamisme et réussite globale sans amplifier l’investis- sement collectif que représente l’ES. Il ne faut pas se méprendre sur l’ampleur des ordres de grandeur : le budget actuel de l’Etat est Il y a convergence des convictions sur la nécessité pour l’ensei- gnement supérieur de notre pays de se préparer à un accès élargi. Plusieurs séries d’analyses prospectives fondent ce qui correspond à une tendance lourde, depuis plusieurs décennies et que les GE ont d’ailleurs souvent accompagnée (en accord avec les pouvoirs publics) ou anticipée (à partir de leurs propres ana- lyses des besoins sociétaux). Les études du ministère de l’ESR et de France Stratégie concluent à une augmentation de près de 800 000 étudiants à l’horizon de 10 ans et quatre raisons essen- tielles fondent cette conviction : A. la croissance démographique, non pas tant celle de l’ensemble de la population que celle arrivant aux portes de l’enseigne- B. la nécessité, dans tous les pays développés d’assurer des for- mations plus complètes et partant souvent longues, intégrant notamment une dimension professionnalisante renforcée (par exemple toutes les formations doivent à terme intégrer les conséquences directes ou sectorielles de la révolution numé- rique et comporter une meilleure maitrise des compétences C. l’ouverture sociale : actuellement la composition sociale du monde étudiant est trop éloignée de celle de la société et cela mérite de sérieuses mesures correctrices, bien, au-delà d’un élargissement du système des bourses sur critères sociaux. Il en est de même concernant la proportion des jeunes femmes est très sensible à ces questions, et si elle ne manque pas de souligner que dans la majorité des établissements qu’elle ras- elle n’ignore pas que les établissements les plus prestigieux en restent encore à des taux sensiblement inférieurs… D. l’ouverture internationale est, pour une puissance telle que la France (la cinquième puissance mondiale), une nécessité qui devrait attirer un flux accru d’étudiants étrangers dans notre de leurs succès comme de leur rayonnement sur cet aspect, en imposant souvent un semestre d’études à l’étranger mais aussi en accueillant de nombreux étudiants étrangers (globalement L’information est indispensable pour augmenter l’égalité des chances Pour la CGE, il est essentiel et urgent de développer, très en amont, une information complète qui, en explicitant l’ensemble des pos- sibles, contribue à diminuer les mécanismes d’autolimitation, voire d’autocensure qui influent sur l’orientation de trop nombreux lycéens, en particulier ceux issus des classes les plus défavorisées. Elle appuie sans réserve toutes les initiatives allant dans ce sens (du type « Cordées de la réussite ») et c’est pourquoi elle a signé, à l’occasion de son colloque du 12 mai, un « Pacte pour l’ouver- ture sociale et l’égalité des chances » avec des partenaires tels que la Fondation Agir contre l’exclusion, Passeport Avenir, l’Apec et d’autres associations très investies sur ce sujet. Encadré 2 : Premier impératif : élargir l’accès à l’enseignement supérieur. Premier impératif : élargir l’accès à l’enseignement supérieur 104 REE N°3/2016 ENSEIGNEMENT & RECHERCHE de l’ordre de 10 000 par étudiant et par an (auxquels il convient d’ajouter un montant comparable de dépenses de vie étudiante). Un rapide ordre de grandeur montre que l’enjeu a 10 ans est bien d’augmenter de l’ordre d’un point de PIB les dépenses globales consacrées à l’ES, toutes origines confondues ! Un gros effort financier de la nation est indispensable Le financement de l’enseignement supérieur repose aujourd’hui à 84 % sur des fonds publics (Etat, collectivités territoriales), 8 % sur les entreprises et 8 % sur les familles. Cet équilibre est à revoir de façon à mieux répartir les charges et à faire intervenir d’autres acteurs que sont les anciens élèves (alumnis) et les étu- diants étrangers. Les régions qui sont directement intéressées par les diplômés de l’enseignement supérieur doivent aussi poursuivre la croissance de leur investissement dans une activité dont les re- tombées sont très importantes pour les territoires. Les entreprises peuvent aussi accroître de diverses façons leur contribution : les chaires de formation et de recherche se sont multipliées dans les écoles (on en compte environ 400) et cela contribue à leur dyna- misme. L’implication directe des entreprises dans l’apprentissage, dans des incubateurs, dans l’accompagnement des élèves sont aus- si des formes de financement directes ou indirectes à développer. De façon générale le “fundraising” se développe dans nos insti- tutions mais il faut encore le professionnaliser. Nous avons, de ce point de vue entre quinze et vingt ans de retard sur nos amis anglo-saxons. La question des droits d’inscription, même si elle est délicate au plan politique, sera posée et nous pensons qu’une modulation des Encadré 3 : Deuxième impératif : améliorer la formation et l’insertion professionnelles. excellente et permanente, quasiment indépendante des fluctua- tions de la conjoncture économique. Malgré cela le taux de cho- mage des jeunes reste à un niveau insupportable. L’ampleur du problème requiert très certainement plusieurs approches simulta- nées, complémentaires et coordonnées : indispensable, en liaison avec l’information renforcée dans les collèges et lycées. A ce titre, la promotion de l’apprentissage, est nécessaire, mais en la débarrassant de ses connotations de management ont fait la preuve que l’apprentissage pouvait B. l’autonomie des établissements, qui est une condition sine qua non d’appartenance à la CGE, doit être maintenue quand elle existe et développée quand elle est faible. Chaque école ou éta- blissement devrait pouvoir mettre en œuvre une stratégie de développement régional, national ou international sous le seul politiques nationales ou internationales , CTI, CEFDG, CGE pour place des COMUE (communautés d’universités et d’établisse- ments) doit respecter cette autonomie et favoriser des coopé- rations mutuellement avantageuses, en évitant soigneusement C. le rendement global de l’ESR français doit être amélioré, par la un lycéen ? par un jeune étranger attiré par notre pays ?), et par une lutte vigoureuse contre les ‘’coûts cachés’’, au premier rang desquels le taux d’échec notamment en premier cycle des uni- sans redoublement, en trois ans). La CGE suggère, et plusieurs de ses membres s’apprêtent à expérimenter, un cycle profes- sionnalisant court, de type bachelor ou licence professionnelle. - - ment vocation à intégrer la vie professionnelle mais il leur serait proposé en parallèle, immédiatement ou à court terme de suivre de poursuivre des études de niveau master voire de revenir en Les premières années après le bac sont décisives D. le socle ‘’Licence’’ de l’ES doit être vigoureusement repensé, en plus de la composante évoquée ci-dessus et qui devrait sys- tématiquement (ou presque) être ouverte, avec des formules adaptées, en formation continue, en VAE (validation des acquis de l’expérience), ou même pour adapter au marché du travail pour l’informatique…). Les classes préparatoires aux grandes écoles (CPGE) ont depuis et un suivi personnalisé des élèves ainsi qu’à une exigence per- mettant l’acquisition de méthodes de travail comme de capacités d’analyse, de synthèse et de conceptualisation. Ne pourrait-on pas envisager, en première partie du cursus L, une véritable propé- deutique, permettant à chaque étudiant, de murir son projet dans des domaines à spectre plus ou moins large mais facilitant son orientation future ? Deuxième impératif : améliorer la formation et l’insertion professionnelles REE N°3/2016 105 ENSEIGNEMENT & RECHERCHE frais d’inscription est à terme inéluctable. Cette modulation devrait se faire en fonction des revenus des parents, du niveau des études et d’autres critères comme le taux d’insertion des diplômés ou le retour potentiel sur investissement. Il faudra évidemment qu’aucun désengagement public n’accompagne cette modulation suscep- tible d’apporter un supplément de ressources aux établissements. Cette logique sociétale de demander plus à ceux qui reçoivent plus, pousse d’ailleurs certains économistes à imaginer – avec pru- dence – une contrepartie des lauréats, en début de carrière, au bénéfice de la société… Le cas des étudiants étrangers et de leur contribution est évi- demment posé. Si les formations supérieures constituent désormais un marché mondialisé, comment peut-on imaginer que notre pays élude cette question avec 500 000 étudiants étrangers : l’enjeu se chiffre en milliards d’ ! On ne saurait aussi oublier les économies à réaliser, en optimi- sant la carte des formations, mais aussi et surtout en diminuant les coûts cachés liés aux échecs ; sait-on assez – je le dis sans esprit polémique – que si les coûts de scolarité annuels en GE sont très souvent effectivement supérieurs à ceux de l’université, le coût glo- bal, rapporté au diplôme délivré y est inférieur. Ainsi l’Etat pourrait-il lier une partie de sa dotation aux établissements publics à l’atteinte d’objectifs tels que l’insertion professionnelle des diplômés six mois après l’obtention du diplôme, le taux de succès en licence, etc. REE : A quelles conditions les établissements en général, les GE en particulier, pourront-ils répondre à ces exigences ? F. J. : L’exigence d’un ES évoluant vers plus d’agilité et d’attractivité pose à nos yeux la question de la gouvernance et très récemment la CGE a eu l’occasion de s’émouvoir de la complexité, toujours crois- sante, des structures. Nous travaillons de façon très étroite avec les universités sur les territoires. Notre principale différence réside dans les capacités d’adaptation et d’évolution pour répondre au besoin des acteurs socio-économiques. La gouvernance des universités ne permet pas cette réactivité et la tendance que l’on voit encore avec le projet de programme d’investissements d’avenir N° 3 où l’on invente encore de nouveaux concepts ne va pas dans la bonne direction. Le cas des COMUE qui se constituent actuellement nous paraît à la fois prometteur, quand l’autonomie est bien respectée, et inquié- tant quand les règles de gouvernance risquent fort, par l’empilement des structures, d’entraver ou de freiner le dynamisme et l’enthou- siasme… De cela aussi notre colloque de mai dernier s’est fait l’écho. Il faut respecter l’autonomie des écoles et établissements REE : Depuis une génération les GE ont fait un très gros effort de recherche en stimulant le dynamisme des jeunes diplômés et leurs capacités d’innovation. Pouvez-vous apporter quelques précisions significatives ? F. J. : Le reproche souvent formulé à l’encontre des GE de ne pas faire de recherche n’a plus lieu d’être. Des dizaines de GE sont d’ail- leurs habilitées à délivrer le doctorat, ou co-habilitées avec les uni- versités au sein des écoles doctorales, ce qui démontre que dans le domaine de la R&T, on est passé de l’indifférence à la coopération entre universités et GE. Avec les grands organismes de recherche tels que le CNRS les laboratoires mixtes sont nombreux et la nou- velle université de Paris-Saclay est, en dépit de quelques questions d’organisation et de gouvernance, emblématique des synergies nou- velles. Les GE les plus actives en matière de recherche délivrent chaque année des dizaines de doctorats et obtiennent des contrats à hauteur de quelques M ; pour certaines telles Mines ParisTech, UT de Compiègne ou INSA de Lyon – et je cite à dessein trois établis- sements fort différents à tous égards – on peut compter les thèses par centaines et les contrats en dizaines de M . On estime que la recherche contractuelle dans les GE dépasse désormais le Md . Pour parvenir à un tel résultat en un quart de siècle, les GE ont le plus souvent agi en concertation avec leur environnement local (son- geons aux pôles de compétitivité), développé des enseignements sur l’innovation et la création et d’entreprises, créé des incubateurs et des pépinières où les jeunes créateurs de startups sont accueillis dans des conditions très favorables, développé avec les ‘’bourses Figure 2 : Un jeune diplômé d’une école de management exposant son projet de startup à des seniors. Figure 3 : Le bouillonnement de cette salle technique illustre le dynamisme innovant des jeunes ingénieurs. 106 REE N°3/2016 ENSEIGNEMENT & RECHERCHE CIFRE’’ des liens durables avec la R&D industrielle : il suffit pour s’en convaincre de consulter les lauréats de i-Lab concours national d’aide à la création d’entreprises de technologies innovantes. Un autre indice du dynamisme de nos jeunes diplômés est fourni par les « juniors entreprises » dont la confédération (CNJE) comporte actuellement près de 200 structures (20 % en université et 75 % en GE). REE : La question des contenus et des méthodes n’est-elle pas elle aussi de très grande importance ? Quelles avancées peut- on espérer ? F. J. : La mutualisation, avec la constitution de réseaux d’écoles, voire même avec des fusions programmées, est une première réponse au souci très prégnant d’une visibilité et d’une efficacité accrues. Mais la pédagogie elle-même fait l’objet d’approches in- novantes, impliquant nombre d’acteurs. Le développement récent de l’apprentissage dans les GE a illustré notre capacité à évoluer rapidement, avec des acteurs nouveaux (étudiants et entreprises). De même notre engagement, massif en faveur de la recherche montre une forte capacité d’évolution et d’innovation. Puis-je en conclusion de cet entretien souhaiter que la décen- nie à venir connaisse, au bénéfice de notre jeunesse, de fortes évolutions de notre ES ; si le monde universitaire parvient à se mobiliser pour une rénovation, une diversification et une profes- sionnalisation de son premier cycle et les trois années de licence, on peut être optimiste ; les GE sont prêtes à prendre leur part à ce grand chantier et à relever, sur un mode coopératif, ce défi des années à venir. Propos recueillis par Bernard Ayrault Photos : Christian Jacquet et DR. Francis Jouanjean, Délégué général de la Conférence des grandes écoles (CGE) depuis le 1er novembre 2013, a été directeur de l’ENSTA Bretagne de 2007 à septembre 2013. Diplômé de l’ENSTA Bretagne, de l’IAE et titulaire d’un DESS de défense, il débute sa carrière au sein de la Direction des constructions navales (DCNS). Spécialiste de l’hydrodynamique et du pilotage des sous-marins, il participe à la conception, à la construction et à l’entretien des sous-marins de la Marine nationale. Après avoir rejoint la Direction Générale de l’Armement en 1994, il participe à la création des entités assurant la maîtrise d’ouvrage de l’entretien de l’ensemble des moyens opérationnels de la Marine nationale avant de prendre la direction technique du service des programmes navals. Francis Jouanjean devient, en 2004, attaché d’armement près l’ambassade de France aux Etats-Unis, responsable des achats de défense et des relations dans le domaine Recherche et Technologie entre les deux pays. Il prend, en 2007, la direction de l’ENSIETA qui deviendra en 2010, sous son impulsion, l’ENSTA Bretagne. Il y déve- loppe en particulier une recherche de haut niveau, tout en renforçant le lien avec l’industrie, notamment à travers la création de chaires industrielles et de laboratoires communs.

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
Entretien avec Brice Lalonde, ancien ministre

REE N°3/2016 97 Ancien ministreENTRETIEN AVEC BRICE LALONDE REE : Brice Lalonde, les Français vous connaissent bien. Vous avez été no- tamment candidat à la Présidence de la République, créateur de Génération Ecologie, ministre chargé de l’envi- ronnement dans plusieurs gouverne- ments... Vous avez été sous-secrétaire général des Nations Unies et vous êtes aujourd’hui président fondateur du Business & Climate Summit. Pouvez-vous nous dire quelles sont aujourd’hui vos préoccupations es- sentielles à l’échelle de la planète ? Brice Lalonde : Au niveau de la pla- nète, il faut faire face à beaucoup de priorités. Il y a en premier lieu le climat, sur lequel nous reviendrons et qui est une priorité absolue, mais il y a aussi l’eau, dont les ressources sont limitées et dont la surexploitation crée dans de nombreuses régions du monde un stress hydrique qui est un handicap au développement et peut être à l’ori- gine de conflits très sérieux. Mais pour répondre aux besoins en eau, il faut de l’énergie et donc climat-eau-énergie sont des préoccupations connexes. On doit sans doute y adjoindre la bio- diversité, bien que je ne sois pas sûr que l’on puisse construire dans ce domaine une politique intégrée, et, dans un autre ordre d’idées, il faudrait citer l’éducation, la santé, la condition des femmes, etc. En 2000, sous l’impulsion de Kofi An- nan, alors secrétaire général des Nations Unies, ont été adoptés les huit objectifs du millénaire pour le développement qui recouvrent de grands enjeux huma- nitaires : la réduction de l’extrême pau- vreté et de la mortalité infantile, la lutte contre plusieurs épidémies dont le SIDA, l’accès à l’éducation, l’égalité des sexes et l’application du développement durable. Cela a été très utile et a plutôt bien fonc- tionné, car ces objectifs ont permis de cadrer et de démultiplier l’action. Partant de là, la conférence internatio- nale « Rio + 20 » sur le développement durable a initié en 2012 un processus de définition « d’objectifs de développe- ment durable » (ODD) qui a abouti, lors du Sommet du développement durable du 25 septembre 2015, à l’adoption d’un nouveau programme de développement durable fondé sur 17 objectifs mondiaux pour mettre fin à la pauvreté, lutter contre les inégalités et l’injustice et bien entendu faire face au changement climatique. REE : Il ne suffit malheureusement pas de se donner des objectifs. Ne faut-il pas qu’une gouvernance soit en place pour les mettre en œuvre ? B. L. : La question de la gouvernance est effectivement centrale. Car comment, dans une organisation de 195 membres, parvenir à se mettre d’accord et mettre en place une plate-forme d’action com- mune qui respecte le droit à la subsidia- rité de chacune des parties prenantes ? Il y a des accords qui fonctionnent bien, comme la Convention des Nations Unies sur le droit de la mer, de 1982, mais celle-ci ne règle que les problèmes de souveraineté sur les espaces mari- times. Elle n’aborde pas la question du développement durable. Sur ce point, on peut faire des évaluations et des ob- servations, suivre les bateaux en temps réel, détecter les comportements anor- maux, mais il faudrait aller plus loin et pouvoir agir dans le cadre d’une véritable citoyenneté planétaire. C’est très difficile de l’imposer aux Etats. Regardez l’Europe : on la critique, on la vilipende mais c’est une organisa- tion qui est respectée au niveau interna- tional car, au travers de la Commission, elle s’est dotée d ‘une force de proposi- tion et d’action. Il n’y a rien de similaire au niveau des Nations Unies. Le secré- taire général, quel que soit son talent, reste au service des Etats. Il n’y a même pas de Chief Scientific Officer qui puisse susciter et coordonner des études qui fassent autorité au niveau international. REE : Malgré cela, diriez-vous que, depuis plus de 40 ans que les préoc- cupations environnementales sont venues sur le devant de la scène, la situation globale s’est améliorée ou bien s’est détériorée ? B. L. : La situation s’est parfois amélio- rée au niveau local. Il y a eu une prise de conscience de la nécessité d’agir mais ce sont surtout les pays riches qui ont aujourd’hui les moyens de passer à l’action. Au niveau global, on ne peut pas dire que la sauvegarde de la biosphère soit bien prise en compte. Les questions des cycles du carbone, du phosphore, de l’azote ne sont pas traitées avec l’at- tention qu’elles méritent REE : Vous est-il arrivé de douter de la réalité du problème climatique ? B. L. : Jamais. J’ai été saisi par l’impor- tance de la question dès 1988, date à la- Climat, eau, énergie : trois priorités mondiales Du global au local : après la COP21, le temps est venu d’agir Il faut une gouvernance mondiale plus forte en matière d’environnement 98 REE N°3/2016 quelle le GIEC a été créé et à laquelle je suis entré au gouvernement. La conco- mitance de ces deux événements, for- tuite bien entendu, m’a mené à prendre conscience de l’ampleur du problème climatique et je me réjouis d’avoir pu, dans le cadre des responsabilités qui étaient les miennes, engager la France dans la voie qu’elle suit aujourd’hui. REE : Le point clé n’est-il pas cepen- dant in fine celui de la démographie dans le monde et que peut-on faire pour la contenir ? B. L. : Tout dépend de l’empreinte éco- logique que chacun imprime sur cette Terre mais je ne cherche pas à fuir cette question essentielle. En 1972 le rap- port du Club de Rome préconisait de stabiliser la population à l’échelle mon- diale, sans préciser d’ailleurs par quelles mesures y parvenir. Et puis, le sujet est sorti du radar devant les protestations de la plupart des pays en développe- ment et de tous ceux qui se référaient à la maxime de Jean Bodin « Il n’y a ni richesse ni force que d’hommes »1 . Aujourd’hui, on ose à nouveau dis- cuter du problème mais on se heurte souvent aux positions des fondamen- talistes religieux. Cependant la transi- tion démographique est en marche dans de nombreux pays, il faut l’en- courager et cela passe notamment par l’éducation et la sauvegarde des droits des femmes. REE : La COP 21 est présentée géné- ralement comme un grand succès dont la France peut se féliciter. Mais depuis, les acteurs semblent s’être mis en « mode pause » et peu de choses semblent se passer 1 NDLR : Cette citation est tirée du livre de Jean Bodin, les Six Livres de la République, paru pour la première fois en 1576 à Paris. à présent. Quelles devraient être les prochaines grandes étapes du processus engagé ? B. L. : La COP 21 a été effectivement un très grand succès, relativement inespéré, qu’il faut mettre au crédit de la diploma- tie français conduite par Laurent Fabius. Grand accord et inespéré car il va au- delà de ce à quoi on pouvait s’attendre. L’accord pose en effet comme principe que dans la deuxième partie du XXe siècle, il faudra que toutes les émissions soient compensées. Mais l’accord comporte peu d’obligations, essentiellement deux : - rer une politique « climat » se traduisant par les « contributions prévues déter- minées au niveau national »2 ; donc l’obligation d’améliorer ces contri- butions tous les cinq ans. Il faut à présent harmoniser le conte- nu de ces contributions et convenir, dans le détail, des mécanismes de mesure et de suivi. C’est en cours. Mais pour la réalisation de l’objec- tif, l’accord reconnait deux catégories d’acteurs dont le rôle est absolument fondamental : les collectivités locales et les entreprises. Ce sont ces deux acteurs qui vont être les moteurs du succès de l’Accord de Paris plus que les Etats eux- 2 NDLR : En anglais, Nationally Determined Contributions (NDCs). mêmes. Et la mobilisation est réelle. Les entreprises portent désormais une grande attention à leur exposition au risque carbone et beaucoup ont adopté en interne, pour la détermination de leur stratégie, un prix notionnel du carbone. REE : Précisément, quel serait selon vous le bon prix du carbone ? Seriez-vous partisan de l’instauration d’un prix plancher du CO2 ? Un tel plancher a-t-il un sens au niveau de la France prise isolément ? B. L. : Je suis favorable à un prix plancher du carbone, que je situe à court terme aux environs de 30 /t de CO2 mais je suis également favorable à l’instauration d’un prix plafond, afin de permettre aux acteurs économiques de raisonner sur des bases stables. Cela peut s’envisager au niveau français mais c’est évidem- ment préférable au niveau européen. En parallèle à l’établissement d’un tel prix plancher, il faudrait immédiatement supprimer les subventions et les niches fiscales dont bénéficient encore au- jourd’hui de nombreux consommateurs d’énergies fossiles. Il faut également poursuivre l’effort d’harmonisation des normes et de la réglementation. REE : Le traité de libre-échange tran- satlantique (le TAFTA) est présenté par certaines organisations comme attentatoire à la sauvegarde de l’envi- ronnement et renverrait notamment au second plan les principes de réduction des émissions de CO2 . Qu’en pensez-vous ? B. L. : Je ne sais pas dire aujourd’hui si l’on va dans la bonne direction. Peu d’infor- mations circulent et c’est peut-être mieux ainsi car il ne faut pas, en négociation, que le partenaire ait trop tôt connaissance des positions que l’on entend défendre. La Commission a reçu un mandat et je La COP 21 : un immense succès. Les collectivités locales et les entreprises doivent à présent prendre le relais Un prix plancher du carbone de 30 /t serait dès aujourd’hui justifié Je n’ai jamais douté de la réalité du problème climatique REE N°3/2016 99 suppose que les négociateurs savent ce qu’ils sont en droit d’exiger sur le plan du respect de l’environnement. Il faut par exemple que l’on commence à connaître le contenu en carbone des produits qui nous seront proposés à l’importation et que la charge de la preuve soit au niveau des producteurs. Le commerce international peut être une avenue de progrès pour l’environne- ment, s’il est bien négocié. Je signale par exemple que l’OMC reconnait les priori- tés environnementales reconnues par des conventions internationales dans ses mécanismes. REE : Le charbon est au niveau de la planète une plaie environnemen- tale reconnue. Mais des centaines de milliers de personnes en vivent et des milliards en ont besoin pour leur développement. Quelle politique préconisez-vous pour parvenir à concilier ces impératifs opposés ? B. L. : La faiblesse de l’Accord de Paris est qu’il n’incite pas à créer de grandes coalitions sur des sujets de ce type comme on en voit se créer pour faire barrage aux HFC suite à l’interdiction des CFC et des HCFC résultant du protocole de Montréal3 . Il faudrait que s’organise une véritable coalition contre le charbon car, certes il y a un aspect social, mais, au-delà du problème climatique, le char- bon est à l’origine de très nombreuses victimes dans le monde. Il est possible de sortir du charbon et de le remplacer, selon les situations, par du gaz, du nucléaire ou des renouve- lables. Et puis, il n’y a qu’une dizaine de pays véritablement concernés par la pro- duction charbonnière dans le monde. Mais attention, je ne suis pas en train de prôner la substitution de la biomasse 3 NDLR : HFC : Hydrofluorocarbures – CFC : Chlorofluorocarbures – HCFC : Hydrochlo- rofluorocarbures. Les HFC n’attaquent pas la couche d’ozone et ne sont donc pas visés par le protocole de Montréal prévoyant l’arrêt du recours aux CFC et aux HCFC. Ils ont par contre un pouvoir de réchauffement considérable qui rend leur usage très nocif sur le plan du réchauffement climatique. au charbon. Couper des arbres n’est pas neutre sur le plan du CO2 ; c’est une er- reur théorique autant que pratique. REE : Pensez-vous que la capture et le stockage du CO2 puissent être une bonne voie de compromis ? B. L. : C’est loin d’être acquis. La cap- ture et le stockage du CO2 entraînent des investissements considérables. Que de tuyauteries en vue ! Avec une baisse de rendement très importante et thermo- dynamiquement incontournable. Avec en plus, le problème de l’acceptation par les populations des stockages souter- rains. L’Allemagne s’y intéresse pour ten- ter de compenser la persistance de son recours au charbon. Son programme de développement des énergies renouve- lables mérite l’admiration, mais on ne peut pas en dire autant de sa politique charbonnière. Pour en revenir à la capture et au stockage, je crois que cette technologie ne pourra trouver sa place que dans un corps d’hypothèses favorables sur le plan local mais je ne la vois pas se généraliser. REE : Quel est alors le meilleur back-up des énergies renouvelables intermit- tentes ? B. L. : Je voudrais tout d’abord souligner que le développement des énergies renouvelables est irréversible. Rien ne sert de chercher à s’y opposer : c’est une réalité, en Europe comme partout dans le monde. Les énergies renouve- lables sont voulues par les usagers ; une fois mises en place, elles n’envoient pas de facture de combustible et, élément déterminant, elles n’émettent pas de CO2 . J’ai pour ma part tendance à pri- vilégier l’énergie solaire thermique ou photovoltaïque car je me sens interpellé par l’empreinte en béton que laissent les grandes éoliennes. Le photovoltaïque trouve plus facilement sa place et il faut que l’architecture moderne l’intègre de façon systématique. Bien sûr, il y a l’intermittence. Dans une certaine mesure, il est possible de s’en accommoder grâce aux intercon- nexions européennes Certaines activi- tés humaines ou industrielles peuvent se caler sur le rythme du soleil mais je conviens qu’en l’absence de moyens massifs et peu onéreux de stockage comme les STEP, il faut un back-up. Je ne suis pas spontanément attiré vers le nucléaire mais il faut reconnaître que c’est un moyen de production non carboné qui peut être associé aux éner- gies renouvelables. Dans l’attente de solutions à venir, je dirais que c’est une sorte de mal nécessaire auquel je pré- fère me résoudre plutôt que de rester inopérant face à la dérive climatique. REE : Comment voyez-vous alors la situation du nucléaire français ? B. L. : la situation est difficile car se posent simultanément plusieurs problèmes. Quel sera le nucléaire de demain ? Peut-on penser que l’EPR donnera fina- lement naissance à un produit compétitif et sûr ? Quelle place faut-il réserver aux petits réacteurs ? Autant de questions aujourd’hui ouvertes ! Ce qui est clair, c’est qu’il faut se don- ner des horizons de temps réalistes : celui de 2025 retenu par la loi sur la tran- sition énergétique pour le rééquilibrage Il faut sortir du charbon. Le CCS ne peut être qu’une solution locale On doit admettre le nucléaire comme back-up aux renouvelables 100 REE N°3/2016 du mix électrique ne l’est pas et il faudra le corriger. Un autre grand problème est la remise d’équerre d’EDF. C’est un outil remar- quable qu’il faut préserver. Mais on ne sait plus aujourd’hui qui gouverne : l’en- treprise ne peut pas décider de ses prix et de ses investissements. On lui dit : il faut faire le grand carénage4 mais dans le même temps on laisse entendre qu’il ne faudrait en faire que la moitié. REE : L’électricité demeure le vecteur le plus efficace pour décarboner le mix énergétique et assurer la promotion des énergies renouve- lables. Mais l’usage de l’électricité est freiné par différentes normes et par un climat général qui ne lui est pas favorable. Ne pensez-vous pas que le moment est venu d’infléchir le discours, pour permettre notam- ment le développement des pompes à chaleur et du véhicule électrique ? B. L. : L’électricité a beaucoup d’avantages. Elle pénètre facilement dans les bâtiments, plus difficilement dans les transports mais elle se prête bien à un couplage avec le numérique. Elle permet donc de dévelop- per des systèmes intelligents. Mais dans les années 1970/80, on a été trop loin avec cette notion de « tout électrique, tout nucléaire » qui a fini par être perçue comme arrogante, voire des- potique. Il y a donc eu un sévère retour de pendule. Il faut à présent retrouver un équilibre. Le développement de l’électricité doit accompagner celui du photovoltaïque 4 NDLR : Le grand carénage est une opération de rénovation des centrales nucléaires exis- tantes visant à permettre, sous réserve de l’accord des Autorités de sûreté, de porter leur durée de vie à 50 voire 60 ans. mais on peut dans le même temps re- garder d’autres solutions telles que l’uti- lisation directe de chaleur produite par les centrales nucléaires, le solaire ther- mique, etc. En tout état de cause, la réglemen- tation ne doit pas pénaliser l’énergie électrique, elle ne doit pas non plus la favoriser : il faut qu’elle soit « technologi- quement neutre » pour ne pas brider le développement technique ni biaiser les comportements économiques. REE : Vous avez été élu local. Quel rôle doivent jouer ceux qu’on appelle à présent les « territoires » ? Faut-il aller jusqu’à leur donner un droit de regard et d’inflexion dans les tarifs pratiqués par les réseaux, compte tenu notam- ment du rôle grandissant des smart grids, des BEPOS et des TEPOS ? B. L. : J’ai indiqué précédemment que les collectivités territoriales avaient un rôle dé- terminant à jouer dans la mise en œuvre de la politique climatique. Cela vient natu- rellement compléter leurs responsabilités dans bien d’autres domaines : l’urbanisme, les transports, le développement écono- mique, etc. Je ne suis donc pas du tout choqué qu’elles prennent des initiatives dans le domaine de la production locale d’éner- gie et dans celui de l’équilibre local entre production et consommation au travers des bâtiments ou des quartiers à éner- gie positive. Je suis tout à fait favorable au développement des quartiers à zéro-car- bone et un maire peut, par exemple, faire beaucoup dans le développement des pistes cyclables, des tramways, des flottes municipales. Bien évidemment, si l’auto- nomie a un sens, l’autarcie n’en a pas et il ne s’agit pas de pousser jusqu’à la cari- cature le recours aux ressources locales. S’appuyer sur le potentiel local néces- site évidemment un effort d’investisse- ment et il ne me choque pas qu’il en résulte, dans des limites raisonnables, une certaine modulation des tarifs qui sont aujourd’hui entièrement péréqués. Il faut évidemment que ceci soit écono- miquement justifié et il faut l’expliquer : les élus locaux ont une grande responsa- bilité en matière d’information et d’édu- cation de leurs administrés. Propos recueillis par Jean-Pierre Hauet EDF est un très bel outil : il faut le sauvegarder La réglementation doit être technologiquement neutre On peut admettre des modulations tarifaires pour encourager les initiatives locales Brice Lalonde a consacré sa vie à l’écologie. Après dix années de res- ponsabilité associative, il est ministre de l’environnement de 1988 à 1992. Maire de Saint-Briac-sur-Mer, il contribue, comme consultant, à des projets de développement en Afrique. En 2008, après une année à l’OCDE, il est nommé ambassadeur chargé des négociations sur le climat. Il est ensuite sous-secrétaire général de l’ONU, coordonnateur de la conférence Rio+20. En 2013 il est nommé conseiller auprès du Pacte mondial des Nations unies. Il préside aujourd’hui le Business and Climate Summit.

