L’énergie nucléaire fait beaucoup parler d’elle. Mais de quoi s’agit-il concrètement et comment arrivons-nous à produire une telle énergie ? La plus grande part du mix énergétique français est-elle une source d’ électricité verte ?
L’énergie nucléaire, ce qu’il faut retenir :
- L’énergie nucléaire permet de produire de l'électricité grâce à la fission des atomes d'uranium, un phénomène qui dégage une grande quantité d'énergie.
- Les centrales nucléaires sont les sites dans lesquels se trouvent les réacteurs nucléaires.
- L’énergie nucléaire n’est ni considérée comme une énergie fossile, ni comme une électricité verte.
- La France est le pays le plus dépendant de l’énergie nucléaire : 70 % de notre consommation provient de cette source énergie.
- On compte actuellement 56 réacteurs répartis sur 18 sites français.
L’énergie nucléaire, qu'est-ce que c'est ?
Définition de l'énergie nucléaire
L’énergie nucléaire est une énergie principalement utilisée afin de produire de l’électricité. Dépendante d’un combustible appelé uranium, elle s’obtient grâce à la chaleur dégagée par la fission des atomes de ce métal radioactif.
La fission (à ne pas confondre avec la fusion) correspond au moment où un neutron entre en collision avec le noyau d’un isotope lourd, et que le noyau se divise en deux. Ce phénomène, qui dégage une forte quantité d’énergie, est ainsi reproduit par une réaction en chaîne : les noyaux divisés entrent eux aussi en collision, et ainsi de suite.
Évidemment, le principe d’un réacteur nucléaire est de contrôler ce phénomène. Dans le cas d’une bombe nucléaire, cette réaction en chaîne est démultipliée (car très rapide) et provoque donc une explosion. À l’inverse, les réacteurs permettent de contrôler et stabiliser ce phénomène en le ralentissant.
Dans une centrale nucléaire, la fission permet de transformer l’eau en vapeur, qui déclenche des turbines reliées à des alternateurs, et donc de produire de l’électricité.
La fusion, elle, correspond à la rencontre de deux noyaux atomiques légers, qui forment ainsi un noyau unique, lourd et plus stable. L’énergie dégagée par le phénomène de fusion est bien plus importante que celle de la fission. Depuis plus de 50 ans, les recherches tentent de recréer les conditions de fusion nucléaire dans un réacteur, mais demeurent sans succès pour le moment.
Le saviez-vous?
L’énergie nucléaire ne sert pas qu’à produire de l’électricité. Grâce à elle, des progrès ont étés faits dans plusieurs domaines. En médecine, par exemple, la radiothérapie et l’imagerie médicale dépendent de l’énergie nucléaire. De la même manière, la propulsion des satellites et sondes interplanétaires nécessite de l’énergie nucléaire.
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Centrales et réacteurs nucléaires
Une centrale nucléaire regroupe tous les éléments nécessaires à la production électrique par énergie nucléaire. Ainsi, on peut y retrouver un ou plusieurs réacteurs.
À ne pas confondre
Une centrale nucléaire et un réacteur nucléaire, ce n’est pas la même chose ! Généralement, une centrale comprend 2 à 4 réacteurs. La puissance moyenne de chaque réacteur est de 1 000 MW.
Une centrale nucléaire est constituée de différentes parties. Dans chaque centrale, on retrouve donc :
- un ou des bâtiment (s) pour le (s) réacteur (s) ;
- une salle des machines, où la production d’électricité a lieu ;
- les départs de ligne électriques, qui permettent d’évacuer et transporter l’électricité pour sa redistribution future ;
- les tours de refroidissement, en bord de rivières.
En France, toutes les centrales en état de fonctionnement utilisent des réacteurs à eau pressurisée (REP). Cela induit que, pour produire de l’électricité, le nucléaire a besoin d’eau froide. Celle-ci permet de produire la vapeur qui déclenche la turbine et l’alternateur, responsables de la production d’électricité. C’est pour cette raison que les centrales nucléaires sont situées en bord de mer ou de rivière.
