Parc nucléaire français

Le parc nucléaire français est composé de 56 réacteurs à eau pressurisée en service, répartis entre 18 centrales à travers l'hexagone. Il y en avait 58 réacteurs et 19 centrales avant la fermeture de Fessenheim en 2020. L'EPR de Flamanville constituera ainsi le 57^e réacteur du parc lors de sa connexion au réseau électrique envisagée par EDF « d'ici la fin de l'automne 2024 ».

En 2023, les centrales nucléaires ont produit 320,4 TWh, soit près de 65% de la production d'électricité en France métropolitaine.

Avec une capacité installée de près de 61,4 GW, le parc nucléaire français est à l'heure actuelle le deuxième plus important parc au monde en puissance, derrière celui des États-Unis (96,95 GW selon l'AIEA). Il devrait bientôt être dépassé par la Chine (54,15 GW en service début septembre 2024 mais avec 29,6 GW supplémentaires en construction).

Une des particularités du parc français est sa standardisation : tous les réacteurs nucléaires actuellement en fonctionnement sont des réacteurs à eau pressurisée (REP).

L'arrêt des 2 réacteurs de la centrale de Fessenheim en février et juin 2020 a porté à 14 réacteurs le nombre de réacteurs nucléaires arrêtés en France⁽¹⁾. La mise en service de l'EPR de Flamanville au cours de l'année 2024 sera la première depuis 1999, et portera le nombre de réacteurs à 57.

Répartition en France des réacteurs nucléaires. (©Connaissance des Énergies)

La loi n° 2019-1147 du 8 novembre 2019 relative à l'énergie et au climat prévoyait de réduire cette part du nucléaire à 50% en 2035. La loi n° 2023-491 du 22 juin 2023 relative à l'accélération du nucléaire a supprimé ce plafond. En amont, l'objectif avait été annoncé par Emmanuel Macron de produire au minimum 6 EPR, voire jusqu'à 14 EPR, dont 2 d'ici à 2037.

Selon EDF, un réacteur de 900 MW produit en moyenne 500 GWh par mois, « ce qui correspond à la consommation de 400 000 foyers environ ».

Au cours des dernières décennies

Source : RTE - Graphique : Selectra

Voici l'évolution de la production nucléaire française au cours des 30 dernières années⁽⁸⁾ :

• 1995 : 358,78 TWh
• 1996 : 378,23 TWh
• 1997 : 375,94 TWh
• 1998 : 368,50 TWh
• 1999 : 374,91 TWh
• 2000 : 395,20 TWh
• 2001 : 399,59 TWh
• 2002 : 415,52 TWh
• 2003 : 419,81 TWh
• 2004 : 426,88 TWh
• 2005 : 429,98 TWh
• 2006 : 428,67 TWh
• 2007 : 418,61 TWh
• 2008 : 418,28 TWh
• 2009 : 390 TWh
• 2010 : 407,88 TWh
• 2011 : 421,12 TWh
• 2012 : 404,88 TWh
• 2013 : 403,76 TWh
• 2014 : 415,83 TWh
• 2015 : 416,77 TWh
• 2016 : 383,98 TWh
• 2017 : 379,09 TWh
• 2018 : 393,19 TWh
• 2019 : 379,46 TWh
• 2020 : 335,41 TWh
• 2021 : 360,69 TWh
• 2022 : 278,96 TWh
• 2023 : 320,4 TWh

La part du nucléaire dans le mix électrique français a connu des fluctuations notables de 1985 à 2023. Durant les années 1980 et 1990, la part du nucléaire a généralement augmenté. Cette période a été caractérisée par une expansion significative des capacités nucléaires en France, visant à réduire la dépendance aux énergies fossiles et à assurer une production d'électricité stable et à faible coût (un pic de 79,36% a été atteint par la suite en 2006). 

