Unecentrale nucléaire est un site industriel destiné à laproduction d'électricité, comprenant un ou plusieursréacteurs nucléaires. Lapuissanceélectrique d'une centrale varie de quelquesmégawatts à plusieurs milliers de mégawatts en fonction du nombre et du type de réacteur en service sur le site.
Le, une centrale nucléaire civile est connectée au réseau électrique àObninsk enUnion soviétique, fournissant une puissance électrique de cinq mégawatts.
Pendant l'année 1970, la construction de37 nouveaux réacteurs était en cours et six étaient mis en service opérationnel. Entre 1970 et 1990 étaient construits plus de 5 GW par an, avec un pic de 33 GW en 1984.
Évolution du parc mondial de réacteurs nucléaires ; impact des trois accidents électronucléaires majeurs.
En 1986, lacatastrophe nucléaire de Tchernobyl a conduit à plusieursmoratoires ; la baisse des prix dupétrole durant les années 1990 a renforcé cette tendance, conduisant à construire moins de nouveaux réacteurs dans le monde. Parallèlement, les centrales vieillissent : en 2006, la majorité des réacteurs avaient de 15 à 36 ans, sept ayant même de 37 à 40 ans[2].
Les coûts économiques croissants, dus aux durées de construction de plus en plus longues, et le faible coût descombustibles fossiles, ont rendu le nucléaire moins compétitif dans les années 1980 et 1990. Par ailleurs, dans certains pays, l'opinion publique, inquiète des risques d'accidents nucléaires et du problème desdéchets radioactifs, a conduit à renoncer à l'énergie nucléaire.
Le nombre de réacteurs nucléaires en construction dans le monde a commencé à diminuer en 1986, date de lacatastrophe nucléaire de Tchernobyl.
Il s'est ensuite stabilisé vers 1994, année à partir de laquelle le taux de mise en construction de nouveaux réacteurs a stagné entre deux et trois par an[2].
En 1993, la part de la production d'électricité nucléaire dans la production électrique mondiale a atteint son plus haut point historique, à hauteur de 17 %[3]. Cette part n'est plus que de 10 % en 2020[4] et 66,5 % en France[5].
Nombre et puissance des réacteurs nucléaires en service dans le monde jusqu'en 2011.Âge des réacteurs nucléaires en 2013.
À partir du milieu de la décennie 2000, la croissance des besoins en énergie, associée à la remontée des prix des énergies (hausse du prix dupétrole et dugaz,taxe carbone…) a conduit certains experts à annoncer unerenaissance du nucléaire en Europe, Asie et Amérique[6]. Par exemple, la Finlande s'est engagée dans la construction d’unréacteur pressurisé européen (EPR) àOlkiluoto depuis 2003, la construction d’un EPR àFlamanville (France) est en cours depuis 2007 et 27 réacteurs sont aussi en construction en Chine[7].
En 2005, seuls trois nouveaux réacteurs étaient mis en construction dans le monde et quatre réacteurs achevés étaient connectés au réseau. La capacité mondiale a augmenté beaucoup plus lentement, atteignant 366 GW en 2005, en raison du programme nucléaire chinois.
En 2006, mais surtout 2007, la demande repart poussée par les besoins énormes de laChine en énergie et la hausse généralisée du prix des énergies fossiles.
Lacrise économique de 2008 et l'accident nucléaire de Fukushima ont provoqué une baisse de la production d'électricité d'origine nucléaire, de 4,3 % en 2011 par rapport à 2010. Des pays comme l'Allemagne, laBelgique, laSuisse etTaïwan ont annoncé leursortie du nucléaire. L'Égypte, l'Italie, laJordanie, leKoweït et la Thaïlande ont décidé ne pas s'engager ou se réengager dans le nucléaire. Les chantiers de dix-huit réacteurs en construction affichent plusieurs années de retard, dont neuf en construction depuis plus de vingt ans[8].
le Japon a annoncé une sortie du nucléaire avant 2030[15]. Plus tard, malgré les résistances de la population, le gouvernement japonais issu desélections de s'est montré favorable au retour du nucléaire[16],[17] et a poursuivi le redémarrage des réacteurs nucléaires arrêtés à la suite de l’accident de Fukushima ; ainsi, début 2019,neuf réacteurs ont été remis en service et six autres ont reçu l’autorisation de redémarrer[18] ;
laChine, après avoir gelé les autorisations pour de nouveaux réacteurs[19], a décidé, fin 2012, une reprise des projets de construction de centrales[20],[21].
En février 2025,62 réacteurs nucléaires sont en construction (pour64GW) dont 28 en Chine (pour 29,6 GW)[22].
En 2016, dix réacteurs ont été mis en service (cinq en Chine, un en Corée du Sud, un en Inde, un au Pakistan, un en Russie et un aux États-Unis) et trois ont été arrêtés. Le rythme de démarrage des nouveaux réacteurs est resté ralenti ces dernières années par les retards enregistrés sur de nombreux chantiers, notamment desréacteurs de troisième génération, qui répondent à des normes desûreté plus strictes. La Russie a connecté son premierVVER-1200 àNovovoronezh en 2016 avec quatre ans de retard ; la Corée du Sud a subi le même retard avec son premier APR-1400. Les huitAP1000 deWestinghouse, filiale américaine deToshiba, accusent tous des retards de plusieurs années sur leur planning initial (deux à trois ans pour les quatre réacteurs en construction aux États-Unis, environ quatre ans pour le premier des quatre exemplaires prévus en Chine). Tout comme les quatre EPR français en chantier (six ans pourFlamanville en France, neuf ans pourOlkiluoto en Finlande et trois ans pourTaishan en Chine). Sur les55 réacteurs en chantier recensés par leWorld Nuclear Industry Status Report (60 selon WNA, 61 selon l'AIEA), au moins 35 sont en retard[23].
La Chine vise 58 GW en 2020 et le dirigeant deCGN, He Yu, prévoit 150 à 200 GW installés pour 2030[24]. La Russie construit 9 réacteurs sur son sol et monopolise une grande partie des commandes internationales : l'agence fédéraleRosatom, qui revendique 100 milliards de dollars de contrats pour 23 projets de réacteurs à l'étranger, semble mener la course en tête, en s'appuyant sur les nouveaux entrants du nucléaire civil : le Viêt Nam comme le Bangladesh, qui n'ont aucune expérience dans le domaine, apprécient son offre « clés en main », assortie de financements fournis par l'État russe[25].