De son côté, le réacteur nucléaire s’organise également en plusieurs parties, que l’on appelle des tranches nucléaires. Dans chaque tranche, on retrouve :
- la partie nucléaire, avec le réacteur, où a lieu la réaction de fission en chaîne, qui libère de la chaleur et génère de la vapeur ;
- la partie électrique, où la vapeur actionne la turbine, qui a son tour déclenche l’alternateur qui permet la production de l’électricité ;
- tous les autres bâtiments nécessaires au bon fonctionnement du réacteur : salle de commandes, espace de stockage d’uranium, etc.
Finalement, les centrales nucléaires sont quasiment semblables aux centrales électriques, à la seule différence qu’à la place d’utiliser des combustibles fossiles, elles utilisent des réactions nucléaires en chaîne.
L’énergie nucléaire : une énergie à part ?
L’énergie nucléaire est un peu particulière. L’uranium, nécessaire à son fonctionnement, est un combustible fossile. Pourtant, elle n’est pas qualifiée d’ énergie fossile … ni d’énergie renouvelable !
Ni fossile, ni renouvelable
L’uranium est un minerai disponible, comme les énergies fossiles, dans les sous-sols terrestres, mais pas que. En fait, on retrouve de l’uranium de partout, mais en très faible quantité. Heureusement, car il s’agit d’un minerai radioactif ! Ainsi, les océans comptent presque 1 000 fois plus de ressources d’uranium que nos sous-sols, mais la quantité par litre est inoffensive (3,3 microgrammes environ).
Au rythme où cette matière première est consumée, il est difficile de qualifier l’énergie nucléaire de “fossile”. En effet, nous ne risquons pas de manquer de combustible nécessaire à la fission nucléaire de sitôt.
L’énergie nucléaire ne peut pas être considérée comme une énergie renouvelable pour autant. La matière première nécessaire à son bon fonctionnement reste limitée.
Bon à savoir
Il ne faut qu’un gramme d’uranium 235 pour produire la même quantité d’électricité qu’avec deux tonnes de fuel ou trois tonnes de charbon. De la même manière, un kilo d’uranium naturel produit autant d’énergie que 10 tonnes de pétroles.
Une énergie propre ?
L’énergie nucléaire est-elle une énergie propre ? Il s’agit là d’un grand débat sociétal. À l’heure actuelle, en dehors des énergies renouvelables comme l’ énergie éolienne ou solaire, l’énergie nucléaire est celle qui produit le moins d’émissions de CO2. En fait, elle n’en rejette pas du tout, puisque la fumée qui s’échappe des centrales est de la vapeur d’eau. Mais cela ne suffit pas à la qualifier d’électricité verte pour autant.
En effet, la question des déchets nucléaires pèse, elle aussi, très fortement dans la balance. Bien qu’en faibles quantités, l’énergie nucléaire émet bel et bien des déchets radioactifs, considérés comme dangereux pour la santé et pour l’environnement.
Le risque de pollution radioactive est également soulevé lors des débats. À ce titre, il est important de savoir que des limitations très strictes sont imposées aux rejets produits par les centrales nucléaires. En réalité, les cas de pollution radioactive inquiétants ne sont aujourd’hui liés qu’aux accidents passés et potentiels de l’industrie du nucléaire. En effet, la radioactivité produite et rejetée par les centrales est largement inférieure à celle présente naturellement dans l’atmosphère terrestre.
Le saviez-vous ?
Même sans les centrales nucléaires, la radioactivité serait présente dans notre atmosphère (en très faible quantité) à cause des rayonnements cosmiques et de la radioactivité de l’écorce terrestre.
L’importante utilisation de l’eau dans les centrales nucléaires peut aussi être un argument contre l’aspect propre de l’énergie nucléaire. En effet, pour refroidir les réacteurs, la quantité d’eau nécessaire est supérieure à l’eau utilisée dans les centrales à charbon, solaires ou thermiques. Cette grande quantité de prélèvement pourrait d’ailleurs poser un problème en cas de sécheresse, car elle diminue la possibilité d’autres usages.
De plus, l’eau est rejetée dans la nature à une température plus élevée qu’à la normale, ce qui peut produire d’éventuels dérèglements naturels dans les écosystèmes.
Il est donc difficile de qualifier l’énergie éolienne d’énergie propre… Pour autant, notons qu’il s’agit d’une énergie décarbonnée et très peu polluante, bien moins dangereuse pour notre planète que l’énergie fossile, par exemple.
