La R&D d’EDF et la gestion durable de l'eau : Innovations et défis

Face au changement climatique, la gestion de l'eau devient un enjeu capital, notamment pour les producteurs d'électricité. EDF s'engage à utiliser cette ressource de manière à en assurer une gestion durable et responsable. Les défis à relever dans les prochaines décennies incluent : le maintien des capacités de production et de stockage d'électricité, l’adaptation des moyens de production au changement climatique, le développement de dispositifs visant la protection des écosystèmes la participation active au partage territorial de la ressource en eau. Grâce à ses chercheurs, la R&D d'EDF apporte des solutions concrètes pour répondre à ces enjeux.

Près de 90 % de la production d'électricité d’EDF dépend de la ressource en eau principalement pour refroidir les réacteurs nucléaires et entraîner les turbines hydrauliques. Le changement climatique pose des défis majeurs qui affectent la disponibilité et la qualité de l'eau. Comment la R&D d’EDF, grâce à son expertise et ses technologies innovantes y répond-elle ? Zoom sur quelques-unes des innovations.

Jumeaux numériques des bassins versants

Pour une bonne gestion de la ressource en eau, il est indispensable de savoir quel est l’état de la ressource eau en amont et aval de nos moyens de production. Pour cela, la R&D d'EDF a développée des Jumeaux Numériques de Bassins Versants, des répliques numériques qui permettent d’avoir une vue complète de l’ensemble de l'évolution de la ressource eau disponible en prenant en compte les effets du changement climatique. Ces modèles prennent en compte l'ensemble des paramètres environnementaux et climatiques tels que l’évolution de la température de l’air ou l’évolution de l’ensemble des usages de l’eau.

Réduction de l’empreinte hydrique des centrales nucléaires

Comme évoqué, la production d’électricité dépend en grande partie de la ressource en eau, c’est pourquoi, la R&D d’EDF travaille sur des solutions innovantes pour la maitrise des prélèvements et de la consommation en liens étroits avec le producteur nucléaire.

Il s’agit tout d’abord de favoriser la réutilisation de l’eau sur la base d’une évaluation précise des flux d’eau, des besoins et des rejets industriels. Cette démarche repose sur des innovations métrologiques et la mise en œuvre de systèmes de traitement adaptés.

Les systèmes de technologie membranaire font partie du panel de technologies étudiées par la R&D d'EDF qui font l’objet d’une équipe de recherche commune (MELUSINE) avec l’Université de Lorraine et le CNRS. Des prototypes sont d’ores et déjà en test pour vérifier leurs performances industrielles.

Il s’agit par ailleurs d’identifier toutes les innovations qui pourraient contribuer à maitriser les consommations et les prélèvements d’eau. Par exemple EDF teste des systèmes de récupération d’eau dans les panaches des centrales nucléaires.

L’un d’entre eux, « Infinite Cooling », qui permet de capter les gouttelettes d’eau dans les tours aéroréfrigérantes, est actuellement en test sur un banc d'essais installé à la centrale de Bugey pour vérifier son efficacité et étudier son déploiement industriel.

L’adaptation au changement climatique passera également par la recherche de solutions naturelles. Il s’agit par exemple de refroidir la température des cours d’eau, de développer le stockage de l’eau ou de limiter les effets d’inondations en reproduisant des principes que la nature a mis en place. La difficulté est de veiller à ne pas avoir d’effet collatéraux néfastes (notamment sur la biodiversité) tout en optimisant les bénéfices (par exemple sur le stockage du carbone). La R&D d'EDF mène un programme de recherche spécifique en ce sens pour et met en place des sites pilotes pour évaluer scientifiquement la pertinence de solutions naturelles qui pourraient être mises en place à grande échelle.

Infographie illustrant la thématique « Ripisylves » du programme de recherche Thermie-Hydrobiologie 2023-2027. Réalisation : Fanny Didou @Sketching the Move

Une des solutions étudiées par la R&D d’EDF dans le cadre du programme de recherche Thermie-Hydrobiologie 2023-2027, consiste en la préservation et la restauration des ripisylves, ces formations arborées longeant les cours d’eau qui contribuent à atténuer les effets du réchauffement climatique sur les cours d’eau et la biodiversité.

En s’appuyant sur des résultats recueillis grâce à une modélisation à grande échelle réalisée sur le bassin versant sur la Loire (dans le cadre d’une étude commune EDF + INRAE) qui montre une atténuation du réchauffement de l’eau en lien avec la présence de ripisylves, les équipes de la R&D et de la Direction de la Production Nucléaire du groupe EDF, dans le cadre du projet ADAPT, ont lancé une étude approfondie aux abords de la Garonne, à proximité du CNPE de Golfech. Plusieurs affluents de la Garonne et du Tarn ont ainsi été équipés de thermographes qui ont permis de suivre et comparer la température de l’eau sur des tronçons avec et sans ripisylve.

Les résultats ont montré des gains pouvant atteindre jusqu’à 1,5 à 2 °C dans les moments les plus chauds de la journée en été, sur des cours d’eau de petite largeur avec ripisylve par rapport à des tronçons sans ripisylve. Ces résultats sont encourageants et se poursuivent en 2025.

Collaborations et partenariats

Pour un meilleur partage des connaissances et des ressources et pour développer les meilleures solutions en matière de gestion de l’eau, la R&D d’EDF collabore avec des institutions scientifiques, des universités et des organisations locales. Ces partenariats permettent de mettre en œuvre des projets de recherche appliquée.

L'INRAE (Institut national de recherche pour l'agriculture, l'alimentation et l'environnement) est un bel exemple de partenariat sur lequel la R&D s’est appuyé pour les projets de jumeaux numériques.

+ de 97 % de l’eau prélevée pour le refroidissement des centrales sont restitués

90 % de notre production électrique dépend de l’eau