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Parc nucléaire mondial (production d’électricité)

Nombre de réacteurs nucléaires par pays
Nombre de réacteurs nucléaires par pays, d'après données de l'AIEA (©Connaissance des Énergies)
À retenir
  • En 2014, le parc nucléaire mondial a fourni près de 10,8% de l’électricité produite dans le monde.
  • Si les États-Unis possèdent le plus grand nombre de réacteurs nucléaires (99), la part de l’électricité nationale d’origine nucléaire n’y est que de 19,5% contre 77% en France.
  • Les 48 réacteurs nucléaires du Japon, jugés « opérationnels » par l'AIEA sont actuellement à l’arrêt pour un renforcement de leur sûreté.
  • La Chine possède le plus grand nombre de réacteurs en cours de construction (25 dont 2 EPR). 

Définition

Le parc nucléaire mondial compte 437 réacteurs nucléaires en fonctionnement, répartis dans 30 pays(1). Plus de 60% de ces tranches sont des réacteurs à eau pressurisée (REP) comme celles installées en France.

En 2014, le parc nucléaire mondial a fourni près de 2 410 TWh, soit 10,8% de l’électricité produite dans le monde au cours de cette année. Les plus importants pays producteurs sont les États-Unis (parc de 99 réacteurs nucléaires) et la France (58 réacteurs).

L’accident de la centrale de Fukushima en mars 2011 a suscité des débats sur la place de l’atome dans certains pays, comme en témoigne la « sortie du nucléaire » en Allemagne. Toutefois, malgré une légère baisse du nombre de réacteurs en activité par rapport à 2011, les perspectives d’évolution du parc électronucléaire mondial restent à la hausse, portées par les pays en voie de développement.

Les réacteurs produisant des radioisotopes à usage médical ne sont pas traités dans cette fiche.

Nombre de réacteurs nucléaires par pays

Nombre de réacteurs nucléaires par pays au 3 août 2015, d'après données de l'AIEA (©Connaissance des Énergies)

Composition du parc

Les réacteurs en fonctionnement

Au 3 août 2015, la puissance électrique installée du parc nucléaire mondial s’élève à près de 378 GW. Plus de la moitié de cette capacité se répartit entre 3 pays : les États-Unis, la France et le Japon.

Si les États-Unis possèdent le plus grand nombre de réacteurs nucléaires, la part de l’électricité nationale d’origine nucléaire n’y est que de 19,5%. La France est le pays dont la part d’électricité d’origine nucléaire est la plus importante : 77% en 2014 selon le bilan électrique de RTE.

Part de l'électricité nucléaire

D'après données de l'AIEA au 3 août 2015 (©Connaissance des Énergies)

Précisons que les 48 réacteurs nucléaires du Japon sont actuellement à l’arrêt pour un renforcement de leur sûreté mais ceux-ci sont toujours considérés « en fonctionnement » par l'AIEA (au même titre que tous les réacteurs en maintenance). Les 4 réacteurs de la centrale de Fukushima Daiichi les plus affectés par la catastrophe naturelle de mars 2011 (réacteurs 1 à 4) ont été définitivement arrêtés.

Tous pays confondus, les réacteurs nucléaires en fonctionnement sont en moyenne exploités depuis 28 ans et demi à fin 2014. Les plus vieux d’entre eux sont exploités depuis environ 46 ans.

Age des réacteurs nucléaires dans le monde

D'après données de l'AIEA au 3 août 2015 (©Connaissance des Énergies)

Différenciés par le fluide caloporteur et le modérateur utilisés, six types de réacteurs nucléaires sont utilisés à travers le monde :

  • les réacteurs à eau pressurisée (PWR) ;
  • les réacteurs à eau lourde pressurisée (PHWR) ;
  • les réacteurs à eau bouillonnante (BWR) ;
  • les réacteurs à neutrons rapides (FBR) ;
  • les réacteurs à eau légère et modérés au gaz (GCR) ;
  • les réacteurs refroidis à l’eau légère et modérés au graphite (LWGR).