Le rapportThe World Nuclear Industry, publié le par les consultants Mycle Schneider et Antony Froggatt, montre que le nombre de réacteurs nucléaires en exploitation est toujours très inférieur à son niveau de 2010, et qu'il y a de moins en moins de mises en chantier de nouveaux réacteurs : en 2014, on n'a compté que trois mises en chantier, enArgentine, en Biélorussie et aux Émirats arabes unis, et seulement deux sur les six premiers mois de 2015, en Chine, à comparer aux15 démarrages de construction observés en 2010, et aux 10 de 2013. Au total, le nombre de réacteurs en construction sur la planète est passé à62 unités dans14 pays (contre 67 il y a un an), dont 24 en Chine (40 %), 8 en Russie et 6 en Inde. Le rapport souligne que les trois quarts de ces chantiers subissent des retards avérés. Cinq d'entre eux (aux États-Unis, en Russie et en Slovaquie) sont même « en construction » depuis plus de trente ans. Les réacteurs de troisième génération, en particulier, subissent de lourds retards, compris entre deux et neuf ans. Ils concernent les EPR d'Areva en France et en Finlande, ainsi que les huit AP1000 de Westinghouse et les six AES-2006 de Rosatom. En revanche, la construction des deux EPR de Taishan, en Chine, se déroulea priori comme prévu[31].
En avril 2019, la compagnie d'état russeRosatom affiche un carnet de commandes de133 milliards de dollars pour six contrats de réacteurs décrochés en Russie et33 contrats à l'étranger, en particulier en Asie : Inde, Pakistan, Bangladesh. Mais le financement de ces projets s'avère difficile. Rosatom est donc amenée à renforcer ses coopérations avec des fournisseurs occidentaux, car pour vendre à l'étranger, il a besoin de leurs technologies pour rassurer les clients, convaincre les autorités internationales de sûreté et trouver des financements[32]. Dans les faits, la construction officielle (coulage du béton du bâtiment réacteur) a débuté pour six réacteurs en Russie et sept à l’étranger (Biélorussie, Inde, Bangladesh et Turquie)[33].
La part du nucléaire dans la production mondiale d'électricité était de 9,2 % en 2022 contre 16,9 % en 1990[37] et 3,3 % en 1973[38]. Les principaux pays producteurs d'électricité nucléaire en 2023 sont les États-Unis (30,5 % du total mondial), la Chine (15,9 %), la France (12,7 %), la Russie (8,0 %) et la Corée du sud (6,7 %). La part du nucléaire dans la production d'électricité atteint 64,8 % en France, 42 % en Finlande, 41,2 % en Belgique, 30,7 % en Corée du Sud, 28,6 % en Suède, 19,7 % aux Émirats arabes unis, 18,6 % aux États-Unis, 18,4 % en Russie, 12,5 % au Royaume-Uni, 13,7 % au Canada, 5,6 % au Japon, 4,9 % en Chine, 3,1 % en Inde[39].
Sur la base des besoins en uranium de l'année de 2015 (56 600 tonnes d'uranium), les ressources identifiées, y compris les ressources raisonnablement assurées et les ressources présumées, sont suffisantes pour plus de 135 ans[41],[42]. Dans la perspective favorable au nucléaire telle qu'évoquée précédemment,les ressources ne seraient alors plus que de 73 ans, qui amènent à 2088[réf. nécessaire]. Différées mais pas effacées, la plupart des questions posées par les choix énergétiques de la planète auront pris une tournure particulière dans la mesure où, en 2019, les technologies susceptibles de remplacer l'uranium 235 (thorium etréacteurs à neutrons rapides) sont encore peu développées et où lepic uranium(en) approche[43],[44],[45]. Dans l'hypothèse où le nucléaire se serait imposé sur tout autre moyen de production d'électricité, partout en 2100, les réacteurs nucléaires actuels se seront depuis longtemps arrêtés faute de combustible, des bonds technologiques auront permis de développer dessurgénérateurs ou d'autres réacteurs innovants utilisant l'uranium 238 ou lethorium 232, rentabilisant lafusion contrôléedeutérium-tritium (conditionnées par les stocks limités delithium 6) ou la fusion contrôlée de deutérium, ce qui n'est pas acquis. Une partie du dilemme nucléaire tient au coût de développement, aux déchets qui accompagnent la plupart de ces technologies et à l'acceptation des citoyens face à elles[46].
Schéma de principe d'une centrale nucléaire àréacteur à eau pressurisée (REP).Schéma de principe d'une centrale nucléaire àréacteur à eau bouillante (REB).Salle de commande d'une centrale nucléaire REP américaine.
Une centrale nucléaire regroupe l'ensemble des installations permettant la production d'électricité sur un site donné. Elle comprend fréquemment plusieurs réacteurs, identiques ou non, répartis individuellement dans des « tranches » ; chaque tranche correspond à un groupe d'installations conçues pour fournir une puissance électrique donnée (par exemple en France : 900 MWe, 1 300 MWe ou 1 450 MWe).
Schéma d'une centrale de typeréacteur à eau pressurisée (REP).Vue en coupe de la cuve d'un réacteur à eau pressurisée.
Il existe différentes techniques deréacteurs nucléaires civils, regroupées en « filières » :
réacteur à uranium naturel modéré par du graphite (Magnox etUNGG)
refroidi par dudioxyde de carbone ; filière française UNGG dont le premier réacteur à usage civil en France (EDF1). Cette filière fut abandonnée pour la filière REP pour des raisons économiques. Les centrales françaises de ce type sont toutes à l'arrêt, tout comme les centrales britanniques du même type (Magnox) ;
type de réacteur utilisant de l'oxyde d'uranium enrichi comme combustible, et est modéré et refroidi par de l'eau ordinaire sous pression. Les REP constituent l'essentiel du parc actuel : 60 % dans le monde et 80 % en Europe. Une variante en est le réacteur à eau pressurisée de conception soviétique (WWER) ;
type de réacteur est assez semblable à un réacteur à eau pressurisée, à la différence importante que l'eau primaire se vaporise dans le cœur du réacteur et alimente directement la turbine, ceci en fonctionnement normal ;
Unréacteur à eau pressurisée (REP), unique type de réacteur en fonctionnement en France, comprend les éléments suivants :
lebâtiment réacteur, à simple ou double enceinte (en fonction du « palier » technique du réacteur). Dans ce bâtiment se trouvent :
la cuve, qui contient le combustible nucléaire,
le circuit d'eauprimaire, dont le rôle principal est d'assurer le transfert thermique entre le cœur du réacteur et les générateurs de vapeur,
lesgénérateurs de vapeur (trois ou quatre selon le « palier » technique du réacteur), et une partie du circuit d'eausecondaire,
les pompes primaires, servant à faire circuler lefluide caloporteur d'eau,
lepressuriseur, qui a pour fonction de maintenir l'eau traitée du circuit primaire à l'état liquide en la pressurisant ;
lebâtiment combustible : accolé au bâtiment réacteur, il sert de stockage des assemblages ducombustible nucléaire avant, pendant lesarrêts de tranche et pendant le refroidissement du combustible déchargé (un tiers du combustible est remplacé tous les 12 à 18 mois). Le combustible est maintenu immergé dans despiscines de désactivation, dont l'eau sert d'écran radiologique. Ces deux bâtiments sont les seuls spécifiques à une centrale « nucléaire », les autres étant similaires à ceux d'unecentrale électrique à charbon, gaz ou fioul.