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Quels sont les enjeux de l’énergie nucléaire ?
Puisque la part de l’énergie nucléaire est majoritaire dans le mix énergétique français, divers débats gravitent autour de cette source d’énergie. Est-elle propre, rentable, dangereuse… ? Finalement, l’énergie nucléaire présente-t-elle plus d’avantages ou d’inconvénients ?
Les avantages du nucléaire
L’énergie nucléaire a plusieurs avantages. Tout d’abord, cette source d’énergie ne rejette pas de CO2 et, à l’inverse de certaines énergies renouvelables, elle est disponible toute l’année.
Outre l’investissement de départ qu’elle suscite, il s’agit d’une énergie économique au très bon rendement, qui permet de produire de l’électricité en grande quantité avec un faible besoin de matière première. Par ailleurs, la durée de vie des installations nucléaires s’élève à une quarantaine d’années, ce qui est relativement long.
Les réserves d’uranium sont d’ailleurs bien réparties sur le globe. Cela signifie que le danger de conflits géopolitiques liés à la production d’électricité nucléaire est assez peu probable. Notons d’ailleurs que les recherches actuelles visent à pouvoir, dans le futur, recycler les déchets nucléaires accumulés afin de les rendre réutilisables et de pouvoir ainsi consommer encore moins de combustibles fossiles.
Enfin, l’industrie du nucléaire génère une forte création d’emplois. Elle est en effet à la troisième place du podium de l’Industrie française et compte plus de 220 000 salariés, pour 2 500 entreprises.
Les inconvénients de l'énergie nucléaire
Non, l’énergie nucléaire n’émet pas de CO2… En revanche, le procédé de fission génère des déchets hautement radioactifs, qui peuvent perdurer des milliers d’années. Ces derniers, considérés comme dangereux, sont stockés dans des lieux spécialement conçus pour les accueillir le temps qu’ils perdent en radioactivité, ou bien enfouis à 500 mètres de profondeur.
L’extraction de l’uranium, matière première nécessaire à la production d’énergie nucléaire, n’est pas en reste puisqu’elle est, elle aussi, extrêmement polluante. Rappelons d’ailleurs qu’il s’agit d’un minerai fossile, et donc épuisable.
À savoir
Pour obtenir une tonne d’uranium, il faut traiter et rejeter 5 000 tonnes de minerais.
Le coût d’une centrale nucléaire est, lui aussi, un enjeu de taille. Si les centrales sont faites pour durer une quarantaine d’années au moins, leur construction s’étend parfois sur des années et demande une grande quantité de matériaux. Leur coût d’entretien et de démantèlement sont également à prendre en compte.
Enfin, bien qu’il soit faible, le risque lié aux accidents nucléaires existe. Difficile d’oublier les conséquences immenses qu’a eu l’accident de la centrale nucléaire de Tchernobyl, ni celles de Fukushima.
Quelle place pour l’énergie nucléaire en France ?
L’énergie nucléaire au niveau mondial
La place de l’énergie nucléaire dans le monde est importante : elle représente 10 % de la production d’électricité mondiale, ce qui correspond à 4 % du mix énergétique mondial. Les 450 réacteurs nucléaires présents sur le globe produisaient, en 2020, 2,553 TWh.
Ainsi, en termes d’importance, l’énergie nucléaire se positionne au-dessus des énergies renouvelables comme l’éolien, l’ hydroélectricité ou le gaz vert, mais reste toutefois derrière les énergies fossiles, la première énergie consommée dans le monde étant le pétrole, suivie du charbon.
À savoir
Les principaux acteurs de la production d’énergie nucléaire sont les États-Unis, avec 99 réacteurs, la France, avec 58 réacteurs et la Chine, avec 50 réacteurs.
L’énergie nucléaire en France
En France, l’énergie nucléaire a pointé le bout de son nez en 1963, avec la construction de 9 réacteurs de première génération. Depuis, l’énergie nucléaire produite en France représente la moitié de la production de l’Union Européenne. Au niveau mondial, la France apportait 13,3 % de la production d’électricité d’origine nucléaire en 2021.
Il s’agit de l’énergie la plus développée sur le territoire français. En effet, avec 58 réacteurs répartis sur 19 centrales nucléaires, plus de 70 % de l’électricité consommée dans l’hexagone provient de cette source d’énergie.