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
Comptes 2015 : le secteur électrique européen  est en danger

REE N°3/2016 109 LIBRES PROPOS Philippe Vesseron Ingénieur général des mines (er) L es comptes à fin 2015 et à fin mars 2016 des entreprises qui produisent de l’électricité en Europe sont maintenant disponibles : pour la vingtaine des plus importantes d’entre elles, les « dépréciations » dépassent souvent largement le mil- liard d’euros pour 2015. Déjà en 2014, le total des dépré- ciations avait atteint quelque 25 milliards d’euros. Des analyses très intéressantes1 ont été publiées sur ce sujet complexe (Périmètre examiné ? Toutes énergies ? Avec les nouveaux services ? Europe ou monde entier ?). Il faut souhaiter que les résultats de 2015 continuent à faire l’objet d’examens aussi précis, mais on doit sans attendre appeler l’attention sur des risques trop occultés en France par les chantiers engagés sur l’électronucléaire : les autres urgences des systèmes électriques français et européens sont sans doute largement aussi lourdes. Que les entreprises soient ou non cotées en bourse, les normes comptables imposent à présent des “impair- ment tests”2 : en fonction de l’évolution des marchés et du cadre réglementaire, l’enregistrement de dépré- ciations est maintenant classique dans les comptes annuels d’entités telles que RWE, ENEL, ENGIE, EDF… Mais depuis 15 ans, beaucoup d’éléments du référen- tiel ont profondément changé, sans toujours mobiliser as- sez l’attention, en particulier à cause d’un décalage de plu- sieurs années avec les évènements qui ont initié chaque évolution : il sera utile de mieux comprendre pourquoi les signaux précurseurs n’ont pas eu plus d’écho. Ces déca- lages affectent plusieurs dimensions et nous souhaitons appeler à reprendre la réflexion sur la coïncidence en 2016 de changements majeurs selon six axes principaux : 1 Voir notamment EY, Bloomberg, Oxford OEIS (David Robinson et Malcolm Keay) ou Deloitte. (Voir les liens en fin d'article). 2 Un test de validité ou “impairment test” permet de valider la cohérence entre la valeur nette comptable des actifs incorporels, notamment le goodwill, et leur valeur de récupération (soit valeur d’usage, soit valeur de marché). 1. L’accord de Paris obtenu au Bourget fin 2015 montre le chemin parcouru depuis les débats « ré- chauffistes versus climato-sceptiques » déclenchés en 1997 par le protocole de Kyoto. L’évolution n’a pas en fait connu de rupture depuis 20 ans, Copen- hague en 2009 apparaissant a posteriori comme un échec de négociation plus que comme une fracture de l’analyse3 . L’enjeu du climat et du niveau des mers sera donc un déterminant durable des énergies et le critère des « gaz à effet de serre » va prendre le pas sur beaucoup d’autres. Les prochaines élections aux Etats- Unis et en Europe vont bien sûr braquer les projecteurs sur des fragilités, en particulier dans les « mensonges par omission sur les gagnants et les perdants » ou l’estimation des coûts implicites du CO2 évité, mais les débats antérieurs donnent sans doute une vraie robus- tesse au « consensus réfléchi » actuel. En tout état de cause, il sera sage de veiller à produire et à diffuser les tableaux de bord nécessaires pour éviter le retour des polémiques : il faudra se forcer à parler « empreinte », « différenciation », « convergence », « CO2 per capita », « coût/efficacité », se méfier du “greenwashing”... l’es- sentiel étant que chacun ait durablement les moyens de former son propre jugement. 2. La crise mondiale de 2007-2008 a provoqué une rupture profonde dans l’évolution du secteur élec- trique européen, avec l’émergence assez générale de surcapacités : la récession se traduit dans beau- coup de pays par un ralentissement ou des diminu- tions de la consommation, en particulier industrielle, d’où une stabilité globale de la demande depuis 2008. En 2016, introduire une capacité de production élec- trique supplémentaire impose de réduire l’activité de centrales en service sauf si d’autres initiatives per- mettent de rentabiliser l’ensemble en remplaçant par 3 L’échec était pourtant prévisible : même sur le seul sujet du “bur- den sharing”, les mécanismes adoptés en 1997 pour Kyoto dans une Europe à 15 n’étaient raisonnablement pas envisageables au niveau mondial en 2009. Le débat pour l’application par l’UE de l’accord de Paris est devant nous sur ce point. Comptes 2015 : le secteur électrique européen est en danger 110 REE N°3/2016 LIBRES PROPOS l’électricité des énergies plus « carbonées », localement ou à distance. Cette surcapacité électrique appelle des réflexions urgentes, en particulier parce que beaucoup des modélisations dans plusieurs pays sont parties du postulat que « diversification » et « transition » seraient obtenues « gratuitement » grâce à la croissance de la demande ou à l’occasion du remplacement d’unités en service au moment de leur arrêt « naturel » par obsoles- cence technique ou économique. En France, la reprise de la croissance du PIB per capita4 tarde plus qu’ailleurs et le chômage monte en tête des inquiétudes dans presque tous les seg- ments de l’opinion. Cette situation renforce l’impéra- tif de présenter loyalement l’impact sur l’emploi, les prix et le coût en subventions publiques des options énergétiques envisagées, mais les explications sont d’autant moins audibles que nous n’avons pas assez réévalué nos « principes », même quand ils se contre- disent gravement : nous répétons tantôt que le faible coût de l’électricité est un atout pour les ménages et les entreprises, tantôt que la meilleure des énergies est celle qu’on ne consomme pas, tantôt que toute réduction de la consommation d’énergie serait forcé- ment créatrice d’emplois, tantôt qu’il ne coûtera rien aux ménages ni aux entreprises d’arrêter de gaspiller pour que leurs factures n’augmentent pas malgré la hausse du prix de l’électricité. 3. Les prix des hydrocarbures avaient été multipliés par 5 de 2000 à mi 2008, atteignant 140 USD par baril, avant un mouvement en sens inverse déclenché no- tamment par l’irruption aux Etats-Unis des gaz et pétrole de schiste puis un effondrement mondial des cours à partir de juillet 2014. En 2016, les experts semblent prédire que la restabilisation, qui ne sera d’ailleurs pas immédiate, restera loin des maxima antérieurs. Pourtant nous continuons à réagir en Europe comme si « les prix allaient être croissants, forcément croissants » – parce que l’épuisement progressif des ressources est physi- quement indiscutable – alors que l’actualité reste celle d’un prix bas pour le charbon américain comme, sur les marchés mondiaux, pour le pétrole et le gaz. Etant entendu aussi qu’il faudra ne jamais exploiter une part importante des réserves de charbon5 . 4 Mais la démographie française est aussi un atout ! 5 Du moins sauf mise en œuvre des technologies « Capture et stoc- kage du CO2 (CCS) » dont il est urgent de préciser la faisabilité technique et le coût. 4. En 1980, Margaret Thatcher se lance, par fermetures et privatisations, dans une remise en cause brutale des mines et autres industries nationalisées de Grande- Bretagne. A leur tour, la Commission et les Etats de l’Union européenne s’engagent en 1996, dans les sec- teurs du gaz et de l’électricité, dans une transformation profonde des règles du jeu, avec une stratégie de « li- béralisation des marchés » pour remplacer des mono- poles historiques nationaux ou régionaux, en général services publics très intégrés verticalement, de la pro- duction à la distribution, construits sur des arguments d’économie d’échelle, de péréquation et de sécurité de la fourniture. A l’inverse, le but affirmé du changement est alors un « marché intérieur » où la concurrence ferait baisser les factures des ménages et des entreprises : échec grave sur ce plan mais fort développement des principaux électriciens hors de leurs marchés histo- riques et apparition d’acteurs nouveaux et de nouveaux métiers. Quoi qu’il en soit, à peine en place, le nouveau modèle est fortement hybridé à cause de la préoccu- pation du climat : l’Europe adopte un paquet « énergie- climat », précisément en 2008 (fâcheuse coïncidence), et engage des budgets publics nationaux importants pour l’électricité produite à partir des énergies renou- velables (EnR), subventions dont on disait qu’elles se réduiraient au fur et à mesure de l’augmentation pré- vue du prix des hydrocarbures (!)... Même si l’explosion de ces budgets (en Espagne notamment) a obligé à des réductions politique- ment douloureuses, quoique facilitées par la baisse des coûts du photovoltaïque et des éoliennes, le résultat a été une augmentation forte de la capacité de production. Surcapacité d’un côté, faiblesse de la demande de l’autre entraînent à partir de 2014 des dysfonctionnements évidents du mar- ché européen de l’électricité : le débouché des moyens de production d’électricité autres que les EnR « régulées » se réduisant année après année, le « prix de marché » s’effondre à peu près dans tous les pays européens6 . Ce mouvement a conduit à arrêter temporairement ou définitivement plu- sieurs centrales au fuel, au gaz ou au charbon, au- delà de ce qui résultait de la fin d’exploitation des mines de charbon ou de lignite (beaucoup de ces mines ont fermé sauf en Allemagne et en Pologne). 6 Cf. par exemple le graphique sur les prix de gros en Allemagne diffusé par EnBW. (Voir le lien en fin d'article). REE N°3/2016 111 LIBRES PROPOS Cet « effondrement des prix de gros » de l’électricité engendre d’autant plus d’incompréhension que les prix payés par les ménages sont, eux, en croissance forte, compte tenu de deux mouvements qui font plus qu’annuler la baisse : d’une part, le coût du renforcement des réseaux, des développements numériques et de la séparation des rôles auparavant « intégrés » (production, transport, stockage, distri- bution), d’autre part et surtout, l’accroissement des taxes qui financent l’achat des EnR (EEG Umlage en Allemagne, CSPE en France...). 5. Quelques semaines après Fukushima, les autorités allemandes accélèrent une « sortie du nucléaire », initiative initialement bien acceptée par l’opinion mais pour laquelle les électriciens réclament des indemnisa- tions de plusieurs milliards d’euros devant les tribunaux (et dans le cas de Vattenfall devant la cour d’arbitrage du CIRDI, mécanisme accessible à cette entreprise puisqu’elle est en Allemagne « d’origine étrangère »). Ces procédures seront nécessairement longues, dès lors qu’il va falloir chiffrer la « valeur » à mi-parcours d’outils construits il y a 20 ou 30 ans, question qui change beaucoup selon qu’elle apparaît soit immé- diatement après Fukushima, comme l’a imposé le calendrier électoral allemand, soit après les longs débats internationaux, stress tests, échanges entre les autorités de sûreté nationales, le WANO, l’UE et l’AIEA, qui auront été nécessaires à chacun pour définir les renforcements de sûreté appropriés. La question de la « valeur » dans une situation de prix déprimés n’est pas spécifique à l’Allemagne : qu’il s’agisse d’un barrage hy- droélectrique en Scandinavie ou en Suisse, d’une cen- trale au lignite en Mazurie ou d’une centrale nucléaire au Royaume-Uni, quelle valeur prendre en compte s’il y a aujourd’hui une OPA ou une loi d’expropriation ? L’évaluation tiendra-t-elle compte de la dépression for- cément transitoire des prix de gros ? 6. Dernière dimension enfin : les échelles de temps dans l’énergie sont souvent de plusieurs dizaines d’années (75 ans pour les vieilles concessions hydroélectriques en France). Certes, dans chaque pays, les règles générales sur la nationalisation et les indemnisations sont relativement stabilisées mais on ne saurait en dire autant des mécanismes des codes fiscaux ou environnementaux. On comprend aujourd’hui que les règles d’amortissement, tout comme la fiscalité des « rentes hydrauliques » ou des « rentes nucléaires », ne seront dorénavant pas stables sur des durées aussi longues. De même, les mines, les barrages et les centrales thermiques ou nucléaires étant dans la plupart des pays européens des « équi- pements qui font débat », comment probabiliser la faisabilité ou le résultat d’une enquête publique qu’il sera dorénavant nécessaire d’organiser pour renouve- ler une licence dans 20 ans7 ? Comment par ailleurs apprécier aujourd’hui la pérennité de régulations qui reposent sur des fiscalisations/défiscalisations qui peuvent représenter la totalité des coûts pour 30 % de la production d’électricité d’un pays et des durées de 20 ou 30 ans ? Si une installation perd sa valeur du fait de la concurrence d’une autre technologie qui serait, elle, subventionnée à 100 %, quel mécanisme d’indemnisation sera mobilisé ? Faudra-t-il demander sa nationalisation ou son inclusion dans les « activités régulées » ? La création de filiales distinctes pour les activités régulées est peut-être une démarche prépa- rant une injonction aux pouvoirs publics de clarifier réellement leurs options et d’en expliquer eux-mêmes les conséquences aux ménages et aux entreprises. *** Les changements sur ces six référentiels n’ont pas eu lieu simultanément dans les 28 pays mais les comptes 2015 montrent que la situation actuelle provoquera des difficultés sérieuses dès 2016, les « prix de marché » de 25 /MWh ne couvrant pas les simples dépenses directes de fonctionnement des centrales au fuel, au gaz ou au charbon ni des centrales nucléaires existantes voire de barrages hydroélectriques de taille modeste : un déficit d’exploitation qui dure plusieurs trimestres impose l’arrêt ou la mise sous cocon. Et bien entendu de tels niveaux ne représentent que des fractions comprises entre 20 % et 50 % des coûts complets des différents moyens de pro- duction nouveaux proposés, éoliennes, photovoltaïque, hy- draulique ou électronucléaire de 3e génération : les débats sur la compétitivité respective des technologies portent souvent sur les questions complexes d’intermittence, de réseau, stockage, capacité de piloter en temps réel la pro- duction et la consommation... mais négligent l’évidence actuelle la plus brutale: le prix de gros de 25 /MWh va dissuader économiquement tout nouvel investissement. Bref, la remise à plat est urgente mais va être difficile. 7 Une issue redoutable étant l’impossibilité de toute décision. 112 REE N°3/2016 LIBRES PROPOS Que faire à court terme ? a) une première urgence devrait être une communi- cation forte de l’UE pour éviter la mise en accu- sation des politiques climatiques et énergétiques, les citoyens n’étant pas préparés à l’idée que le déve- loppement des EnR puisse entraîner une hausse des coûts ou la délocalisation de certaines activités ; b) personne ne croit plus à la convergence spontanée « réduction des gaz à effet de serre/efficacité énergé- tique/développement des énergies renouvelables » : pour réaffirmer que l’objectif premier est la réduction des émissions, il faudrait prendre pour règle de chiffrer systématiquement en CO2 d’une part et en euros d’autre part les implications de chaque initiative énergétique et/ou climatique, en veillant à préser- ver l’expression ouverte et contradictoire des groupes d’intérêts. Il est urgent d’arrêter la critique globale ren- dant la législation européenne responsable à la fois de la hausse des factures et de l’augmentation des rejets de CO2 tout en mettant en accusation des décisions nationales, taxations rétroactives, annulation de tarifs garantis, réduction de rentes, de bulles et de niches... c) redonner la priorité à la réduction du risque clima- tique devrait se traduire par l’établissement d’un prix plancher du CO2 comme en Grande-Bretagne, en France tout d’abord mais aussi au niveau européen dès que ce sera politiquement possible. Une telle décision devrait s’accompagner de l’arrêt des diverses incitations aux énergies fossiles qui constituent autant de prix du CO2 négatifs ; d) la commercialisation de l’électricité produite avec des énergies renouvelables bénéficiant actuellement d’une obligation d’achat devrait être replacée dans un contexte concurrentiel, avec un premium approprié déterminé en mettant à profit l’expérience britannique ; e) les surcapacités en Europe imposent que chacun des pays examine toutes les valorisations pos- sibles de l’électricité, qu’il s’agisse de l’industrie, des logements neufs ou existants (par promotion des pompes à chaleur notamment), du numérique ou des nouvelles formes de mobilité individuelle ou collective. Il sera bien sûr indispensable de s’assurer dans chaque cas de l’intérêt du remplacement des autres énergies par l’électricité en termes de CO2 et en termes économiques, en prenant garde notam- ment aux dépenses qui n’auraient de temps de retour acceptable que si les prix de l’énergie croissaient for- tement, hypothèse qui n’est plus celle des prochaines années ; f) le décalage entre consommation nationale et capacité de production disponible en 2016 conduit en France à des prix de marché de gros de l’électricité sensiblement inférieurs à ceux de l’Espagne, de la Grande-Bretagne ou de l’Italie, trois pays où le secteur électrique est d’ail- leurs plus émetteur de carbone. Il serait raisonnable d’engager les interconnexions réalisables en deux ans qui permettraient d’accroître les exportations fran- çaises (y compris par câbles sous-marins) ; g) il est difficile de prévoir où se situeront les défail- lances dans les mois qui viennent si le prix de marché reste au niveau actuel mais il serait sage de redonner rapidement aux différents fournisseurs d’électrici- té en Europe davantage de capacités d’autofinan- cement. En France, la CSPE alourdit la seule facture d’électricité et obère substantiellement les possibili- tés d’évolution des prix rendus chez le consomma- teur. Les changements approuvés récemment par le Parlement devraient améliorer les procédures de décision et rendre plus transparent le pilotage poli- tique et technique d’une dépense publique qui pour- rait atteindre huit milliards par an en 2025, même s’il n’y a pas de nouveaux engagements ; h) en termes de méthode enfin, on devrait reprendre un débat collectif sur « l’actualisation » pour refonder des conventions, aussi rationnelles que possible, y compris dans une période de taux d’intérêt négatifs. Au-delà des décisions de court terme, telle une mise sous cocon pour trois ans, on a besoin d’un cadre pour comparer des dépenses, des recettes et des ga- ranties qui peuvent s’échelonner sur 50 ou 80 ans : quelle est la valeur d’un stockage d’uranium appau- vri ou la valeur du « gaz coussin » d’un stockage de méthane en aquifère ? Combien gagne-t-on ou perd- on à reculer de 30 ans le démantèlement d’un PWR ? L’un des points clés sera le mode de prise en compte sur une longue période des émissions de CO2 pour internaliser le coût de leurs impacts : choisira-t-on de les cumuler arithmétiquement sur 50 ou 100 ans afin de refléter l’incidence climatique ? Une telle conven- tion est cruciale pour refonder par exemple les choix d’investissement sur la thermique des logements. *** REE N°3/2016 113 LIBRES PROPOS L’urgence ne doit pas faire sous-estimer les obstacles mais sans doute n’est-il pas trop tard pour affirmer la prééminence de l’objectif de réduction des émissions. On devrait au plus vite généraliser la présentation en « empreinte carbone »8 , qui intègre à la fois les émissions nationales et le contenu carbone des exportations et des importations, y compris celles qui correspondent à des délocalisations ou à des relocalisations. Etablir vite un langage robuste et fiable permettra de surmonter ces dialogues de sourds où nous exprimons souvent des préoc- 8 Cf. par exemple Cour des Comptes ou WWF. (Voir les liens en fin d'article). cupations, des intérêts ou des ambitions de nature très différente dans les champs du nucléaire, de l’éolien ou du gaz aussi bien que sur les questions de compétiti- vité, de croissance ou de décroissance de l’économie et de la démographie. Les référentiels ont radicalement changé depuis deux ans et il y aurait beaucoup de risques à une situation d’incompréhension où le citoyen européen de bonne foi viendrait reprocher aux institutions et aux entreprises d’avoir tout décidé à sa place, sans mettre vraiment les cartes sur la table ni accepter de reconnaître et rectifier les erreurs de prévision an- térieures. Philippe Vesseron est ingénieur général des Mines (er). Il a été délégué aux risques majeurs et a dirigé l’Institut de protection et de sûreté nucléaire ainsi que le BRGM (Bureau de recherches géologiques et minières) Liens référencés dans l'article : Renvoi 1 : http://www.ey.com/Publication/vwLUAssets/EY-benchmarking-european-power-and-utility-asset-impairments-2015/$FILE/EY- benchmarking-european-power-and-utility-asset-impairments-2015.pdf http://www.bloomberg.com/professional/blog/european-utilities-2016-outlook/ https://www.oxfordenergy.org/wpcms/wp-content/uploads/2016/02/Electricity-markets-are-broken-can-they-be-fixed-EL-17.pdf http://www2.deloitte.com/content/dam/Deloitte/es/Documents/energia/Deloitte_ES_Energia_newsletter-power-utilities-Q1-2016.pdf Renvoi 6 : https://www.enbw.com/media/presse/images/pressemitteilungen/2016/20160202_enbw_strompreisentwicklung_ sw_1_1454411400990.jpg Renvoi 8 : http://www.ccomptes.fr/fr/Publications/Publications/La-mise-en-aeuvre-par-la-France-du-Paquet-energie-climat http://wwf.panda.org/fr/wwf_action_themes/modes_de_vie_durable/empreinte_ecologique/

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
Le stockage des déchets nucléaires

42 REE N°3/2016 Nous produisons indirectement des déchets radioactifs en bénéfi- ciant des activités qui utilisent la radioactivité pour leur fonctionne- ment : installations nucléaires de production d’électricité en premier lieu, mais aussi recherche, défense et encore médecine. Le dernier Inventaire national des matières et déchets radioactifs réalisé par l’Andra, l’Agence pour la gestion des déchets radioactifs, recensait au 31 décembre 2013 environ 1 460 000 m3 de déchets radioactifs produits sur le sol français. Ces déchets sont de natures très différentes, avec des niveaux de radioactivité plus ou moins élevés, pendant plus ou moins longtemps. Ils sont classés en différentes catégories, éla- borées selon leur niveau et durée d’activité radiologique : très faible activité (TFA), faible et moyenne activité à vie courte (FMA-VC), faible et moyenne activité à vie longue (FA-VL et MA-VL) et haute activité (HA). Dans tous les cas, ils ne peuvent pas être pris en charge par les filières conventionnelles des déchets et doivent faire l’objet de solutions adaptées à leur dangerosité. La mission de l’Andra est de concevoir, mettre en œuvre et exploiter des solutions de gestion afin de protéger l’homme et l’environnement de l’impact des déchets radioactifs sur le long terme. 90 % de ces déchets disposent aujourd’hui d’une solution de gestion définitive ; c’est leur stockage sur les centres de l’Andra dans l’Aube et la Manche. Les 10 % restants, ceux qui ont la durée de vie la plus longue, sont entreposés sur leurs lieux de production, en attendant la mise en œuvre de solutions de stockage actuellement étudiées par l’Andra (projets Cigéo et FA-VL). Le plus ancien centre de stockage dit « de surface » de l’Andra est situé dans la Manche, près de La Hague. Créé en 1969 par le CEA, exploité par l’Andra depuis 1991, il a accueilli jusqu’en 1994 un volume total de 527 225 m3 de dé- chets de faible et moyenne activité (FMA). Ce centre a reçu son dernier colis en 1994 et est officiellement passé en phase de surveillance de- puis 2003. La relève est assurée depuis 1992 par le centre de stockage de l’Aube (CSA), qui a été conçu pour accueillir environ 1 million de mètres cube de déchets FMA-VC, principalement produits par la filière électronucléaire. A proximité de ce centre a été implanté en 2003 un autre centre de stockage de surface, conçu pour accueillir les déchets de très faible activité (TFA), issus principalement du démantèlement des installations nucléaires ainsi que les déchets radioactifs qu’on appelle non-électronucléaires, issus de presque mille producteurs (hôpitaux, universités, centres de recherche…). L’Andra travaille sur deux projets pour le stoc- kage des déchets radioactifs qui ne disposent pas aujourd’hui de solutions définitives : - lation de stockage réversible en couche géo- logique profonde (à -500 m) pour les déchets radioactifs de haute activité et moyenne acti- vité à vie longue. Ces déchets sont issus du retraitement des combustibles utilisés dans les réacteurs nucléaires. Ils représentent un peu plus de 3 % du volume total des déchets radioactifs produits mais concentrent plus de 99 % de la radioactivité totale. solution spécifique pour des déchets issus notamment de l’exploitation et du démantè- lement de la première génération de centrales nucléaires françaises, dite UNGG (Uranium Naturel Graphite Gaz) ou de l’assainissement de certains sites historiquement pollués au radium ou au thorium. S’ils ne concentrent LE GRAND DOSSIER Introduction Le stockage des déchets nucléaires Pierre-Marie Abadie Directeur général de l’Andra REE N°3/2016 43 Introduction LE GRAND DOSSIER que 0,01 % de la radioactivité totale, leur longue durée de vie ne permet pas de les stocker dans les centres de surface, mais leur niveau de dangerosité ne justifie pas un stoc- kage en grande profondeur. L’Etat a également confié à l’Andra une mis- sion d’intérêt général pour : particuliers, produits le plus souvent lors des années phares de l’industrie du radium dans les années 1920-1940 (montres, réveils, miné- raux ou objets au radium à usage médical) ; la radioactivité lorsque leur propriétaire est défaillant. Ces sites sont pour la plupart d’an- ciennes usines d’extraction du radium ou de fabrication d’objets contenant du radium ; Inventaire national des matières et déchets radioac- tifs. Outil de référence, il permet de disposer d’une vision aussi complète et exhaustive que possible sur la nature des matières et dé- chets, leurs quantités et leur localisation sur le territoire. Il présente également une vision prospective des déchets qui seront produits à l’avenir par les installations nucléaires exis- tantes, y compris leur démantèlement. La dernière édition de l’Inventaire national est parue en juillet 2015 et pré- sente les stocks de matières et déchets radioactifs pré- sents sur le territoire fran- çais à fin 2013. Les centres de stockage sont des ressources rares qu’il faut préserver, ne se- rait-ce que par respect vis- à-vis des territoires qui les accueillent. C’est pourquoi l’enjeu pour l’Andra est de chercher constamment à diminuer les volumes et la dangerosité des déchets qui y sont destinés, et à en optimi- ser les capacités de stockage. Pour cela, elle dispose d’une R&D performante et travaille en étroite collaboration avec EDF, Areva, et le CEA, les principaux producteurs de déchets, pour les accompagner à en réduire le volume à la source et leur apporter des solutions tech- niques concrètes de prise en charge, en toute sûreté et au meilleur coût. Cette collabora- tion va devenir de plus en plus cruciale dans les années à venir, notamment au regard des volumes de déchets radioactifs générés par les futurs démantèlements de centrales nucléaires. Pour aller plus loin dans cette recherche d’innovation constante, l’Andra va également chercher les meilleures compétences auprès de la communauté scientifique et du tissu des PME françaises. C’est dans cette perspec- tive qu’elle a lancé en 2014, puis en 2015, en coordination avec l’Agence nationale pour la recherche (ANR) et le soutien du programme Investissements d'avenir, un appel à projets visant à transposer à la gestion des déchets ra- dioactifs certaines technologies ou savoir-faire existants ou en développement. La gestion des déchets radioactifs nécessite des solutions robustes et sûres. Nous le de- vons aux riverains des centres de stockage de l’Andra, mais aussi aux générations futures à qui nous les léguerons en héritage. Nous leur devons également une com- plète transparence sur nos ac- tivités et leur impact, et donc les moyens de s’informer et de s’impliquer dans les déci- sions qui sont prises. La ges- tion des déchets radioactifs n’est pas seulement un sujet scientifique et technique, c’est aussi un enjeu sociétal et éthique qui nécessite un dialogue constant et ouvert entre l’Andra et les citoyens. Le dossier qui vous est pro- posé a pour objectif de vous présenter un panorama de la gestion des déchets radioac- tifs en France aujourd’hui. Il est composé d’articles vous permettant de vous familiari- Pierre-Marie Abadie est ingé- nieur général des mines, ancien élève de l’école Polytechnique. Il est directeur général de l’Andra depuis octobre 2014. Il était pré- cédemment directeur de l’énergie à la direction générale Énergie et climat du ministère de l’écologie, du développement durable et de l’éner- gie depuis 2008. Il était à ce titre commissaire du gouvernement au sein du Conseil d’administration de l’Andra et de celui d’EDF et vice-pré- sident du conseil des gouverneurs de l’Agence internationale de l’énergie. Il est chevalier de l’ordre national du mérite et chevalier de la Légion d’honneur. 44 REE N°3/2016 ser avec les différents types de déchets et les pro- blématiques particulières liées à leur gestion. Ce panorama commence par une présen- tation de la problématique générale de la gestion des déchets radioactifs, par Michèle Tallec, chargée de mission PNGMDR et stra- tégie filières à l’Andra. Frédéric Légée, adjoint au directeur industriel de l’Andra, propose en- suite une description détaillée des stockages en cours d’exploitation dans l’Aube. L’article de Jean-Marie Krieguer, adjoint au directeur du projet Cigéo, établit un point d’étape complet sur le projet Cigéo, sur lequel l’Andra travaille en Meuse/Haute-Marne et qui pourrait devenir dans les prochaines années l’un des chantiers technologiques les plus importants de France. Enfin Frédéric Plas, directeur de la recherche et développement, dresse un bilan de l’effort d’innovation mené par l’Andra dans un large spectre de disciplines scientifiques et techno- logiques. Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs Par Michèle Tallec ........................................................................................................................................................ p. 45 Les centres de stockage de l'Andra en exploitation en France Le centre de stockage de l’Aube (CSA) et le centre industriel de regroupement, entreposage et de stockage (Cires) Par Frédéric Legée .......................................................................................................................................................... p. 53 Le projet Cigéo Centre industriel de stockage de déchets radioactifs en formation géologique profonde Par Jean-Marie Krieguer ............................................................................................................................................. p. 62 De la R&D à l’innovation à l’Andra Par Frédéric Plas ........................................................................................................................................................... p. 72 LES ARTICLES LE GRAND DOSSIER Introduction