Cependant, depuis 2010, une tendance à la baisse se dessine, avec une diminution notable de la part du nucléaire à 62,80 % en 2022. Malgré cette diminution, le nucléaire reste une composante majeure du mix électrique français, représentant encore plus de 65 % de la production en 2023. Cette évolution reflète les défis et les transitions en cours dans le secteur énergétique français, alors que le pays s'efforce de diversifier ses sources d'énergie tout en maintenant une production d'électricité stable et bas carbone.

Le taux d’indépendance énergétique (rapport entre la production et la consommation d'énergie primaire non corrigée des variations climatiques, pétrole compris) de la France était estimé à 56,3% en 2023, « l’énergie nucléaire étant considérée comme produite domestiquement par convention statistique internationale ».

Les réacteurs du parc nucléaire français sont en moyenne exploités depuis près de 35 ans, contre environ 30 ans au niveau mondial (donnée à début décembre 2019 selon la base de l'AIEA).

Près de 60,1% des déchets radioactifs répertoriés en France à fin 2020 par l'Andra proviennent du parc électronucléaire (contre 26,9% pour la recherche, 8,9% pour la défense, 3,4% pour l'industrie non nucléaire et 0,7% pour le secteur médical).

Données de la veille

Au 23 octobre 2024, la production d'origine nucléaire en France a été de , soit de l'ensemble de l'électricité produite en France hier.

40 réacteurs nucléaires étaient entièrerement disponibles, 16 réacteurs étaient partiellement disponibles et 0 étaient complètement à l'arrêt.

En France, les premiers réacteurs nucléaires (dits de 1^re génération) ont été construits dans les années 1950 et 1960. La centrale de Marcoule a été la première à être mise en service en 1956. Les 11 réacteurs de cette génération fonctionnaient à l’uranium naturel et faisaient partie des filières graphite-gaz, eau légère ou gaz-eau lourde. Ils sont aujourd’hui tous à l’arrêt.

L'installation du parc nucléaire français actuel a principalement eu lieu à la fin des années 1970 et dans les années 1980, en réponse au choc pétrolier de 1973. En 1974, afin de garantir une meilleure indépendance énergétique, le gouvernement a mis en place un vaste programme de construction de centrales nucléaires.

La deuxième génération de réacteurs a été lancée en 1977, avec l'installation des 56 réacteurs actuels en 25 ans. Le plus ancien réacteur REP en service est Bugey 2 (raccordé au réseau en mai 1978). Le dernier est le réacteur Civaux 2 (décembre 1999).

Réacteurs en fonctionnement

Le parc nucléaire français en exploitation est composé de 56 réacteurs de la filière REP, dits réacteurs de « deuxième génération ».

La standardisation du parc français s’est organisée en paliers successifs. Ces paliers respectent les mêmes principes et la même architecture industrielle mais tiennent compte des leçons tirées de l’exploitation et optimisent la puissance des réacteurs.

C’est ainsi que les 56 tranches en service sont classés en 5 « paliers »⁽²⁾ :

32 réacteurs de près de 900 MWe

• Palier CP0 : 4 réacteurs (4 dans le Bugey). Ce sont les plus anciens réacteurs en service, après la fermeture des réacteurs de Fessenheim ;
• Palier CPY : 28 réacteurs (centrales du Blayais, Dampierre-en-Burly, Gravelines, Tricastin, Chinon, Cruas-Meysse et Saint-Laurent-des-Eaux).

20 réacteurs de de près de 1 300 MWe

• Palier P4 : 8 réacteurs (centrales de Flamanville, Paluel et Saint-Alban) ;
• Palier P’4 : 12 réacteurs (centrales de Belleville, Cattenom, Golfech, Nogent-sur-Seine et Penly).

4 réacteurs de de près de 1 450 MWe

• Palier N4 : 2 réacteurs à Chooz et 2 à Civaux, dont le dernier a été raccordé au réseau électrique fin 1999. Ce sont les réacteurs les plus récents.