Le reste des installations est commun à toutes les centrales thermiques :
le bâtiment « salle des machines », qui contient principalement :
une ligne d'arbre comprenant les différents étages de laturbine à vapeur et l'alternateur (groupe turbo-alternateur),
lecondenseur, permettant de convertir lavapeur d'eau, sortant de la turbine, en eau liquide qui peut alors être pompée par des turbopompes alimentaires et renvoyée dans les générateurs de vapeur dans le bâtiment réacteur ;
les locaux périphériques d'exploitation (salle de commande…) ;
des bâtiments annexes qui contiennent notamment des installations diverses de circuits auxiliaires nécessaires au fonctionnement du réacteur nucléaire et à lamaintenance, les tableaux électriques alimentant tous les auxiliaires etgénérateurs Diesel de secours et les DUS (Diesel d'ultime de secours) ;
une ou plusieurstours de refroidissement, généralement la partie la plus visible descentrales thermiques, dont la hauteur en France atteint 178,5 m dans le cas de lacentrale nucléaire de Golfech[52]. Cesaéroréfrigérants n'équipent que les centrales dont la source froide (rivière ou mer) ne permet pas d'évacuer la chaleur nécessaire au fonctionnement. Les tours de refroidissement permettent de réduire la température de l'eau retournée à la source froide et ainsi d'en diminuer lapollution thermique. Les sites de bord de mer n'ont généralement pas de tour de refroidissement. La hauteur de ces réfrigérants peut être réduite pour des raisons visuelles ; par exemple, compte tenu de la proximité deschâteaux de la Loire, les tours à tirage induit de lacentrale de Chinon ne dépassent pas 30 m[note 1],[53].
Les autres installations de la centrale électrique comprennent :
un ou plusieurs postes électriques permettant la connexion auréseau électrique par l'intermédiaire d'une ou plusieurslignes à haute tension, ainsi qu'une interconnexion limitée entre tranches ;
les bâtiments technique et administratif, un magasin général…
Selon des chercheurs duMassachusetts Institute of Technology et des universités du Wisconsin et de Chicago, cherchant à tirer les leçons de la catastrophe de Fukushima Daiichi, la réalisation d’une centrale nucléaire flottante permettrait d’éviter les risques liés aux tsunamis et autres phénomènes naturels imprévisibles. Plus sûre pour des coûts de production plus faibles, elle serait arrimée au fond marin à une dizaine de kilomètres de la côte ; elles pourraient reposer sur des structures tout-acier bien moins coûteuses et plus rapides à mettre en place que le béton des centrales terrestres ; le cœur de ces centrales serait situé sous la surface de l’eau et un système de sécurité permettrait de refroidir l’ensemble automatiquement en cas de besoin[54].
La société russeRusatom Overseas, membre du groupe nucléaire publicRosatom, et la société chinoise CNNC New Energy ont signé le un mémorandum d’intention sur la construction des centrales nucléaires flottantes, technologie nucléaire annoncée comme plus sûre et moins coûteuse et vers laquelle la Russie s’est orientée depuis 2007. Autre avantage en cas d’arrêt du dispositif, la centrale pourra être remorquée vers le chantier spécialisé d’origine afin de procéder au démantèlement, protégeant ainsi le site hôte de toute contamination sur le long terme[55].
Il est prévu que la construction de l’Akademik Lomonosov se termine en 2018 à Saint-Pétersbourg et que l’installation soit ensuite remorquée jusqu’à Mourmansk. Le combustible nucléaire y sera chargé dans les réacteurs qui seront testés avant d’être remorqués en 2019 vers la petite ville de Pewek où ils entreront en service. Pewek est une commune peuplée de 5 000 habitants dans le nord-est de la Sibérie[57].
En France, laDCNS étudie depuis 2008 un projet similaire,Flexblue, dont le réacteur ancré au fond sous-marin serait déplacé verticalement selon les besoins, produisant 50 à 250 MWe.
La Chine a également des projets du même type : le,China General Nuclear Power Corporation a annoncé le lancement de la construction de l’ACPR 50S, un réacteur de faible puissance avec 200 MW contre plus de 1 000 MW pour la plupart des centrales électrogènes dans le monde, conçu pour être installé sur un bateau ou une plateforme en mer. Le premier prototype doit être terminé en 2020. Son concurrent,China National Nuclear Corporation, prévoit son premier bateau-centrale dès 2019, doté d'une version adaptée d’un réacteurACP 100 tout juste terminé, d’une puissance de100 à 150MW. Les deux entreprises travaillent avec la société de construction navale CSIC pour élaborer des projets de navires et de plateformes qui accueilleront les réacteurs. Le projet a été approuvé en avril 2016 par la commission au Plan chinoise. En juillet 2016, la presse d’État avait érigé les centrales en symbole de la puissance du pays, peu après la décision, le, de la cour de justice de La Haye, qui, saisie par les Philippines, avait remis en cause les revendications territoriales de Pékin sur la mer de Chine du Sud. La presse chinoise spécialisée a alors évoqué une vingtaine de plateformes nucléaires prévues en mer[58]. Selon China National Nuclear Corporation, la construction de la plate-forme nucléaire flottante devrait être terminée d’ici 2018 et opérationnelle en 2019[59].
Cuve d’un réacteur à eau bouillante (réacteur ABWR). 1 : Cœur du réacteur 2 : Barres de contrôle 3 : Pompe de circulation interne 4 : Sortie de vapeur vers la turbine 5 : Entrée d'eau pour refroidir le cœur
Une tranche thermique nucléaire a le même fonctionnement qu'une tranche thermique classique : un combustible (en l'occurrence nucléaire) produit de la chaleur ; cette chaleur permet soit directement soit au travers d'un échangeur (le « générateur de vapeur » ou GV) de transformer de l'eau en vapeur ; cette vapeur entraîne une turbine qui est couplée à un alternateur qui produit l'électricité.
La différence essentielle entre une centrale nucléaire et une centrale thermique classique est matérialisée, en ce qui concerne la production de chaleur, par le remplacement de la chaudière consommant des combustibles fossiles par un réacteur nucléaire.
Pour récupérer de l'énergie mécanique à partir de chaleur, il est nécessaire de disposer d'un circuit thermodynamique : une source chaude, une circulation et une source froide.
Pour unréacteur à eau bouillante (REB), le cœur du réacteur est la source chaude portant directement à ébullition l’eau du circuit primaire.
La source froide du circuit de refroidissement peut être fournie par pompage d'eau de mer ou de fleuve (le système est parfois complété d'unetour aéroréfrigérante).
Ainsi, une tranche nucléaire de type REP comporte trois circuits d'eau importants indépendants, détaillés ci-après.