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
contenu protégé  Document accessible sous conditions - vous devez vous connecter ou vous enregistrer pour accéder à ou acquérir ce document.
Prix : 15,00 € TVA 20,0% comprise (12,50 € hors TVA) - Accès libre pour les ayants-droit

se connecter ou s'enregistrer pour commander.
Le stockage des déchets nucléaires

42 REE N°3/2016 Nous produisons indirectement des déchets radioactifs en bénéfi- ciant des activités qui utilisent la radioactivité pour leur fonctionne- ment : installations nucléaires de production d’électricité en premier lieu, mais aussi recherche, défense et encore médecine. Le dernier Inventaire national des matières et déchets radioactifs réalisé par l’Andra, l’Agence pour la gestion des déchets radioactifs, recensait au 31 décembre 2013 environ 1 460 000 m3 de déchets radioactifs produits sur le sol français. Ces déchets sont de natures très différentes, avec des niveaux de radioactivité plus ou moins élevés, pendant plus ou moins longtemps. Ils sont classés en différentes catégories, éla- borées selon leur niveau et durée d’activité radiologique : très faible activité (TFA), faible et moyenne activité à vie courte (FMA-VC), faible et moyenne activité à vie longue (FA-VL et MA-VL) et haute activité (HA). Dans tous les cas, ils ne peuvent pas être pris en charge par les filières conventionnelles des déchets et doivent faire l’objet de solutions adaptées à leur dangerosité. La mission de l’Andra est de concevoir, mettre en œuvre et exploiter des solutions de gestion afin de protéger l’homme et l’environnement de l’impact des déchets radioactifs sur le long terme. 90 % de ces déchets disposent aujourd’hui d’une solution de gestion définitive ; c’est leur stockage sur les centres de l’Andra dans l’Aube et la Manche. Les 10 % restants, ceux qui ont la durée de vie la plus longue, sont entreposés sur leurs lieux de production, en attendant la mise en œuvre de solutions de stockage actuellement étudiées par l’Andra (projets Cigéo et FA-VL). Le plus ancien centre de stockage dit « de surface » de l’Andra est situé dans la Manche, près de La Hague. Créé en 1969 par le CEA, exploité par l’Andra depuis 1991, il a accueilli jusqu’en 1994 un volume total de 527 225 m3 de dé- chets de faible et moyenne activité (FMA). Ce centre a reçu son dernier colis en 1994 et est officiellement passé en phase de surveillance de- puis 2003. La relève est assurée depuis 1992 par le centre de stockage de l’Aube (CSA), qui a été conçu pour accueillir environ 1 million de mètres cube de déchets FMA-VC, principalement produits par la filière électronucléaire. A proximité de ce centre a été implanté en 2003 un autre centre de stockage de surface, conçu pour accueillir les déchets de très faible activité (TFA), issus principalement du démantèlement des installations nucléaires ainsi que les déchets radioactifs qu’on appelle non-électronucléaires, issus de presque mille producteurs (hôpitaux, universités, centres de recherche…). L’Andra travaille sur deux projets pour le stoc- kage des déchets radioactifs qui ne disposent pas aujourd’hui de solutions définitives : - lation de stockage réversible en couche géo- logique profonde (à -500 m) pour les déchets radioactifs de haute activité et moyenne acti- vité à vie longue. Ces déchets sont issus du retraitement des combustibles utilisés dans les réacteurs nucléaires. Ils représentent un peu plus de 3 % du volume total des déchets radioactifs produits mais concentrent plus de 99 % de la radioactivité totale. solution spécifique pour des déchets issus notamment de l’exploitation et du démantè- lement de la première génération de centrales nucléaires françaises, dite UNGG (Uranium Naturel Graphite Gaz) ou de l’assainissement de certains sites historiquement pollués au radium ou au thorium. S’ils ne concentrent LE GRAND DOSSIER Introduction Le stockage des déchets nucléaires Pierre-Marie Abadie Directeur général de l’Andra REE N°3/2016 43 Introduction LE GRAND DOSSIER que 0,01 % de la radioactivité totale, leur longue durée de vie ne permet pas de les stocker dans les centres de surface, mais leur niveau de dangerosité ne justifie pas un stoc- kage en grande profondeur. L’Etat a également confié à l’Andra une mis- sion d’intérêt général pour : particuliers, produits le plus souvent lors des années phares de l’industrie du radium dans les années 1920-1940 (montres, réveils, miné- raux ou objets au radium à usage médical) ; la radioactivité lorsque leur propriétaire est défaillant. Ces sites sont pour la plupart d’an- ciennes usines d’extraction du radium ou de fabrication d’objets contenant du radium ; Inventaire national des matières et déchets radioac- tifs. Outil de référence, il permet de disposer d’une vision aussi complète et exhaustive que possible sur la nature des matières et dé- chets, leurs quantités et leur localisation sur le territoire. Il présente également une vision prospective des déchets qui seront produits à l’avenir par les installations nucléaires exis- tantes, y compris leur démantèlement. La dernière édition de l’Inventaire national est parue en juillet 2015 et pré- sente les stocks de matières et déchets radioactifs pré- sents sur le territoire fran- çais à fin 2013. Les centres de stockage sont des ressources rares qu’il faut préserver, ne se- rait-ce que par respect vis- à-vis des territoires qui les accueillent. C’est pourquoi l’enjeu pour l’Andra est de chercher constamment à diminuer les volumes et la dangerosité des déchets qui y sont destinés, et à en optimi- ser les capacités de stockage. Pour cela, elle dispose d’une R&D performante et travaille en étroite collaboration avec EDF, Areva, et le CEA, les principaux producteurs de déchets, pour les accompagner à en réduire le volume à la source et leur apporter des solutions tech- niques concrètes de prise en charge, en toute sûreté et au meilleur coût. Cette collabora- tion va devenir de plus en plus cruciale dans les années à venir, notamment au regard des volumes de déchets radioactifs générés par les futurs démantèlements de centrales nucléaires. Pour aller plus loin dans cette recherche d’innovation constante, l’Andra va également chercher les meilleures compétences auprès de la communauté scientifique et du tissu des PME françaises. C’est dans cette perspec- tive qu’elle a lancé en 2014, puis en 2015, en coordination avec l’Agence nationale pour la recherche (ANR) et le soutien du programme Investissements d'avenir, un appel à projets visant à transposer à la gestion des déchets ra- dioactifs certaines technologies ou savoir-faire existants ou en développement. La gestion des déchets radioactifs nécessite des solutions robustes et sûres. Nous le de- vons aux riverains des centres de stockage de l’Andra, mais aussi aux générations futures à qui nous les léguerons en héritage. Nous leur devons également une com- plète transparence sur nos ac- tivités et leur impact, et donc les moyens de s’informer et de s’impliquer dans les déci- sions qui sont prises. La ges- tion des déchets radioactifs n’est pas seulement un sujet scientifique et technique, c’est aussi un enjeu sociétal et éthique qui nécessite un dialogue constant et ouvert entre l’Andra et les citoyens. Le dossier qui vous est pro- posé a pour objectif de vous présenter un panorama de la gestion des déchets radioac- tifs en France aujourd’hui. Il est composé d’articles vous permettant de vous familiari- Pierre-Marie Abadie est ingé- nieur général des mines, ancien élève de l’école Polytechnique. Il est directeur général de l’Andra depuis octobre 2014. Il était pré- cédemment directeur de l’énergie à la direction générale Énergie et climat du ministère de l’écologie, du développement durable et de l’éner- gie depuis 2008. Il était à ce titre commissaire du gouvernement au sein du Conseil d’administration de l’Andra et de celui d’EDF et vice-pré- sident du conseil des gouverneurs de l’Agence internationale de l’énergie. Il est chevalier de l’ordre national du mérite et chevalier de la Légion d’honneur. 44 REE N°3/2016 ser avec les différents types de déchets et les pro- blématiques particulières liées à leur gestion. Ce panorama commence par une présen- tation de la problématique générale de la gestion des déchets radioactifs, par Michèle Tallec, chargée de mission PNGMDR et stra- tégie filières à l’Andra. Frédéric Légée, adjoint au directeur industriel de l’Andra, propose en- suite une description détaillée des stockages en cours d’exploitation dans l’Aube. L’article de Jean-Marie Krieguer, adjoint au directeur du projet Cigéo, établit un point d’étape complet sur le projet Cigéo, sur lequel l’Andra travaille en Meuse/Haute-Marne et qui pourrait devenir dans les prochaines années l’un des chantiers technologiques les plus importants de France. Enfin Frédéric Plas, directeur de la recherche et développement, dresse un bilan de l’effort d’innovation mené par l’Andra dans un large spectre de disciplines scientifiques et techno- logiques. Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs Par Michèle Tallec ........................................................................................................................................................ p. 45 Les centres de stockage de l'Andra en exploitation en France Le centre de stockage de l’Aube (CSA) et le centre industriel de regroupement, entreposage et de stockage (Cires) Par Frédéric Legée .......................................................................................................................................................... p. 53 Le projet Cigéo Centre industriel de stockage de déchets radioactifs en formation géologique profonde Par Jean-Marie Krieguer ............................................................................................................................................. p. 62 De la R&D à l’innovation à l’Andra Par Frédéric Plas ........................................................................................................................................................... p. 72 LES ARTICLES LE GRAND DOSSIER Introduction REE N°3/2016 45 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFS DOSSIER Introduction Toute activité humaine produit des déchets : celles mettant en œuvre des substances radioactives ne font pas ex- ception à cette règle et génèrent donc des déchets dont certains sont radioactifs. La grande majorité d’entre eux res- semble à des déchets classiques : outils, vêtements, plastiques, ferrailles, gravats… Cependant, leur radioacti- vité présente un risque pour la santé et l’environnement. Ils doivent donc faire l’objet d’une prise en charge spécifique et renforcée, même lorsque ce niveau de radioactivité est très faible. Les déchets radioactifs contiennent en général un mélange de radionucléides : uranium, césium, iode, cobalt, radium, tritium… et sont très variés : les natures phy- sique et chimique, le niveau et le type de radioactivité, sont autant de carac- téristiques qui diffèrent d’un déchet à un autre. Les modalités de gestion des déchets sont adaptées à leurs caracté- ristiques, notamment radiologiques. Par ailleurs, comme pour tous les déchets, la réduction de la quantité et de la nocivité des déchets radioactifs est recherchée au travers de différents traitements. Lorsqu’un déchet radioactif ne peut plus être traité dans les conditions tech- niques et économiques du moment, il est qualifié de déchet radioactif ultime : il doit alors être stocké dans un centre dédié et adapté à ses caractéristiques. Afin de clarifier et optimiser la gestion de ces déchets radioactifs très divers, le code de l’environnement prévoit qu’un plan national de gestion des matières et des déchets radioactifs (PNGMDR1 ) soit établi tous les trois ans par le Gouvernement : ce plan triennal dresse un bilan de la politique de gestion, re- cense les besoins et détermine les ob- jectifs à atteindre à l’avenir. Ce plan est transmis au Parlement pour évaluation par l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technolo- giques (OPECST) et rendu accessible au public afin que celui-ci puisse disposer d’une vision globale et exhaustive de la gestion des déchets radioactifs. 1 Le PNGMDR est accessible sur le site du minis- tère de l’environnement, de l’énergie et de la mer http://www.developpement-durable. gouv.fr/Plan-de-gestion-pour-la-periode.html et sur le site de l’Autorité de sûreté nucléaire http://professionnels.asn.fr/Installations- nucleaires/Dechets-radioactifs-et-demantelement/ Plan-national-de-gestion-des-matieres-et- dechets-radioactifs L’origine des déchets radioactifs Depuis le début du XXe siècle, les activités humaines manipulant des substances radioactives ont produit des déchets radioactifs qui proviennent de cinq principaux secteurs économiques : radioactifs produits par ce secteur proviennent d’une part du fonction- nement et du démantèlement des installations réalisant les opérations visant à fabriquer, utiliser (centrales nucléaires de production d’électricité) puis recycler ou entreposer le com- bustible nucléaire et d’autre part du retraitement des combustibles usés qui sépare les matières valorisables contenues dans ces combustibles des déchets ultimes (figure 1) ; - prend la recherche dans le domaine du nucléaire civil (notamment les acti- vités de recherche du CEA), les labo- ratoires de recherche médicale, de physique des particules, d’agronomie, de chimie, etc ; principalement des activités liées à la force de dissuasion, dont la propul- Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs Par Michèle Tallec Andra The use of the properties of radioactivity in many sectors leads to the production of radioactive waste which, for technical or economic reasons, cannot be reused or reprocessed. Andra’s disposal facilities already provide a surface disposal solution for 90 % of the radioactive waste produced each year. These are very low-level waste (VLLW) and low- and intermediate-level, short-lived waste products (LILW-SL). New disposal needs will emerge, in the medium to long term, for both of these categories of waste, in particular with the dis- mantling of nuclear facilities. Andra and the waste generators are currently working on programs for reducing the volume of waste at source and even before they are produced through, for example, waste characterization and sorting, the optimization of dismantling scenarios and the improvement of packaging. A solution is currently being studied for the disposal of low-level, long-lived waste (LLW-LL). Finally, high-level waste (HLW) and intermediate-level, long lived waste (ILW-LL), which represent a tiny fraction of the total volume of radioactive waste (~1 %), but which concentrate the bulk of the radioactivity (~99 %), will be disposed of in Cigeo, the reversible deep geological repository project designed by Andra. ABSTRACT 46 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER sion nucléaire de certains navires ou sous-marins, ainsi que des activités de recherche associées ; - nucléaire qui comprend notamment l’extraction de terres rares, la fabrica- tion de sources scellées mais aussi di- verses applications comme le contrôle de soudure, la stérilisation de matériel médical, la stérilisation et la conserva- tion de produits alimentaires… ; activités thérapeutiques, de diagnostic et de recherche. Les secteurs ayant historiquement le plus contribué à la production de dé- chets radioactifs en France sont les sec- teurs électronucléaire, de la recherche et de la Défense. La classification des déchets radioactifs La classification des déchets radioac- tifs diffère d’un pays à l’autre. Si certains pays ont opté pour une classification par filière de production, d’autres privi- légient un classement des déchets en fonction de leur caractère exothermique (c’est-à-dire en fonction du dégagement de chaleur créé). En France, depuis le début des an- nées 2000, la classification des déchets radioactifs repose principalement sur deux paramètres importants pour défi- nir le mode de gestion approprié : en becquerel (Bq) par gramme ; éga- lement appelé activité. Le niveau de radioactivité des déchets peut être très faible, faible, moyen ou haut ; période radioactive propre à chaque Figure 1 : Les déchets produits aux différentes étapes du secteur électronucléaire. REE N°3/2016 47 Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs radionucléide qu’ils contiennent ; par simplification, on appelle déchets à vie courte, les déchets dont la radioacti- vité provient principalement de radio- nucléides à vie courte (période 31 ans), et déchets à vie longue, ceux qui contiennent une quantité impor- tante de radionucléides à vie longue (au-delà de 31 ans et sur des périodes pouvant atteindre des centaines de milliers d’années). Cette classification comprend les prin- cipales catégories suivantes : principalement constitués des colis de déchets vitrifiés issus des combustibles usés après retraitement. Le niveau d’ac- tivité de ces déchets est de l’ordre de plusieurs milliards de Bq par gramme ; longue (MA-VL), également principa- lement issus des combustibles usés après retraitement et des activités d’exploitation et de maintenance des usines de retraitement du combustible. L’activité de ces déchets est de l’ordre d’un million à un milliard de Bq par gramme ; longue (FA-VL), essentiellement des déchets de graphite et des déchets radifères. Les déchets de graphite pro- viennent principalement du déman- tèlement des réacteurs de la filière uranium naturel graphite gaz (UNGG). Leur niveau de radioactivité est de l’ordre de plusieurs centaines de mil- liers de Bq par gramme. Les déchets radifères, en majorité issus d’activi- tés industrielles non-électronucléaires (comme le traitement de minéraux contenant des terres rares), possèdent une activité comprise entre quelques dizaines et quelques milliers de Bq par gramme ; activité à vie courte (FMA-VC), essen- tiellement issus du fonctionnement, de la maintenance et du démantèlement des centrales nucléaires, des instal- lations du cycle du combustible, des centres de recherche et, pour une faible part, des activités de recherche médi- cale. L’activité de ces déchets se situe entre quelques centaines et un million de Bq par gramme ; majoritairement issus du fonctionne- ment, de la maintenance et du déman- tèlement des centrales nucléaires, des installations du cycle du combustible et des centres de recherche. L’activité de ces déchets est en général inférieur à 100 Bq par gramme ; principalement du secteur médical ou de la recherche. Ils sont entreposés sur leur site d’utilisation le temps de leur décroissance radioactive, avant élimi- nation dans une filière conventionnelle correspondant à leurs caractéristiques physiques, chimiques et biologiques. Cette classification permet schémati- quement d’associer à chaque catégorie de déchets une ou plusieurs filières de gestion. Le tableau 1 les présente de manière synthétique. Il convient de souligner deux aspects importants concernant la classification des déchets radioactifs : unique permettant de déterminer la catégorie d’un déchet. Il est en effet nécessaire d’étudier la radioactivité des différents radionucléides présents dans le déchet pour le positionner dans la classification ; définie mais ne pas être accepté dans la filière de gestion correspondante du fait d’autres caractéristiques (sa compo- sition chimique ou ses propriétés phy- siques par exemple). Tableau 1 : Catégories de déchets et filières de gestion. 48 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER L’inventaire des déchets radioactifs Conformément au code de l’envi- ronnement, l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra) élabore et met à jour un Inventaire natio- nal des matières et déchets radioactifs2 sur la base des déclarations de stocks de déchets existants réalisées par les producteurs de déchets radioactifs tous les ans. Cet Inventaire est complété tous les trois ans par des prévisions de pro- duction de déchets radioactifs, établies elles-aussi sur la base de déclarations des producteurs de déchets. Le tableau 2 récapitule les quanti- tés de déchets radioactifs pour chaque catégorie de déchets à fin 2014 et les prévisions à fin 2020, fin 2030 et à terminaison des installations. Les prévi- sions prises en compte pour ces bilans reposent sur l’estimation des déchets produits aux dates considérées par les installations en fonctionnement ou dont la création a été autorisée au 31 décembre 2013, en supposant que leur durée de fonctionnement sera de 50 ans en moyenne, et destinés à être pris en charge dans les centres de stoc- kage de l’Andra. Ces prévisions tiennent compte à la fois des déchets produits par le fonctionnement des installations mais aussi de ceux qui résulteront du démantèlement de ces installations. Ces quantités de déchets ne com- prennent pas les déchets de l’instal- lation de conversion de l’uranium de Malvési, pour lesquels la solution de gestion est en cours de définition, ni les déchets qui ont fait l’objet de modes de gestion « historiques » tels que : - tement de minerais d’uranium résultant de l’exploitation minière de l’uranium en France entre 1948 et 2001. Ces rési- dus, estimés à 50 millions de tonnes, 2 L’Inventaire national des matières et déchets radioactifs est disponible sur le site de l’Andra http://www.inventaire.andra.fr/ constituent des déchets radioactifs à vie longue d’un niveau de radioactivité comparable à celui des déchets TFA. À la fin de l’exploitation minière de l’uranium en France, ces résidus ont été stockés au sein de vingt anciens sites miniers dont la surveillance est assurée par AREVA, sous contrôle des autorités compétentes ; sur site » qui ont été stockés par le passé dans le périmètre ou à proxi- mité des installations nucléaires de base ou des installations nucléaires de base secrètes ainsi que dans des zones historiquement utilisées comme dépendances de ces ins- tallations. Il s’agit le plus souvent de buttes ou de remblais. Ces stoc- kages historiques sont décrits dans l’Inventaire national des matières et déchets radioactifs et sont surveillés dans le cadre des programmes de surveillance de l’environnement des sites. Des dispositions permettant de conserver la mémoire de la présence de déchets (définition de servitudes spécifiques tenant compte de la na- ture de l’activité, de son historique et des éventuels risques résiduels) sont mises en œuvre le cas échéant ; Atlantique nord-est et dans les eaux territoriales de la Polynésie française. En 1967 et 1969, la France a participé à deux campagnes d’immersion dans l’Atlantique menées sous la coordi- nation de l’OCDE en immergeant un total de 14 200 tonnes de déchets ra- dioactifs conditionnés, d’activité totale d’environ 350 TBq, provenant tous du site de Marcoule. Dans le cadre des essais nucléaires menés dans l’océan Pacifique, 3 200 tonnes de déchets, d’une activité totale inférieure à 0,1 TBq, ont également été immer- gées entre 1967 et 1982. Cette pra- tique a été abandonnée par la France en 1982. Il faut noter que, si l’augmentation est essentiellement due à la production d’électricité d’origine nucléaire, il n’en est pas de même pour les autres catégories de déchets : la production de déchets FA-VL, FMA-VC et TFA dans les années à venir résultera directement du déman- tèlement des installations nucléaires. Ainsi, la quasi-totalité des déchets FA-VL, environ 50 % des déchets FMA- VC et plus de 70 % des déchets TFA à produire entre 2014 et 2030 sont des Catégorie Stock à fin 2014 Prévisions à fin 2020 Prévisions à fin 2030 Prévisions à terminaison HA 3 400 4 100 5 500 10 000 MA-VL 45 000 48 000 53 000 72 000 FA-VL 87 000 92 000 120 000 180 000 FMA-VC 878 000 1 000 000 1 200 000 1 900 000 TFA 436 000 650 000 1 100 000 2 200 000 Total ~1 450 000 ~1 800 000 ~2 500 000 ~4 300 000 Tableau 2 : Quantités de déchets radioactifs pour chaque catégorie de déchets à fin 2014 et à diverses échéances. Les quantités de déchets radioactifs sont indiquées en m3 équivalent conditionné (volume du déchet une fois celui-ci conditionné en colis primaire). Dans ce tableau de synthèse, les chiffres sont arrondis. REE N°3/2016 49 Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs déchets de démantèlement3 . Toutes ca- tégories confondues, plus de 60 % des déchets à produire entre 2014 et 2030 sont des déchets de démantèlement. Cette proportion s’accroîtra encore dans les décennies suivantes avec la montée en puissance du démantèlement des réacteurs de première génération et le démantèlement de l’ensemble des ins- tallations considérées. Les principes de gestion des déchets radioactifs Comme indiqué en introduction, la gestion des déchets radioactifs s’inscrit dans le cadre général de la gestion des déchets défini dans le code de l’environ- nement. Ainsi, les déchets radioactifs doivent être gérés, autant que raison- nablement possible, en appliquant les objectifs suivants : - duction et leur nocivité ; dans l’ordre indiqué : le tri en vue de la réutilisation, le recyclage, la valorisation 3 NDLR : le lecteur pourra se reporter au numé- ro 2016-1 de la REE dans lequel a été publié un dossier sur le démantèlement des installations nucléaires. et dans un dernier temps le stockage des déchets ultimes. Réserver le stoc- kage aux seuls déchets ultimes permet de limiter les quantités de déchets des- tinés à ces installations qui disposent de capacités limitées qu’ils convient donc d’utiliser au mieux. Toutefois, eu égard au caractère radioactif de ces déchets, la mise en place de la réutilisa- tion, le recyclage ou la valorisation sont particulièrement encadrés. Le code de l’environnement précise par ailleurs que : sont responsables de leur gestion ; terme des déchets radioactifs pro- duits en France, c’est-à-dire de trouver, mettre en œuvre et garantir des solu- tions de gestion sûres pour l’ensemble des déchets radioactifs français afin de protéger les générations présentes et futures du risque que présentent ces déchets. L’ensemble des opérations succes- sives réalisées sur les déchets radioac- tifs qui concourent, de leur production à leur stockage, à leur mise en sécurité définitive constitue une filière de ges- tion. Les filières sont différentes selon les types de déchets auxquels elles s’appliquent. Ces opérations comprennent : des déchets radioactifs ; Le tri à la source consiste à séparer les déchets en prenant en compte leur na- ture physico-chimique (solides, liquides, solvants, etc.), leurs caractéristiques radio- logiques et les risques spécifiques autres que radiologique qu’ils peuvent présenter (risque infectieux, etc.). La caractérisation des déchets consiste à mesurer et identifier les caractéristiques radiologiques, chimiques, biologiques et physiques du déchet afin de pouvoir vérifier la compatibilité des déchets avec les étapes ultérieures prévues pour sa gestion. Le traitement consiste à transfor- mer le déchet initial pour lui donner des caractéristiques plus appropriées (notamment en termes de volume ou de caractéristiques physico-chimiques) pour sa gestion ultérieure. À titre d’exemple, on peut citer : l’incinération, l’évaporation, le compactage et la fusion. Figure 2 : Le principe du stockage. 50 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER Le conditionnement est l’ensemble des opérations réalisées en vue de pro- duire un colis de déchets radioactifs, c’est-à-dire un objet aisément « manu- tentionnable ». Ces opérations peuvent notamment consister en l’introduction dans un conteneur, l’immobilisation, le traitement physico-chimique ou l’enro- bage de déchets radioactifs. Les conte- neurs dans lesquels sont placés les déchets radioactifs sont généralement en béton, en acier non allié (acier ordi- naire) ou en acier allié (acier inoxydable) et, en tout état de cause, adaptés aux installations auxquelles ils sont destinés et au niveau de radioactivité, aux pro- priétés physico-chimiques et à la durée de vie des déchets qu’ils contiennent. Au sein de ces conteneurs, les déchets liquides peuvent être immobilisés dans une matrice vitreuse (déchets vitrifiés), du bitume ou du ciment. Les déchets solides peuvent être uniquement com- pactés ou bloqués par un liant hydrau- lique, après compactage ou non. L’entreposage consiste à placer les déchets ou colis de déchets radioactifs à titre temporaire dans une installation spécialement aménagée en surface ou en faible profondeur à cet effet, avec l’intention de les retirer ultérieurement, pour les traiter, les conditionner ou les évacuer vers un centre de stockage. Le stockage consiste à placer les colis de déchets radioactifs dans une instal- lation spécialement aménagée pour les conserver de façon potentiellement définitive, sans intention de les retirer ultérieurement. L’objectif du stockage est d’isoler les déchets radioactifs de l’homme et de l’environnement en retardant la migration des substances radioactives qu’ils contiennent le temps nécessaire à la décroissance de leur ra- dioactivité et donc de leur dangerosité. Le principe retenu pour concevoir un stockage est une combinaison, adaptée au type de déchets concernés, de trois éléments : le colis de déchets, l’ouvrage de stockage et la barrière géologique (figure 2). La gestion des déchets radioactifs de très faible activité (TFA) Les déchets radioactifs dits de très faible activité (TFA) proviennent es- sentiellement du démantèlement des installations nucléaires et, dans une moindre mesure, du fonctionnement de ces installations. Ils présentent une acti- vité massique généralement inférieure à 100 Bq/g. Ils sont notamment consti- tués de déchets inertes (gravats, terres, sable) et de déchets métalliques. Même lorsque leur niveau de radioactivité est très faible, ces déchets doivent, comme tous les déchets radioactifs, faire l’objet d’une prise en charge spécifique. En effet, la réglementation française fait reposer la distinction entre déchets ra- dioactifs et déchets « conventionnels » issus d’une activité nucléaire sur un zonage géographique des lieux où ils sont produits, fondé sur une analyse du fonctionnement de l’installation et non sur une mesure de radioactivité. Cette approche est différente de celle menée par plusieurs autres pays européens, intégrant le concept de libération, ce qui correspond à la sortie d’un maté- riau du domaine réglementé, et mettant en œuvre des seuils de libération en conséquence. Certains types de déchets TFA, no- tamment des déchets liquides et cer- tains déchets solides sont incinérés, mais la majorité de ces déchets consti- tuent aujourd’hui des déchets radioac- tifs ultimes orientés vers une installation de stockage dédiée, le centre industriel de regroupement, d’entreposage et de stockage (Cires) à Morvilliers. Cette ins- tallation de stockage des déchets TFA, exploitée par l’Andra dans l’Aube, est en service depuis l’été 2003. Cette installation et son fonction- nement sont décrits dans l’article de Frédéric Légée sur le centre de stockage de l’Aube (CSA). Avec une capacité de stockage de 650 000 m3 de déchets, l’installation de stockage du Cires correspondait au besoin pour une trentaine d’années tel qu’identifié lors de sa conception. Les estimations de production de déchets font apparaître des besoins plus im- portants que ceux sur lesquels s’était fondé l’inventaire initial des déchets relevant de ce stockage, notamment ceux liés au démantèlement. Il est donc indispensable de définir de nou- veaux modes de gestion de l’ensemble des déchets TFA, afin d’optimiser leur gestion dans le respect des principes du code de l’environnement (voir la section sur les principes de gestion des déchets radioactifs) et de préserver la ressource rare que constitue le stoc- kage. Des pistes visant à réduire les flux des déchets radioactifs TFA ultimes, telles que la densification (par incinéra- tion ou compactage) ou la valorisation de certains déchets sont ainsi en cours d’étude. Toutefois et quelles que soient les optimisations qui ont déjà été ou pour- ront être mises en œuvre, la capacité du centre existant devrait être atteinte en 20 ou 25 ans, au lieu des 30 ans initia- lement prévus. Le besoin d’augmenter les capacités de stockage de déchets TFA est incontournable pour permettre la gestion en toute sûreté des déchets TFA qu’il reste à produire d’ici à la fin du démantèlement des installations exis- tantes. La gestion des déchets de faible et moyenne activité à vie courte Les déchets de faible et moyenne activité à vie courte (dont la radioactivi- té provient principalement de radionu- cléides qui ont une période inférieure à 31 ans) sont essentiellement produits REE N°3/2016 51 Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs au cours du fonctionnement des ins- tallations nucléaires et tout particulière- ment du fait d’activités de maintenance (vêtements, outils, filtres…). Ils peuvent également provenir d’opérations de dé- mantèlement de telles installations. Ils se présentent sous forme : - tils, gants, vêtements, pièces et com- posants démontés, des filtres d’eau ou d’air, des résines échangeuses d’ions, etc. effluents de décontamination, des concentrats d’évaporateur, des sol- vants usagés, des liquides scintillants utilisés pour l’analyse, etc. Certains déchets de type FMA-VC sont traités par fusion ou incinérés afin de réduire leur quantité et leur nocivité. Les déchets radioactifs ultimes sont stockés dans deux installations de stoc- kage de surface : le centre de stockage de la Manche (CSM) qui n’accueille plus de déchets depuis 1994 et est ac- tuellement en phase de surveillance et le centre de stockage de l’Aube (CSA), en service depuis 1992. Le centre de stockage de l’Aube et son fonctionnement sont décrits dans l’article de Frédéric Legée. Au vu des capacités de stockage de ces deux centres et des prévisions de production de déchets FMA-VC, l’appa- rition d’un besoin en nouvelles capa- cités de stockage n’est pas envisagée à court ou moyen terme. Toutefois, la prévision faite aujourd’hui de la totalité des déchets qui seront produits par le fonctionnement et le démantèlement des installations actuelles excède les capacités de stockage disponibles. Il est donc indispensable d’optimiser la gestion de ces déchets afin notam- ment de réduire la quantité et la noci- vité des déchets radioactifs ultimes, par exemple par la mise en œuvre de méthodes de densification ou de dé- contamination. La gestion des déchets de faible activité à vie longue (FA-VL) Les déchets de faible activité à vie longue (FA-VL) comprennent notam- ment des déchets de graphite, issus de l’exploitation et du futur démantè- lement des réacteurs EDF de la filière « uranium naturel graphite gaz », des déchets radifères, principalement issus du traitement de minéraux contenant des terres rares, une partie des fûts d’enrobés bitumineux de Marcoule ainsi que certains résidus de traitement de conversion de l’uranium issus de l’usine Comurhex située à Malvési. Dans l’at- tente de leur stockage, après traitement éventuel, les colis de déchets FA-VL sont entreposés dans des installations sur les sites des producteurs. Ces déchets FA-VL doivent faire l’objet d’une gestion spécifique, adaptée à leur longue durée de vie qui ne permet pas leur stockage dans les centres industriels existants de l’Andra dans l’Aube. Leur faible radioactivité ne justifie toutefois pas de les stocker en couche géologique profonde. Les scénarios de gestion à long terme des déchets FA-VL étudiés par l’Andra ont conclu à la nécessité de la mise en ser- vice d’au moins une installation de stoc- kage pour ces déchets afin de répondre : déchets pour la gestion de leurs sites industriels, notamment en vue de mener les opérations de désentreposage ou de démantèlement nécessaires ; de service public d’assainissement de sites historiques ayant abrité il y a plus de 50 ans des activités utilisant du radium ou du thorium. Parallèlement à ces travaux de re- cherche de site, les producteurs ont pour- suivi les études de caractérisation de leurs déchets afin de mieux en identifier le com- portement à long terme. Enfin, des procé- dés de traitement ont fait l'objet d'études pour certains types de déchets FA-VL. Sur la base de ces premiers résultats, il convient de définir une feuille de route per- mettant de disposer d’une stratégie de ges- tion pour la totalité des déchets FA-VL. Cette stratégie de gestion doit être adaptée à l’hé- térogénéité et à la dangerosité de ces dé- chets, proportionnée aux enjeux de sûreté, techniques et économiques. Elle devra se fonder sur un schéma industriel combinant le choix d’un ou plusieurs sites susceptibles d’accueillir tout ou partie des déchets FA-VL, la poursuite des études sur la caractérisation des déchets, des études sur les procédés de tri ou traitement en amont du stockage en lien avec les conditions d’acceptabilité des sites et enfin la prise en compte, à titre conservatoire, de certains déchets dans les études menées sur le stockage en couche géologique profonde. La gestion des déchets de haute activité (HA) et de moyenne activité à vie longue (MA-VL) Pour la gestion à long terme des déchets radioactifs ultimes qui ne peuvent être stockés en surface ou à faible profondeur pour des raisons de sûreté nucléaire ou de radioprotection, ce qui est le cas des déchets de haute vie longue (MA-VL), la solution de réfé- rence prescrite par le code de l'envi- ronnement est le stockage en couche géologique profonde. L'entreposage est utilisé pour apporter toute la flexibi- lité nécessaire et mettre en œuvre de façon progressive et contrôlée cette so- lution. Des études et recherches sont donc menées en ce sens par l’Andra VL déjà produits ou restant à produire par les installations actuelles, confor- mément aux prévisions de l’Inventaire national (voir la section sur l’Inventaire des déchets radioactifs). Les études relatives au stockage ré- versible en couche géologique profonde sont notamment menées au laboratoire 52 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER dans la zone d’intérêt pour la reconnais- sance approfondie (ZIRA) dont le péri- mètre a été validé par le Gouvernement en 2010. L’Andra a initié en 2011, la phase de conception industrielle du projet Cigéo. La dernière étape de cette conception industrielle, l’avant-projet dé- taillé, a démarré fin 2015 et doit se pour- suivre jusqu’en 2017 en vue de la remise du dossier de demande d’autorisation de création dont l’instruction sera conduite par l’Autorité de sûreté nucléaire. La réception des premiers colis de déchets radioactifs est prévue à l’horizon 2030 après autorisation de l'ASN. Le projet Cigéo est décrit dans l’ar- ticle de Jean-Marie Krieguer. En complément, le code de l’environ- nement demande que des recherches soient menées sur la séparation et la transmutation des éléments radioactifs à vie longue, en relation avec celles me- nées sur les nouvelles générations de réacteurs nucléaires. Conclusion Les déchets radioactifs sont très di- vers selon l’activité et la durée de vie de leurs radioéléments, ainsi que selon les substances chimiques qu’ils contiennent. Chaque type de déchet, depuis sa pro- duction jusqu’à son stockage, doit donc faire l’objet d’une gestion adaptée à sa nature afin de maîtriser les risques, no- tamment radiologiques, qu’il présente. Des filières de gestion à long terme des déchets radioactifs sont d’ores et déjà établies pour les déchets TFA et FMA-VC qui représentent la très grande majorité des volumes de déchets ra- dioactifs. La mise en œuvre de solutions de gestion à long terme doit en re- vanche continuer à être étudiée pour les du projet Cigéo) qui, dans l’attente, font l’objet d’une gestion par entreposage. Les travaux engagés visent à amé- liorer et optimiser continuellement les modalités de gestion existantes et à progresser dans la mise en œuvre de nouvelles filières pour l’ensemble des déchets. Ils s’inscrivent dans le cadre des objectifs de réduction de la quan- tité et de la nocivité des déchets et de mise en place de stockages définis par le code de l’environnement. Figure 3 : Colis haute activité. Crédit photo : © Andra / P. Demail. Figure 4 : Démonstrateurs de conteneurs de stockage MA-VL. Crédit photo : © Andra / P. Demail. L'AUTEUR Michèle Tallec est chargée de mis- sion PNGMDR et stratégie filières à l’Andra. A ce titre, elle assure la coordination et le suivi des études réalisées par l’Andra dans le cadre du Plan national de gestion des ma- tières et déchets radioactifs et contri- bue à la réflexion stratégique visant à élaborer une doctrine d’orientation des déchets vers les différentes filières de gestion à long terme des déchets radioactifs. REE N°3/2016 53 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFS DOSSIER Le centre de stockage de l’Aube (CSA) Le Centre de stockage de l’Aube (CSA) est implanté au Nord-Est du département de l’Aube, sur le terri- toire des communes de Soulaines- Dhuys, La Ville-aux-Bois et Epothémont (figure 1). Mis en service en 1992, il est dédié au stockage des déchets radioac- tifs de faible et moyenne activité à vie courte (FMA-VC) et a pris le relais du centre de stockage de la Manche dont il a tiré parti du retour d’expérience lors de sa conception. Le centre de stockage Le CSA est une installation nucléaire de base (INB n° 149), exploitée par Les centres de stockage de l'Andra en exploitation en France Le centre de stockage de l’Aube (CSA) et le centre industriel de regroupement, entreposage et de stockage (Cires) Par Frédéric Legée Adjoint au directeur industriel de l’Andra Long-term management solutions exist in France (repositories) for the categories of radioactive waste which represent the most important volumes (90 %): the short-lived low- and intermediate-level waste (LIL-SL waste) and the very-low-level waste (VLL waste). Two sites are under operation: CIRES for very-low-level waste repository (located at Morvilliers in the Aube district) which has been commissioned in August 2003. Its overall capacity is 650,000 m3 ; CSFMA waste disposal facility, for low- and intermediate-level short-lived waste. Operating since 1992, situated in the Aube district, it was designed to accommodate 1,000,000 m3 of waste. Waste is disposed in surface reinforced concrete cells, 25 m2 and 8 m high. With increasing dismantling operations, waste management conditions will have to be revised and new options should be developed. The main options are new disposals, extension of volume capacities, recycling and waste packages densification. All different way of optimization will have to be supported by R&D effort. In 2015, Andra has launched highly collaborative projects with the French National Agency for Research (ANR). The goal is to transpose existing and emerging technologies and know-how from other areas of application into radioactive waste management. ABSTRACT Figure 1 : Le Centre de stockage de l’Aube – Crédit photo : Ph. Masson. 54 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER l’Andra. D’une superficie totale de 95 hectares, ce centre est autorisé à accueillir 1 million de m3 de colis de déchets radioactifs FMA-VC. A fin 2015, 31 % de cette capacité totale de stoc- kage autorisée étaient atteints. Le centre de stockage de l’Aube comprend principalement : surlaquellesontconstruitsdesouvrages de stockage accueillant les colis de déchets radioactifs. Les colis sont stoc- kés en surface, dans des ouvrages en béton armé de 25 mètres de côté et de 8 mètres de hauteur (figure 2) ; , situé sous la zone de stockage, permet- tant la surveillance des éventuelles eaux d’infiltration provenant des ouvrages de stockage et susceptibles d’avoir été en contact avec les colis de déchets ; destinée à compresser des fûts métalliques de 205 litres contenant des déchets com- pactables (plastiques, chiffons…) afin de réduire leur volume (figure 3) ; permettant de bloquer dans un mortier des déchets volumineux et lourds (tubes, fer- railles…) présents dans des caissons de 5 m3 et 10 m3 , afin de garantir la résistance mécanique des colis ; permettant le pilotage de l’unité de compactage et la supervision des installations ; réalisant la quasi-totalité des analyses radiolo- giques définies dans le plan de surveil- lance du CSA ; assurant l’entre- posage temporaire de colis de déchets afin de : - réguler les flux de colis à traiter ou à stocker ; - mettre en attente des colis sélection- nés pour des contrôles complémen- taires aux contrôles systématiques effectués à leur livraison ; - mettre en attente des colis pour lesquels des compléments d’infor- mation sont attendus de la part du producteur. pour étudier un concept de couverture qui sera installée au- dessus des ouvrages de stockage après leur exploitation et devra assurer l’étanchéité de la zone de stockage à long terme ; recueillant toutes les eaux pluviales tombant sur le site. Il sert également de réserve d’eau en cas d’incendie. Les déchets FMA-VC Les déchets FMA-VC sont majoritai- rement des petits équipements conta- minés lors de la maintenance (gants, vêtements, outils…) et l’exploitation d’installations nucléaires françaises (trai- tement d’effluents liquides ou gazeux). Certains déchets proviennent égale- ment de laboratoires de recherche, d’hôpitaux, d’universités… ou d’opéra- tions d’assainissement et de démantè- lement. Les principaux producteurs de déchets FMA-VC sont EDF, AREVA et le CEA. Figure 2 : Les ouvrages de stockage – Crédit photo : DR. Figure3:Presseàcompacter-Créditphoto:Ph.Demail. REE N°3/2016 55 Les centres de stockage en exploitation en France Les colis de déchets radioactifs sont acheminés jusqu’au CSA directement par camions depuis les sites produc- teurs. - . Il existe deux grandes catégories de colis pour les déchets FMA-VC : (exemple : fût métallique) : le confi- nement de la radioactivité ainsi que la stabilité de la structure, qui doit être ga- rantie pendant 300 ans, ne peuvent être assurés par le colis lui-même. L’ouvrage de stockage est donc progressivement rempli par un liant hydraulique, par couches successives (figure 4). (exemple : coques en béton) : le colis peut assurer la fonction de confine- ment, mais aussi la stabilité à long terme de la structure. Les ouvrages, une fois pleins, sont remplis de gra- villons venant combler les interstices (figure 5). A ces colis standards viennent s’ajouter des autorisations particulières visant à prendre en charge des colis particuliè- rement volumineux, c’est le cas en par- ticulier : EDF. Ils mesurent environ 5 m de dia- mètre et pèsent plus de 100 tonnes. 53 ont été stockés au CSA, depuis 2004, dans des ouvrages qui leur sont spécifiquement dédiés. - . Ce sont des pièces en forme de tube en inox creux d’environ 4 m de long, 17 cm de diamètre et 420 kg. Elles avaient pour fonction de réduire le flux neutronique à l’extérieur du cœur du réacteur et de limiter ainsi l’activation du sodium dans le circuit secondaire. Les quantités stockées La figure 6 montre l’évolution du stockage des déchets FMA-VC. La pre- mière partie concerne les volumes stoc- Figure 4 : Ouvrage béton – Crédit photo : D. Mer. Figure 5 : Ouvrage gravillonné – Crédit photo : D. Mer. Figure 6 : Stockage annuel des colis de déchets sur le centre de stockage de la Manche (CSM) puis sur le centre de stockage de l’Aube (CSA). 56 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER kés au centre de stockage de la Manche (CSM), aujourd’hui fermé. La deuxième partie indique les volumes stockés au CSA, à partir de 1992. Cette courbe met en évidence plu- sieurs tendances : - sons (au CSM) lié à la montée en puis- sance du parc électronucléaire et des installations du cycle du combustible ; liée à des optimisations, dans les ins- tallations nucléaires françaises, limitant la production de déchets ; déchets FMA-VC produits à partir de 1998, qui a été en partie permis par la mise en place de la filière TFA (dé- chets de très faible activité), à compter de 2003. Depuis la mise en service du centre de stockage de l’Aube en 1992, plus de 600 000 colis de déchets ont été livrés soit 330 000 m3 , dont une partie a pu être compactée dans l’unité dédiée. Environ 15 000 fûts métalliques de 205 litres sont compactés chaque année et sont placés dans 4 000 nou- veaux emballages de 450 litres. Les enjeux de la filière FMA Les enjeux radiologiques Le CSA est autorisé à stocker des déchets contenant des radioéléments à vie courte et restera surveillé pendant au moins 300 ans après la fermeture, jusqu’à ce que sa sûreté ne nécessite plus aucune intervention humaine. Après une telle durée, la radioactivité résiduelle deviendra négligeable. Néanmoins, le stockage de certains colis de déchets à vie courte, bien qu’autorisé par rapport aux objectifs de sûreté long terme, peut être limité par les contraintes d’exploitation. Par exemple, les niveaux d’irradiation au contact des colis doivent rester infé- rieurs à 2 mSv/h car les opérations logistiques nécessitent des opérateurs à proximité. Des scénarios d’incident (par exemple chute d’un colis) sont également pris en compte pour évaluer les activités maximales admissibles, indépendamment des impacts radiolo- giques à long terme. Par ailleurs, dans l’autorisation de création du CSA, il était précisé que le centre pourrait recevoir, dans des quan- tités limitées, des colis contenant des radionucléides à vie longue. En effet, les déchets radioactifs contiennent en général un mélange de radionucléides à vie longue et à vie courte, sans qu’il soit possible de les séparer. On peut ainsi trouver, sur les mêmes déchets des contaminations au césium 137 (30 ans de période) mais aussi au plutonium 239 (période 24 000 ans). Le centre a été conçu et est exploité en prenant cette information en consi- dération. Le centre de stockage peut donc accueillir une certaine quantité de radionucléides à vie longue, sans que cela ne remette en cause la sûreté du stockage. Une limite d’acceptation est fixée par colis, par ouvrage puis pour l’intégralité du Centre, pour permettre une répartition dans le stockage, garan- tissant ainsi une sûreté maximale. Les bilans, effectués, en temps réel, montrent que la capacité radiologique est largement suffisante pour permettre le stockage des déchets issus des instal- lations nucléaires, pour la quasi-totalité des radioéléments, tout en respectant les impacts à long terme. Les enjeux volumiques La capacité du CSA est de 1 million de m3 . 300 000 m3 environ y ont déjà été stockés. Compte tenu des volumes annuels reçus actuellement (15 000 m3 /an), le CSA pourrait poursuivre son exploitation pendant une cinquantaine d’année, même si les démantèlements devraient augmenter les flux. Ainsi il n’y a pas à ce jour d’études visant à créer un nouveau centre de stockage pour les FMA-VC, ou même étendre le site actuel. Les évolutions du CSA Au fil des années, le CSA a adapté ses équipements pour répondre à de nouveaux besoins ou améliorer la qua- lité du stockage. Parmi ces évolutions notables figurent : . A partir de 1994, EDF a procédé au rempla- cement des couvercles de cuves des 35 réacteurs de type 900 MWe et des 20 réacteurs de type 1300 MWe. Afin de simplifier les opérations de stoc- kage et d’optimiser la prise en charge de ces déchets, il a été décidé que ces pièces massives (une centaine de tonnes en comptant les enveloppes de confinement et de transport) seraient stockées en l’état. Ceci per- met d’éviter les nombreuses découpes qui auraient été nécessaires s’il avait fallu utiliser des conditionnements standards (10 m3 au maximum). Ces ouvrages diffèrent des ouvrages stan- dards par leurs dimensions (longueur 19 m x largeur 12 m x hauteur 7 m). Cinq ouvrages ont été ainsi construits et remplis, entre 2004 et 2015. . Démarrés en octobre 2013, les travaux se sont poursuivis en 2014 et 2015 ; l’installation devrait être mise en ser- vice en 2016. Construite dans un hall de l’atelier de conditionnement des déchets, cette unité de contrôle des colis permettra de réaliser, sur site, des contrôles destructifs et non destruc- tifs sur les colis de déchets radioactifs qui sont aujourd’hui effectués dans des installations extérieures au site et n’appartenant pas à l’Andra. Cette évo- lution permettra de gagner en réacti- vité en évitant des allers-retours entre les laboratoires de contrôles externes et le CSA et d’augmenter le nombre d’investigations. REE N°3/2016 57 Les centres de stockage en exploitation en France Au-delà des constructions nou- velles, les équipes d’exploitation en lien avec la R&D étudient au fil des années l'optimisation des procédés actuels (logistique, formulation des matrices cimentaires, contrôle commande, tra- çabilité.) La surveillance radiologique du CSA Afin de vérifier que l’impact du centre reste le plus faible possible, l’Andra assure une surveillance régulière et assi- due et mesure les niveaux de radioactivi- té dans l’environnement, dans l’enceinte du site, mais aussi en dehors. Ainsi, le CSA procède à plus de 14 000 mesures par an : contrôles radiologiques, physi- co-chimiques et écologiques. En 2015, l’impact radiologique calculé était de 0,01 microsievert par an, soit plus de 100 000 fois inférieur à l’impact de la radioactivité naturelle. La gestion des eaux fait notamment l’objet d’une surveillance particulière. Toutes les eaux du site sont recueillies, via différents réseaux identifiés, et font l’objet d’un contrôle avant d’être dirigées vers un exutoire déterminé. Les princi- paux réseaux des effluents liquides du centre sont : - susceptibles d’être contami- nés, appelés effluents « A » : il s’agit de la quasi-totalité des eaux pro- duites en zone réglementée (atelier de conditionnement des déchets, bâtiment des services, bâtiment mécanique, bâtiment de transit) et collectées dans des cuves distinctes. Un contrôle radiologique est effec- tué sur ces eaux avant rejet dans le bassin d’orage via le réseau spéci- fique des effluents A ; - qui permet de collecter les eaux éventuellement infiltrées au travers des ouvrages de stockage en exploitation ou fermés, et susceptibles d’avoir été en contact avec les colis de déchets radioactifs ; qui ache- mine les eaux résiduaires domestiques issues du restaurant et des sanitaires des différents bâtiments du Centre, vers la station d’épuration. Après trai- tement biologique, les effluents de la station sont déversés dans le bassin d’orage ; - aboutissant au bassin d’orage ; , appelés déchets liquides ra- dioactifs « B », éventuellement présents dans les fûts de déchets au moment de leur compactage. Ces déchets ne sont pas rejetés dans l’environnement mais font l’objet d’une collecte en vue d’une élimination dans une installation autorisée extérieure. Le CSA ne dis- pose pas d’installation pour traiter les déchets liquides. Les résultats montrent que les eaux souterraines sous le centre et à l’exté- rieur du centre, dans les ruisseaux et les sédiments, ne présentent pas de trace de radioactivité artificielle. Le centre industriel de re- groupement, d'entreposage et de stockage (Cires) Le centre industriel de regroupement, d’entreposage et de stockage (Cires) est implanté au Nord-Est du département de l’Aube, sur le territoire des communes de Morvilliers et de La Chaise (figure 7). Mis en service en 2003, le Cires est une installation classée pour l’environnement (ICPE). Cette installation est autorisée à stocker des déchets de très faible activité (TFA). Depuis 2012, elle accueille deux autres activités : le regroupement de dé- Figure 7 : Le centre industriel de regroupement, entreposage et stockage de l’Aube. Crédit photo : Ph. Masson. 58 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER chets radioactifs non électronucléaires et l’entreposage de certains de ces déchets qui n’ont pas encore de solution de ges- tion définitive. En 2016, une nouvelle ins- tallation a egalement été mise en service pour le tri et le traitement de déchets issus d'activités non électronucléaires. D’une superficie totale d’environ 46 hectares, le Cires se compose es- sentiellement des zones suivantes : des déchets de très faible activité (TFA), d’une surface d’environ 18 hectares. Actuellement, seule la partie la plus au sud (appe- lée tranche 1) de cette aire accueille des déchets. Elle était composée, à fin 2014, de 14 alvéoles de stockage fermées – c’est-à-dire contenant des déchets radioactifs et recouvertes par différents matériaux – et d’une alvéole en cours d’exploitation ; , dédiée aux différents bâtiments du centre, d’environ neuf hectares. Elle regroupe : déchargement des déchets et leur en- treposage avant transfert en alvéoles de stockage ; le compactage des déchets métal- liques ou plastiques de faible den- sité, la solidification, la stabilisation et l’inertage des déchets dangereux avec un liant hydraulique ; le contrôle non destructif (pesées, mesures de débits de dose…) et destructif (in- ventaire physique, prélèvements de déchets pour analyse…) des colis de déchets ; 2 000 à 3 000 m3 de dé- chets plastiques sont annuellement compactés par la presse à balles. Un taux de réduction de 3 est obtenu. De l’ordre de 1 000 m3 de ferrailles lé- gères sont annuellement compactées avec un taux de réduction allant de 3 à 5 (figure 8). et une aire de lavage pour l’entretien courant des engins et véhicules d’exploitation du centre ; - ; à l’intérieur de ce bâtiment, les déchets sont répartis dans différents locaux en fonction de leurs caractéris- tiques physico-chimiques. Dès que leur volume est suffisant, ils sont orientés vers d’autres installations pour traite- ment, conditionnement (incinération à Socodéi à Marcoule par exemple), stockage (au Cires ou au CSA) ou entre- posage en attendant la création d’une filière de stockage dédiée. Environ 3000 colis par an sont réceptionnés au bâti- ment de regroupement. Cela représente au total un volume d’environ 300 m3 . qui per- met d’accueillir temporairement les déchets radioactifs non électronu- cléaires ne disposant pas aujourd’hui de solutions de stockage ; issues des travaux de creusement des al- véoles ; , d’environ trois hectares, comprenant : - deux bassins de décantation par lesquels transitent les eaux de ruis- sellement des deux zones de dépôt des terres ; - un bassin d’orage recueillant les eaux pluviales et les eaux usées du site non contaminées radiologiquement avant que ces eaux soient rejetées dans l’environnement. Au départ, une activité concen- trée sur le stockage des déchets TFA Le Cires est autorisé à stocker 650 000 m3 de déchets TFA. A fin 2015, 46 % de cette capacité totale de stoc- kage autorisée étaient atteints. Figure 8 : Déchets compactés – Crédit photo : DR. Figure 9 : Coupe schématique d’une alvéole de stockage. REE N°3/2016 59 Les centres de stockage en exploitation en France Les déchets TFA sont aujourd’hui stockés dans des alvéoles de 176 mètres de long et 26 mètres de large environ, creusées à environ huit mètres de pro- fondeur dans une couche argileuse. La conception de ces ouvrages est proche de celle des installations de stockage de déchets conventionnels (figure 9). Les déchets stockés sont exclusive- ment produits sur le territoire français et se composent essentiellement de gravats, terres, ferrailles très faiblement contaminés. Ils sont issus du démantèle- ment ou de l’exploitation d’installations nucléaires ou d’industries classiques utilisant des matériaux naturellement radioactifs. Les déchets TFA peuvent aussi provenir de l’assainissement et de la réhabilitation d’anciens sites pollués Les flux de déchets stockés au Cires L’histogramme de la figure 10 pré- sente l’évolution des volumes stockés au Cires. 25 à 30 000 m3 par an de dé- chets TFA y sont stockés chaque année. A ce rythme, et malgré les efforts pour utiliser au mieux l’espace de stockage (adaptation du design des alvéoles, ajustement du mode de remplissage, effort de densification, extension poten- tielle de l’emprise de stockage...), le Cires aura atteint sa capacité maximale de stockage (650 000 m3 ) en 2025- 2030. Par ailleurs, selon l’inventaire natio- nal des matières et déchets radioactifs, publié par l’Andra en juillet 2015, le démantèlement des installations nu- cléaires va générer un volume croissant de déchets radioactifs TFA dans les an- nées à venir. A terminaison, on estime que ces déchets représenteront plus de deux millions de m3 . Ainsi, même si un deuxième centre de stockage pour les déchets TFA devait être créé, la question de la gestion globale de ces déchets mérite d’être examinée ; en effet, cer- tains de ces déchets n’étant que peu voire pas radioactifs, le stockage n’est pas nécessairement la solution la plus adaptée ; d’autres alternatives pour- raient permettre une utilisation des res- sources mieux proportionnée vis-à-vis du risque que présentent réellement ces déchets. Les enjeux à venir de la filière TFA Les enjeux volumiques Les quantités importantes de déchets TFA proviennent notamment de l’ab- sence de seuil de libération en France. Par exemple, il n’existe pas de seuil (en Bq/g) en deçà duquel on peut considé- rer l’assainissement d’un site nucléaire comme achevé. Il faut, pour un déman- tèlement, supprimer toute trace déce- lable de radioactivité artificielle. Cette règle, spécifique à l’industrie nucléaire, peut engendrer de grandes quantités de déchets TFA à gérer. Des alternatives ou optimisations sont à l’étude pour limiter les quantités à stocker au Cires, notamment : l’industrie nucléaire. Par exemple les métaux pourraient constituer des colis de déchets radioactifs ; Figure 10 : Evolution des volumes stockés au Cires. 60 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER l’industrie nucléaire. Même si ceci s’ap- parenterait à une dérogation au prin- cipe de « non libération » de déchets radioactifs, la réglementation peut permettre dans certains cas une telle pratique, dès lors que les mesures et procédés de décontamination per- mettent de garantir l’absence d’impact. C’est par exemple l’objectif du projet Profusion, porté par Areva, et qui vise à traiter les aciers de l’ancienne usine d’enrichissement Eurodif ; - ment « de type conventionnel ». Sans être une alternative au stockage TFA, ceci permettrait un stockage, à coût moindre, et dans des conditions de sûreté adaptées, des déchets ne pré- sentant quasiment aucune trace de radioactivité ; presses permettant de réduire les volumes. Toutefois des presses plus puissantes ou même la fonte de mé- taux pour créer des lingots, réduiraient encore les volumes à stocker. Les enjeux radiologiques Les quantités totales de radioactivité autorisée au Cires sont moindres que celles autorisées au Centre CSA. En pratique, des limites totales sont fixées pour les radionucléides à période longue (> 30 ans). Par exemple, cette limite est de 1,2.1012 Bq pour le plutonium 239 ou encore de 6,4.1010 Bq pour le chlore 36. Pour les radionucléides à période courte, c’est leur concentration qui est limitée (par exemple, en moyenne 10 Bq/g pour le cobalt 60). Pour le tritium (3H), mobile dans l’environnement, une activité totale maximale de 15 TBq est fixée, liée à l’objectif de ne pas marquer radiologi- quement l’environnement. A ce jour, ces limites ne contraignent pas l’exploitation ou le démantèlement des installations nucléaires. Toutefois, les modes de déclaration des produc- teurs surestiment fortement les niveaux d’activité réels stockés. Ces modes d’évaluation, majorants, sont dus à une accumulation de marges de sûreté, mais aussi à la difficulté de mesurer l’activité radiologique à ces niveaux extrême- ment faibles. Les enjeux physico chimiques Au-delà de la radioactivité, extrê- mement faible, dans les déchets, la maîtrise des compositions physico- chimiques est à surveiller. Cet impact, non radiologique, est potentiellement l’impact principal à long terme sur l’en- vironnement. Par conséquent, les impacts dus à la composition chimique des déchets sont évalués. Par exemple, il faut ga- rantir que les métaux lourds ne vien- dront pas polluer l’environnement du site. C’est l’objet de tests de lixiviation1 qui peuvent être faits avant la mise en stockage. La dégradation, au fil des années, des déchets doit également être estimée. Ainsi, certains métaux seront rapide- ment corrodés, produisant de l’hydro- gène. Il faut s’assurer que cet hydrogène sera bien évacué par les ouvrages de stockage. De même il faut limiter les quantités de matières organiques, dont la dégra- dation peut produire des molécules favorisant la mobilité des éléments ra- dioactifs. Ces paramètres font ainsi l’objet d’un suivi environnemental précis. Les activités pour les produc- teurs non électronucléaires Au-delà du stockage des déchets TFA, le Cires prend en charge les déchets des producteurs non électronucléaires 1 En science des sols, la lixiviation désigne toutes les techniques d'extraction de pro- duits solubles par un solvant dans un substrat contenant des produits toxiques. L'AUTEUR Frédéric Legée est adjoint au direc- teur Industriel de l’Andra. Il est en particulier en charge des études et évaluations de nouveaux procédés de traitement. Il a également travail- lé au CEA, dans les installations nu- cléaires en démantèlement, et pour la gestion des déchets radioactifs. REE N°3/2016 61 Les centres de stockage en exploitation en France (hôpitaux, laboratoires, universités…). Ces producteurs, qui très souvent ne sont pas spécialistes de la radioacti- vité, ont besoin d’un accompagnement spécifique pour la gestion de leurs dé- chets radioactifs. La majeure partie de ces déchets, issus de diverses activités utilisant les propriétés de la radioacti- vité ou ayant concentré de la radioacti- vité naturelle, sont de très faible activité ou de faible ou moyenne activité à vie courte pour lesquels des filières de stoc- kage existent. Une petite quantité de ces déchets est de faible ou moyenne activité à vie longue et ne dispose pas encore de solutions de stockage. Une fois collectés, au fur et à mesure des besoins, ces déchets doivent être regroupés dans une installation spé- cifique avant d’être orientés vers des filières permettant soit leur traitement, soit leur conditionnement, soit leur stoc- kage sur des centres de stockage dédiés lorsqu’ils existent (au CSA ou au Cires) ou soit leur entreposage si aucune filière de gestion n’existe. Jusqu’en 2012, le regroupement et l’entreposage de ces déchets étaient sous-traités à des entreprises ex- ternes notamment au CEA (Saclay et Cadarache) et Areva (Socatri). En 2012, afin d’accroître son indépendance et de pallier la fermeture programmée d’ins- tallations qu’elle utilisait sans en être propriétaire, l’Andra a construit deux nouveaux bâtiments sur le Cires, l’un pour l’entreposage, l’autre pour le re- groupement de ces déchets. A partir de mi-2016 entrera en service un nouveau bâtiment permettant de trier et de trai- ter certains de ces déchets. Cette activité était jusqu’alors réa- lisée par la société Socatri, qui a fait savoir son intention d’arrêter. Afin de permettre la complémentarité avec les activités de regroupement/entreposage déjà existantes dans l’Aube et de mutua- liser les équipes et les moyens, l’Andra a décidé de prendre en charge les opéra- tions de tri et de traitement directement au Cires. Avec la mise en service de la nouvelle installation de tri et de traite- ment, l’Andra centralisera, sur le Cires, les principales opérations relatives à la prise en charge des déchets non élec- tronucléaires. Le suivi environnemental du Cires Plus de 1 500 analyses radiologiques sont effectuées, chaque année. Les ni- veaux d’activité des eaux des ruisseaux en amont comme en aval du Cires, ainsi que dans la nappe et les sédiments sont tous inférieurs ou proches des seuils de décision en tritium, alpha glo- bal et bêta global. Ils montrent l’absence d’influence significative du Cires sur les eaux des ruisseaux. Conclusion La France dispose de deux centres de stockage opérationnels, qui per- mettent de gérer 90 % des déchets radioactifs produits. Ces deux filières permettront également de gérer les démantèlements à venir (réacteurs de première, puis deuxième génération, anciens laboratoires et usines du cycle du combustible). C’est le seul pays au monde disposant, de façon centralisée, de solutions durables pour les déchets technologiques. Néanmoins il est indispensable de poursuivre les optimisations engagées, notamment en termes de réduction de volumes à stocker, mais aussi de qualité et durabilité du confinement des colis. Ainsi l’innovation stimulée par les appels à projet de R&D Andra, en col- laboration avec l’Agence nationale de recherche, en 2014 et 2015 donnera un nouvel élan en ce sens. C’est au total 45 millions d’euros, via les Investissements d’avenir, qui permettront de lancer de nouveaux procédés, dans les domaines du recyclage, de la métrologie, ou en- core de valider de nouvelles matrices de stabilisation des déchets. 