Le palier CPY se distingue du palier CP0 par des améliorations mineures de divers circuits, ainsi que par un pilotage d’exploitation plus souple.

Les paliers P4 et P’4 se distinguent du palier CPY par la puissance du réacteur (accompagné d’un circuit primaire à 4 générateurs de vapeur). De plus, leur enceinte de confinement est composée d’une double paroi en béton, au lieu d’une seule doublée d’une peau d’étanchéité en acier pour le palier CPY.

Enfin, le palier N4 se différencie des paliers précédents par la conception de ses générateurs de vapeur et des pompes primaires ainsi que par l’utilisation dès l'origine de technologies numériques pour le pilotage des réacteurs.

Les photos des 18 centrales nucléaires en service en France

Réacteur sur le point d'être raccordé : l'EPR de Flamanville

L'EPR de Flamanville, un réacteur de « 3^e génération » d'une puissance de l'ordre de 1 600 MW selon EDF doit être connecté au réseau électrique « d'ici la fin de l'automne 2024 », selon l'énergéticien. 

Il bénéficie d'un niveau de sûreté accru, comprenant plusieurs circuits de sûreté, 2 épaisseurs d’enceinte de confinement avec peau d’étanchéité, un système de récupération du corium en cas de fonte du cœur ainsi que des redondances accrues pour les systèmes de sécurité et de contrôle commande. EPR de Flamanville : histoire, mise en service, coût, retard (connaissancedesenergies.org)

Le projet de l'EPR de Flamanville a connu de nombreuses difficultés (cuve, soudures, etc.). Son budget total a été réévalué à 19,1 milliards d'euros (dont plus de 12 milliards pour le coût de construction, soit 3,3 fois le coût initial prévu).

Réacteurs déclassés

Au 1^er septembre 024, 14 réacteurs nucléaires ont été arrêtés :

• le 2 réacteurs de Fessenheim arrêtés en février et juin 2020 ;
• 9 réacteurs graphite-gaz (réacteurs de 1^re génération) : ils ont été développés dans les années 1950 pour améliorer l’indépendance énergétique de la France ;
• 1 réacteur gaz-eau lourde (1^re génération) : la centrale de Brennilis, en fonctionnement de 1967 à 1985, est la seule à avoir utilisé ce type de réacteur en France ;
• 2 réacteurs à neutrons rapides (réacteurs expérimentaux) :
  • le réacteur de recherche Phénix, construit en 1968 et arrêté en 2009.
  • le réacteur Superphénix, mis en service en 1985 et arrêté en 1997.

Relance du nucléaire et construction de 6 à 14 EPR

Alors qu'un seul réacteur nucléaire a été construit en 25 ans en France, la relance de l'industrie nucléaire est un défi qui pose de nombreuses questions. 

C'est l'objectif fixé par Emmanuel Macron dans son discours de Belfort en février 2022⁽³⁾, année durant laquelle la France a souffert de la faible disponibilité de son parc (26 réacteurs sur les 56 qu'EDF possède avaient dû temporairement être arrêtés pour des problèmes de corrosion, abaissant la production nucléaire à 279,0 TWh en 2022 alors que la moyenne annuelle était de 394,7 TWh entre 2014 et 2019).

En 2022, les prix de l'électricité avaient explosé partout en Europe et la France était devenue exportatrice nette d'électricité pour la première fois depuis 1988.

Le gouvernement s'est engagé à déployer un programme d'au moins 3 paires d'EPR2, soit 6 nouveaux réacteurs (les deux premiers étant envisagés à Penly), avec une mise en service du premier EPR2 à l'horizon 2037.  Pour accompagner cet objectif, une loi d'accélération du nucléaire a été votée en juin 2023.

Nouvelle génération de réacteurs

EDF a misé depuis près de trois décennies sur une 3^e génération de réacteurs, les EPR. Ces derniers sont dotés d’un meilleur rendement de production électrique (rendement de 37%, à comparer avec le rendement de 33% des REP actuels), d'une utilisation plus efficace du combustible (diminution de 17% de la consommation d’uranium enrichi par rapport aux réacteurs REP de 1 300 MW), d’une durée de vie prévue de 60 ans et d’un niveau de sûreté accru.