Le circuit primaire se situe dans uneenceinte de confinement. Il est constitué d'un réacteur intégrant des grappes de contrôle et le combustible, et, suivant le type de tranche, de deux à quatregénérateurs de vapeur (GV) associés chacun à unepompe primaire centrifuge (d'une masse de 90 t environ). Un pressuriseur (comprenant des gaines chauffantes) assure le maintien de la pression du circuit à155 bar. Le circuit primaire véhicule unfluide caloporteur, de l'eau liquide en circuit fermé sous pression[60], qui extrait l'énergie thermique du combustible pour la transporter vers les GV. L'eau du circuit primaire a aussi comme utilité lamodération des neutrons issus de lafission nucléaire. Lathermalisation des neutrons les ralentit pour leur permettre d'interagir avec les atomes d'uranium 235 et déclencher la fission de leur noyau. Par ailleurs, l'eau procure un effet stabilisateur au réacteur : si la réaction s'emballait, la température du combustible et de l'eau augmenterait. Cela provoquerait, d'une part, une absorption des neutrons par le combustible (effet combustible) et d'autre part une modération moindre de l'eau (effet modérateur). Le cumul de ces deux effets est dit « effet puissance » : l'augmentation de ce terme provoquerait l'étouffement de la réaction d'elle-même, c'est donc un effet auto-stabilisant.
Le circuit d'eau secondaire se décompose en deux parties[61] :
entre le condenseur et lesgénérateurs de vapeur (GV), l'eau reste sous forme liquide : c'est l'alimentation des GV ; des turbopompes alimentaires permettent d'en élever la pression, et des échangeurs de chaleur en élèvent la température. L'eau entre dans les GV à environ70 bar et la température s'y élève de220 à 275 °C)[62] ;
cette eau se vaporise dans deux à quatre GV (les tranches françaises de 900 MWe ont trois GV[63], et les tranches de 1 300 MWe et 1 450 MWe en ont quatre[64]) et les tuyauteries de vapeur alimentent successivement les étages de la turbine disposés sur une même ligne d'arbre. La vapeur acquiert une grande vitesse lors de sa détente, entraînant les roues à aubages de la turbine. Celle-ci est composée de plusieurs étages séparés et comportant chacun de nombreuses roues de diamètre différent. Dans un premier temps, la vapeur subit une première détente dans un corps haute pression (HP, de 55 à11 bar), puis elle est récupérée, séchée et surchauffée pour subir une seconde détente dans les trois corps basse pression (BP, de 11 à0,05 bar). On utilise les corps BP dans le but d'augmenter le rendement ducycle thermodynamique[62].
La sortie du dernier étage de la turbine donne directement sur lecondenseur, unéchangeur de chaleur dont la pression est maintenue à environ50mbar absolu (vide) par la température de l'eau du circuit de refroidissement (selon la courbe de saturation eau/vapeur). Despompes à vide extraient les gaz incondensables en phase gaz du mélange (principalement l'oxygène moléculaire et le diazote). L'eau condensée dans cet appareil est réutilisée pour réalimenter les générateurs de vapeur.
En puissance, un circuit assure le refroidissement ducondenseur. L'eau de refroidissement est échangée directement avec la mer, un fleuve ou une rivière, par l'intermédiaire de pompes de circulation. Pour ces deux derniers cas, l'eau peut être refroidie par le circuit tertiaire au moyen d'un flux continu d'air à température ambiante dans unetour aéroréfrigérante ; une petite partie de l'eau, environ 0,75 m3/s soit 1,7 L/kWh produit[65], s'en évapore puis se condense sous forme d'un panache blanc, mélange de gouttelettes d'eau, visibles, et devapeur d'eau, invisible. L'eau (douce ou salée) du circuit tertiaire etouvert de refroidissement apporte constamment des propagules d'organismes (moules, huîtres), susceptibles de s'accrocher sur les parois des conduites et de les dégrader ou limiter les capacités de refroidissement (phénomène defouling). L'eau peut aussi apporter des détritus, des algues et desgroseilles de mer (petites méduses) susceptibles de boucher des crépines ou conduites. L'opérateur limite le risque en utilisant des filtres (qu'il faut régulièrement décolmater) et/ou en tuant les organismes vivants, avec des produits chimiquesantifouling, un puissantbiocide (ex. :chlore, qui peut être fabriqué dans la centrale à partir de l'ion chlore du sel NaCl, abondant dans l'eau de mer) et/ou des boules abrasives[66],[note 2] utilisées pour décaper les parois des conduites de refroidissement des restes d'animaux et debiofilm bactérien éventuellement devenus résistants aux biocides.
La source froide est l'une des vulnérabilités d'une centrale[67]. À titre d'exemples, cités par l'IRSN, en 2009, des végétaux ont bloqué la prise d'eau des réacteursno 3 et 4 de lacentrale nucléaire de Cruas,« conduisant à la perte totale du refroidissement de systèmes importants pour lasûreté du réacteurno 4 »[68] et, cette même année,« d'autres événements ont affecté la « source froide » des réacteurs », dont une nuit où la température est descendue à−15 °C, lefrasil obstruant les canalisations de lacentrale de Chooz B[68]. Une digue flottante et un système de préfiltration (grilles fixes) stoppent les objets volumineux (branches…), puis un système de filtration mécanique à tambours filtrants, ou à filtres à chaînes, munis d’un système de lavage ôte les algues, plantes et objets de petite taille[68].
Uneperte du réseau, par exemple à la suite d'un incident, entraîne la déconnexion de l'alternateur du réseau, une réduction immédiate de l'alimentation en vapeur de la turbine par fermeture des organes d'admission turbine et une réduction de la puissance du réacteur. Celle-ci est alors évacuée par l'ouverture devannes de contournement vers lecondenseur disposées sur le barillet vapeur. Le groupe turboalternateur (turbine + alternateur) reste en rotation prêt au recouplage immédiat sur le réseau. On dit que la tranche est « ilotée » : elle alimente elle-même ses auxiliaires[69].
Le rendement théorique des centrales nucléaires françaises actuelles est d'environ 33 %[70]. Lescentrales électriques alimentées au fioul ou au charbon possèdent un rendement un peu supérieur (environ 40 %) car elles fonctionnent avec une température de vapeur plus élevée, autorisée en raison des contraintes de sécurité moindres.
Avec de nouveaux générateurs de vapeur, la pression secondaire des nouveaux réacteurs EPR atteint quasiment80 bars, ce qui, d'après ses promoteurs, représente la valeur conduisant au maximum de rendement pour un cycle àvapeur saturée, soit sensiblement 36 % (voirRéacteur pressurisé européen#Améliorations apportées).
Contrairement à certains autres pays, en France les réacteurs nucléaires électrogènes ne sont pas utilisés pour faire de lacogénération[71],[72].