62 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER Introduction Les déchets les plus radioactifs et à vie longue produits par l’industrie élec- tronucléaire française ne bénéficient pas encore de solution de gestion à très long terme. Certains de ces déchets resteront dangereux pendant plus de 100 000 ans, ils ne peuvent donc pas être stockés en surface ou à faible pro- fondeur car on ne peut garantir que l’on saura maintenir des installations adap- tées sur de telles échelles de temps. C’est pourquoi le Parlement a retenu en 2006 la mise en œuvre d’un stockage profond comme seule solution capable d’assurer la sûreté à long terme du stoc- kage des déchets radioactifs tout en limitant les charges pesant sur les géné- rations futures. En charge de la gestion des déchets radioactifs en France, c’est l’Andra qui conçoit le projet de stockage réversible profond nommé Cigéo. Le projet Cigéo est entré dans sa der- nière phase de conception en vue de déposer une demande d’autorisation de création en 2018 et, sous réserve de cette autorisation, de démarrer les tra- vaux à l’horizon 2021. Il aura fallu plus de 20 ans de re- cherche et le franchissement de plu- sieurs étapes pour en arriver là : les premières campagnes de reconnais- sances géologiques débutées en 1994 conduisent au choix du site de Meuse/ Haute-Marne en 1998 afin d’y implan- ter un laboratoire souterrain. Quelques années plus tard, dans son « Dossier 2005 », l’Andra conclut à la faisabilité et à la sûreté du stockage profond, au sein d'une couche d'argile, dans un périmètre de 250 km² autour du Laboratoire sou- terrain. Ce qui débouche après un débat public en 2005/2006 sur les options générales en matière de gestion des déchets radioactifs de haute activité et de moyenne activité à vie longue. Après la loi de 2006, l’Andra poursuit ses re- cherches et propose en 2009-2010 une zone plus précise pour l’implantation du stockage. Les études industrielles sont lancées en 2011 et sur la base des études d’esquisse du projet, un débat public sur Cigéo est organisé en 2013. Les suites, qui sont rendues en 2014, conduisent à faire évoluer le projet, no- tamment en ce qui concerne son calen- drier en intégrant une phase industrielle pilote et en mettant en place un plan directeur pour l’exploitation de Cigéo comme support à la gouvernance. Le choix du stockage profond et les enjeux du projet Cigéo Le projet Cigéo s’inscrit sur des échelles de temps peu communes : une exploitation séculaire du stockage souterrain, un fonctionnement sûr et passif, sans intervention humaine sur une période multimillénaire. Dans cette optique, les enjeux éthiques et socié- taux sont donc au cœur du projet. Le stockage souterrain, un choix retenu en France et à l’international 90 % du volume total des déchets radioactifs produits chaque année en France sont aujourd’hui stockés en sur- face dans les centres de stockage de l’Andra. En revanche, les déchets de haute activité (HA) et de moyenne acti- vité à vie longue (MA-VL) ne peuvent pas être stockés en surface ou à faible profondeur compte-tenu des risques qu’ils présentent sur le long terme pen- dant plusieurs dizaines ou centaines de milliers d’années car on ne peut garantir que l’on saura maintenir des protections adaptées sur de telles échelles de temps. Le milieu argileux retenu à la limite de la Meuse et de la Haute-Marne, à une profondeur d’environ 500 mètres, a été choisi pour préserver le stockage souter- rain des phénomènes géodynamiques externes. L’argile du Callovo-Oxfordien qui constitue un environnement stable depuis environ 160 millions d’années présente des propriétés qui permettent Le projet Cigéo Centre industriel de stockage de déchets radioactifs en formation géologique profonde Par Jean-Marie Krieguer Adjoint au directeur du projet Cigéo Currently at the design stage, Cigeo is a project for a disposal facility at a depth of 500 m below ground in the Meuse and Haute-Marne departments, to receive high-level and intermediate-level, long-lived radioactive waste. Enshrined in the act of 2006, following 20 years of research, the deep-geological repository will protect human beings and the environment against the most highly radioactive waste, without placing this burden on future generations. Cigeo will be expanded in an incremental and gradual manner over a period of more than a century, enabling the incorpora- tion of scientific and technical advances, with the aim of continuously improving the measures taken from the point of view of safety and of technical and economic optimization. ABSTRACT REE N°3/2016 63 Le projet Cigéo de confiner la radioactivité et donc d’as- surer la sûreté du stockage sur les pro- chaines centaines de milliers d’années, sans nécessiter d’action humaine. Une nécessité éthique La grande dangerosité des déchets HA et MA-VL et leur durée de vie très longue confèrent aux générations qui bénéficient des avantages liés à l’in- dustrie nucléaire une responsabilité éthique : trouver et mettre en œuvre des solutions de gestion à court, moyen et long terme qui permettent d’assurer, aujourd’hui et demain, la protection des hommes et de l’environnement du dan- ger que présentent ces déchets. La sûreté du centre de stockage Le projet Cigéo répond tout d’abord à l’objectif fondamental de protection de la santé des personnes et de l’environ- nement sur une période multimillénaire pendant laquelle la dangerosité des dé- chets va décroître significativement. Le stockage ne doit pas nécessiter d’action humaine une fois fermé (c’est le prin- cipe de « sûreté passive »), même si le stockage sera surveillé plusieurs années après sa fermeture. Pendant l’exploita- tion, le stockage répond à des fonctions de sûreté d’installations nucléaires qui s’inscrivent sur une durée séculaire : confiner les substances radioactives afin d’assurer la sécurité des travailleurs, de la population et la protection de l’envi- ronnement. Ces principes de sûreté reposent sur un système multi-barrières assurant trois fonctions essentielles : confiner les radionucléides contenus dans les dé- chets ; isoler ces déchets de l’homme et de la biosphère ; limiter les transferts de radionucléides vers la biosphère. Le financement du projet Dans une logique de responsabilité, le financement des études, de la construc- tion, de l’exploitation et de la fermeture de Cigéo est assuré dès aujourd’hui par les générations actuelles pour ne pas le reporter sur les générations futures. Cela se traduit par des provisions, régulière- ment actualisées, dans les comptes des trois producteurs des déchets concer- nés : EDF, le CEA et Areva. Il revient à l’Etat d’arrêter le coût de Cigéo, en s’appuyant sur les données techniques fournies par l’Andra, ainsi que sur les observations des producteurs et l’avis de l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN). En janvier dernier, la ministre en charge de l’écologie, du développement durable et de l’énergie a rendu un arrêté fixant un coût de 25 milliards d’euros. Couvrant l’ensemble des coûts du projet sur plus de 100 ans, et non seulement les investissements de départ, ce coût contient nécessairement des incerti- tudes (prix des matières premières, coût de la fiscalité…). C’est pourquoi, le chif- frage du projet devra être régulièrement actualisé. Le développement progressif de l’installation souterraine Le déploiement progressif et incré- mental du projet se traduit par une logique de construction par tranches, correspondant à des périodes d’exploi- tation réduites (de l'ordre du décennal). Chaque tranche ne contraint pas signifi- cativement les suivantes. Cela permet d’intégrer des améliorations aux futures tranches. Elle permet ainsi de prendre en compte les progrès scientifiques et tech- niques et le retour d’expérience, dans une optique d’amélioration continue des dispositions prises pour la sûreté et d’op- timisation technico-économique. La réversibilité du projet, enjeu de gouvernance Le projet Cigéo est conçu de manière à être réversible afin de ne pas enfermer les générations futures dans les choix qui sont faits à la conception. La réversi- bilité du stockage est donc la capacité à offrir à la génération suivante des choix sur la gestion à long terme des déchets radioactifs, y compris le choix de reve- nir sur certaines décisions prises par la génération antérieure. Les générations actuelles favorisent et financent ainsi des possibilités et des facilités d’action sur le processus de stockage. Toutefois, si les générations futures décidaient d’exercer ces options, par exemple pour modifier le stockage pour la réception de nouveaux déchets ou pour en retirer des colis, elles auraient à supporter la charge de leurs décisions. La mise en pratique du principe de réversibilité s’appuie sur des outils tech- niques de conduite du projet et sur des outils de gouvernance. Par exemple, le développement incrémental de Cigéo laisse la possibilité d’intégrer des amé- liorations, la flexibilité de l’exploita- tion offre la possibilité aux générations futures de décaler ou d’accélérer les flux de colis reçus sur Cigéo, l’adapta- bilité des installations de Cigéo per- met des modifications du projet suite à des évolutions de ses hypothèses de dimensionnement initiales, ou encore, la récupérabilité offre aux générations futures la possibilité de retirer des colis du stockage pour changer leur mode de conditionnement ou leur mode de gestion. D’autres outils, contribuent à la gouvernance du projet : l’amélio- ration continue des connaissances, la transparence et la transmission des informations et des connais- sances, la participation de la société, l’évaluation et la supervision par le Parlement, et enfin le contrôle par l’Autorité de sûreté nucléaire. L’insertion de Cigéo dans son territoire L’Andra prépare d’ores et déjà l’arri- vée et l’implantation de Cigéo : l’amé- nagement des infrastructures (transport, eau, électricité, réseau numérique…), les emplois, l’accueil de nouvelles 64 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER populations, le développement éco- nomique et l’attractivité sont autant de sujets qu’elle anticipe avec les acteurs du territoire. En 2015, un service dédié à l’insertion territoriale du projet Cigéo a été créé au centre de l’Andra de Meuse/ Haute-Marne pour accompagner cette activité. Un contrat de développement du territoire qui fera suite au schéma inter- départemental de développement du territoire présenté au débat public de 2013 sera élaboré, sous le pilotage du préfet coordinateur. Il aura vocation à définir, en cohérence avec les politiques de développement des acteurs du terri- toire (que ce soit au niveau des dépar- tements, des intercommunalités, ou des communes), les grandes orientations d’aménagement, notamment, en vue d’accueillir Cigéo. L’Andra contribue à ce travail en four- nissant au territoire les données d’en- trée du projet à chacune de ses phases (aménagements préalables, construc- tion initiale, exploitation, fermeture défi- nitive/surveillance) pour préparer son accueil. Elle organise également des concertations avec les parties prenantes locales sur les sujets pour lesquels elle joue un rôle de pilotage : préparation des entreprises locales, adaptation de l’offre de formation, insertion environ- nementale de Cigéo, etc. Dans le cadre de cette approche collective, l’Andra souhaite étudier une demande de label du type « Grand chantier » comme cela a été fait notam- ment pour la construction de l’EPR de Flamanville (Manche). Les déchets HA et MA-VL Les déchets de haute activité (HA) et de moyenne activité à vie longue (MA-VL) proviennent principalement du secteur de l’industrie électronucléaire et des activités de recherche associées, ainsi que, dans une moindre part, des activités liées à la Défense nationale. Il s’agit des déchets les plus radioactifs et à durée de vie longue, qui sont pris en compte dans la conception de Cigéo. Les déchets HA présentent un niveau de radioactivité de plusieurs milliards à plusieurs dizaines de milliards de bec- querels par gramme et dégagent de la chaleur. Certains radionucléides qu’ils contiennent ont des périodes très lon- gues. On distingue les déchets « HA0 », modérément thermiques, des déchets dont la puissance thermique est plus importante, appelés « HA1 » et « HA2 » (figure 1). Ce sont essentiellement des déchets vitrifiés issus du traitement des combus- tibles usés. Les déchets MA-VL sont essentiel- lement constitués des éléments de structure des combustibles usés et des déchets liés au fonctionnement, à la maintenance et au démantèlement des installations nucléaires (figure 2). Cigéo est dimensionné pour accueil- lir de l’ordre de 10 000 m3 de déchets HA et 75 000 m3 de déchets MA-VL. Cet inventaire correspond à la produc- tion de déchets associés au parc nu- cléaire actuel, avec l’hypothèse d’une durée de vie de 50 ans des centrales nucléaires. Aujourd’hui, environ 60 % des dé- chets de moyenne activité à vie longue et 30 % des déchets de haute activité sont déjà produits. Dans l’attente de la mise en service de Cigéo, les colis de déchets HA et MA-VL déjà produits sont provisoirement entreposés. Si Cigéo est autorisé, ils seront transférés vers le centre de stockage au fur et à mesure de son exploitation. Certains déchets, notamment les déchets HA qui dégagent encore beaucoup de chaleur, devront tout de même rester entrepo- sés plusieurs dizaines d’années dans ces entrepôts pour permettre leur refroi- dissement avant de pouvoir être stockés définitivement. Le projet Cigéo : présentation et description Les différentes phases du projet Le projet Cigéo se développe selon les phases temporelles successives sui- vantes (figure 3) : La conception initiale (études d'esquisse, d'avant-projet sommaire puis détaillé et de projet) : phase Figure 1 : Illustration d’un colis de déchets vitrifiés HA. Figure 2 : Illustration d’un colis de déchets MA-VL REE N°3/2016 65 Le projet Cigéo pendant laquelle les ouvrages, bâti- ments et procédés de l’installation sont définis techniquement. C’est la phase actuelle du projet. Elle inclut le dépôt de la demande d’autorisation de création (DAC), visée en 2018. Pendant la phase de conception ini- tiale, des premiers travaux sur le site, notamment des diagnostics (archéol- ogie préventive, reconnaissance géo- technique, reconnaissance géologique et hydrogéologique, préparation aux travaux, installations supports hors site) peuvent être menés ; Puis, sous réserve de son autorisa- tion par décret : La construction initiale : phase pendant laquelle une première partie, ou première « tranche », de l’installa- tion est réalisée (elle pourrait débuter à l’horizon 2021). Elle porte principale- ment sur la construction des bâtiments de surface liés à l’exploitation de l’instal- lation nucléaire de surface, les liaisons surface-fond, ainsi que les ouvrages souterrains permettant de recevoir de premiers colis de déchets. Pendant la construction initiale (en fonction du planning des travaux), des études d’exécution des composants et des équipements sont menées jusqu’à leur réalisation effective (figure 4) ; La phase industrielle pilote : elle débute pendant la construction initiale et se poursuit au début de l’exploitation. Elle comporte des opérations de qualifi- cation en « inactif », notamment des es- sais sur les équipements installés, ainsi que des opérations en « actif », c’est-à- dire en présence de colis de déchets, après autorisation ; L’exploitation : phase d’une cen- taine d’années au cours de laquelle ont lieu simultanément des opérations de réception et de mise en stockage de co- lis de manière disjointe et des travaux d’extension de l’installation souterraine, par tranches successives. L’exploitation Figure 4: Schéma de l’enchaînement des travaux de construction et d’exploitation des tranches successives. Figure 3 : Schéma des principales phases temporelles de Cigéo. 66 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER démarre après l’autorisation de mise en service délivrée par l’ASN (la réception de premiers colis de déchets radioactifs utilisés pour des essais actifs pourrait in- tervenir à l’horizon 2030). L’exploitation comporte également, sous réserve d’autorisation, des travaux de ferme- ture partielle par obturation d’alvéoles et de zones de stockage. De plus, des travaux de construction, d’adaptation et de jouvence des bâtiments en surface sont engagés. Pendant l’exploitation de Cigéo, les études sont poursuivies pour améliorer sa conception, notamment pour l’optimisation des tranches succes- sives ; La fermeture définitive puis la phase de surveillance : A l’horizon 2150, sous réserve d’autorisation par une loi autorisant la fermeture définitive de Cigéo et la déconstruction des instal- lations de surface, le projet entrera dans une phase de surveillance. Les ouvrages souterrains auront tous été comblés par des remblais à base d’argile. Des scel- lements constitués d’argile gonflante (bentonite) et de massifs d'appui com- plètent le dispositif qui participe à la sûreté après fermeture du stockage. Les installations de Cigéo Les installations de Cigéo consti- tuent une seule et même Installation nucléaire de base (INB), qui comprend (figure 5) : en deux ensembles distincts : - la zone dite « descenderies » dédiée à la réception des colis primaires HA et MA-VL, à leur contrôle et à la pré- paration des conteneurs de stockage, d’une surface d’environ 280 ha ; - la zone dite « puits » dédiée aux acti- vités de support aux travaux souter- rains et qui accueillera également les verses (déblais issus du creusement), d’une surface d’environ 270 ha ; de liaisons surface/fond (descenderies et puits), des quartiers de stockage des colis et des zones de soutien logistique (ZSL) (figure 9). Les installations nucléaires de la zone descenderie (figure 7) regroupent l’ensemble des bâtiments de surface consacrés à l’accueil et au décharge- ment des emballages de colis primaires de déchets radioactifs, au condition- nement des colis primaires dans les conteneurs de stockage, aux contrôles associés et à la mise sous hotte avant transfert dans l’installation souterraine ; elles comportent également les moyens de soutien à l’exploitation de l’installa- tion (ateliers de maintenance, magasins, parcs de matériel, vestiaires…). La livraison des colis de déchets sur le centre de stockage est prévue dans des emballages de transport. Le centre comporte des installations d’accueil et de contrôle à réception des moyens de transport de ces emballages. Après déchargement des embal- lages dans des halls de réception, les colis primaires sont extraits des embal- lages de transport dans un bâtiment de déchargement. Les colis de déchets sont ensuite transférés dans le bâti- ment de conditionnement pour prépa- ration du colis de déchets au stockage ou mise en conteneur de stockage. Le Figure 5 : Schéma illustratif de l’installation Cigéo comprenant les installations de surface et souterraine. REE N°3/2016 67 Le projet Cigéo conditionnement en conteneur s’effec- tue en deux étapes : l’introduction des colis primaires dans le conteneur de stockage puis la fermeture par mise en place d’un couvercle pour constituer un colis de stockage. Une fois constitué, le colis de stoc- kage est placé dans une « hotte » et dirigé vers une descenderie pour être descendu dans l’installation souterraine en vue de son stockage. La tête de des- cenderie constitue un ouvrage central spécifique qui sera utilisé pendant toute l’exploitation de Cigéo. Les bâtiments qui abritent ces opéra- tions sont des ouvrages en béton armé de type monobloc semi-enterré. Des contrôles sont réalisés tout au long des opérations. Le développement progressif de Cigéo conduit à un déploiement en deux phases des ouvrages de déchargement, de conditionnement et de contrôles de la zone descenderie : Une première installation nucléaire (EP1 sur la figure 6) dédiée aux colis MA-VL et aux premiers colis HA0 récep- tionnés, exploitée sur le centre de 2029 à 2100 ; Une seconde installation nucléaire (EP2 sur la figure 6), dédiée aux colis HA1/HA2 et construite dans un second temps, exploitée de 2079 à 2145. Les installations de surface de la zone puits (figure 7) comprennent essentiellement les moyens et bâti- ments liés, d’une part à l’exploitation nucléaire souterraine, d’autre part aux travaux de construction et d’extension des ouvrages souterrains. Outre les ouvrages abritant la machinerie néces- saire aux moyens de manutention et de transfert par un puits dédié, cette zone contient les ouvrages dédiés à l’accueil et au transfert du personnel d’exploitation vers le fond, ainsi que des unités de ventilation dédiées res- pectivement à l’apport et à l’extraction d’air. Au nord, une zone est réservée au stockage des verses (déblais issus du creusement). L’installation souterraine L’installation souterraine est cons- truite progressivement tout au long de l’exploitation du stockage sur une durée séculaire. Après une première phase de construction et d’exploitation (d’une durée d’environ 15 ans), plu- sieurs phases de réalisations se succè- deront. La conception prend en compte la progressivité du développement et se concentre tout d’abord sur la première tranche tout en vérifiant la compatibilité avec les développements des tranches ultérieures, qui seront affinées progres- sivement. L’architecture de l’installation souterraine L’installation souterraine est compo- sée de trois grands blocs fonctionnels (figure 8) : - vaux (ZSL-T) située à l’aplomb des puits travaux ; - ploitation (ZSL-E) située à l’aplomb des puits d’exploitation ; sont situés les quartiers de stockage Figure 6 : Schéma des périmètres géographiques des emplacements des bâtiments de la zone descenderie. Figure 7 : Schéma des périmètres géographiques de la zone puits de Cigéo. 68 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER des déchets MA-VL et les quartiers de stockage des déchets HA0 et HA1/ HA2. La première phase de construction et d’exploitation correspond à la réalisa- tion des descenderies et des puits, de la zone de soutien logistique et des pre- mières alvéoles de stockage de la zone MA-VL et de la zone HA0. L’architecture souterraine est organi- sée de manière à assurer la séparation (à la fois physique et en termes de flux) des activités d’exploitation nucléaire et des autres activités, notamment des travaux d’extension des zones de stoc- kage (figure 9). Elle répond également aux exigences de sûreté après ferme- ture en séparant les déchets MA-VL, HA0 et HA1/HA2 dans des quartiers distincts. L’installation souterraine est im- plantée dans la couche d’argilites du Callovo-Oxfordien. Elle est organisée pour respecter une épaisseur d’argilites saines située, verticalement et horizon- talement, de part et d’autre des alvéoles de stockage, sur laquelle reposeront les performances de confinement et de sûreté à long terme. Les descenderies Les descenderies sont deux tunnels inclinés, construits au tunnelier depuis la surface jusqu’aux installations sou- terraines. Elles sont reliées en tête au bâtiment dit « tête de descenderie » et en pied à la zone de soutien logistique « exploitation » : - miner les colis de stockage vers l’ins- tallation souterraine via un système de transfert incliné (un funiculaire) qui permet de descendre et, le cas échéant, de remonter des colis de stockage ; maintenance et aux opérations d’éva- cuation et de secours et, à compter de l’autorisation de fermer le stoc- kage, à l’acheminement de matériaux pour la réalisation des ouvrages de fermeture. Figure 8 : Installation souterraine de Cigéo à terminaison (conception au stade de l’avant-projet sommaire). Figure 9 : Illustration des différentes zones et liaisons surface-fond. REE N°3/2016 69 Le projet Cigéo Les puits Cinq puits sont prévus pour permettre de relier les installations de surface de la zone puits à l’installation souterraine (figure 10). L’architecture du quartier MA-VL Le quartier MA-VL est organisé autour d’une ossature composée de galeries de liaison et de galeries de retour d’air. C’est à partir de cette ossature que les alvéoles MA-VL seront progressivement construites : galerie d’accès, cellule de manutention et conduit d’air. Elle sera achevée, au moins partiellement, avant la construction et l’exploitation des pre- mières alvéoles du quartier. Le quartier MA-VL se déploie en “chassant”, c’est-à-dire que les alvéoles sont construites puis exploitées en s’éloignant progressivement de la zone de soutien logistique « exploitation » (figure 11). Compte tenu du développement progressif de l’installation souterraine, la zone MA-VL se déploie sur une durée d’environ 60 ans. La représentation en plan du quartier à terminaison est donc susceptible d’évoluer, avec d’éventuelles évolutions et optimisations. Les alvéoles MA-VL La zone de stockage des colis MA- VL se décompose en trois parties (figure 12) : - accostée ; Figure 10 : Les puits dans les zones de soutien logistique. Figure 11 : Zone MA-VL à terminaison (vue APS). 70 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER - lis sont déchargés de la hotte et mis en position pour leur prise en charge par le pont stockeur (ou chariot stoc- keur) ; L’architecture HA Les quartiers des déchets HA1/2 les plus exothermiques seront regroupés dans une même zone, au Nord. La zone HA0 moyennement exothermique est composée d’un quartier de stockage plus au Sud (figure 13). Les quartiers comprennent des galeries d’accès et des alvéoles de stockage de colis de déchets HA. Les quartiers sont composés de modules dont le dimensionnement (charge thermique et espacement des al- véoles HA de stockage) est adapté à chaque famille de colis HA. Pour assurer la sûreté passive du stockage après fermeture à l’échelle du quartier, un dimensionnement thermo-hydro- mécanique est réalisé en prenant en compte la décroissance thermique induite par les différents types de dé- chets HA, fonction de la durée d’entre- posage préalable et de la diffusion de la chaleur dans les argilites. Les alvéoles HA La conception de l’alvéole actuelle retient un chemisage métallique avec un colis primaire dans un conteneur de stoc- Figure 12 : Alvéole de stockage MA-VL. Figure 13 : Quartiers HA moyennement exothermiques et exothermiques. REE N°3/2016 71 Le projet Cigéo kage métallique. Les alvéoles reçoivent des colis de stockage et (éventuellement des intercalaires pour limiter la puis- sance thermique au sein de l’alvéole). Le chemisage a une épaisseur d’envi- ron 25 mm et un diamètre de l’ordre de 700 mm. L’alvéole est composée d’une tête d’alvéole et d’une partie utile au stockage. La tête d’alvéole est consti- tuée pendant l’exploitation d’une bride et d’un bouchon de radioprotection, dans l’attente de la fermeture définitive de l’alvéole. L’espace annulaire entre le chemisage et l’argilite est rempli par un matériau imposant des conditions d’envi- ronnement limitant la corrosion (coulis à base de ciment) (figure 14). Les prochaines étapes Le projet Cigéo est actuellement dans une phase de conception appe- lée études d’avant-projet détaillé (APD). L’APD fait suite à l’avant-projet sommaire (APS) qui s’est terminé en début d’an- née 2016 et a débouché sur la remise à l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN) de dossiers techniques. Aujourd’hui l’objectif de l’APD est de détailler encore davantage le projet (les installations, les équipements, les matériaux, les tech- niques…) pour aboutir au dépôt d’une demande d’autorisation de création en 2018 et permettre la préparation des marchés de réalisation. Après instruction de la demande d’autorisation, si Cigéo est autorisé, les travaux de construction pourraient commencer à l’horizon 2021. Figure 14 : Coupe d’un alvéole HA1/HA2 : ici en fin de chargement (au stade final de l'avant-projet sommaire). L'AUTEUR Jean-Marie Krieguer est adjoint au directeur du projet Cigéo. Après un début de carrière comme exploi- tant dans des mines d’uranium, il a rejoint l’Andra dans le cadre des études du stockage géologique, en participant notamment à la concep- tion et à la mise en œuvre de pro- grammes d’acquisition de données scientifiques et techniques dans le Laboratoire souterrain de l’Andra en Meuse / Haute-Marne. 