Les réacteurs PWR sont les plus largement utilisés avec 278 unités dans le monde (soit plus de 60% des réacteurs, ils sont notamment utilisés en France), devant les réacteurs BWR (78 unités, notamment utilisés au Japon). Le modèle de réacteur le moins utilisé est le FBR avec seulement 2 réacteurs installés dans le monde.

Les réacteurs en construction

Au 3 août 2015, 68 réacteurs d’une capacité cumulée d’environ 66 GW sont en cours de construction dans 15 pays.

Réacteurs nucléaires en construction dans le monde

D'après données de l'AIEA au 3 août 2015 (©Connaissance des Énergies)

La Chine possède le plus grand nombre de réacteurs en cours de construction (25 dont 2 EPR). La Finlande et la France, avec un réacteur en construction chacun, sont les deux autres pays à construire un EPR (Réacteur Pressurisé Européen), réacteur de 3e génération.

Le type de réacteur le plus développé actuellement est encore le PWR, avec un total de 57 unités en construction. Les autres modèles en cours de construction sont les réacteurs PHWR (4 réacteurs), BWR (4 réacteurs), FBR (2 réacteurs) et HTGR (1 réacteur).

Les réacteurs arrêtés définitivement

Au 3 août 2015, l’AIEA comptabilise l’arrêt définitif de 156 réacteurs dans 19 pays depuis 1963 (date du premier arrêt définitif d’un réacteur). Les réacteurs arrêtés sont principalement des réacteurs PWR (46 unités), GCR (37 unités) et BWR (36 réacteurs) et doivent être démantelés. Une partie d’entre eux sont des réacteurs expérimentaux, comme le petit surgénérateur Phénix sur le site de Marcoule (arrêté en février 2010) ou des prototypes comme le réacteur Superphénix (arrêté fin 1998).

Les États-Unis et le Royaume-Uni sont, en août 2015, les pays ayant arrêté définitivement le plus grand nombre de réacteurs (respectivement 33 et 29 réacteurs), devant l’Allemagne (28 réacteurs), le Japon (16 réacteurs) et la France (12 réacteurs).

Quel contrôle pour le parc nucléaire mondial ?

Créée en juillet 1957 à l’initiative du président américain Eisenhower, l’Agence Internationale de l’Energie Atomique (AIEA) est chargée de promouvoir « l’atome au service de la paix ». 164 pays sont aujourd’hui membres de cette organisation rattachée à l’ONU.

Les axes de travail de l’AIEA basés sur le Traité de Non Prolifération des armes nucléaires (TNP) concernent :

  • la sûreté et la sécurité du parc nucléaire ;
  • les garanties et la vérification des activités et installations nucléaires ;
  • la promotion de l’utilisation pacifique des sciences et des technologies nucléaires.

Au niveau de chaque pays, l’AIEA s’appuie sur des autorités de sûreté nationales.

Aux États-Unis, l'autorité de sûreté nucléaire est la NRC.

Citons dans les pays possédant le plus de réacteurs :

  • au Canada, la Commission Canadienne de Sûreté Nucléaire (CCSN) ;
  • en Chine, la National Nuclear Safety Administration (NNSA) ;
  • en Corée du Sud, le Korea Institute of Nuclear Safety (KINS) ;
  • aux États-Unis, la Nuclear Regulatory Commission (NRC) ;
  • en France, l’Autorité de Sûreté Nucléaire (ASN) ;
  • en Inde, l’Atomic Energy Regulatory Board (AERB) ;
  • au Japon, la Nuclear and Industrial Safety Agency (NISA) ;
  • au Royaume-Uni, l’Office for Nuclear Regulation (ONR) ;
  • en Russie, la Federal Environmental Industrial and Nuclear Supervision Service (ROSTECHNADZOR).