La performance de fonctionnement des réacteurs est mesurée par leurfacteur de charge, c'est-à-dire la quantité d’électricité réellement produite comparée à son maximum théorique. Selon le rapport de 2022 par l'Association nucléaire mondiale, le facteur de charge annuel moyen de l’ensemble des réacteurs électrogènes en fonctionnement dans le monde s'est progressivement amélioré, passant de 60 % dans les années 1970 à 80 % en 2000 ; il reste depuis lors à ce niveau. Il ne dépend pas de l'âge des réacteurs, les plus anciens ayant même une performance légèrement supérieure à la moyenne. Plus de la moitié des réacteurs fonctionnent à plus de 85 % de facteur de charge. La part des réacteurs affichant plus de 90 % de facteur de charge est passée d’environ 5 % à plus de 35 % du parc, tandis que les réacteurs ayant moins de 50 % de facteur de charge sont passés de 40 % du parc mondial à 12 % en cinquante ans[73],[74].
En France, les problèmes decorrosion sous contrainte qui ont amené EDF à arrêter plus d'une dizaine de réacteurs en 2021 et 2022 ne concernent que les paliers les plus récents[75]. Il ne s’agit donc ni d’un problème de vieillissement, ni de maintenance[74].
D'après leGIEC, la durée de vie moyenne actuelle d'un réacteur électronucléaire est de60 ans[76]. En matière de règlementation, les durées d'exploitation des centrales varient selon les pays.
Un rapport de l'Association nucléaire mondiale montre qu'il n'y a pas de corrélation directe entre l'âge du réacteur et sa performance ; on observe que les réacteurs âgés de 25 à35 ans ont affiché un taux de disponibilité plus faible entre 2018 et 2022, en moyenne, que ceux âgés de plus de45 ans. En 2023, l'âge moyen du parc nucléaire mondial atteint31 ans (41,2 ans aux États-Unis, 36,6 en France, 28,4 en Russie, 22,4 en Corée du Sud et 8,8 en Chine). Les États-Unis, la France, le Japon, la Chine et les autres pays exploitant le nucléaire ont engagé la prolongation de l'exploitation de leurs réacteurs nucléaires. L'approche des régulateurs américains est toutefois très différente de celle de l'ASNR française : alors qu'EDF doit mettre à niveau ses réacteurs pour qu'ils répondent aux meilleurs standards de sûreté disponibles sur le marché, les exploitants américains doivent seulement démontrer qu'ils ont mis en place des programmes pour surveiller et gérer les effets du vieillissement[77].
Chaque centrale reçoit une autorisation de fonctionnement pour dix ans. À l'issue de cette période, unevisite décennale est organisée tous les dix ans pour effectuer des contrôles et confirmer le niveau de sûreté de l'installation. Si tous sont satisfaisants, une nouvelle autorisation de fonctionnement est donnée par l’Autorité de sûreté nucléaire et de radioprotection (ASNR) pour une période de dix ans suppémentaires[78],[79]. La fin de la durée de vie peut aussi être anticipée par décision politique, par exemple pour les centrales nucléairesde Creys-Malville (Superphénix) etde Fessenheim.
La durée prévue d'exploitation de chaque centrale nucléaire a été fixée dès l'origine à40 ans. La plupart ont vu leur autorisation de fonctionnement prolongée à60 ans par l’autorité de sûreté nucléaire américaine (NRC) (81 réacteurs sur les 99 en service dans le pays). Celle-ci a publié fin 2015 un projet de lignes directrices, soumis à consultation publique jusqu’en février 2016, pour « décrire les méthodes et techniques acceptables par les équipes de la NRC pour le renouvellement de licence » jusqu’à80 ans d’exploitation. Les exploitants devront démontrer que les composants les plus sensibles, notamment la cuve qui ne peut être changée, pourront être exploités de manière sûre sur une telle durée[80].
En décembre 2019, la NRC octroie la première prolongation à80 ans, soit jusqu'en 2052 et 2053, pour les deux réacteursREP de lacentrale nucléaire de Turkey Point. C'est une première mondiale.
Des prolongations similaires de vingt ans ont été accordées aux deux réacteurs dePeach Bottom (Pennsylvanie) en, et à ceux deSurry (Virginie). En 2021, les demandes de prolongation des deux réacteurs de lacentrale deNorth Anna et des deux réacteurs de lacentrale dePoint Beach sont en cours d’examen par la NRC[81],[82].
Au Japon, dans un souci de relancer la production nucléaire pour réduire ses émissions de CO2, le gouvernement a fait adopter début 2023 une loi permettant de prolonger la durée de vie de ses centrales au-delà de60 ans. Pour gagner encore du temps, il a aussi décidé de modifier les modalités de calcul de l'âge de ses centrales : les phases d'arrêt dues aux longs contrôles de sécurité ne sont plus comptées comme du temps d'exploitation[77].
Début 2020, le régulateur national chinois a octroyé vingt ans supplémentaires au plus vieux réacteur chinois en opération, celui deQinshan 1, initialement autorisé à fonctionner pendant30 ans[77].
La Belgique a décidé, après le début de laguerre en Ukraine, de prolonger deux de ses réacteurs qui avaient atteint leur durée de vie maximale théorique de40 ans,Doel 4 etTihange 3[77].
En février 2023, le gouvernement finlandais a accordé une extension de la licence d'exploitation des deux réacteurs de la centrale de Loviisa jusqu'à la fin de 2050, soit plus de70 ans[83].
Donc lesdéchets radioactifs, qui proviennent de différentes étapes ducycle du combustible nucléaire ne font qu'une fraction du volume des combustibles usés, soit moins de 5 % après retraitement. Environ 10 % de ces déchets sont des éléments de forte activité radiologique ou de longuepériode radioactive[85]. La gestion de ces déchets est un processus complexe, en général confiée à une organisation spécifique.
En fonctionnement normal, une centrale nucléaire peut émettre des rejets contrôlés radioactifs et chimiques d’effluents liquides[86] et gazeux[87], il s’agit de rejets effectués dans le cadre des autorisations réglementaires de rejet[88],[89]. Lors d'incident ou d'accident, une centrale peut être amenée à effectuer des rejets dépassant ceux autorisés en fonctionnement normal. Laradioactivité artificielle résultante des activités humaines est souvent jugée plus dangereuse par le public que laradioactivité naturelle[90], bien qu'aucune étude scientifique n'étaye cette croyance[91].
En France, l'Autorité de sûreté nucléaire (ASN) est chargée de vérifier le respect des autorisations réglementaires de rejet par les centrales nucléaires, et est également chargée d'informer le public des rejets dans l'environnement et des risques induits pour la santé des personnes et pour l'environnement[92].
La production électronucléaire est faiblement émettrice de gaz à effet de serre. Ses émissions induites sur l’ensemble du cycle de vie des centrales sont de12 grammes équivalent CO2 par kilowatt-heure produit, en valeur médiane mondiale, selon leGIEC[93],[94]. Ce chiffre est le résultat d’uneanalyse de cycle de vie, qui prend en compte l’ensemble des processus nécessaires à la production d’électricité nucléaire : extraction du minerai,enrichissement, construction et démantèlement de la centrale, etc. De plus, la notion d’équivalent CO2 prend en compte tous les gaz à effet de serre émis, et non uniquement le CO2.