72 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER Introduction Depuis plus de 20 ans, les activités de R&D pilotées par l’Andra accom- pagnent les grands objectifs de l’Agence et les principales étapes de développe- ment des projets de stockage ou des centres de stockage en exploitation. Elles apportent les connaissances scien- tifiques et technologiques nécessaires pour répondre aux besoins de concep- tion, d’exploitation, d’observation-sur- veillance et d’évaluation de sûreté. En outre, en accompagnement du déve- loppement progressif des stockages (sur plusieurs dizaines d’années), la R&D contribue à leur amélioration continue, en particulier dans une logique d’optimi- sation technico-économique, la sûreté restant toujours l’objectif fondamental. Dans ce cadre, même si le besoin de maîtrise des stockages renvoie souvent à une approche de conception robuste et éprouvée, l’innovation et la recherche prospective en général en sont des élé- ments structurants forts. Cet effort d’innovation continue se déploie sur un large spectre de do- maines scientifiques (sciences de la terre, sciences des matériaux, sciences de l’environnement, mathématiques appliquées, informatique, monitoring, sciences humaines et sociales…) et de disciplines scientifiques et tech- nologiques (mécanique, hydraulique, thermique, chimie…). Il s’étend de la caractérisation des déchets aux tech- niques et outils d’observation/surveil- lance en passant par les nouveaux matériaux, les méthodes de creuse- ment des ouvrages et la simulation numérique, en s’appuyant sur les outils de RD&D développés par l’Andra plus particulièrement pour le projet Cigéo de stockage des déchets radioactifs de haute activité (HA) et moyenne activité à vie longue (MA-VL) en formation argi- leuse. Des outils pour conduire la recherche et l’innovation Pour mener ces recherches, l’Agence s’appuie sur les outils de R&D dont elle dispose en propre : le Laboratoire souterrain implanté en Meuse/Haute- Marne, l’Observatoire pérenne de l’en- vironnement (OPE), des modèles et codes de simulation numérique. Le Laboratoire souterrain de Meuse/Haute-Marne Pour concevoir Cigéo, le projet de stockage des déchets radioactifs HA et MA-VL, l’Andra étudie à Bure, à la limite des départements de la Meuse et de la Haute-Marne, une couche d’argile de plus de 130 mètres d’épaisseur située à 500 mètres de profondeur. Cette roche argileuse, dite du Callovo-Oxfordien, s’est déposée il y a environ 160 millions d’an- nées dans des conditions qui lui donnent des propriétés très favorables au confine- ment à long terme des radionucléides. Creusé au cœur de cette formation argileuse, le Laboratoire souterrain per- met notamment de caractériser in situ les propriétés thermo-hydromécaniques et chimiques de l’argile, de déterminer les interactions entre le milieu géologique et les matériaux qui seront introduits lors du stockage, de mettre au point les mé- thodes de construction des ouvrages et de tester des méthodes d’observation et de surveillance innovantes. Depuis sa création en 2002, plus de 40 expérimentations ont été mises en place dans les galeries souterraines, avec près de 3 000 points de mesures et plus de 40 000 échantillons de roches prélevés. Les expérimentations ont été déve- loppées suivants quatre axes principaux : roche argileuse d’accueil, en particulier ses propriétés de confinement de la radioactivité ; matériaux du stockage (aciers, bé- tons…) en interaction avec la roche argileuse d’accueil ; - co-chimiques de comportement de la roche argileuse face aux sollicitations De la R&D à l’innovation à l’Andra Par Frédéric Plas Directeur de la recherche et développement (Andra) en collaboration avec Jean Michel Bosgiraud, Stéphane Buschaert, Nathalie Texier-Mandoki, Christine Trentesaux-Hamamdjian, Guillaume Pepin, Stephan Schumacher For more than 20 years, to support progressive development and optimization of both radwaste disposal projects and existing radwaste centers, Andra has deployed intensive research and development programs, in collabora- tion with research partners and radwaste owners, using its own tools: the underground research laboratory, the permanent environmental observatory in Meuse/Haute-Marne departments and digital codes. Five major scientific and technological fields of innovation can be highlighted in Andra’s R&D programs: characterization, treatment and conditioning of radwaste, operating underground techniques, monitoring and data management for disposal survey, materials for engineered compo- nents and numerical simulation. ABSTRACT REE N°3/2016 73 De la R&D à l’innovation à l’Andra du stockage (creusement des ouvrages, dégagement de chaleur de certains dé- chets, matériaux du stockage…) ; - vrages souterrains du stockage. L’Observatoire pérenne de l’environnement (OPE) L’OPE, mis en place en 2007 par l’Andra, a pour premier objectif de dis- poser d’un système d’observation envi- ronnementale et de suivi à long terme de l’évolution de l’ensemble des milieux de l’environnement (eau, air, sols, flore, faune, activités humaines). Il s’étend sur une zone de 900 km2 située pour deux tiers dans le département de la Meuse et pour un tiers dans celui de la Haute- Marne, autour du futur site d’implanta- tion de Cigéo (figure 1). Au sein de cette zone, des études plus détaillées sont menées sur un secteur de référence d’environ 240 km2 . L’OPE est un outil exceptionnel et innovant par son étendue, sa durée d’ordre séculaire en lien avec l’exploi- tation de Cigéo, et par la multipli- cité des domaines environnementaux considérés. L’OPE a été labélisé SOERE (Système d’observation et d’expé- rimentation au long terme pour la recherche en environnement) par l’Alliance nationale de recherche pour l’environnement (Allenvi) en 2010, pour cinq ans. Cette labélisation a été renouvelée en 2015. Le système d’étude mis en place pour l’OPE par l’Andra avec ses parte- naires de R&D repose sur plusieurs centaines de points d’observation com- plétés par des données et des images satellites et aériennes, des parcelles d’expérimentation et des stations instru- mentées de suivi en continu. Afin d’assurer la traçabilité et la pé- rennité des données, l’OPE comprend également depuis 2013 une écothèque, située à côté du site de Bure, qui per- met de conserver les échantillons pré- levés (figure 2). Celle-ci s’inscrit dans la Figure 1 : Extension géographique de de l’Observatoire pérenne de l’environnement mis en place sur le territoire autour du projet Cigéo. Figure 2 : Photographie de l’écothèque de l’Observatoire pérenne de l’environnement mis en place sur le territoire autour du projet Cigéo. 74 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER lignée des écothèques les plus dévelop- pées au monde et est intégrée dans le réseau international des écothèques. Les modèles et codes de simulation numérique La simulation numérique permet de prendre en compte les interactions complexes entre constituants et le déve- loppement de phénomènes sur de très longues échelles de temps. Au regard des besoins, les simulations couvrent des domaines d’espace et de temps variables, d’une alvéole plurimétrique au milieu géologique plurikilométrique, de l’année jusqu’au million d’années, et des couplages divers, de manière expli- cite ou implicite, au travers de lois de variation des paramètres. De ce fait, il s’agit d’un outil privilégié qui répond aux multiples besoins des projets de stoc- kage ou des centres de stockage en exploitation. Bien que l’essentiel des outils de simulation dont dispose l’Andra depuis plusieurs années ait une maturité de dé- veloppement et d’utilisation permettant de traiter des problèmes complexes avec des niveaux élevés de représentation, en des temps de calcul raisonnables, un effort important d’amélioration des per- formances de résolution des solveurs a été entrepris ces dernières années. Il s’agit de disposer de moyens matériels et logiciels de simulation encore plus per- formants, afin de répondre aux besoins (I) de représentation de plus en plus fine du fonctionnement phénoménologique du stockage à la fois en termes de com- posants et de processus mis en jeu et (II) de définition, de quantification et de justification des simplifications des pro- cessus et des composants pour les éva- luations de sûreté. Trois types d’actions interdépen- dantes ont permis de se doter d’un « bouquet » d’outils de simulation per- formants et maîtrisés, capables de ré- pondre aux différents besoins : - plifiée (Cassandra), centrée sur les besoins de l’Andra, avec une porta- bilité et une ergonomie optimale, et sans dépendances logicielles inutiles (figure 3) ; - tils selon plusieurs axes : (1) ajout de nouvelles fonctionnalités phénomé- nologiques pour mieux prendre en compte les couplages entre proces- sus physico-chimiques, (2) mise en œuvre du calcul parallèle pour traiter des systèmes de grande taille (gros maillages, grand nombre d’incon- nues,…) et des couplages forts, (3) ajout de nouvelles méthodes d’ana- lyse (incertitudes et sensibilité), (4) acquisition de machines de calculs plus performantes (type multiproces- seurs) en lien avec la mise en œuvre du parallélisme (acquisition d’un clus- ter de calcul, accès aux centres de calcul intensif) ; dédié permettant une porte d’accès unique et ergonomique aux diffé- rents composants d’une chaîne de simulation, et une automatisation de la chaîne de simulation, garantissant une minimisation des erreurs et donc in fine une bonne assurance qualité. Les champs d’innovation L’amont du stockage La loi du 28 juin 2006 relative à la gestion des matières et déchets ra- dioactifs stipule que « La réduction de la quantité et de la nocivité des déchets ra- dioactifs est recherchée notamment par (…) le traitement et le conditionnement des déchets radioactifs ». C’est pour- quoi les producteurs de déchets pour- suivent en lien avec l’Andra, des études sur la caractérisation, le traitement et le conditionnement des déchets radioac- tifs. L’objectif est de rechercher une optimisation technico-économique de l’ensemble de la chaîne de gestion des déchets dans les meilleures conditions de sûreté des sites de production des déchets ainsi que du stockage. L’Andra bénéficie pour ces actions d’un soutien financier dans le cadre du programme Investissements d’avenir. Les enjeux liés à la caractérisation des déchets radioactifs s’inscrivent notamment dans le cadre du démantè- lement des installations nucléaires qui représente un défi industriel mondial1 . L’objectif est en particulier d’évaluer au mieux l’inventaire radiologique de ces déchets afin de les prendre en charge 1 NDLR : le lecteur pourra se reporter à ce sujet au dossier publié dans la REE 2016-2. Figure 3 : Architecture de la plate-forme Cassandra. REE N°3/2016 75 De la R&D à l’innovation à l’Andra dans la filière la plus appropriée sans pour autant saturer inutilement les capa- cités radiologiques des stockages. Afin de mobiliser largement les industriels, en particulier les PME et la communau- té académique sur cette problématique, l’Andra a récemment lancé un appel à projets dédié à l’optimisation de la ges- tion des déchets radioactifs de déman- tèlement couvrant les thématiques liées à la caractérisation, au traitement et au conditionnement des déchets. Parmi les projets déjà lancés, plusieurs visent à développer des techniques innovantes en termes de mesure de la radioactivité des sites de démantèlement ou des déchets. Il s’agit, à titre d’exemples, de développer (1) une caméra haute réso- lution durcie améliorant d’un facteur 10 la résistance aux irradiations par rapport aux caméras actuelles, (2) des sys- tèmes de mesure à distance répartis en ligne pour l’inspection des équipements et infrastructures fortement irradiants et d’accès restreints… Le traitement des déchets radioac- tifs vise (1) à limiter le volume des déchets dans un souci d’optimisation économique et de préservation de la ressource rare que constitue le stoc- kage et (2) à permettre le stockage de déchets dont le conditionnement seul n’apporterait pas les garanties suffi- santes au stockage. C’est notamment le cas des déchets technologiques MA-VL à forte compo- sante organiques (polymères), conta- minés uniquement par des émetteurs alpha, du fait des problématiques liées à la production de gaz et d’espèces cor- rosives en stockage. L’enjeu consiste à développer un procédé capable de trai- ter ces déchets (joints, filtres, outillage, câbles, vêtements…) sans tri préalable des différents matériaux (polymères, métaux). Le traitement retenu (projet PIVIC, coll. AREVA/CEA/Andra) repose sur un procédé d’incinération/fusion/ vitrification. Ce procédé utilise la voie plasma pour minéraliser totalement la matière organique et stabilise les cendres dans une matrice vitreuse, tout en assurant la fusion des métaux. Ce procédé permet également de réduire le volume d’un facteur 15 par rapport au déchet brut (figure 4). A l’heure ac- tuelle, une installation pilote de fusion (taille réelle) est en phase de test sur le site de Marcoule. Dans le cadre de l’appel à projets Andra, des études visent également à développer des procédés (I) de vitri- fication in situ des déchets issus du démantèlement, (II) d’élimination par cavitation des molécules organiques contenues dans les effluents radioactifs, (III) de fusion décontaminante de maté- riaux métalliques. Le conditionnement des déchets vise à les confiner sous une forme stable, solide et monolithique. Les prin- cipales matrices utilisées aujourd’hui sont le verre et les matériaux cimen- taires. Les matrices cimentaires ont l’avantage d’être peu onéreuses et faciles à mettre en œuvre mais elles présentent l’inconvénient de conduire à la production d’importants volumes d’hydrogène lors de l’enrobage de cer- tains métaux tels que l’aluminium ou le magnésium. Pour remédier à cette problématique, des travaux ont été menés dans le cadre du défi NEEDS (Nucléaire : Energie, Environnement, Déchets, Société) piloté par le CNRS, sur le développement de géopolymères (non organiques) pour le conditionne- ment de déchets à base de magnésium métallique en mélange avec de l’ura- nium métallique, et sur le développe- ment d’un liant phospho-magnésien pour le conditionnement des déchets métalliques à base d'aluminium. Les méthodes et technologies d’exploitation et de creusement pour Cigéo. Différentes techniques de creu- sement des galeries sont étudiées comme le tunnelier à attaque ponc- tuelle avec pose de voussoirs à Figure 4 : Schéma du procédé d’incinération/fusion/vitrification des déchets technologiques MA-VL à forte composante contaminés par des émetteurs alpha. 76 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER l’avancement et le soutènement/revête- ment : revêtements souples ou rigides, béton projeté épais ou encore voussoirs (figures 5 et 6). De même, le creu- sement d’alvéoles pour les colis de déchets HA a fait l’objet de développe- ments spécifiques. Parmi les différentes techniques de creusement envisagées pour Cigéo et testées au Laboratoire souterrain (figures 7 et 8), la pose de voussoirs à l’avancement du tunnelier fait l’objet d’un essai innovant : l’emploi d’un vous- soir à matériau compressible (VMC), invention dont l’Andra est copropriétaire avec la société CMC. Cet essai a pour but de vérifier l’apport de ce matériau compressible à l’évolution dans le temps du chargement des voussoirs (sous l’ef- fet de la convergence des terrains) et à l’optimisation de leur dimensionnement (réduction de leur épaisseur). Pour le transfert et la mise en place des conteneurs de stockage dans les al- véoles de Cigéo, l’Andra a développé et testé différents prototypes mécaniques pour les différents types de conteneurs. Elle a également vérifié la capacité de retrait (de récupérabilité) de ces conte- neurs postérieurement à leur stockage sur quelques dizaines d’années. Ainsi les essais de retrait effectués sur les Figure 5 : Différents types de revêtements/soutènements testés au Laboratoire souterrain. Figure 6 : Galeries du Laboratoire souterrain. Figure 7 : Voussoir habillé de matériau compressible testé au Laboratoire souterrain. REE N°3/2016 77 De la R&D à l’innovation à l’Andra conteneurs HA (stockés dans un mi- cro-tunnel horizontal chemisé par un tubage en acier) ont conduit à dévelop- per un robot de récupération à même d’intervenir dans des conditions d’envi- ronnement pénalisantes (irradiation, température, humidité, corrosion). Observation surveillance de Cigéo et de son environnement L’Andra développe actuellement une stratégie globale pour répondre aux besoins d’exploitation et de surveillance de Cigéo. Il s’agit d’un ensemble de dispositions, anticipées dès la concep- tion du centre, comprenant différents volets opérationnels, à commencer par le dimensionnement des ouvrages, le contrôle des colis à réception, l’obser- vation et la surveillance des installations dès leur construction et tout au long de l’exploitation, mais également de l’environnement du Centre, à l’aide de l’Observatoire pérenne de l’environne- ment (OPE). Le système d’auscultation des in- frastructures souterraines sera mis en œuvre dès la construction et concerne- ra tous les types d’ouvrages rencontrés dans le stockage (puits, descenderies, galeries, alvéoles, etc.). Il sera maintenu, autant que possible, au-delà des pre- mières fermetures partielles d’alvéoles de stockage. Pour réaliser cette auscultation, l’Andra se fonde sur les retours d’expé- rience disponibles au Laboratoire souter- rain et sur les stockages de surface, mais aussi sur des inventaires technologiques réalisés au regard des pratiques dans d’autres milieux industriels et nucléaires. Face aux besoins spécifiques du monitoring de Cigéo, l’Andra a choisi de développer très en amont la démonstra- tion de durabilité, de fiabilité et de cer- tification des instruments de mesure, et ainsi d’initier la qualification de ces tech- nologies en anticipation de la concep- tion de l’auscultation des ouvrages de stockage de Cigéo. Le milieu où seront installés ces cap- teurs sera localement agressif : les cap- teurs subiront en effet des élévations de températures et potentiellement des agressions chimiques et des radia- tions. Il est donc nécessaire d’adapter les outils existants, voire de dévelop- per de nouveaux outils technologiques, sans oublier qu’il est recherché une grande longévité de ces instruments ainsi qu’une maîtrise de leurs dérives métrologiques. Toutes ces conditions et contraintes sont relativement spéci- fiques aux enjeux du stockage profond de déchets radioactifs et nécessitent une R&D poussée dans ce domaine. Initiés dès 2009, ces axes de recherche ont fait l’objet d’avancées notables ces dernières années et ont porté notam- ment sur : fibres optiques comme capteurs thermo-mécaniques pour une mesure spatiale continue sur des longueurs élevées, en complément ou comme alternative à des capteurs plus ponc- tuels (extensomètre à corde vibrante, etc.). Outre la réalisation de leur durcis- sement aux radiations, il a par exemple été possible d’améliorer considéra- blement la sensibilité de ces fibres à la déformation et de proposer une méthode efficace pour discriminer la température et la déformation mesu- rée le long d’un même câble par rétro- diffusion Brillouin. L’Andra a également développé et breveté avec le LNE une technologie innovante (Evertherm ©) d’étalonnage et de ré-étalonnage dans le temps des fibres optiques pour me- surer la température dans les alvéoles de stockage de Cigéo ; suivi hygrométrique des maté- riaux (bétons, remblais, scellements) sur la base de chaînes de mesure fondées sur la réflectométrie dans le domaine temporel ; capteurs chimiques innovants en complément des technologies actuel- lement disponibles, qui nécessitent un étalonnage régulier, en particu- lier des capteurs gaz, de corrosion et pH pérennes. L’Andra travaille à titre d’exemple sur une technologie promet- teuse en matière de détection et de do- sage de dihydrogène par fibre optique. Figure 8 : Test d’un robot récupérateur de conteneur de stockage HA. 78 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER Grâce à des seuils de détection très bas et un temps de réponse associé relati- vement court, cette nouvelle technolo- gie permettra d’optimiser la détection de rejets gazeux dans les alvéoles de stockage. En plus de l’intérêt marqué pour le parc électronucléaire, cette technologie pourrait être utilisée pour d’autres applications relatives à la sur- veillance du stockage de gaz. Les moyens d’auscultation qui seront mis en œuvre dans Cigéo conduiront progressivement, avec le développe- ment de l’installation, à l’acquisition d’un volume important de données et de connaissances qu’il faudra capitaliser, gérer et mettre à disposition de diffé- rents utilisateurs afin de faciliter l’aide à la décision dans le cadre de la sûreté d’exploitation, de la réversibilité et de la sûreté sur le long terme. Les données acquises lors de la construction et de l’exploitation du stockage devront alors être organisées au sein d’un système d’information. Ainsi, en préparation de ce futur outil et des méthodologies de traitement à y implémenter, les données des ouvrages expérimentaux du Laboratoire sou- terrain sont analysées notamment en termes de fusion de données. Une stra- tégie en la matière est en cours de mise en place. Celle-ci a pour dessein de développer les méthodes et moyens de traitement de données principalement issues d’une instrumentation de terrain afin de les rendre exploitables compte- tenu des besoins de connaissance asso- ciés à l’exploitation des stockages. La finalité des développements est donc d’anticiper le traitement, les méthodes et l’analyse future des données et de fournir des outils d’aide à la décision pour Cigéo. L’approche générale du trai- tement de données en vue de l’aide à la décision est représentée par l’exemple qu'illustre la figure 9. Ce dernier est axé sur la fusion de données afin de répondre aux exigences de confirmation et d’affinement du comportement phé- noménologique : la confrontation d’une part des données validées extraites de la fusion de données et des données provenant des simulations d’autre part, à l’issue d’itérations de chaque système, fournira les informations nécessaires aux prises de décision. Concernant l’Observation-surveillance de l’environnement, Cigéo est, par sa durée séculaire d’exploitation, un chan- tier industriel hors normes. Au-delà de la surveillance réglementaire issue des ana- lyses d’impacts de Cigéo, l’Andra a mis en place, avant la construction de Cigéo, un objet unique, l’OPE (Cf. plus haut). En plus d’un maillage serré d’échan- tillonnages et d’analyses, l’Andra a ainsi mis en place un réseau de stations instrumentées pour réaliser un suivi continu des eaux, de l’air et des cycles biogéochimiques dans les sols de la région concernée. L’Ope constitue non seulement un outil de suivi sur le très long terme, un moyen d’enregistrement et de fourniture des données environ- nementales mais aussi de conservation sur le long terme d’échantillons repré- sentatifs dans une écothèque permet- tant des analyses rétrospectives. Les matériaux La recherche sur les matériaux inno- vants s’inscrit dans un processus d’opti- misation du stockage à long terme, en particulier de Cigéo. Jusqu’à sa ferme- ture définitive (qui pourrait intervenir à l’horizon 2150 en l’état actuel des études), Cigéo se développera de ma- nière progressive et incrémentale. Tout ne sera donc pas construit dès le départ, Figure 9 : Organigramme du traitement des données. REE N°3/2016 79 De la R&D à l’innovation à l’Andra mais au fur et à mesure des besoins, ce qui permettra notamment aux généra- tions futures d’intégrer les optimisations issues des progrès scientifiques et tech- niques et du retour d’expérience. A titre d’exemple, les premiers dé- chets HA fortement exothermiques seront stockés à l’horizon 2080. Ac- tuellement, il est prévu que ces déchets soient placés dans des conteneurs en acier non allié au sein d’alvéoles de stockage avec chemisage métallique. La corrosion en conditions anoxiques de ces éléments va générer de l’hydro- gène. Une des voies d’optimisation du stockage est de développer et étudier des matériaux « inertes » alternatifs aux matériaux métalliques. Ces matériaux doivent, à la fois, répondre aux mêmes exigences que celles requises pour le conteneur actuellement défini et, par ailleurs, être relativement inertes vis-à- vis de l’altération de la matrice de verre et de l’argilite du site. L’Andra mène des études pros- pectives sur cette thématique depuis 2007. Les travaux portent sur le déve- loppement et la caractérisation de céra- miques alumino-silicatées résistant à l’attaque par l’eau et ayant des proprié- tés mécaniques élevées (supérieures à celles des céramiques silicatées clas- siques). Les recherches, menées avec la société Porcelaine Pierre Arquié PPA, ont abouti : de composition riche en alumine étanche et durable ; HA adapté au matériau céramique (épaisseur de 4 cm) ; - lage, séchage et frittage adaptés à des pièces céramiques d’épaisseur quatre fois plus importante que celle obtenue par les procédés traditionnels. Ces développements ont permis de montrer la faisabilité du corps et du couvercle d’un conteneur de stockage échelle ½ et d’épaisseur 4 cm en por- celaine alumino-silicatée (figure 10), ce qui constitue une réelle avancée par rapport à l’état de l’art industriel actuel. Les recherches se poursuivent néan- moins car il reste des verrous technolo- giques : contraintes en termes d’étanchéité, de tenue mécanique, de température d’élaboration, de caractérisation des défauts... ; - nique d’un conteneur céramique sous chargement localisé. Une des voies de scellement étudiée est l’utilisation d’une fritte de verre chauf- fée par micro-ondes. Cette technologie permet de répondre à deux contraintes majeures afin de préserver les proprié- tés de confinement de la matrice verre des déchets (température maximum 450 °C) : conteneur céramique de 600-700 °C ; à la zone de fermeture. Les premiers résultats ont permis de valider la technologie à l’échelle du labo- ratoire avec la réalisation d’assemblages céramique-verre dès 700°C. Les pers- pectives consistent à adapter la techno- logie micro-ondes à des pièces de plus grandes dimensions et à caractériser la durabilité des assemblages réalisés. Si ces verrous sont levés, le passage au développement d’un procédé de mise en forme d’un conteneur échelle 1 pourra alors être envisagé. Les modèles et la simulation numérique Pour vérifier que le stockage, tel qu’il est conçu, répond aux objectifs de sûre- té, l’objectif majeur est la quantification de l’évolution phénoménologique du stockage et du milieu géologique envi- ronnant, depuis la période d’exploita- tion jusqu’à la phase de post-fermeture (de l’ordre du million d’années). Cela implique de comprendre le fonctionne- ment d’un système qui fait intervenir : (I) de multiples composants et maté- riaux (ceux du stockage et des diffé- rentes formations géologiques), (II) de nombreux phénomènes (ther- miques, hydrauliques, mécaniques, chimiques et radiologiques) et leurs couplages, et enfin (III) différentes échelles de temps et d’espace. La compréhension fine de ces phénomènes se fonde sur une démarche conjointe d’expéri- mentations et de mise en œuvre de simulations numériques. Figure 10 : Conteneur céramique à l’échelle ½ et d’une épaisseur réelle de 4 cm. 80 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER Les quantifications numériques s’ap- puient en particulier sur le développe- ment d’outils capables de représenter des systèmes complexes (physique et géométrie) sur de grandes échelles de temps et d’espace, avec une gestion per- manente de l’accroissement du nombre de données et du détail des représenta- tions. Pour répondre à ces enjeux, l’Andra s’est impliquée depuis plusieurs années dans la dynamique du calcul haute per- formance afin d’améliorer de manière continue la performance numérique des outils de simulation (en termes de précision, de robustesse, de rapidité, de gestion de taille et de complexité des problèmes à résoudre) et l’accès à des représentations de plus en plus intégrées et détaillées des systèmes. Aussi, certains travaux de R&D en modélisation et simu- lation numérique, menés notamment en partenariat avec l'INRIA, s’inscrivent dans le champ des innovations informatiques et numériques. Ils conduisent à disposer maintenant : domaines à la fois en espace et en temps, qui permettent une parallélisa- tion de haut niveau des outils de calcul sur des géométries et physiques com- plexes et un gain significatif en temps de résolution des solveurs itératifs. La solution du problème global cor- respond à l’assemblage de solutions relatives à celles des sous-domaines constituant le domaine total, avec une gestion optimisée des conditions de raccordement en espace et en temps ; mérique, permettant d’approcher, sur des problèmes périodiques avec de forts contrastes de propriétés, une résolution des processus physiques exploitant des paramètres équivalents sur des géométries homogénéisées ; qui, couplés à des techniques perfor- mantes de remaillages automatiques, permettant de contrôler et réduire l’erreur numérique des simulations et de renforcer la qualité et la précision des résultats ; et de sensibilité, qui, couplées à des techniques de construction de méta- modèles (surface de réponse par approche neuronale ou polynôme de chaos), permettent de hiérarchiser les paramètres d’influence sur de gros systèmes fortement non-linéaires. Ces différents travaux innovants en si- mulation permettent d’ores et déjà d’ac- céder à des niveaux de représentation élevés, par exemple : hydraulique-gaz de Cigéo, avec une meilleure gestion des changements de phase et des échanges d’eau et de chaleur entre milieux ouverts et milieux poreux, et des capacités de pa- rallélisme permettant la représentation détaillée de tout le stockage ; - grée région/secteur (échelle du bassin parisien et échelle locale) et son évo- lution sur le prochain million d’années, qui a permis de représenter (1) une réalité géologique détaillée du sys- tème multicouches, (2) l’intégration des structures à l’échelle régionale, (3) les évolutions géométriques du fait des évolutions géodynamiques dues à la surrection et à l’érosion (figure 11) ; de l’évolution chimique des ouvrages de stockage, en prenant en compte la complexité du système chimique (dizaines de minéraux et d’espèces dissoutes, équilibres solide/solution contrôlés par des lois cinétiques, fronts réactionnels, couplage avec la ther- mique et l’hydraulique non saturée), sur des géométries détaillées. Cette modélisation a permis de quantifier les perturbations de toutes natures (alcaline, oxydante, organique, saline, influence de la corrosion, …) et leurs conséquences sur le transfert des ra- dionucléides dissous. Une recherche collaborative Un stockage de déchets radioactif est donc un système complexe, constitué de plusieurs composants qui évoluent progressivement sur des durées pou- vant être plurimillénaires. Il en résulte des phénomènes variés et souvent couplés. Pour répondre à ces questions Figure 11 : Géologie, maillage et trajectoire hydraulique à l’échelle de secteur. REE N°3/2016 81 De la R&D à l’innovation à l’Andra scientifiques majeures nécessitant à la fois une forte interdisciplinarité, et des moyens techniques et scientifiques complémentaires, sur des durées pluriannuelles, l’Andra, dans son rôle d’intégrateur de connaissances, a mis en place des Groupements de labora- toires (GL) mobilisant des compétences pluridisciplinaires et disposant d’une autonomie significative en matière de prospective et de programmation. Ces GL sont au nombre de sept, autour d’au- tant de grandes thématiques : - nique-gaz des ouvrages et des com- posants ; - nique des composants métalliques ; dans des environnements et ouvrages à physico-chimie complexe ; dans des environnements et ouvrages insaturés ; - nements de stockage ; Par ailleurs, dans le cadre de sa poli- tique de partenariats initiée dès le début des années 2000, l’Andra a tissé des liens avec 11 organismes de recherche et institutions d’enseignement supérieur reconnus pour leur excellence scienti- fique. Ces partenariats ont été établis pour mettre en commun des moyens sur des actions de recherche dont les résultats bénéficient aux deux parties, notamment dans les domaines de la géochimie et des transferts, de la dura- bilité des bétons, de la géotechnique, de l’instrumentation et des systèmes d’in- formation, de la simulation numérique et du traitement des incertitudes, de la gouvernance et de la concertation. Enfin, l’Andra est fortement impliquée dans plusieurs projets de recherche col- laborative à l’échelle européenne et au sein de la plate-forme technologique Implementing Geological Disposal for Radioactive Waste (IGD-TP). L'AUTEUR Frédéric Plas est directeur de la R&D à l’Andra. Forte d’une cen- taine de personnes, la direction de la R&D a une mission d’ensemblier des connaissances scientifiques au service de la conception, l’exploi- tation, l’observation/surveillance et l’évaluation de sûreté des stockages. A ce titre elle définit et met en œuvre des programmes de recherche pour répondre aux besoins de connais- sances à court terme mais aussi à long terme dans une logique d’in- novation et de prospective ; elle couvre ainsi un vaste ensemble de domaines scientifiques et tech- nologiques (sciences de la terre, sciences des matériaux, comporte- ment des radionucléides, sciences environnementales, monitoring et traitement des données, mathéma- tiques appliquées et simulation nu- mérique…). Pour mener ces travaux, elle s’entoure des compétences de partenaires de recherche nationaux et internationaux.