Passé et présent

C’est le 20 décembre 1951 que l’énergie nucléaire est utilisée la première fois pour fournir de l’électricité. Cette première mondiale a lieu aux États-Unis (à Arca dans l’état de l’Idaho) avec le réacteur expérimental EBR-I. Ce réacteur permet le fonctionnement de quatre ampoules et la validation du concept du générateur nucléaire.

En 1954, une centrale nucléaire est raccordée au réseau électrique pour la première fois.

Moins de trois ans plus tard, le 26 juin 1954 à Obninsk (en Russie), la centrale nucléaire APS-1, est la première au monde à être raccordée au réseau d’alimentation électrique. Cette centrale, avec une capacité électrique de 5 mégawatts (MW), est la première à produire de l’électricité nucléaire pour une utilisation commerciale.

Depuis le premier raccordement d’une centrale nucléaire au réseau électrique en 1954, la capacité nucléaire mondiale n’a quasiment pas cessé d’augmenter. Cette croissance est significative entre 1970 et 1990 (la construction de réacteurs nucléaires connaît son apogée dans les années 1980). La puissance électrique installée est d’environ 20 GW en 1970 et atteint 300 GW en 1990, soit une capacité quinze fois supérieure. L’Europe de l’Ouest et l’Amérique du Nord restent aujourd’hui les principaux producteurs d’électricité d’origine nucléaire, devant l’Asie et l’Europe centrale et de l’Est.

Evolution du parc nucléaire entre 1954 et 2011 (©2012)

D'après données de l'AIEA (©Connaissance des Énergies)

La capacité nucléaire mondiale recommence à croître aujourd’hui bien que le rythme de cette croissance se soit ralenti. Celle-ci est principalement portée par la construction de réacteurs dans les pays en voie de développement (Chine, Inde, etc.).

Quel futur pour le parc nucléaire mondial ?

L’AIEA propose différents scénarios sur l’évolution de la capacité nucléaire mondiale d’ici à 2030. Quel que soit le scénario envisagé, l’agence envisage une croissance de la capacité nucléaire mondiale au cours des prochaines années.

D'après données de l'AIEA (©2012)

D'après données de l'AIEA (©Connaissance des Énergies)

Les EPR actuellement en construction en Finlande et en France sont censés apporter des gages supplémentaires en matière de sécurité et de rendement par rapport aux réacteurs actuels mais ceux-ci sont pour l'heure confrontés à un certain nombre de difficultés ayant entraîné d'importants retards.

Les réacteurs nucléaires de quatrième génération pourraient par ailleurs jouer un rôle important dans le développement possible de l’énergie nucléaire. 13 pays se sont regroupés au sein du Forum International « Génération IV » pour réfléchir ensemble sur cette génération de réacteurs. Celle-ci devra répondre à cinq enjeux :

  • le coût (investissement par kW, combustible, production) ;
  • la sûreté et la fiabilité ;
  • la réduction de la production de déchets ;
  • la réduction des risques de proliférations ;
  • l’économie des ressources naturelles.

Sur la base de ces critères, différents systèmes ont déjà été retenus. Trois des 6 systèmes retenus au sein du Forum sont des réacteurs à neutrons rapides :

  • les réacteurs à caloporteur sodium (SFR) ;
  • les réacteurs à caloporteur plomb (LFR) ;
  • les réacteurs à caloporteur gaz (GFR).

Ces systèmes exploitent la fertilité de l’uranium 238 (naturel ou appauvri) qui, irradié par des neutrons rapides, est converti directement en plutonium 239 fissile.

En complément de la filière à neutrons rapides, trois autres systèmes sont étudiés :

  • les réacteurs à eau supercritiques (SCWR) ;
  • les réacteurs à haute température (VHTR) ;
  • les réacteurs à sels fondus (MSR).

En plus de la production d’électricité, ces systèmes pourraient permettre de dessaler de l’eau de mer et de produire de l’hydrogène. La France pourrait être la première nation au monde à disposer d’un prototype industriel de réacteur de 4e génération à l’échéance de 2040. Le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) travaille d’ores et déjà sur un démonstrateur SFR (Astrid) et un programme de recherche GFR (Allegro).