La filière électronucléaire française a fait l’objet d’une étude par analyse de cycle de vie par leCEA en 2014. Cette étude évalue ses émissions à 5,29 grammes équivalent CO2 par kilowatt-heure produit[95]. D’après cette même étude, les émissions de dioxyde de carbone (CO2) sont dues pour 40 % à la construction du réacteur, pour 30 % à l’extraction du minerai et pour 10 % au processus d’enrichissement. Ce dernier est de manière générale une étape ducycle du combustible potentiellement très émettrice dans la mesure où elle est très intensive en électricité[96]. Si cette électricité est elle-même très carbonée, car produite par exemple par unecentrale thermique au gaz ou au charbon, les émissions associées à ce processus sont élevées, et par conséquent celles de l'ensemble de la filière le sont aussi. La France, qui recourt à une électricité fortement décarbonée et à la technique d'ultracentrifugation, moins gourmande en électricité que ladiffusion gazeuse[97], voit les émissions liées au processus d’enrichissement restreintes.
Le remplacement des centrales thermiques fossiles (charbon, pétrole, gaz) par des centrales nucléaires permettrait de réduire fortement les émissions de gaz à effet de serre. Une étude publiée fin 2016 par une équipe internationale dans la revueInternational Journal of Global Energy Issues montre qu'un programme de développement intensif du nucléaire dans les pays développés et émergents, dont l'électricité serait produite à 60 % par les centrales nucléaires et 40 % par les énergies renouvelables, pourrait mener à l'élimination complète des combustibles fossiles d'ici 2100. Ce scénario éviterait d'avoir à compter sur des solutions decapture et stockage de CO2 à grande échelle, dont la faisabilité technique et économique est loin d'être acquise[98].
Selon l'Agence internationale de l'énergie« la fermeture prématurée de centrales nucléaires opérationnelles reste une menace majeure pour la réalisation des objectifs 2DS (limitation à2 °C du réchauffement climatique) » ; elle évoque en particulier en 2017 le cas des États-Unis, où de nombreuses centrales nucléaires sont menacées de fermeture à cause de la concurrence du gaz à bas prix, alors que le nucléaire est largement exclu des incitations financières accordées aux autres technologies bas-carbone[99]. En 2019, dans son premier rapport sur le nucléaire en près de vingt ans, elle s'inquiète de l'avenir incertain des centrales nucléaires dans les pays développés, qui pourraient perdre 25 % de leur capacité nucléaire d'ici à 2025 et plus des deux tiers d'ici à 2040, notamment en Europe et aux États-Unis. Cette perte pourrait se traduire par le rejet de quatre milliards de tonnes de CO2 additionnelles dans l'atmosphère et freiner latransition écologique[100].
Aux États-Unis, certainsÉtats, dont le New Jersey, New York et l’Illinois, ont alors inclus le nucléaire dans leurs programmes de subventions aux énergies propres en 2019[101].
En mars 2021, le rapport commandé par la Commission européenne aux experts scientifiques duCentre commun de recherche conclut que le nucléaire devrait entrer dans la « taxonomie verte » car« les analyses n'ont pas révélé d'éléments scientifiques prouvant que l'énergie nucléaire est plus dommageable pour la santé ou l'environnement que d'autres technologies de production d'électricité déjà incluses dans la taxonomie » ; il note un« large consensus scientifique et technique » en faveur du stockage en couche géologique profonde, une méthode« appropriée et sûre »[102].
Le, la Commission européenne dévoile son projet de labellisation verte pour les activités contribuant à la réduction des gaz à effet de serre. Ce document fixe les conditions de l'inclusion du nucléaire et du gaz dans la taxonomie européenne, les deux sources d'énergie se retrouvant dans la même catégorie juridique, même si le nucléaire n'est nulle part qualifié formellement d'énergie de « transition », à la différence du gaz. Les nouveaux projets de centrales nucléaires devront avoir obtenu un permis de construire avant 2045 (avec une clause de rendez-vous pour la suite). Les travaux permettant de prolonger la durée de vie des réacteurs existants, tels que le « grand carénage » d'EDF, devront avoir été autorisés avant 2040. Des garanties seront exigées en matière de traitement des déchets nucléaires et de démantèlement des installations, conformes aux traités existants[103].
SelonCDC climat, l'arrêt des centrales nucléaires allemandes décidé au lendemain de l'accident nucléaire de Fukushima aurait immédiatement dû entraîner une augmentation de près de 13 % des émissions de CO2 de l'Allemagne[104]. Cependant, l'Allemagne n'a pas eu recours au charbon pour compenser l'arrêt de huit de ses17 réacteurs en 2011, année plutôt douce[105]. Exportatrice d'électricité en 2009, à hauteur de 21 % de la capacité polonaise, 27 % de la néerlandaise, 40 % de la belge ou de la tchèque, ses régions septentrionales ont pu compenser les pertes du Sud déficitaire, grâce aux réseaux électriques des pays voisins. L'effacement en Allemagne de près de 7 GW de puissance installée a donc un impact important sur l'immédiat et sur l'avenir de lapolitique énergétique européenne[106].
La mise à l’arrêt prématurée de capacités électronucléaires, non compensée par la mise en service de capacités équivalentes (c'est-à-dire pilotables et bas carbone, telle que l’hydroélectricité), se traduit par une augmentation des émissions de gaz à effet de serre en raison de l’ordre d’appel des capacités électrogènes sur lemarché européen. En effet, le marché de l'électricité appelle les différentes capacités électrogènes du réseau dans un ordre précis, celui des coûts variables croissants. Les coûts variables dépendent du prix du combustible (charbon, gaz, uranium enrichi) et du prix sur lemarché européen du CO2 émis par les centrales thermiques à flamme (charbon, gaz, fioul). En 2021, les capacités électrogènes sont ainsi appelées dans l’ordre suivant : énergies dites « renouvelables » (coûts variables nuls), nucléaire, lignite, gaz, charbon. En conséquence, toute fermeture d’une capacité électronucléaire appelle à solliciter les capacités arrivant après dans l’ordre de mérite, donc les centrales thermiques à flammes dont les émissions de gaz à effet de serres sont très élevées. Le développement des énergies dites renouvelables comme l’éolien et le photovoltaïque permet de compenser cet excès d’émissions. Néanmoins, en raison de leurintermittence, dès lors qu’il n’y a pas assez de vent ou de soleil pour répondre à la demande en électricité, et en l’absence de moyens de stockage d’électricité massifs, ce sont des centrales thermiques assurent la production[107].