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
contenu protégé  Document accessible sous conditions - vous devez vous connecter ou vous enregistrer pour accéder à ou acquérir ce document.
Prix : 10,00 € TVA 20,0% comprise (8,33 € hors TVA) - Accès libre pour les ayants-droit

se connecter ou s'enregistrer pour commander.
Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs

REE N°3/2016 45 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFS DOSSIER Introduction Toute activité humaine produit des déchets : celles mettant en œuvre des substances radioactives ne font pas ex- ception à cette règle et génèrent donc des déchets dont certains sont radioactifs. La grande majorité d’entre eux res- semble à des déchets classiques : outils, vêtements, plastiques, ferrailles, gravats… Cependant, leur radioacti- vité présente un risque pour la santé et l’environnement. Ils doivent donc faire l’objet d’une prise en charge spécifique et renforcée, même lorsque ce niveau de radioactivité est très faible. Les déchets radioactifs contiennent en général un mélange de radionucléides : uranium, césium, iode, cobalt, radium, tritium… et sont très variés : les natures phy- sique et chimique, le niveau et le type de radioactivité, sont autant de carac- téristiques qui diffèrent d’un déchet à un autre. Les modalités de gestion des déchets sont adaptées à leurs caracté- ristiques, notamment radiologiques. Par ailleurs, comme pour tous les déchets, la réduction de la quantité et de la nocivité des déchets radioactifs est recherchée au travers de différents traitements. Lorsqu’un déchet radioactif ne peut plus être traité dans les conditions tech- niques et économiques du moment, il est qualifié de déchet radioactif ultime : il doit alors être stocké dans un centre dédié et adapté à ses caractéristiques. Afin de clarifier et optimiser la gestion de ces déchets radioactifs très divers, le code de l’environnement prévoit qu’un plan national de gestion des matières et des déchets radioactifs (PNGMDR1 ) soit établi tous les trois ans par le Gouvernement : ce plan triennal dresse un bilan de la politique de gestion, re- cense les besoins et détermine les ob- jectifs à atteindre à l’avenir. Ce plan est transmis au Parlement pour évaluation par l’Office parlementaire d’évaluation des choix scientifiques et technolo- giques (OPECST) et rendu accessible au public afin que celui-ci puisse disposer d’une vision globale et exhaustive de la gestion des déchets radioactifs. 1 Le PNGMDR est accessible sur le site du minis- tère de l’environnement, de l’énergie et de la mer http://www.developpement-durable. gouv.fr/Plan-de-gestion-pour-la-periode.html et sur le site de l’Autorité de sûreté nucléaire http://professionnels.asn.fr/Installations- nucleaires/Dechets-radioactifs-et-demantelement/ Plan-national-de-gestion-des-matieres-et- dechets-radioactifs L’origine des déchets radioactifs Depuis le début du XXe siècle, les activités humaines manipulant des substances radioactives ont produit des déchets radioactifs qui proviennent de cinq principaux secteurs économiques : radioactifs produits par ce secteur proviennent d’une part du fonction- nement et du démantèlement des installations réalisant les opérations visant à fabriquer, utiliser (centrales nucléaires de production d’électricité) puis recycler ou entreposer le com- bustible nucléaire et d’autre part du retraitement des combustibles usés qui sépare les matières valorisables contenues dans ces combustibles des déchets ultimes (figure 1) ; - prend la recherche dans le domaine du nucléaire civil (notamment les acti- vités de recherche du CEA), les labo- ratoires de recherche médicale, de physique des particules, d’agronomie, de chimie, etc ; principalement des activités liées à la force de dissuasion, dont la propul- Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs Par Michèle Tallec Andra The use of the properties of radioactivity in many sectors leads to the production of radioactive waste which, for technical or economic reasons, cannot be reused or reprocessed. Andra’s disposal facilities already provide a surface disposal solution for 90 % of the radioactive waste produced each year. These are very low-level waste (VLLW) and low- and intermediate-level, short-lived waste products (LILW-SL). New disposal needs will emerge, in the medium to long term, for both of these categories of waste, in particular with the dis- mantling of nuclear facilities. Andra and the waste generators are currently working on programs for reducing the volume of waste at source and even before they are produced through, for example, waste characterization and sorting, the optimization of dismantling scenarios and the improvement of packaging. A solution is currently being studied for the disposal of low-level, long-lived waste (LLW-LL). Finally, high-level waste (HLW) and intermediate-level, long lived waste (ILW-LL), which represent a tiny fraction of the total volume of radioactive waste (~1 %), but which concentrate the bulk of the radioactivity (~99 %), will be disposed of in Cigeo, the reversible deep geological repository project designed by Andra. ABSTRACT 46 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER sion nucléaire de certains navires ou sous-marins, ainsi que des activités de recherche associées ; - nucléaire qui comprend notamment l’extraction de terres rares, la fabrica- tion de sources scellées mais aussi di- verses applications comme le contrôle de soudure, la stérilisation de matériel médical, la stérilisation et la conserva- tion de produits alimentaires… ; activités thérapeutiques, de diagnostic et de recherche. Les secteurs ayant historiquement le plus contribué à la production de dé- chets radioactifs en France sont les sec- teurs électronucléaire, de la recherche et de la Défense. La classification des déchets radioactifs La classification des déchets radioac- tifs diffère d’un pays à l’autre. Si certains pays ont opté pour une classification par filière de production, d’autres privi- légient un classement des déchets en fonction de leur caractère exothermique (c’est-à-dire en fonction du dégagement de chaleur créé). En France, depuis le début des an- nées 2000, la classification des déchets radioactifs repose principalement sur deux paramètres importants pour défi- nir le mode de gestion approprié : en becquerel (Bq) par gramme ; éga- lement appelé activité. Le niveau de radioactivité des déchets peut être très faible, faible, moyen ou haut ; période radioactive propre à chaque Figure 1 : Les déchets produits aux différentes étapes du secteur électronucléaire. REE N°3/2016 47 Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs radionucléide qu’ils contiennent ; par simplification, on appelle déchets à vie courte, les déchets dont la radioacti- vité provient principalement de radio- nucléides à vie courte (période 31 ans), et déchets à vie longue, ceux qui contiennent une quantité impor- tante de radionucléides à vie longue (au-delà de 31 ans et sur des périodes pouvant atteindre des centaines de milliers d’années). Cette classification comprend les prin- cipales catégories suivantes : principalement constitués des colis de déchets vitrifiés issus des combustibles usés après retraitement. Le niveau d’ac- tivité de ces déchets est de l’ordre de plusieurs milliards de Bq par gramme ; longue (MA-VL), également principa- lement issus des combustibles usés après retraitement et des activités d’exploitation et de maintenance des usines de retraitement du combustible. L’activité de ces déchets est de l’ordre d’un million à un milliard de Bq par gramme ; longue (FA-VL), essentiellement des déchets de graphite et des déchets radifères. Les déchets de graphite pro- viennent principalement du déman- tèlement des réacteurs de la filière uranium naturel graphite gaz (UNGG). Leur niveau de radioactivité est de l’ordre de plusieurs centaines de mil- liers de Bq par gramme. Les déchets radifères, en majorité issus d’activi- tés industrielles non-électronucléaires (comme le traitement de minéraux contenant des terres rares), possèdent une activité comprise entre quelques dizaines et quelques milliers de Bq par gramme ; activité à vie courte (FMA-VC), essen- tiellement issus du fonctionnement, de la maintenance et du démantèlement des centrales nucléaires, des instal- lations du cycle du combustible, des centres de recherche et, pour une faible part, des activités de recherche médi- cale. L’activité de ces déchets se situe entre quelques centaines et un million de Bq par gramme ; majoritairement issus du fonctionne- ment, de la maintenance et du déman- tèlement des centrales nucléaires, des installations du cycle du combustible et des centres de recherche. L’activité de ces déchets est en général inférieur à 100 Bq par gramme ; principalement du secteur médical ou de la recherche. Ils sont entreposés sur leur site d’utilisation le temps de leur décroissance radioactive, avant élimi- nation dans une filière conventionnelle correspondant à leurs caractéristiques physiques, chimiques et biologiques. Cette classification permet schémati- quement d’associer à chaque catégorie de déchets une ou plusieurs filières de gestion. Le tableau 1 les présente de manière synthétique. Il convient de souligner deux aspects importants concernant la classification des déchets radioactifs : unique permettant de déterminer la catégorie d’un déchet. Il est en effet nécessaire d’étudier la radioactivité des différents radionucléides présents dans le déchet pour le positionner dans la classification ; définie mais ne pas être accepté dans la filière de gestion correspondante du fait d’autres caractéristiques (sa compo- sition chimique ou ses propriétés phy- siques par exemple). Tableau 1 : Catégories de déchets et filières de gestion. 48 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER L’inventaire des déchets radioactifs Conformément au code de l’envi- ronnement, l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra) élabore et met à jour un Inventaire natio- nal des matières et déchets radioactifs2 sur la base des déclarations de stocks de déchets existants réalisées par les producteurs de déchets radioactifs tous les ans. Cet Inventaire est complété tous les trois ans par des prévisions de pro- duction de déchets radioactifs, établies elles-aussi sur la base de déclarations des producteurs de déchets. Le tableau 2 récapitule les quanti- tés de déchets radioactifs pour chaque catégorie de déchets à fin 2014 et les prévisions à fin 2020, fin 2030 et à terminaison des installations. Les prévi- sions prises en compte pour ces bilans reposent sur l’estimation des déchets produits aux dates considérées par les installations en fonctionnement ou dont la création a été autorisée au 31 décembre 2013, en supposant que leur durée de fonctionnement sera de 50 ans en moyenne, et destinés à être pris en charge dans les centres de stoc- kage de l’Andra. Ces prévisions tiennent compte à la fois des déchets produits par le fonctionnement des installations mais aussi de ceux qui résulteront du démantèlement de ces installations. Ces quantités de déchets ne com- prennent pas les déchets de l’instal- lation de conversion de l’uranium de Malvési, pour lesquels la solution de gestion est en cours de définition, ni les déchets qui ont fait l’objet de modes de gestion « historiques » tels que : - tement de minerais d’uranium résultant de l’exploitation minière de l’uranium en France entre 1948 et 2001. Ces rési- dus, estimés à 50 millions de tonnes, 2 L’Inventaire national des matières et déchets radioactifs est disponible sur le site de l’Andra http://www.inventaire.andra.fr/ constituent des déchets radioactifs à vie longue d’un niveau de radioactivité comparable à celui des déchets TFA. À la fin de l’exploitation minière de l’uranium en France, ces résidus ont été stockés au sein de vingt anciens sites miniers dont la surveillance est assurée par AREVA, sous contrôle des autorités compétentes ; sur site » qui ont été stockés par le passé dans le périmètre ou à proxi- mité des installations nucléaires de base ou des installations nucléaires de base secrètes ainsi que dans des zones historiquement utilisées comme dépendances de ces ins- tallations. Il s’agit le plus souvent de buttes ou de remblais. Ces stoc- kages historiques sont décrits dans l’Inventaire national des matières et déchets radioactifs et sont surveillés dans le cadre des programmes de surveillance de l’environnement des sites. Des dispositions permettant de conserver la mémoire de la présence de déchets (définition de servitudes spécifiques tenant compte de la na- ture de l’activité, de son historique et des éventuels risques résiduels) sont mises en œuvre le cas échéant ; Atlantique nord-est et dans les eaux territoriales de la Polynésie française. En 1967 et 1969, la France a participé à deux campagnes d’immersion dans l’Atlantique menées sous la coordi- nation de l’OCDE en immergeant un total de 14 200 tonnes de déchets ra- dioactifs conditionnés, d’activité totale d’environ 350 TBq, provenant tous du site de Marcoule. Dans le cadre des essais nucléaires menés dans l’océan Pacifique, 3 200 tonnes de déchets, d’une activité totale inférieure à 0,1 TBq, ont également été immer- gées entre 1967 et 1982. Cette pra- tique a été abandonnée par la France en 1982. Il faut noter que, si l’augmentation est essentiellement due à la production d’électricité d’origine nucléaire, il n’en est pas de même pour les autres catégories de déchets : la production de déchets FA-VL, FMA-VC et TFA dans les années à venir résultera directement du déman- tèlement des installations nucléaires. Ainsi, la quasi-totalité des déchets FA-VL, environ 50 % des déchets FMA- VC et plus de 70 % des déchets TFA à produire entre 2014 et 2030 sont des Catégorie Stock à fin 2014 Prévisions à fin 2020 Prévisions à fin 2030 Prévisions à terminaison HA 3 400 4 100 5 500 10 000 MA-VL 45 000 48 000 53 000 72 000 FA-VL 87 000 92 000 120 000 180 000 FMA-VC 878 000 1 000 000 1 200 000 1 900 000 TFA 436 000 650 000 1 100 000 2 200 000 Total ~1 450 000 ~1 800 000 ~2 500 000 ~4 300 000 Tableau 2 : Quantités de déchets radioactifs pour chaque catégorie de déchets à fin 2014 et à diverses échéances. Les quantités de déchets radioactifs sont indiquées en m3 équivalent conditionné (volume du déchet une fois celui-ci conditionné en colis primaire). Dans ce tableau de synthèse, les chiffres sont arrondis. REE N°3/2016 49 Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs déchets de démantèlement3 . Toutes ca- tégories confondues, plus de 60 % des déchets à produire entre 2014 et 2030 sont des déchets de démantèlement. Cette proportion s’accroîtra encore dans les décennies suivantes avec la montée en puissance du démantèlement des réacteurs de première génération et le démantèlement de l’ensemble des ins- tallations considérées. Les principes de gestion des déchets radioactifs Comme indiqué en introduction, la gestion des déchets radioactifs s’inscrit dans le cadre général de la gestion des déchets défini dans le code de l’environ- nement. Ainsi, les déchets radioactifs doivent être gérés, autant que raison- nablement possible, en appliquant les objectifs suivants : - duction et leur nocivité ; dans l’ordre indiqué : le tri en vue de la réutilisation, le recyclage, la valorisation 3 NDLR : le lecteur pourra se reporter au numé- ro 2016-1 de la REE dans lequel a été publié un dossier sur le démantèlement des installations nucléaires. et dans un dernier temps le stockage des déchets ultimes. Réserver le stoc- kage aux seuls déchets ultimes permet de limiter les quantités de déchets des- tinés à ces installations qui disposent de capacités limitées qu’ils convient donc d’utiliser au mieux. Toutefois, eu égard au caractère radioactif de ces déchets, la mise en place de la réutilisa- tion, le recyclage ou la valorisation sont particulièrement encadrés. Le code de l’environnement précise par ailleurs que : sont responsables de leur gestion ; terme des déchets radioactifs pro- duits en France, c’est-à-dire de trouver, mettre en œuvre et garantir des solu- tions de gestion sûres pour l’ensemble des déchets radioactifs français afin de protéger les générations présentes et futures du risque que présentent ces déchets. L’ensemble des opérations succes- sives réalisées sur les déchets radioac- tifs qui concourent, de leur production à leur stockage, à leur mise en sécurité définitive constitue une filière de ges- tion. Les filières sont différentes selon les types de déchets auxquels elles s’appliquent. Ces opérations comprennent : des déchets radioactifs ; Le tri à la source consiste à séparer les déchets en prenant en compte leur na- ture physico-chimique (solides, liquides, solvants, etc.), leurs caractéristiques radio- logiques et les risques spécifiques autres que radiologique qu’ils peuvent présenter (risque infectieux, etc.). La caractérisation des déchets consiste à mesurer et identifier les caractéristiques radiologiques, chimiques, biologiques et physiques du déchet afin de pouvoir vérifier la compatibilité des déchets avec les étapes ultérieures prévues pour sa gestion. Le traitement consiste à transfor- mer le déchet initial pour lui donner des caractéristiques plus appropriées (notamment en termes de volume ou de caractéristiques physico-chimiques) pour sa gestion ultérieure. À titre d’exemple, on peut citer : l’incinération, l’évaporation, le compactage et la fusion. Figure 2 : Le principe du stockage. 50 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER Le conditionnement est l’ensemble des opérations réalisées en vue de pro- duire un colis de déchets radioactifs, c’est-à-dire un objet aisément « manu- tentionnable ». Ces opérations peuvent notamment consister en l’introduction dans un conteneur, l’immobilisation, le traitement physico-chimique ou l’enro- bage de déchets radioactifs. Les conte- neurs dans lesquels sont placés les déchets radioactifs sont généralement en béton, en acier non allié (acier ordi- naire) ou en acier allié (acier inoxydable) et, en tout état de cause, adaptés aux installations auxquelles ils sont destinés et au niveau de radioactivité, aux pro- priétés physico-chimiques et à la durée de vie des déchets qu’ils contiennent. Au sein de ces conteneurs, les déchets liquides peuvent être immobilisés dans une matrice vitreuse (déchets vitrifiés), du bitume ou du ciment. Les déchets solides peuvent être uniquement com- pactés ou bloqués par un liant hydrau- lique, après compactage ou non. L’entreposage consiste à placer les déchets ou colis de déchets radioactifs à titre temporaire dans une installation spécialement aménagée en surface ou en faible profondeur à cet effet, avec l’intention de les retirer ultérieurement, pour les traiter, les conditionner ou les évacuer vers un centre de stockage. Le stockage consiste à placer les colis de déchets radioactifs dans une instal- lation spécialement aménagée pour les conserver de façon potentiellement définitive, sans intention de les retirer ultérieurement. L’objectif du stockage est d’isoler les déchets radioactifs de l’homme et de l’environnement en retardant la migration des substances radioactives qu’ils contiennent le temps nécessaire à la décroissance de leur ra- dioactivité et donc de leur dangerosité. Le principe retenu pour concevoir un stockage est une combinaison, adaptée au type de déchets concernés, de trois éléments : le colis de déchets, l’ouvrage de stockage et la barrière géologique (figure 2). La gestion des déchets radioactifs de très faible activité (TFA) Les déchets radioactifs dits de très faible activité (TFA) proviennent es- sentiellement du démantèlement des installations nucléaires et, dans une moindre mesure, du fonctionnement de ces installations. Ils présentent une acti- vité massique généralement inférieure à 100 Bq/g. Ils sont notamment consti- tués de déchets inertes (gravats, terres, sable) et de déchets métalliques. Même lorsque leur niveau de radioactivité est très faible, ces déchets doivent, comme tous les déchets radioactifs, faire l’objet d’une prise en charge spécifique. En effet, la réglementation française fait reposer la distinction entre déchets ra- dioactifs et déchets « conventionnels » issus d’une activité nucléaire sur un zonage géographique des lieux où ils sont produits, fondé sur une analyse du fonctionnement de l’installation et non sur une mesure de radioactivité. Cette approche est différente de celle menée par plusieurs autres pays européens, intégrant le concept de libération, ce qui correspond à la sortie d’un maté- riau du domaine réglementé, et mettant en œuvre des seuils de libération en conséquence. Certains types de déchets TFA, no- tamment des déchets liquides et cer- tains déchets solides sont incinérés, mais la majorité de ces déchets consti- tuent aujourd’hui des déchets radioac- tifs ultimes orientés vers une installation de stockage dédiée, le centre industriel de regroupement, d’entreposage et de stockage (Cires) à Morvilliers. Cette ins- tallation de stockage des déchets TFA, exploitée par l’Andra dans l’Aube, est en service depuis l’été 2003. Cette installation et son fonction- nement sont décrits dans l’article de Frédéric Légée sur le centre de stockage de l’Aube (CSA). Avec une capacité de stockage de 650 000 m3 de déchets, l’installation de stockage du Cires correspondait au besoin pour une trentaine d’années tel qu’identifié lors de sa conception. Les estimations de production de déchets font apparaître des besoins plus im- portants que ceux sur lesquels s’était fondé l’inventaire initial des déchets relevant de ce stockage, notamment ceux liés au démantèlement. Il est donc indispensable de définir de nou- veaux modes de gestion de l’ensemble des déchets TFA, afin d’optimiser leur gestion dans le respect des principes du code de l’environnement (voir la section sur les principes de gestion des déchets radioactifs) et de préserver la ressource rare que constitue le stoc- kage. Des pistes visant à réduire les flux des déchets radioactifs TFA ultimes, telles que la densification (par incinéra- tion ou compactage) ou la valorisation de certains déchets sont ainsi en cours d’étude. Toutefois et quelles que soient les optimisations qui ont déjà été ou pour- ront être mises en œuvre, la capacité du centre existant devrait être atteinte en 20 ou 25 ans, au lieu des 30 ans initia- lement prévus. Le besoin d’augmenter les capacités de stockage de déchets TFA est incontournable pour permettre la gestion en toute sûreté des déchets TFA qu’il reste à produire d’ici à la fin du démantèlement des installations exis- tantes. La gestion des déchets de faible et moyenne activité à vie courte Les déchets de faible et moyenne activité à vie courte (dont la radioactivi- té provient principalement de radionu- cléides qui ont une période inférieure à 31 ans) sont essentiellement produits REE N°3/2016 51 Problématique générale de la gestion des déchets radioactifs au cours du fonctionnement des ins- tallations nucléaires et tout particulière- ment du fait d’activités de maintenance (vêtements, outils, filtres…). Ils peuvent également provenir d’opérations de dé- mantèlement de telles installations. Ils se présentent sous forme : - tils, gants, vêtements, pièces et com- posants démontés, des filtres d’eau ou d’air, des résines échangeuses d’ions, etc. effluents de décontamination, des concentrats d’évaporateur, des sol- vants usagés, des liquides scintillants utilisés pour l’analyse, etc. Certains déchets de type FMA-VC sont traités par fusion ou incinérés afin de réduire leur quantité et leur nocivité. Les déchets radioactifs ultimes sont stockés dans deux installations de stoc- kage de surface : le centre de stockage de la Manche (CSM) qui n’accueille plus de déchets depuis 1994 et est ac- tuellement en phase de surveillance et le centre de stockage de l’Aube (CSA), en service depuis 1992. Le centre de stockage de l’Aube et son fonctionnement sont décrits dans l’article de Frédéric Legée. Au vu des capacités de stockage de ces deux centres et des prévisions de production de déchets FMA-VC, l’appa- rition d’un besoin en nouvelles capa- cités de stockage n’est pas envisagée à court ou moyen terme. Toutefois, la prévision faite aujourd’hui de la totalité des déchets qui seront produits par le fonctionnement et le démantèlement des installations actuelles excède les capacités de stockage disponibles. Il est donc indispensable d’optimiser la gestion de ces déchets afin notam- ment de réduire la quantité et la noci- vité des déchets radioactifs ultimes, par exemple par la mise en œuvre de méthodes de densification ou de dé- contamination. La gestion des déchets de faible activité à vie longue (FA-VL) Les déchets de faible activité à vie longue (FA-VL) comprennent notam- ment des déchets de graphite, issus de l’exploitation et du futur démantè- lement des réacteurs EDF de la filière « uranium naturel graphite gaz », des déchets radifères, principalement issus du traitement de minéraux contenant des terres rares, une partie des fûts d’enrobés bitumineux de Marcoule ainsi que certains résidus de traitement de conversion de l’uranium issus de l’usine Comurhex située à Malvési. Dans l’at- tente de leur stockage, après traitement éventuel, les colis de déchets FA-VL sont entreposés dans des installations sur les sites des producteurs. Ces déchets FA-VL doivent faire l’objet d’une gestion spécifique, adaptée à leur longue durée de vie qui ne permet pas leur stockage dans les centres industriels existants de l’Andra dans l’Aube. Leur faible radioactivité ne justifie toutefois pas de les stocker en couche géologique profonde. Les scénarios de gestion à long terme des déchets FA-VL étudiés par l’Andra ont conclu à la nécessité de la mise en ser- vice d’au moins une installation de stoc- kage pour ces déchets afin de répondre : déchets pour la gestion de leurs sites industriels, notamment en vue de mener les opérations de désentreposage ou de démantèlement nécessaires ; de service public d’assainissement de sites historiques ayant abrité il y a plus de 50 ans des activités utilisant du radium ou du thorium. Parallèlement à ces travaux de re- cherche de site, les producteurs ont pour- suivi les études de caractérisation de leurs déchets afin de mieux en identifier le com- portement à long terme. Enfin, des procé- dés de traitement ont fait l'objet d'études pour certains types de déchets FA-VL. Sur la base de ces premiers résultats, il convient de définir une feuille de route per- mettant de disposer d’une stratégie de ges- tion pour la totalité des déchets FA-VL. Cette stratégie de gestion doit être adaptée à l’hé- térogénéité et à la dangerosité de ces dé- chets, proportionnée aux enjeux de sûreté, techniques et économiques. Elle devra se fonder sur un schéma industriel combinant le choix d’un ou plusieurs sites susceptibles d’accueillir tout ou partie des déchets FA-VL, la poursuite des études sur la caractérisation des déchets, des études sur les procédés de tri ou traitement en amont du stockage en lien avec les conditions d’acceptabilité des sites et enfin la prise en compte, à titre conservatoire, de certains déchets dans les études menées sur le stockage en couche géologique profonde. La gestion des déchets de haute activité (HA) et de moyenne activité à vie longue (MA-VL) Pour la gestion à long terme des déchets radioactifs ultimes qui ne peuvent être stockés en surface ou à faible profondeur pour des raisons de sûreté nucléaire ou de radioprotection, ce qui est le cas des déchets de haute vie longue (MA-VL), la solution de réfé- rence prescrite par le code de l'envi- ronnement est le stockage en couche géologique profonde. L'entreposage est utilisé pour apporter toute la flexibi- lité nécessaire et mettre en œuvre de façon progressive et contrôlée cette so- lution. Des études et recherches sont donc menées en ce sens par l’Andra VL déjà produits ou restant à produire par les installations actuelles, confor- mément aux prévisions de l’Inventaire national (voir la section sur l’Inventaire des déchets radioactifs). Les études relatives au stockage ré- versible en couche géologique profonde sont notamment menées au laboratoire 52 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER dans la zone d’intérêt pour la reconnais- sance approfondie (ZIRA) dont le péri- mètre a été validé par le Gouvernement en 2010. L’Andra a initié en 2011, la phase de conception industrielle du projet Cigéo. La dernière étape de cette conception industrielle, l’avant-projet dé- taillé, a démarré fin 2015 et doit se pour- suivre jusqu’en 2017 en vue de la remise du dossier de demande d’autorisation de création dont l’instruction sera conduite par l’Autorité de sûreté nucléaire. La réception des premiers colis de déchets radioactifs est prévue à l’horizon 2030 après autorisation de l'ASN. Le projet Cigéo est décrit dans l’ar- ticle de Jean-Marie Krieguer. En complément, le code de l’environ- nement demande que des recherches soient menées sur la séparation et la transmutation des éléments radioactifs à vie longue, en relation avec celles me- nées sur les nouvelles générations de réacteurs nucléaires. Conclusion Les déchets radioactifs sont très di- vers selon l’activité et la durée de vie de leurs radioéléments, ainsi que selon les substances chimiques qu’ils contiennent. Chaque type de déchet, depuis sa pro- duction jusqu’à son stockage, doit donc faire l’objet d’une gestion adaptée à sa nature afin de maîtriser les risques, no- tamment radiologiques, qu’il présente. Des filières de gestion à long terme des déchets radioactifs sont d’ores et déjà établies pour les déchets TFA et FMA-VC qui représentent la très grande majorité des volumes de déchets ra- dioactifs. La mise en œuvre de solutions de gestion à long terme doit en re- vanche continuer à être étudiée pour les du projet Cigéo) qui, dans l’attente, font l’objet d’une gestion par entreposage. Les travaux engagés visent à amé- liorer et optimiser continuellement les modalités de gestion existantes et à progresser dans la mise en œuvre de nouvelles filières pour l’ensemble des déchets. Ils s’inscrivent dans le cadre des objectifs de réduction de la quan- tité et de la nocivité des déchets et de mise en place de stockages définis par le code de l’environnement. Figure 3 : Colis haute activité. Crédit photo : © Andra / P. Demail. Figure 4 : Démonstrateurs de conteneurs de stockage MA-VL. Crédit photo : © Andra / P. Demail. L'AUTEUR Michèle Tallec est chargée de mis- sion PNGMDR et stratégie filières à l’Andra. A ce titre, elle assure la coordination et le suivi des études réalisées par l’Andra dans le cadre du Plan national de gestion des ma- tières et déchets radioactifs et contri- bue à la réflexion stratégique visant à élaborer une doctrine d’orientation des déchets vers les différentes filières de gestion à long terme des déchets radioactifs.

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
contenu protégé  Document accessible sous conditions - vous devez vous connecter ou vous enregistrer pour accéder à ou acquérir ce document.
Prix : 10,00 € TVA 20,0% comprise (8,33 € hors TVA) - Accès libre pour les ayants-droit

se connecter ou s'enregistrer pour commander.
Les centres de stockage de l'Andra en exploitation en France

