Le nucléaire civil : quelle part dans l'énergie de demain ?

L'énergie nucléaire couvre 71% des besoins en électricité. Elle repose cependant en grande partie sur des centrales vieillissantes. La transition énergétique est engagée pour atteindre la neutralité carbone en 2050. Dans ce cadre, faut-il relancer la construction de nouveaux réacteurs ? La réponse fait débat.

Depuis 1945, année de création du commissariat à l’énergie atomique (CEA), le nucléaire s’est progressivement imposé en France comme le premier mode de production d’électricité. Le parc de centrales nucléaires s‘est étendu et s’est renouvelé notamment à partir de 1973 avec la construction de centrales de deuxième génération.

Panorama du nucléaire civil

Le parc nucléaire

La filière nucléaire représente aujourd’hui 220 000 emplois en France répartis dans 2 600 entreprises, constituant la troisième filière industrielle derrière l’aéronautique et l’automobile.

Le parc actuel est constitué de 56 réacteurs de deuxième génération (technologie REP) répartis sur 18 centrales. Deux réacteurs situés à Fessenheim (Alsace) sont à l’arrêt depuis 2020.

Les réacteurs aujourd’hui en activité sont classés selon leur puissance et leur évolution technologique :

  • 32 réacteurs de près de 900 MWe ;
  • 20 réacteurs de près de 1 300 MWe ;
  • 4 réacteurs de près de 1 450 MWe.

Un réacteur de troisième génération dit "EPR" (European pressurized Reactor), est en construction à Flamanville (Manche). D’une puissance de 1 650 MWe, il doit offrir un niveau de sécurité et un rendement de production électrique accrus. Initialement prévue pour 2012, sa mise en activité, régulièrement repoussée en raison de difficultés techniques, est annoncée pour 2023. Son coût de construction, évalué à 3,4 milliards d’euros au lancement du projet, est estimé aujourd’hui à 12,4 milliards d'euros.

En 2019, la production nationale d’électricité de source nucléaire s’élevait à 379,5 TWh, situant la France au deuxième rang mondial derrière les Etats-Unis (797,2 TWh). Elle est actuellement le premier pays exportateur d’Europe d’électricité avec un solde d’échanges régulièrement positif.

Les acteurs de la filière nucléaire française

Les principaux acteurs de la filière nucléaire civile se répartissent entre trois secteurs :

  • les fournisseurs : Orano (ex Areva) et Framatome pour le combustible uranium et la construction des centrales, Bouygues et Vinci pour les matériaux non nucléaires et GE (ex Alstom Power) pour la conception et la construction des équipements assurant la transformation de la vapeur en électricité ("ilots conventionnels") ;
  • les exploitants : EDF, société à capitaux publics détenue à 80% par l'État, et le commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA) pour la recherche et le développement ;
  • les organismes de contrôle : l’autorité de sûreté nucléaire (ASN) organisme indépendant, l’institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN) et EDF pour la maintenance et l’examen régulier des centrales.

Un niveau de contrôle supplémentaire est effectué par l'Agence internationale pour l’énergie atomique (AIEA) placée sous l’égide de l’ONU et chargée d’"assurer un usage sûr et pacifique des technologies et des sciences liées au nucléaire".

Quel approvisionnement en uranium ?

La dernière mine d'uranium exploitée en France a fermé en 2001. Orano exploite le minerai d'uranium au Canada, au Kazakhstan et au Niger.

La consommation d’EDF pour le parc français représente environ 8 000 tonnes d’uranium naturel par an, soit environ 13% de la consommation mondiale qui s’élève à environ 62 000 tonnes. Pour renforcer sa sécurité d’approvisionnement, EDF dispose de stocks importants d’uranium. Ces stocks permettent d'assurer un fonctionnement des réacteurs nucléaires sur plusieurs années et limitent les risques de rupture d'approvisionnement.

Le coût du nucléaire

L'évaluation du coût du nucléaire diffère selon les éléments pris en compte et les méthodes de calcul. Le coût réel de production doit intégrer plusieurs paramètres :

  • le coût du démantèlement des centrales en fin de vie (bien qu’il soit intégré dans la budgétisation des centrales depuis 2015) ;
  • le coût de la gestion des déchets radioactifs qui inclut la création de nouveaux sites de stockage pour faire face à la saturation des sites existants ;
  • le coût du maintien en activité des centrales de deuxième génération dont l'âge moyen est de 34 ans.