Les centrales nucléaires, comme toutes les centrales thermiques, rejettent d'importantes quantités de vapeur d'eau du fait de leur mode de refroidissement à travers des tours de refroidissement à effet Venturi. Même si la vapeur d'eau est un des principaux gaz à effet de serre[108], ses émissions d'origine humaine jouent un rôle très négligeable dans l’augmentation de l’effet de serre[109]. En effet, seule une partie très infime de la vapeur d’eau atmosphérique est due aux activités humaines, et la vapeur d’eau reste très peu de temps dans l’atmosphère, à peine quelques jours, tandis qu’un gaz comme le dioxyde de carbone y demeure un siècle environ.
Lestransformateurs électriques des centrales électriques rejettent également de l'hexafluorure de soufre (SF6), puissant gaz à effet de serre, qui est utilisé comme isolant électrique. En 2002, le SF6 utilisé dans l’appareillage électrique représentait ainsi 0,05 % des émissions de gaz à effet de serre de l’Europe des 15 et 0,3 % de la contribution mondiale à l'effet de serre[110].
Comme dans toutecentrale thermique, seulement 30 à 40 % de l'énergie produite est transformée en électricité[111],[112], le surplus d'énergie produit est dissipé sous forme de chaleur, conduisant à un réchauffement de l'air et de l'eau (source froide nécessaire au fonctionnement de toute centrale thermique). Le panache blanc, mélange de fines gouttelettes d'eau visibles et de vapeur d'eau, issu des tours de refroidissement, est l'aspect le plus visible de cette pollution. Dans le cas d'une centrale nucléaire, où la source chaude ne peut pas atteindre les températures des centrales thermiques classiques, lerendement de Carnot est plus faible du fait de cette température maximale plus faible de la source chaude.
En France, il existe réglementairement des limites à ne pas dépasser pour éviter un réchauffement local trop important de la source froide (fleuve, rivière, mer) car l'eau prélevée est restituée à une température légèrement supérieure à sa température de prélèvement. En conséquence, la production doit être diminuée ou suspendue si l'eau restituée est trop chaude par rapport au débit du fleuve (effet de dilution), ou en absence de dérogations à la réglementation (délivrées par l'Autorité de sûreté nucléaire et de radioprotection (ASNR) pour les centrales nucléaires, par exemple lors de la sécheresse de 2003[113],[114],[115]).EDF envisage d'accélérer ses investissements pour augmenter les capacités de stockage des effluents en eau de ses centrales nucléaires. Depuis le début des années 2000, les pertes de production électrique pour raisons environnementales atteignent 0,3 % de la production du groupe ; elles devraient atteindre 1,5 % à l'horizon 2050. L'entreprise discute avec l'ASNR d'une réévaluation des normes environnementales qui limitent les rejets dans les cours d'eau, demandant en particulier que la réglementation soit cadrée sur le niveau d'échauffement et non sur une température absolue[116]
Une façon de résoudre le problème des rejets thermiques serait de récupérer l'énergie thermique produite par les centrales nucléaires dans desréseaux de chaleur pour lechauffage urbain, comme on le fait pour des centrales au gaz naturel par exemple. Cette solution, appeléecogénération nucléaire, commençait à être étudiée par le CEA en 2015[réf. nécessaire].
L’eau du circuit de refroidissement, directement prélevée dans la mer ou dans un fleuve à grand débit, se réchauffe en traversant le condenseur. Celui-ci est composé d'un millier de tubes au contact desquels la vapeur du circuit secondaire se condense puis l’eau condensée est renvoyée vers le générateur de vapeur. L’eau du circuit de refroidissement qui circule dans les tubes est réchauffée lors de la condensation de la vapeur, puis est renvoyée dans la rivière ou la mer (par un chenal ou des conduites) ; dans ce cas de figure, les prélèvements sont d'environ 50 m3/s pour les réacteurs nucléaires de 900 à 1 300 MWe, et l'eau est intégralement restituée à la source.
D'un point de vue environnemental, L'eau prélevée est restituée à une température légèrement supérieure (voire égale en cas d'utilisation de réfrigérants de purge), et, pour les circuits fermés, à une qualité inférieure puisque contenant des additifs de traitement contre letartre destinés à éviter que les eaux de refroidissement mènent à l'encrassement du condenseur[65]. Les centrales thermiques (classiques ou nucléaires) installées au bord des fleuves de faible débit ou des rivières, sont en circuit fermé en raison des variations de débit des cours d'eau, en période desécheresse notamment. Les centrales situées en bord de mer ou sur un fleuve de fort débit, sont moins sensibles à ces contraintes puisque leur source de refroidissement est plus importante ou moins soumise aux variations de température[117].
Dans le cas d'un refroidissement en circuit ouvert, la centrale nucléaire nécessite de 70 à100 fois moins d'eau à l'arrêt qu'en fonctionnement normal. Dans le cas d'un refroidissement en circuit fermé, le besoin en eau à l'arrêt est divisé par trois à quatre, par rapport au fonctionnement normal[117].
Le prélèvement d'eau pour refroidissement est estimé par EDF à 160 L/kWh en cas de refroidissement par eau et à 6 L/kWh si la centrale utilise unetour aéroréfrigérante. En 2005, pour refroidir son parc (thermique à flamme plus nucléaire), EDF a prélevé dans le milieu naturel environ 42 milliards de mètres cubes d'eau (pour produire450 milliards de kilowatts-heures). Sur ceux-ci, 16,5 ont été prélevés dans un fleuve ou une rivière et le reste en mer, dont environ 500 millions de mètres cubes ont été évaporés dans les tours. L'eau de refroidissement est restituée à 97,5 % au milieu[119] (réchauffée d'une dizaine de degrés, sauf dans le cas des aéroréfrigérants, mais alors l'eau est polluée par les biocides utilisés contre l'encrassement des conduites[réf. nécessaire]).
Sa consommation d'eau douce faisait d'EDF le premier utilisateur d'eau de France : 57 % de toute l'eau consommée en 2002, devant l'eau potable (18 % du total), à l'industrie (11 %) et à l'irrigation (14 %)[120]. En 2013, le prélèvement était de 51 % du volume total d'eau douce, soit17 milliards de mètres cubes[121].
La localisation géographique des plus gros prélèvements d’eau douce s’explique par la présence de réacteurs nucléaires dotés de circuits de refroidissement ouverts : par ordre décroissant,Tricastin (Isère, Drôme),Saint-Alban (Rhône moyen),Bugey (Haut Rhône), toutes trois situées sur leRhône, suivies deFessenheim (Rhin supérieur), respectivement 4 895 millions, 3 668 millions, 2 363 millions, 1 752 millions de mètres cubes prélevés annuellement[122],[123]. Ces réacteurs constituent 70 % des prélèvements d’eau douce des centrales électriques en France. Près de 90 % de l’eau prélevée est toutefois restituée au milieu naturel à proximité du lieu de prélèvement[121].