Le chantier du premier EPR en France au sein de la centrale nucléaire de Flamanville a été retardé à plusieurs reprises. Il a longtemps été envisagé que la mise en service de cet EPR compense l'arrêt de la centrale nucléaire de Fessenheim (2 réacteurs, de 1 840 MW de puissance cumulée). L'arrêt du site alsacien est finalement intervenu, bien en amont de la mise en service de Flamanville 3.

Signalons que des recherches internationales en cours visent à développer à plus long terme des réacteurs nucléaires de 4^e génération, qui constitueraient une rupture en matière de rendement, de longévité et de sûreté (à l'image du projet - arrêté - Astrid en France).

Allongement de la durée d'exploitation et sûreté

Alors que les plus anciens réacteurs en fonctionnement dépassent leur 40^e année d'exploitation (les réacteurs Bugey 2 et 3 ont par exemple été connectés au réseau électrique en 1978), l’allongement de la durée d'exploitation des réacteurs est un enjeu économique majeur.

La réglementation française ne fixe pas de durée de vie maximale. EDF doit faire valider tous les 10 ans une autorisation d'exploitation, délivrée par l’ASN (Autorité de sûreté nucléaire) après une visite approfondie des installations. Les centrales ont été initialement conçues pour fonctionner au moins 30 ans et EDF a « émis en 2009 le souhait d’étendre la durée de fonctionnement de ses réacteurs significativement au-delà de 40 ans »⁽⁴⁾.

Pour obtenir les autorisations de rallongement de durée de vie des réacteurs, EDF doit démontrer que le vieillissement des composants desdits réacteurs est prévisible et maîtrisé. Plusieurs mécanismes spécifiques au nucléaire tels que la fragilisation et le gonflement des aciers sous irradiation ainsi que la corrosion sous rayonnement ont fait et continuent à faire l’objet d’études. Une attention particulière est portée aux cuves des réacteurs, à l'étanchéité de la paroi en béton du bâtiment ainsi qu'à celle du circuit primaire caloporteur et modérateur.

Suite à l’accident de Fukushima, l’ASN a demandé à EDF de faire évoluer la sûreté des anciens réacteurs pour la rapprocher de celle des EPR (évaluations complémentaires de sûreté)⁽⁵⁾.

Le programme d'investissements visant à rendre possible l'exploitation des centrales nucléaires françaises au-delà de 40 ans est fréquemment qualifiée de « grand carénage » (pour un coût estimé en 2014 par EDF à environ 55 milliards d'euros).

Sécurité énergétique

La grande majorité des 56 réacteurs en exploitation ont été mis en service en 15 ans seulement (1977-1992). EDF souligne que leur mise à l’arrêt pourrait donc intervenir dans un temps équivalent, avec pour conséquence potentielle une baisse drastique des capacités électriques en France, sauf construction de nouveaux réacteurs nucléaires (ou développement massif d'autres unités de production électrique avec d'autres problématiques liées, notamment d'intermittence) ou rallongement de la durée d'exploitation des réacteurs actuels. 

La loi énergie-climat avait fixé comme objectif de porter à 50% la part de l'énergie nucléaire dans le mix de production électrique français à l'horizon 2035. Pour atteindre cet objectif, la PPE publiée en avril 2020 prévoyait le cadre suivant :

• arrêter 14 réacteurs nucléaires d’ici à 2035 (en incluant les 2 tranches de la centrale de Fessenheim déjà arrêtées en février et juin 2020) ;
• arrêter lesdits réacteurs « à l’échéance de leur 5^e visite décennale, soit des arrêts entre 2029 et 2035 ». Le gouvernement prévoyait toutefois des exceptions à ce dernier principe afin de « lisser » le programme de fermetures (pour éviter l’arrêt de 2 réacteurs par an en moyenne entre 2030 et 2035) : il était demandé à EDF de prévoir « la fermeture de 2 réacteurs par anticipation des 5^e visites décennales» en 2027-2028 (sauf si la sécurité d’approvisionnement est fragilisée par ces arrêts). Le gouvernement précisait alors qu'il pourrait également demander à EDF « l’arrêt de deux réacteurs supplémentaires, en 2025-2026 » sous certaines conditions.