Dans la programmation pluriannuelle de l'énergie 2019-2028, le coût du nucléaire est estimé en moyenne à 32-33 euros par MWh en tenant compte du programme du Grand Carénage. Ce coût n'intègre pas les coûts de démantèlement et de gestion des déchets. Ces coûts sont réputés couverts par des actifs dédiés déjà constitués par les exploitants nucléaires.

Une étude de la Cour des comptes évalue le coût complet du parc nucléaire à 61,6 euros/MWh en intégrant l'ensemble des dépenses de fonctionnement et de fin de vie des réacteurs ainsi que l'investissement initial amorti et rémunéré sur l'ensemble de la durée de vie du parc. montant a

Qu'est-ce le programme Grand Carénage ?

Conduit par EDF depuis 2014, le programme Grand Carénage vise à améliorer la sûreté et à poursuivre le fonctionnement des réacteurs du parc nucléaire au-delà de 40 ans. Estimé en 2015 à 55 milliards d'euros, il a été optimisé et il a été réévalué à 49,4 milliards d'euros courants en octobre 2020. Le programme doit s'achever en 2025.

La commission de régulation de l’énergie (CRE) fixe les tarifs régulés de l’électricité. Le dispositif ARENH est fixé à 42 euros/MWh depuis 2011.

Quel avenir pour le nucléaire français ?

Depuis les années 70, le choix du nucléaire comme source d’énergie électrique suscite des controverses liées aux risques que comporte l'exploitation de l'énergie nucléaire. L'exposition à la radioactivité peut avoir des conséquences graves sur les populations et sur l'environnement.

Les accidents de Tchernobyl et, plus récemment, de Fukushima ont amené certains pays à revoir leur politique en matière énergétique et à renoncer au nucléaire.

En France, la loi du 17 août 2015 relative à la transition énergétique pour la croissance verte instaure un plafond de la puissance installée. La capacité installée est désormais plafonnée à 63,2 GW. Dès lors, la mise en service de nouveaux réacteurs est conditionnée à l'arrêt préalable de réacteurs plus anciens. La loi fixe également un objectif de réduction de la part du nucléaire dans la production d'électricité. 

En outre, si l'énergie nucléaire est une énergie décarbonée, elle n'est pas renouvelable car elle utilise l'uranium comme combustible. La programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE) 2019-2028 prévoit ainsi la fermeture de 14 réacteurs nucléaires.

Au-delà du débat sur le recours ou non à l’atome pour la production d'électricité, trois grandes problématiques émergent sur l’état actuel du nucléaire :

  • le maintien en fonctionnement des réacteurs de deuxième génération mis en service depuis plus de 40 ans. Parmi les 56 réacteurs du parc nucléaire, près des deux tiers ont atteint une durée de fonctionnement supérieure à 31 ans (11 ont dépassé 40 ans). L’âge moyen des quatre réacteurs plus récents, est de 15 ans. Si, selon la Société française d'énergie nucléaire (SFEN), il n’y a pas d’obstacle théorique au maintien en fonctionnement d’une centrale au-delà de 40 ans, l’option du prolongement de la vie d’un réacteur induit un niveau de sécurité supplémentaire. C’est l'ASN qui autorise ou non son prolongement. Des dispositions plus récentes ont renforcé les critères de surveillance des centrales depuis l’accident survenu sur la centrale de Fukushima ;
  • le démantèlement des réacteurs qui ne sont plus exploités. L'ASN recense aujourd’hui 35 installations nucléaires de tous types (réacteurs, laboratoires, centres CEA, usines de retraitement…) en arrêt ou en cours de démantèlement sur 14 sites. Depuis la loi relative à la transition énergétique et pour la croissance verte (LTECV), toute installation à l’arrêt depuis au moins deux ans (cinq ans dans certains cas d’exception) doit cesser définitivement son activité et être démantelée. La décision de démantèlement fait alors l’objet d’un décret public de l’ASN fixant les différentes étapes et la date d’achèvement du démantèlement. Cette étape doit être intégrée dès la conception des installations et son coût provisionné par l’exploitant. Le démantèlement des centrales de première génération est toujours en cours. Prévue initialement à l’horizon 2036, la fin du démantèlement de ces centrales devrait être reportée en raison de difficultés notifiées dans un rapport sur le démantèlement des installations nucléaires remis en mars 2020 (sécurisation du personnel travaillant au démantèlement, difficulté de garantir un assainissement total des sites après démantèlement, etc.).
    La programmation pluriannuelle de l'énergie insiste sur la nécessité de développer la filière nucléaire du démantèlement (création d'une ingénierie dédiée au démantèlement, transfert technologique au niveau local) ;
  • la saturation des sites de stockage pour les déchets radioactifs.