REE N°3/2016 53 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFS DOSSIER Le centre de stockage de l’Aube (CSA) Le Centre de stockage de l’Aube (CSA) est implanté au Nord-Est du département de l’Aube, sur le terri- toire des communes de Soulaines- Dhuys, La Ville-aux-Bois et Epothémont (figure 1). Mis en service en 1992, il est dédié au stockage des déchets radioac- tifs de faible et moyenne activité à vie courte (FMA-VC) et a pris le relais du centre de stockage de la Manche dont il a tiré parti du retour d’expérience lors de sa conception. Le centre de stockage Le CSA est une installation nucléaire de base (INB n° 149), exploitée par Les centres de stockage de l'Andra en exploitation en France Le centre de stockage de l’Aube (CSA) et le centre industriel de regroupement, entreposage et de stockage (Cires) Par Frédéric Legée Adjoint au directeur industriel de l’Andra Long-term management solutions exist in France (repositories) for the categories of radioactive waste which represent the most important volumes (90 %): the short-lived low- and intermediate-level waste (LIL-SL waste) and the very-low-level waste (VLL waste). Two sites are under operation: CIRES for very-low-level waste repository (located at Morvilliers in the Aube district) which has been commissioned in August 2003. Its overall capacity is 650,000 m3 ; CSFMA waste disposal facility, for low- and intermediate-level short-lived waste. Operating since 1992, situated in the Aube district, it was designed to accommodate 1,000,000 m3 of waste. Waste is disposed in surface reinforced concrete cells, 25 m2 and 8 m high. With increasing dismantling operations, waste management conditions will have to be revised and new options should be developed. The main options are new disposals, extension of volume capacities, recycling and waste packages densification. All different way of optimization will have to be supported by R&D effort. In 2015, Andra has launched highly collaborative projects with the French National Agency for Research (ANR). The goal is to transpose existing and emerging technologies and know-how from other areas of application into radioactive waste management. ABSTRACT Figure 1 : Le Centre de stockage de l’Aube – Crédit photo : Ph. Masson. 54 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER l’Andra. D’une superficie totale de 95 hectares, ce centre est autorisé à accueillir 1 million de m3 de colis de déchets radioactifs FMA-VC. A fin 2015, 31 % de cette capacité totale de stoc- kage autorisée étaient atteints. Le centre de stockage de l’Aube comprend principalement : surlaquellesontconstruitsdesouvrages de stockage accueillant les colis de déchets radioactifs. Les colis sont stoc- kés en surface, dans des ouvrages en béton armé de 25 mètres de côté et de 8 mètres de hauteur (figure 2) ; , situé sous la zone de stockage, permet- tant la surveillance des éventuelles eaux d’infiltration provenant des ouvrages de stockage et susceptibles d’avoir été en contact avec les colis de déchets ; destinée à compresser des fûts métalliques de 205 litres contenant des déchets com- pactables (plastiques, chiffons…) afin de réduire leur volume (figure 3) ; permettant de bloquer dans un mortier des déchets volumineux et lourds (tubes, fer- railles…) présents dans des caissons de 5 m3 et 10 m3 , afin de garantir la résistance mécanique des colis ; permettant le pilotage de l’unité de compactage et la supervision des installations ; réalisant la quasi-totalité des analyses radiolo- giques définies dans le plan de surveil- lance du CSA ; assurant l’entre- posage temporaire de colis de déchets afin de : - réguler les flux de colis à traiter ou à stocker ; - mettre en attente des colis sélection- nés pour des contrôles complémen- taires aux contrôles systématiques effectués à leur livraison ; - mettre en attente des colis pour lesquels des compléments d’infor- mation sont attendus de la part du producteur. pour étudier un concept de couverture qui sera installée au- dessus des ouvrages de stockage après leur exploitation et devra assurer l’étanchéité de la zone de stockage à long terme ; recueillant toutes les eaux pluviales tombant sur le site. Il sert également de réserve d’eau en cas d’incendie. Les déchets FMA-VC Les déchets FMA-VC sont majoritai- rement des petits équipements conta- minés lors de la maintenance (gants, vêtements, outils…) et l’exploitation d’installations nucléaires françaises (trai- tement d’effluents liquides ou gazeux). Certains déchets proviennent égale- ment de laboratoires de recherche, d’hôpitaux, d’universités… ou d’opéra- tions d’assainissement et de démantè- lement. Les principaux producteurs de déchets FMA-VC sont EDF, AREVA et le CEA. Figure 2 : Les ouvrages de stockage – Crédit photo : DR. Figure3:Presseàcompacter-Créditphoto:Ph.Demail. REE N°3/2016 55 Les centres de stockage en exploitation en France Les colis de déchets radioactifs sont acheminés jusqu’au CSA directement par camions depuis les sites produc- teurs. - . Il existe deux grandes catégories de colis pour les déchets FMA-VC : (exemple : fût métallique) : le confi- nement de la radioactivité ainsi que la stabilité de la structure, qui doit être ga- rantie pendant 300 ans, ne peuvent être assurés par le colis lui-même. L’ouvrage de stockage est donc progressivement rempli par un liant hydraulique, par couches successives (figure 4). (exemple : coques en béton) : le colis peut assurer la fonction de confine- ment, mais aussi la stabilité à long terme de la structure. Les ouvrages, une fois pleins, sont remplis de gra- villons venant combler les interstices (figure 5). A ces colis standards viennent s’ajouter des autorisations particulières visant à prendre en charge des colis particuliè- rement volumineux, c’est le cas en par- ticulier : EDF. Ils mesurent environ 5 m de dia- mètre et pèsent plus de 100 tonnes. 53 ont été stockés au CSA, depuis 2004, dans des ouvrages qui leur sont spécifiquement dédiés. - . Ce sont des pièces en forme de tube en inox creux d’environ 4 m de long, 17 cm de diamètre et 420 kg. Elles avaient pour fonction de réduire le flux neutronique à l’extérieur du cœur du réacteur et de limiter ainsi l’activation du sodium dans le circuit secondaire. Les quantités stockées La figure 6 montre l’évolution du stockage des déchets FMA-VC. La pre- mière partie concerne les volumes stoc- Figure 4 : Ouvrage béton – Crédit photo : D. Mer. Figure 5 : Ouvrage gravillonné – Crédit photo : D. Mer. Figure 6 : Stockage annuel des colis de déchets sur le centre de stockage de la Manche (CSM) puis sur le centre de stockage de l’Aube (CSA). 56 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER kés au centre de stockage de la Manche (CSM), aujourd’hui fermé. La deuxième partie indique les volumes stockés au CSA, à partir de 1992. Cette courbe met en évidence plu- sieurs tendances : - sons (au CSM) lié à la montée en puis- sance du parc électronucléaire et des installations du cycle du combustible ; liée à des optimisations, dans les ins- tallations nucléaires françaises, limitant la production de déchets ; déchets FMA-VC produits à partir de 1998, qui a été en partie permis par la mise en place de la filière TFA (dé- chets de très faible activité), à compter de 2003. Depuis la mise en service du centre de stockage de l’Aube en 1992, plus de 600 000 colis de déchets ont été livrés soit 330 000 m3 , dont une partie a pu être compactée dans l’unité dédiée. Environ 15 000 fûts métalliques de 205 litres sont compactés chaque année et sont placés dans 4 000 nou- veaux emballages de 450 litres. Les enjeux de la filière FMA Les enjeux radiologiques Le CSA est autorisé à stocker des déchets contenant des radioéléments à vie courte et restera surveillé pendant au moins 300 ans après la fermeture, jusqu’à ce que sa sûreté ne nécessite plus aucune intervention humaine. Après une telle durée, la radioactivité résiduelle deviendra négligeable. Néanmoins, le stockage de certains colis de déchets à vie courte, bien qu’autorisé par rapport aux objectifs de sûreté long terme, peut être limité par les contraintes d’exploitation. Par exemple, les niveaux d’irradiation au contact des colis doivent rester infé- rieurs à 2 mSv/h car les opérations logistiques nécessitent des opérateurs à proximité. Des scénarios d’incident (par exemple chute d’un colis) sont également pris en compte pour évaluer les activités maximales admissibles, indépendamment des impacts radiolo- giques à long terme. Par ailleurs, dans l’autorisation de création du CSA, il était précisé que le centre pourrait recevoir, dans des quan- tités limitées, des colis contenant des radionucléides à vie longue. En effet, les déchets radioactifs contiennent en général un mélange de radionucléides à vie longue et à vie courte, sans qu’il soit possible de les séparer. On peut ainsi trouver, sur les mêmes déchets des contaminations au césium 137 (30 ans de période) mais aussi au plutonium 239 (période 24 000 ans). Le centre a été conçu et est exploité en prenant cette information en consi- dération. Le centre de stockage peut donc accueillir une certaine quantité de radionucléides à vie longue, sans que cela ne remette en cause la sûreté du stockage. Une limite d’acceptation est fixée par colis, par ouvrage puis pour l’intégralité du Centre, pour permettre une répartition dans le stockage, garan- tissant ainsi une sûreté maximale. Les bilans, effectués, en temps réel, montrent que la capacité radiologique est largement suffisante pour permettre le stockage des déchets issus des instal- lations nucléaires, pour la quasi-totalité des radioéléments, tout en respectant les impacts à long terme. Les enjeux volumiques La capacité du CSA est de 1 million de m3 . 300 000 m3 environ y ont déjà été stockés. Compte tenu des volumes annuels reçus actuellement (15 000 m3 /an), le CSA pourrait poursuivre son exploitation pendant une cinquantaine d’année, même si les démantèlements devraient augmenter les flux. Ainsi il n’y a pas à ce jour d’études visant à créer un nouveau centre de stockage pour les FMA-VC, ou même étendre le site actuel. Les évolutions du CSA Au fil des années, le CSA a adapté ses équipements pour répondre à de nouveaux besoins ou améliorer la qua- lité du stockage. Parmi ces évolutions notables figurent : . A partir de 1994, EDF a procédé au rempla- cement des couvercles de cuves des 35 réacteurs de type 900 MWe et des 20 réacteurs de type 1300 MWe. Afin de simplifier les opérations de stoc- kage et d’optimiser la prise en charge de ces déchets, il a été décidé que ces pièces massives (une centaine de tonnes en comptant les enveloppes de confinement et de transport) seraient stockées en l’état. Ceci per- met d’éviter les nombreuses découpes qui auraient été nécessaires s’il avait fallu utiliser des conditionnements standards (10 m3 au maximum). Ces ouvrages diffèrent des ouvrages stan- dards par leurs dimensions (longueur 19 m x largeur 12 m x hauteur 7 m). Cinq ouvrages ont été ainsi construits et remplis, entre 2004 et 2015. . Démarrés en octobre 2013, les travaux se sont poursuivis en 2014 et 2015 ; l’installation devrait être mise en ser- vice en 2016. Construite dans un hall de l’atelier de conditionnement des déchets, cette unité de contrôle des colis permettra de réaliser, sur site, des contrôles destructifs et non destruc- tifs sur les colis de déchets radioactifs qui sont aujourd’hui effectués dans des installations extérieures au site et n’appartenant pas à l’Andra. Cette évo- lution permettra de gagner en réacti- vité en évitant des allers-retours entre les laboratoires de contrôles externes et le CSA et d’augmenter le nombre d’investigations. REE N°3/2016 57 Les centres de stockage en exploitation en France Au-delà des constructions nou- velles, les équipes d’exploitation en lien avec la R&D étudient au fil des années l'optimisation des procédés actuels (logistique, formulation des matrices cimentaires, contrôle commande, tra- çabilité.) La surveillance radiologique du CSA Afin de vérifier que l’impact du centre reste le plus faible possible, l’Andra assure une surveillance régulière et assi- due et mesure les niveaux de radioactivi- té dans l’environnement, dans l’enceinte du site, mais aussi en dehors. Ainsi, le CSA procède à plus de 14 000 mesures par an : contrôles radiologiques, physi- co-chimiques et écologiques. En 2015, l’impact radiologique calculé était de 0,01 microsievert par an, soit plus de 100 000 fois inférieur à l’impact de la radioactivité naturelle. La gestion des eaux fait notamment l’objet d’une surveillance particulière. Toutes les eaux du site sont recueillies, via différents réseaux identifiés, et font l’objet d’un contrôle avant d’être dirigées vers un exutoire déterminé. Les princi- paux réseaux des effluents liquides du centre sont : - susceptibles d’être contami- nés, appelés effluents « A » : il s’agit de la quasi-totalité des eaux pro- duites en zone réglementée (atelier de conditionnement des déchets, bâtiment des services, bâtiment mécanique, bâtiment de transit) et collectées dans des cuves distinctes. Un contrôle radiologique est effec- tué sur ces eaux avant rejet dans le bassin d’orage via le réseau spéci- fique des effluents A ; - qui permet de collecter les eaux éventuellement infiltrées au travers des ouvrages de stockage en exploitation ou fermés, et susceptibles d’avoir été en contact avec les colis de déchets radioactifs ; qui ache- mine les eaux résiduaires domestiques issues du restaurant et des sanitaires des différents bâtiments du Centre, vers la station d’épuration. Après trai- tement biologique, les effluents de la station sont déversés dans le bassin d’orage ; - aboutissant au bassin d’orage ; , appelés déchets liquides ra- dioactifs « B », éventuellement présents dans les fûts de déchets au moment de leur compactage. Ces déchets ne sont pas rejetés dans l’environnement mais font l’objet d’une collecte en vue d’une élimination dans une installation autorisée extérieure. Le CSA ne dis- pose pas d’installation pour traiter les déchets liquides. Les résultats montrent que les eaux souterraines sous le centre et à l’exté- rieur du centre, dans les ruisseaux et les sédiments, ne présentent pas de trace de radioactivité artificielle. Le centre industriel de re- groupement, d'entreposage et de stockage (Cires) Le centre industriel de regroupement, d’entreposage et de stockage (Cires) est implanté au Nord-Est du département de l’Aube, sur le territoire des communes de Morvilliers et de La Chaise (figure 7). Mis en service en 2003, le Cires est une installation classée pour l’environnement (ICPE). Cette installation est autorisée à stocker des déchets de très faible activité (TFA). Depuis 2012, elle accueille deux autres activités : le regroupement de dé- Figure 7 : Le centre industriel de regroupement, entreposage et stockage de l’Aube. Crédit photo : Ph. Masson. 58 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER chets radioactifs non électronucléaires et l’entreposage de certains de ces déchets qui n’ont pas encore de solution de ges- tion définitive. En 2016, une nouvelle ins- tallation a egalement été mise en service pour le tri et le traitement de déchets issus d'activités non électronucléaires. D’une superficie totale d’environ 46 hectares, le Cires se compose es- sentiellement des zones suivantes : des déchets de très faible activité (TFA), d’une surface d’environ 18 hectares. Actuellement, seule la partie la plus au sud (appe- lée tranche 1) de cette aire accueille des déchets. Elle était composée, à fin 2014, de 14 alvéoles de stockage fermées – c’est-à-dire contenant des déchets radioactifs et recouvertes par différents matériaux – et d’une alvéole en cours d’exploitation ; , dédiée aux différents bâtiments du centre, d’environ neuf hectares. Elle regroupe : déchargement des déchets et leur en- treposage avant transfert en alvéoles de stockage ; le compactage des déchets métal- liques ou plastiques de faible den- sité, la solidification, la stabilisation et l’inertage des déchets dangereux avec un liant hydraulique ; le contrôle non destructif (pesées, mesures de débits de dose…) et destructif (in- ventaire physique, prélèvements de déchets pour analyse…) des colis de déchets ; 2 000 à 3 000 m3 de dé- chets plastiques sont annuellement compactés par la presse à balles. Un taux de réduction de 3 est obtenu. De l’ordre de 1 000 m3 de ferrailles lé- gères sont annuellement compactées avec un taux de réduction allant de 3 à 5 (figure 8). et une aire de lavage pour l’entretien courant des engins et véhicules d’exploitation du centre ; - ; à l’intérieur de ce bâtiment, les déchets sont répartis dans différents locaux en fonction de leurs caractéris- tiques physico-chimiques. Dès que leur volume est suffisant, ils sont orientés vers d’autres installations pour traite- ment, conditionnement (incinération à Socodéi à Marcoule par exemple), stockage (au Cires ou au CSA) ou entre- posage en attendant la création d’une filière de stockage dédiée. Environ 3000 colis par an sont réceptionnés au bâti- ment de regroupement. Cela représente au total un volume d’environ 300 m3 . qui per- met d’accueillir temporairement les déchets radioactifs non électronu- cléaires ne disposant pas aujourd’hui de solutions de stockage ; issues des travaux de creusement des al- véoles ; , d’environ trois hectares, comprenant : - deux bassins de décantation par lesquels transitent les eaux de ruis- sellement des deux zones de dépôt des terres ; - un bassin d’orage recueillant les eaux pluviales et les eaux usées du site non contaminées radiologiquement avant que ces eaux soient rejetées dans l’environnement. Au départ, une activité concen- trée sur le stockage des déchets TFA Le Cires est autorisé à stocker 650 000 m3 de déchets TFA. A fin 2015, 46 % de cette capacité totale de stoc- kage autorisée étaient atteints. Figure 8 : Déchets compactés – Crédit photo : DR. Figure 9 : Coupe schématique d’une alvéole de stockage. REE N°3/2016 59 Les centres de stockage en exploitation en France Les déchets TFA sont aujourd’hui stockés dans des alvéoles de 176 mètres de long et 26 mètres de large environ, creusées à environ huit mètres de pro- fondeur dans une couche argileuse. La conception de ces ouvrages est proche de celle des installations de stockage de déchets conventionnels (figure 9). Les déchets stockés sont exclusive- ment produits sur le territoire français et se composent essentiellement de gravats, terres, ferrailles très faiblement contaminés. Ils sont issus du démantèle- ment ou de l’exploitation d’installations nucléaires ou d’industries classiques utilisant des matériaux naturellement radioactifs. Les déchets TFA peuvent aussi provenir de l’assainissement et de la réhabilitation d’anciens sites pollués Les flux de déchets stockés au Cires L’histogramme de la figure 10 pré- sente l’évolution des volumes stockés au Cires. 25 à 30 000 m3 par an de dé- chets TFA y sont stockés chaque année. A ce rythme, et malgré les efforts pour utiliser au mieux l’espace de stockage (adaptation du design des alvéoles, ajustement du mode de remplissage, effort de densification, extension poten- tielle de l’emprise de stockage...), le Cires aura atteint sa capacité maximale de stockage (650 000 m3 ) en 2025- 2030. Par ailleurs, selon l’inventaire natio- nal des matières et déchets radioactifs, publié par l’Andra en juillet 2015, le démantèlement des installations nu- cléaires va générer un volume croissant de déchets radioactifs TFA dans les an- nées à venir. A terminaison, on estime que ces déchets représenteront plus de deux millions de m3 . Ainsi, même si un deuxième centre de stockage pour les déchets TFA devait être créé, la question de la gestion globale de ces déchets mérite d’être examinée ; en effet, cer- tains de ces déchets n’étant que peu voire pas radioactifs, le stockage n’est pas nécessairement la solution la plus adaptée ; d’autres alternatives pour- raient permettre une utilisation des res- sources mieux proportionnée vis-à-vis du risque que présentent réellement ces déchets. Les enjeux à venir de la filière TFA Les enjeux volumiques Les quantités importantes de déchets TFA proviennent notamment de l’ab- sence de seuil de libération en France. Par exemple, il n’existe pas de seuil (en Bq/g) en deçà duquel on peut considé- rer l’assainissement d’un site nucléaire comme achevé. Il faut, pour un déman- tèlement, supprimer toute trace déce- lable de radioactivité artificielle. Cette règle, spécifique à l’industrie nucléaire, peut engendrer de grandes quantités de déchets TFA à gérer. Des alternatives ou optimisations sont à l’étude pour limiter les quantités à stocker au Cires, notamment : l’industrie nucléaire. Par exemple les métaux pourraient constituer des colis de déchets radioactifs ; Figure 10 : Evolution des volumes stockés au Cires. 60 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER l’industrie nucléaire. Même si ceci s’ap- parenterait à une dérogation au prin- cipe de « non libération » de déchets radioactifs, la réglementation peut permettre dans certains cas une telle pratique, dès lors que les mesures et procédés de décontamination per- mettent de garantir l’absence d’impact. C’est par exemple l’objectif du projet Profusion, porté par Areva, et qui vise à traiter les aciers de l’ancienne usine d’enrichissement Eurodif ; - ment « de type conventionnel ». Sans être une alternative au stockage TFA, ceci permettrait un stockage, à coût moindre, et dans des conditions de sûreté adaptées, des déchets ne pré- sentant quasiment aucune trace de radioactivité ; presses permettant de réduire les volumes. Toutefois des presses plus puissantes ou même la fonte de mé- taux pour créer des lingots, réduiraient encore les volumes à stocker. Les enjeux radiologiques Les quantités totales de radioactivité autorisée au Cires sont moindres que celles autorisées au Centre CSA. En pratique, des limites totales sont fixées pour les radionucléides à période longue (> 30 ans). Par exemple, cette limite est de 1,2.1012 Bq pour le plutonium 239 ou encore de 6,4.1010 Bq pour le chlore 36. Pour les radionucléides à période courte, c’est leur concentration qui est limitée (par exemple, en moyenne 10 Bq/g pour le cobalt 60). Pour le tritium (3H), mobile dans l’environnement, une activité totale maximale de 15 TBq est fixée, liée à l’objectif de ne pas marquer radiologi- quement l’environnement. A ce jour, ces limites ne contraignent pas l’exploitation ou le démantèlement des installations nucléaires. Toutefois, les modes de déclaration des produc- teurs surestiment fortement les niveaux d’activité réels stockés. Ces modes d’évaluation, majorants, sont dus à une accumulation de marges de sûreté, mais aussi à la difficulté de mesurer l’activité radiologique à ces niveaux extrême- ment faibles. Les enjeux physico chimiques Au-delà de la radioactivité, extrê- mement faible, dans les déchets, la maîtrise des compositions physico- chimiques est à surveiller. Cet impact, non radiologique, est potentiellement l’impact principal à long terme sur l’en- vironnement. Par conséquent, les impacts dus à la composition chimique des déchets sont évalués. Par exemple, il faut ga- rantir que les métaux lourds ne vien- dront pas polluer l’environnement du site. C’est l’objet de tests de lixiviation1 qui peuvent être faits avant la mise en stockage. La dégradation, au fil des années, des déchets doit également être estimée. Ainsi, certains métaux seront rapide- ment corrodés, produisant de l’hydro- gène. Il faut s’assurer que cet hydrogène sera bien évacué par les ouvrages de stockage. De même il faut limiter les quantités de matières organiques, dont la dégra- dation peut produire des molécules favorisant la mobilité des éléments ra- dioactifs. Ces paramètres font ainsi l’objet d’un suivi environnemental précis. Les activités pour les produc- teurs non électronucléaires Au-delà du stockage des déchets TFA, le Cires prend en charge les déchets des producteurs non électronucléaires 1 En science des sols, la lixiviation désigne toutes les techniques d'extraction de pro- duits solubles par un solvant dans un substrat contenant des produits toxiques. L'AUTEUR Frédéric Legée est adjoint au direc- teur Industriel de l’Andra. Il est en particulier en charge des études et évaluations de nouveaux procédés de traitement. Il a également travail- lé au CEA, dans les installations nu- cléaires en démantèlement, et pour la gestion des déchets radioactifs. REE N°3/2016 61 Les centres de stockage en exploitation en France (hôpitaux, laboratoires, universités…). Ces producteurs, qui très souvent ne sont pas spécialistes de la radioacti- vité, ont besoin d’un accompagnement spécifique pour la gestion de leurs dé- chets radioactifs. La majeure partie de ces déchets, issus de diverses activités utilisant les propriétés de la radioacti- vité ou ayant concentré de la radioacti- vité naturelle, sont de très faible activité ou de faible ou moyenne activité à vie courte pour lesquels des filières de stoc- kage existent. Une petite quantité de ces déchets est de faible ou moyenne activité à vie longue et ne dispose pas encore de solutions de stockage. Une fois collectés, au fur et à mesure des besoins, ces déchets doivent être regroupés dans une installation spé- cifique avant d’être orientés vers des filières permettant soit leur traitement, soit leur conditionnement, soit leur stoc- kage sur des centres de stockage dédiés lorsqu’ils existent (au CSA ou au Cires) ou soit leur entreposage si aucune filière de gestion n’existe. Jusqu’en 2012, le regroupement et l’entreposage de ces déchets étaient sous-traités à des entreprises ex- ternes notamment au CEA (Saclay et Cadarache) et Areva (Socatri). En 2012, afin d’accroître son indépendance et de pallier la fermeture programmée d’ins- tallations qu’elle utilisait sans en être propriétaire, l’Andra a construit deux nouveaux bâtiments sur le Cires, l’un pour l’entreposage, l’autre pour le re- groupement de ces déchets. A partir de mi-2016 entrera en service un nouveau bâtiment permettant de trier et de trai- ter certains de ces déchets. Cette activité était jusqu’alors réa- lisée par la société Socatri, qui a fait savoir son intention d’arrêter. Afin de permettre la complémentarité avec les activités de regroupement/entreposage déjà existantes dans l’Aube et de mutua- liser les équipes et les moyens, l’Andra a décidé de prendre en charge les opéra- tions de tri et de traitement directement au Cires. Avec la mise en service de la nouvelle installation de tri et de traite- ment, l’Andra centralisera, sur le Cires, les principales opérations relatives à la prise en charge des déchets non élec- tronucléaires. Le suivi environnemental du Cires Plus de 1 500 analyses radiologiques sont effectuées, chaque année. Les ni- veaux d’activité des eaux des ruisseaux en amont comme en aval du Cires, ainsi que dans la nappe et les sédiments sont tous inférieurs ou proches des seuils de décision en tritium, alpha glo- bal et bêta global. Ils montrent l’absence d’influence significative du Cires sur les eaux des ruisseaux. Conclusion La France dispose de deux centres de stockage opérationnels, qui per- mettent de gérer 90 % des déchets radioactifs produits. Ces deux filières permettront également de gérer les démantèlements à venir (réacteurs de première, puis deuxième génération, anciens laboratoires et usines du cycle du combustible). C’est le seul pays au monde disposant, de façon centralisée, de solutions durables pour les déchets technologiques. Néanmoins il est indispensable de poursuivre les optimisations engagées, notamment en termes de réduction de volumes à stocker, mais aussi de qualité et durabilité du confinement des colis. Ainsi l’innovation stimulée par les appels à projet de R&D Andra, en col- laboration avec l’Agence nationale de recherche, en 2014 et 2015 donnera un nouvel élan en ce sens. C’est au total 45 millions d’euros, via les Investissements d’avenir, qui permettront de lancer de nouveaux procédés, dans les domaines du recyclage, de la métrologie, ou en- core de valider de nouvelles matrices de stabilisation des déchets.

Creative Commons Aucune (Tous droits réservés) Aucune (Tous droits réservés)
contenu protégé  Document accessible sous conditions - vous devez vous connecter ou vous enregistrer pour accéder à ou acquérir ce document.
Prix : 10,00 € TVA 20,0% comprise (8,33 € hors TVA) - Accès libre pour les ayants-droit

se connecter ou s'enregistrer pour commander.
Le projet Cigéo

62 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER Introduction Les déchets les plus radioactifs et à vie longue produits par l’industrie élec- tronucléaire française ne bénéficient pas encore de solution de gestion à très long terme. Certains de ces déchets resteront dangereux pendant plus de 100 000 ans, ils ne peuvent donc pas être stockés en surface ou à faible pro- fondeur car on ne peut garantir que l’on saura maintenir des installations adap- tées sur de telles échelles de temps. C’est pourquoi le Parlement a retenu en 2006 la mise en œuvre d’un stockage profond comme seule solution capable d’assurer la sûreté à long terme du stoc- kage des déchets radioactifs tout en limitant les charges pesant sur les géné- rations futures. En charge de la gestion des déchets radioactifs en France, c’est l’Andra qui conçoit le projet de stockage réversible profond nommé Cigéo. Le projet Cigéo est entré dans sa der- nière phase de conception en vue de déposer une demande d’autorisation de création en 2018 et, sous réserve de cette autorisation, de démarrer les tra- vaux à l’horizon 2021. Il aura fallu plus de 20 ans de re- cherche et le franchissement de plu- sieurs étapes pour en arriver là : les premières campagnes de reconnais- sances géologiques débutées en 1994 conduisent au choix du site de Meuse/ Haute-Marne en 1998 afin d’y implan- ter un laboratoire souterrain. Quelques années plus tard, dans son « Dossier 2005 », l’Andra conclut à la faisabilité et à la sûreté du stockage profond, au sein d'une couche d'argile, dans un périmètre de 250 km² autour du Laboratoire sou- terrain. Ce qui débouche après un débat public en 2005/2006 sur les options générales en matière de gestion des déchets radioactifs de haute activité et de moyenne activité à vie longue. Après la loi de 2006, l’Andra poursuit ses re- cherches et propose en 2009-2010 une zone plus précise pour l’implantation du stockage. Les études industrielles sont lancées en 2011 et sur la base des études d’esquisse du projet, un débat public sur Cigéo est organisé en 2013. Les suites, qui sont rendues en 2014, conduisent à faire évoluer le projet, no- tamment en ce qui concerne son calen- drier en intégrant une phase industrielle pilote et en mettant en place un plan directeur pour l’exploitation de Cigéo comme support à la gouvernance. Le choix du stockage profond et les enjeux du projet Cigéo Le projet Cigéo s’inscrit sur des échelles de temps peu communes : une exploitation séculaire du stockage souterrain, un fonctionnement sûr et passif, sans intervention humaine sur une période multimillénaire. Dans cette optique, les enjeux éthiques et socié- taux sont donc au cœur du projet. Le stockage souterrain, un choix retenu en France et à l’international 90 % du volume total des déchets radioactifs produits chaque année en France sont aujourd’hui stockés en sur- face dans les centres de stockage de l’Andra. En revanche, les déchets de haute activité (HA) et de moyenne acti- vité à vie longue (MA-VL) ne peuvent pas être stockés en surface ou à faible profondeur compte-tenu des risques qu’ils présentent sur le long terme pen- dant plusieurs dizaines ou centaines de milliers d’années car on ne peut garantir que l’on saura maintenir des protections adaptées sur de telles échelles de temps. Le milieu argileux retenu à la limite de la Meuse et de la Haute-Marne, à une profondeur d’environ 500 mètres, a été choisi pour préserver le stockage souter- rain des phénomènes géodynamiques externes. L’argile du Callovo-Oxfordien qui constitue un environnement stable depuis environ 160 millions d’années présente des propriétés qui permettent Le projet Cigéo Centre industriel de stockage de déchets radioactifs en formation géologique profonde Par Jean-Marie Krieguer Adjoint au directeur du projet Cigéo Currently at the design stage, Cigeo is a project for a disposal facility at a depth of 500 m below ground in the Meuse and Haute-Marne departments, to receive high-level and intermediate-level, long-lived radioactive waste. Enshrined in the act of 2006, following 20 years of research, the deep-geological repository will protect human beings and the environment against the most highly radioactive waste, without placing this burden on future generations. Cigeo will be expanded in an incremental and gradual manner over a period of more than a century, enabling the incorpora- tion of scientific and technical advances, with the aim of continuously improving the measures taken from the point of view of safety and of technical and economic optimization. ABSTRACT REE N°3/2016 63 Le projet Cigéo de confiner la radioactivité et donc d’as- surer la sûreté du stockage sur les pro- chaines centaines de milliers d’années, sans nécessiter d’action humaine. Une nécessité éthique La grande dangerosité des déchets HA et MA-VL et leur durée de vie très longue confèrent aux générations qui bénéficient des avantages liés à l’in- dustrie nucléaire une responsabilité éthique : trouver et mettre en œuvre des solutions de gestion à court, moyen et long terme qui permettent d’assurer, aujourd’hui et demain, la protection des hommes et de l’environnement du dan- ger que présentent ces déchets. La sûreté du centre de stockage Le projet Cigéo répond tout d’abord à l’objectif fondamental de protection de la santé des personnes et de l’environ- nement sur une période multimillénaire pendant laquelle la dangerosité des dé- chets va décroître significativement. Le stockage ne doit pas nécessiter d’action humaine une fois fermé (c’est le prin- cipe de « sûreté passive »), même si le stockage sera surveillé plusieurs années après sa fermeture. Pendant l’exploita- tion, le stockage répond à des fonctions de sûreté d’installations nucléaires qui s’inscrivent sur une durée séculaire : confiner les substances radioactives afin d’assurer la sécurité des travailleurs, de la population et la protection de l’envi- ronnement. Ces principes de sûreté reposent sur un système multi-barrières assurant trois fonctions essentielles : confiner les radionucléides contenus dans les dé- chets ; isoler ces déchets de l’homme et de la biosphère ; limiter les transferts de radionucléides vers la biosphère. Le financement du projet Dans une logique de responsabilité, le financement des études, de la construc- tion, de l’exploitation et de la fermeture de Cigéo est assuré dès aujourd’hui par les générations actuelles pour ne pas le reporter sur les générations futures. Cela se traduit par des provisions, régulière- ment actualisées, dans les comptes des trois producteurs des déchets concer- nés : EDF, le CEA et Areva. Il revient à l’Etat d’arrêter le coût de Cigéo, en s’appuyant sur les données techniques fournies par l’Andra, ainsi que sur les observations des producteurs et l’avis de l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN). En janvier dernier, la ministre en charge de l’écologie, du développement durable et de l’énergie a rendu un arrêté fixant un coût de 25 milliards d’euros. Couvrant l’ensemble des coûts du projet sur plus de 100 ans, et non seulement les investissements de départ, ce coût contient nécessairement des incerti- tudes (prix des matières premières, coût de la fiscalité…). C’est pourquoi, le chif- frage du projet devra être régulièrement actualisé. Le développement progressif de l’installation souterraine Le déploiement progressif et incré- mental du projet se traduit par une logique de construction par tranches, correspondant à des périodes d’exploi- tation réduites (de l'ordre du décennal). Chaque tranche ne contraint pas signifi- cativement les suivantes. Cela permet d’intégrer des améliorations aux futures tranches. Elle permet ainsi de prendre en compte les progrès scientifiques et tech- niques et le retour d’expérience, dans une optique d’amélioration continue des dispositions prises pour la sûreté et d’op- timisation technico-économique. La réversibilité du projet, enjeu de gouvernance Le projet Cigéo est conçu de manière à être réversible afin de ne pas enfermer les générations futures dans les choix qui sont faits à la conception. La réversi- bilité du stockage est donc la capacité à offrir à la génération suivante des choix sur la gestion à long terme des déchets radioactifs, y compris le choix de reve- nir sur certaines décisions prises par la génération antérieure. Les générations actuelles favorisent et financent ainsi des possibilités et des facilités d’action sur le processus de stockage. Toutefois, si les générations futures décidaient d’exercer ces options, par exemple pour modifier le stockage pour la réception de nouveaux déchets ou pour en retirer des colis, elles auraient à supporter la charge de leurs décisions. La mise en pratique du principe de réversibilité s’appuie sur des outils tech- niques de conduite du projet et sur des outils de gouvernance. Par exemple, le développement incrémental de Cigéo laisse la possibilité d’intégrer des amé- liorations, la flexibilité de l’exploita- tion offre la possibilité aux générations futures de décaler ou d’accélérer les flux de colis reçus sur Cigéo, l’adapta- bilité des installations de Cigéo per- met des modifications du projet suite à des évolutions de ses hypothèses de dimensionnement initiales, ou encore, la récupérabilité offre aux générations futures la possibilité de retirer des colis du stockage pour changer leur mode de conditionnement ou leur mode de gestion. D’autres outils, contribuent à la gouvernance du projet : l’amélio- ration continue des connaissances, la transparence et la transmission des informations et des connais- sances, la participation de la société, l’évaluation et la supervision par le Parlement, et enfin le contrôle par l’Autorité de sûreté nucléaire. L’insertion de Cigéo dans son territoire L’Andra prépare d’ores et déjà l’arri- vée et l’implantation de Cigéo : l’amé- nagement des infrastructures (transport, eau, électricité, réseau numérique…), les emplois, l’accueil de nouvelles 64 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER populations, le développement éco- nomique et l’attractivité sont autant de sujets qu’elle anticipe avec les acteurs du territoire. En 2015, un service dédié à l’insertion territoriale du projet Cigéo a été créé au centre de l’Andra de Meuse/ Haute-Marne pour accompagner cette activité. Un contrat de développement du territoire qui fera suite au schéma inter- départemental de développement du territoire présenté au débat public de 2013 sera élaboré, sous le pilotage du préfet coordinateur. Il aura vocation à définir, en cohérence avec les politiques de développement des acteurs du terri- toire (que ce soit au niveau des dépar- tements, des intercommunalités, ou des communes), les grandes orientations d’aménagement, notamment, en vue d’accueillir Cigéo. L’Andra contribue à ce travail en four- nissant au territoire les données d’en- trée du projet à chacune de ses phases (aménagements préalables, construc- tion initiale, exploitation, fermeture défi- nitive/surveillance) pour préparer son accueil. Elle organise également des concertations avec les parties prenantes locales sur les sujets pour lesquels elle joue un rôle de pilotage : préparation des entreprises locales, adaptation de l’offre de formation, insertion environ- nementale de Cigéo, etc. Dans le cadre de cette approche collective, l’Andra souhaite étudier une demande de label du type « Grand chantier » comme cela a été fait notam- ment pour la construction de l’EPR de Flamanville (Manche). Les déchets HA et MA-VL Les déchets de haute activité (HA) et de moyenne activité à vie longue (MA-VL) proviennent principalement du secteur de l’industrie électronucléaire et des activités de recherche associées, ainsi que, dans une moindre part, des activités liées à la Défense nationale. Il s’agit des déchets les plus radioactifs et à durée de vie longue, qui sont pris en compte dans la conception de Cigéo. Les déchets HA présentent un niveau de radioactivité de plusieurs milliards à plusieurs dizaines de milliards de bec- querels par gramme et dégagent de la chaleur. Certains radionucléides qu’ils contiennent ont des périodes très lon- gues. On distingue les déchets « HA0 », modérément thermiques, des déchets dont la puissance thermique est plus importante, appelés « HA1 » et « HA2 » (figure 1). Ce sont essentiellement des déchets vitrifiés issus du traitement des combus- tibles usés. Les déchets MA-VL sont essentiel- lement constitués des éléments de structure des combustibles usés et des déchets liés au fonctionnement, à la maintenance et au démantèlement des installations nucléaires (figure 2). Cigéo est dimensionné pour accueil- lir de l’ordre de 10 000 m3 de déchets HA et 75 000 m3 de déchets MA-VL. Cet inventaire correspond à la produc- tion de déchets associés au parc nu- cléaire actuel, avec l’hypothèse d’une durée de vie de 50 ans des centrales nucléaires. Aujourd’hui, environ 60 % des dé- chets de moyenne activité à vie longue et 30 % des déchets de haute activité sont déjà produits. Dans l’attente de la mise en service de Cigéo, les colis de déchets HA et MA-VL déjà produits sont provisoirement entreposés. Si Cigéo est autorisé, ils seront transférés vers le centre de stockage au fur et à mesure de son exploitation. Certains déchets, notamment les déchets HA qui dégagent encore beaucoup de chaleur, devront tout de même rester entrepo- sés plusieurs dizaines d’années dans ces entrepôts pour permettre leur refroi- dissement avant de pouvoir être stockés définitivement. Le projet Cigéo : présentation et description Les différentes phases du projet Le projet Cigéo se développe selon les phases temporelles successives sui- vantes (figure 3) : La conception initiale (études d'esquisse, d'avant-projet sommaire puis détaillé et de projet) : phase Figure 1 : Illustration d’un colis de déchets vitrifiés HA. Figure 2 : Illustration d’un colis de déchets MA-VL REE N°3/2016 65 Le projet Cigéo pendant laquelle les ouvrages, bâti- ments et procédés de l’installation sont définis techniquement. C’est la phase actuelle du projet. Elle inclut le dépôt de la demande d’autorisation de création (DAC), visée en 2018. Pendant la phase de conception ini- tiale, des premiers travaux sur le site, notamment des diagnostics (archéol- ogie préventive, reconnaissance géo- technique, reconnaissance géologique et hydrogéologique, préparation aux travaux, installations supports hors site) peuvent être menés ; Puis, sous réserve de son autorisa- tion par décret : La construction initiale : phase pendant laquelle une première partie, ou première « tranche », de l’installa- tion est réalisée (elle pourrait débuter à l’horizon 2021). Elle porte principale- ment sur la construction des bâtiments de surface liés à l’exploitation de l’instal- lation nucléaire de surface, les liaisons surface-fond, ainsi que les ouvrages souterrains permettant de recevoir de premiers colis de déchets. Pendant la construction initiale (en fonction du planning des travaux), des études d’exécution des composants et des équipements sont menées jusqu’à leur réalisation effective (figure 4) ; La phase industrielle pilote : elle débute pendant la construction initiale et se poursuit au début de l’exploitation. Elle comporte des opérations de qualifi- cation en « inactif », notamment des es- sais sur les équipements installés, ainsi que des opérations en « actif », c’est-à- dire en présence de colis de déchets, après autorisation ; L’exploitation : phase d’une cen- taine d’années au cours de laquelle ont lieu simultanément des opérations de réception et de mise en stockage de co- lis de manière disjointe et des travaux d’extension de l’installation souterraine, par tranches successives. L’exploitation Figure 4: Schéma de l’enchaînement des travaux de construction et d’exploitation des tranches successives. Figure 3 : Schéma des principales phases temporelles de Cigéo. 66 REE N°3/2016 LE STOCKAGE DES DÉCHETS RADIOACTIFSDOSSIER démarre après l’autorisation de mise en service délivrée par l’ASN (la réception de premiers colis de déchets radioactifs utilisés pour des essais actifs pourrait in- tervenir à l’horizon 2030). L’exploitation comporte également, sous réserve d’autorisation, des travaux de ferme- ture partielle par obturation d’alvéoles et de zones de stockage. De plus, des travaux de construction, d’adaptation et de jouvence des bâtiments en surface sont engagés. Pendant l’exploitation de Cigéo, les études sont poursuivies pour améliorer sa conception, notamment pour l’optimisation des tranches succes- sives ; La fermeture définitive puis la phase de surveillance : A l’horizon 2150, sous réserve d’autorisation par une loi autorisant la fermeture définitive de Cigéo et la déconstruction des instal- lations de surface, le projet entrera dans une phase de surveillance. Les ouvrages souterrains auront tous été comblés par des remblais à base d’argile. Des scel- lements constitués d’argile gonflante (bentonite) et de massifs d'appui com- plètent le dispositif qui participe à la sûreté après fermeture du stockage. Les installations de Cigéo Les installations de Cigéo consti- tuent une seule et même Installation nucléaire de base (INB), qui comprend (figure 5) : en deux ensembles distincts : - la zone dite « descenderies » dédiée à la réception des colis primaires HA et MA-VL, à leur contrôle et à la pré- paration des conteneurs de stockage, d’une surface d’environ 280 ha ; - la zone dite « puits » dédiée aux acti- vités de support aux travaux souter- rains et qui accueillera également les verses (déblais issus du creusement), d’une surface d’environ 270 ha ; de liaisons surface/fond (descenderies et puits), des quartiers de stockage des colis et des zones de soutien logistique (ZSL) (figure 9). Les installations nucléaires de la zone descenderie (figure 7) regroupent l’ensemble des bâtiments de surface consacrés à l’accueil et au décharge- ment des emballages de colis primaires de déchets radioactifs, au condition- nement des colis primaires dans les conteneurs de stockage, aux contrôles associés et à la mise sous hotte avant transfert dans l’installation souterraine ; elles comportent également les moyens de soutien à l’exploitation de l’installa- tion (ateliers de maintenance, magasins, parcs de matériel, vestiaires…). La livraison des colis de déchets sur le centre de stockage est prévue dans des emballages de transport. Le centre comporte des installations d’accueil et de contrôle à réception des moyens de transport de ces emballages. Après déchargement des embal- lages dans des halls de réception, les colis primaires sont extraits des embal- lages de transport dans un bâtiment de déchargement. Les colis de déchets sont ensuite transférés dans le bâti- ment de conditionnement pour prépa- ration du colis de déchets au stockage ou mise en conteneur de stockage. Le Figure 5 : Schéma illustratif de l’installation Cigéo comprenant les installations de surface et souterraine. REE N°3/2016 67 Le projet Cigéo conditionnement en conteneur s’effec- tue en deux étape