Finalement, cet objectif a été annulé 4 ans plus tard, et aucune fermeture de centrale n'est plus à l'ordre du jour.

Démantèlement

Le démantèlement des réacteurs arrêtés s'effectue sur une longue période (plus de 10 ans) et présente de nombreux enjeux pour EDF : les risques liés à la perte de mémoire de conception et d'exploitation des réacteurs, la coordination des travaux et la gestion des déchets radioactifs⁽⁶⁾.

L'ASN préconise ainsi une stratégie de démantèlement immédiat dès la mise à l'arrêt d'un réacteur. Ce qui constitue une difficulté : la décroissance radioactive des matériaux irradiés n’ayant pas pu s’opérer, il convient de travailler en milieu radioactif avec beaucoup plus de protections.

Pour fonctionner, les centrales nucléaires ont besoin d’une source d'eau froide. Elles sont donc situées en bord de mer ou près de cours d’eau.

D'autres facteurs sont pris en compte tels que les conditions géologiques des sous-sols, les risques sismiques, la proximité d’autres installations industrielles à risques, ainsi que l’environnement général : risques d’inondations et de crues, densité du trafic aérien, etc.

Les choix définitifs des sites se font en fonction des besoins en électricité des régions : plusieurs réacteurs sont situés dans la Vallée du Rhône à proximité des sites industriels de la région Rhône-Alpes, d’autres en Normandie et en bord de Loire près de la région parisienne.

Près de 60% de la production d’électricité nucléaire en France en 2018 provenait de seulement 3 grandes régions : l'Auvergne Rhône-Alpes, le Centre-Val de Loire et le Grand Est.

EDF a assuré l’architecture industrielle et la maîtrise d’ouvrage de toutes les centrales graphite-gaz et REP construites en France.

Fournisseurs

• Orano et Framatome (ex-Areva) : conception et construction des réacteurs nucléaires (Framatome), activités d’extraction minière de l’uranium, fabrication du combustible nucléaire, approvisionnement des centrales en combustible (Orano).
• GE (ex-Alstom Power) : conception et construction de « l’îlot conventionnel » de chaque réacteur d’EDF, comprenant la turbine à vapeur, l’alternateur, le condenseur, les séparateurs-surchauffeurs et les équipements qui assurent la transformation de la vapeur produite en électricité.
• Les entreprises de BTP (Bouygues, Vinci) : fourniture des parties et des matériaux non-nucléaires des centrales (ciment, béton, tuyaux, etc.).

Exploitants

• EDF : société anonyme à capitaux publics exploitant l’intégralité des réacteurs nucléaires en France. EDF est présent sur l’ensemble des métiers de l’électricité.
• CEA : organisme public de recherche nucléaire et de développement exploitant des réacteurs expérimentaux (comme le projet Astrid dont l'arrêt a été annoncé en août 2019).

Organismes de Contrôle

• Autorité de radioprotection et de sûreté nucléaire (ARSN), née de la fusion de l'ASN et de l'IRSN: autorité administrative indépendante de l’État qui assure la réglementation, le contrôle de la sécurité et de la sûreté des installations nucléaires en France (de recherche, de production électrique, de retraitement et de stockage des matières fissiles), ainsi que le contrôle des exploitants.
• EDF : responsable de la maintenance des centrales et du réexamen régulier de la sûreté des installations. Ces examens donnent lieu à un rapport adressé à l’ARSN et aux ministères compétents.