À titre de comparaison
Si les États-Unis représentent la plus grosse partie du mix énergétique mondial en termes de production d’énergie nucléaire, la part de cette énergie dans le mix énergétique du pays ne compte que pour 19,7 %.
La loi énergie-climat a prévu de réduire cette forte consommation d’énergie nucléaire en France. En effet, l’objectif est de réduire à 50 % la part de l’énergie nucléaire dans le mix énergétique français pour 2025, et donc d’augmenter notre production d’énergies renouvelables.
Afin d’atteindre les objectifs de la loi, les Programmations Pluriannuelles de l’énergie (PPE) ont étés publiés en avril 2020. Ces outils de pilotage utiles à la transition énergétique pour la croissance verte prévoient ainsi de faire cesser l’activité de 14 réacteurs nucléaires d’ici à 2035.
Autre changement pour le nucléaire français : le président Emmanuel Macron a dévoilé en octobre 2021 son plan “ France 2030 ”. Ce plan, établi sur 5 ans et dont le budget total s’élève à 34 milliards d’euros, réserve 8 milliards d’euros pour le secteur de l’énergie. Ainsi, il prévoit par exemple de décarboner l’Industrie française et de devenir le leader de l’hydrogène vert.
Mais avec ce plan “France 2030”, Emmanuel Macron prévoit aussi l’apparition de réacteurs nucléaires de petite taille sur le territoire français. Innovants et avec une meilleure gestion des déchets nucléaires, ces réacteurs seraient plus sûrs et modulaires.
Ainsi, d'ici à 2035, la France aura réduit sa production d’énergie nucléaire pour s’orienter davantage vers les énergies vertes comme la méthanisation.
Peut-on consommer exclusivement de l’énergie verte en France ?
Il est important de retenir qu’en Europe, le réseau d’électricité est mutualisée. Cela signifie que toutes les différentes sources d’énergie (fossiles, nucléaires et renouvelables) sont confondues dans les réseaux de distribution et qu’il n’est par conséquent pas possible de faire la différence entre énergie fossile, nucléaire ou renouvelable.
Un consommateur Européen, même s’il souscrit à une offre d’énergie verte, n’est donc pas assuré de consommer 100 % d’électricité propre : il recevra le mix de toutes les énergies injectées dans le réseau.
Pour répondre à cette problématique, des garanties d’origine ont d’ores et déjà été mises en place afin de rassurer les consommateurs sur la provenance de leur énergie et sur l’efficacité de leur transition énergétique.
Cette garantie d’origine n’efface pas la mutualisation des réseaux électriques : le consommateur ayant souscrit auprès d’un fournisseur avec garantie d’origine ne consomme pas forcément de l’énergie verte. En revanche, la garantie d’origine certifie que l’électricité consommée par un client sera produite dans les mêmes quantités par des sources d’énergie verte, puis injectée dans le réseau de distribution mutualisé.
FAQ : Vos questions sur l'énergie nucléaire
L’énergie nucléaire est-elle une énergie verte ?
Même s’il s’agit d’une énergie qui ne produit pas d’émissions carbone, l’énergie nucléaire n’est pas une énergie renouvelable. L’uranium, sa matière première, est un élément fossile. Par ailleurs, l’énergie nucléaire génère des déchets radioactifs, dangereux pour l’environnement.
Quels sont les avantages et inconvénients de l’énergie nucléaire ?
Parmi les avantages de l’énergie nucléaire, on retrouve :
- son aspect économique et son bon rendement;
- l’absence d’émissions carbone;
- une matière première fossile, mais qui s’épuise très lentement.
Cette énergie présente cela dit des inconvénients, tels que :
- la présence de déchets radioactifs;
- une méthode d’extraction de matière première très polluante;
- une matière première fossile et donc épuisable, l’uranium ;
- le risque d’accidents nucléaires.
Quelle est la part de l’énergie nucléaire dans le mix énergétique français ?
En France, l’énergie nucléaire est l’énergie la plus développée : 70 % de notre consommation d’électricité est issue du nucléaire. À titre de comparaison, les énergies renouvelables ne représentent que 13,1 % du mix énergétique français. Parmi elles, le biogaz est en dernière position, puisqu’il ne représente que 2 % des énergies renouvelables en France.