Quelle part pour le nucléaire dans le nouveau mix énergétique ?

La programmation pluriannuelle pour l'énergie fait une large part aux énergies renouvelables. La production d'énergie doit être de plus en plus renouvelable et de plus en plus décentralisée. La PPE prévoit le doublement de la capacité installée des énergies renouvelables électriques en 2028 par rapport à 2017. La loi relative à l'énergie et au climat de 2019 fixe l'objectif d'une consommation énergétique basée pour un tiers sur des énergies renouvelables à l'horizon 2030 (contre 19% actuellement).

Pour atteindre les objectifs de neutralité carbone à l’horizon 2050 et réduire le recours aux énergies fossiles (60% de l’énergie utilisée), le recours à l’énergie électrique va forcément s’accroitre, qu’elle soit produite par les énergies renouvelables ou d’origine nucléaire. Six scénarios de transition énergétique ont été élaborés par Réseau de transport d’électricité (RTE) dans une étude sur les "Futurs énergétiques 2050" publiée en octobre 2021. .

Certains scénarios, comme le recours exclusif à des énergies renouvelables ou la prolongation au-delà de 60 ans des réacteurs, sont jugés trop "lourds technologiquement" pour permettre d’atteindre les objectifs de neutralité carbone en 2050. Pour RTE, il est impossible d'atteindre la neutralité carbone sans un développement significatif des énergies renouvelables. Dans le même temps, se passer de nouveaux réacteurs nucléaires impliquerait des rythmes de développement des énergies renouvelables plus rapides que ceux des pays européens les plus dynamiques. 

Une relance de la filière nucléaire ?

À plusieurs reprises, le président de la République s'est déclaré favorable à la conservation d'une filière nucléaire et à la construction de nouveaux réacteurs. La France milite, auprès de la Commission européenne, afin que l'énergie nucléaire soit classée comme une énergie durable dans la taxonomie verte européenne. Dans son discours du 9 novembre 2021, Emmanuel Macron a annoncé la construction de nouveaux réacteurs nucléaires.

Dans le Plan France 2030 et dans la PPE, le gouvernement s’est positionné en faveur du développement de réacteurs nucléaires de petite taille (Small modular reactor ou SMR). Ces réacteurs se caractérisent par leur faible puissance et par leur construction modulaire standardisée en usine. Leur production électrique, plus flexible que celle des grands réacteurs, pourrait s'insérer dans un système électrique contraint par l'intermittence des énergies renouvelables. La technologie n'est cependant pas prête. La PPE prévoit la réalisation d'études pour évaluer le potentiel de ces technologies et de développer les compétences.

Si la technologie EPR est fortement contestée à cause des retards et des surcoûts du chantier de Flamanville, elle n'est pas totalement écartée.

La construction d’un EPR à Flamanville 3 est certes toujours en cours mais la construction du réacteur EPR d’Olkiuolu (Finlande) s’est achevée en décembre 2021. Pour le directeur de Framatome, la finalisation de l’EPR finlandais "ouvre la voie à la production d’une électricité plus sure, fiable et bas carbone (…)". Selon l’AIEA le déploiement de la technologie EPR pourrait permettre un doublement de la puissance nucléaire d’ici à 2050.

Dans son rapport consacré à la filière EPR, la Cour des comptes juge cependant nécessaire de confirmer les gains techniques et financiers de cette technologie avant de décider la construction de nouveaux réacteurs.