Les 30 réacteurs du groupe qui sont refroidis au moyen de tours aéroréfrigérantes fonctionnant par évaporation d'eau restituent 77 % de l'eau consommée. Afin de réduire sa consommation d'eau, EDF teste un dispositif conçu par une équipe du MIT pour récupérer la vapeur d'eau à la sortie des aéroréfrigérants, au moyen de panneaux[116].
L'accident majeur redouté en cas de perte du confinement, donc de dispersion de matériaux radioactifs dans l’environnement, est lafusion du cœur d'un réacteur nucléaire.
Pour les centrales nucléaires françaises de premièregénération, l'objectif était d'avoir une probabilité de fusion du cœur inférieure à5⁄100000 (5 × 10−5) par réacteur et par an[124]. Cettesûreté a été améliorée dans la deuxième génération et la probabilité d’accident de fusion du cœur d'unréacteur à eau pressurisée a été estimée à 10−5 par année réacteur 1 300 MWe[125]. Les chiffres pour les centrales allemandes sont comparables[réf. nécessaire]. Ce niveau de sûreté était un peu supérieur à celui constaté dans le reste du monde. Début 2019, l'industrie de production d’électricité nucléaire civile avait accumulé une expérience totale de 17 000 années réacteur de fonctionnement avec trois accidents majeurs[126].
LesEPR, degénération III+, doivent démontrer un niveau garanti de sûreté encore dix fois plus élevé, d'un accident majeur pour dix millions d'années de fonctionnement[127].
La conception des centrales nucléaires dequatrième génération fait l'objet d'une coordination internationale, dont les études de sûreté reposent sur des conceptions intrinsèquement sûres[128].
Les études de sûreté nucléaire sont contrôlées en France par l'autorité de sûreté nucléaire et de radioprotection (ASNR). L'ASNR met à disposition les informations relatives aux incidents se produisant dans les centrales nucléaires françaises[129],[130].
Par ailleurs,Greenpeace alerte depuis plusieurs années sur les risques liés à lasécurité nucléaire dans les centrales françaises[131]. Le, un rapport de sept personnes mandatées par l'ONG, qui les présente comme des « experts indépendants », met en cause la sécurité des installations nucléaires françaises et belges et a été remis aux autorités. Il affirme que les centrales seraient vulnérables face aux risques d'attaques extérieures, en particulier de certaines installations telles que lespiscines d'entreposage descombustibles nucléaires usés[132]. Le directeur général de l’IRSN relativise la portée du rapport de Greenpeace France, qui selon lui n’apporte rien de nouveau à la réflexion sur le renforcement de la sécurité des installations nucléaires et ne voit pas dans« la bunkérisation des piscines promue par Greenpeace » une solution efficace[133].
Plusieurs militants de l’association écologiste Greenpeace ont également réussi à pénétrer à l'intérieur de l’enceinte de lacentrale nucléaire de Cattenom, en Lorraine[134]. Sur place, ils ont allumé un feu d’artifice pour dénoncer le manque de sécurité. Les militants ont été interceptés par les gendarmes avant d'avoir pu atteindre la zone nucléaire[135].
Le débat sur les risques liés au retraitement des déchets nucléaires est monté en France au milieu desannées 1970, en particulier à laCFDT, porté par lepolytechnicien (1957) et docteur ès sciences (physique des réacteurs nucléaires)Bernard Laponche[136], qui avait participé à l'élaboration des premières centrales nucléaires françaises auCommissariat à l'énergie atomique, de 1961 à 1973.
En décembre 2007, les résultats de l'étude duRegistre des cancers des enfants allemands ont été rendus publics par sa directrice Maria Blettner : l'étude indique que l'on observe enAllemagne une relation entre la proximité d'une habitation par rapport à la centrale nucléaire la plus proche et le risque pour les enfants d'être atteints, avant l'âge de cinq ans, d'uncancer ou d'uneleucémie. Pour autant, lerayonnement ionisant n'a pas été formellement identifié comme une cause, l'exposition à defaibles doses d'irradiation n'ayant été ni mesurée ni modélisée[137].
En France, le projet Geocap de l'équipeInsermU1018-Eq. 6[138] constatait sur la période 2002-2007 un excès significatif d'incidence des leucémies — un quasi-doublement à14 cas — aiguës chez les enfants demeurant à moins de 5 km[139],[140], un résultat qui n'est cependant pas retrouvé sur les intervalles de temps 1990-2001 ni 1990-2007. L’hypothèse d’un mécanisme impliquant les radiations transmises par le panache de fumée des centrales a été écartée, d’autres hypothèses restent à tester[141],[139]. Une étude utilisant unegéolocalisation plus précise des cas, publiée dans leBritish journal of cancer en 2013, a conclu que cet « effet leucémie » était plutôt dû à la proximité deslignes à haute tension (cet effet n'est statistiquement net et observable que chez des enfants vivant à moins de 50 m de l'une de ces lignes)[142]. Une association a aussi été trouvée avec une exposition à lapollution routière — pour certaines formes de leucémies et quand les enfants habitent près d'une route fréquentée[143].
Selon certaines études, les risques réels pour la santé de l'énergie nucléaire n'ont pas de rapport avec les préjugés pour cette technologie. Une étude parue dans la revue médicaleThe Lancet, exploitant les résumés des données de communauté médicale mondiale par l'UNSCEAR et l'OMS, suggère que l'énergie nucléaire a provoqué moins de décès et de blessés que chacune des autres énergies majeures, qu'elles soient fossiles comme lecharbon, lepétrole et legaz, ou dites « renouvelables » comme l'hydroélectricité[144], logique confirmée par des calculs étendus parForbes aux autres énergies renouvelables[145]. Ainsi, selon une autre étude duNASA Goddard Institute par le climatologue et lanceur d'alerteJames E. Hansen, l'utilisation de cette énergie a permis d'éviter1,84 million de décès prématurés, sans compter les risques liés à l'émission de64 milliards de tonnes d'équivalent CO2, comme unchangement climatique brutal[146].
En septembre 2022, l’Agence internationale de l'énergie atomique dénombre203 réacteurs nucléaires électrogènes arrêtés définitivement, dont 41 aux États-Unis, 36 au Royaume-Uni, 30 en Allemagne, 27 au Japon, 14 en France, 10 en Russie et 6 au Canada[152].
Le prix dukilowatt-heure nucléaire est une notion complexe, car il s'agit d'un investissement lourd et à longue échéance. Le prix varie selon les sources, donnant pour certaines le nucléaire comme moins coûteux[153],[154] ; le donnant selon d'autres comme plus coûteux[155]. LeRocky Mountain Institute, un organisme indépendant de recherche et de conseils en énergie créé parAmory B. Lovins, a conclu en 2005 que, en tenant compte des frais de démantèlement des réacteurs et de gestion des déchets, le nucléaire est plus coûteux et hasardeux que tout autre moyen de production d'électricité[note 3],[note 4],[156]. SelonHubert Reeves en 2005 (avant la libéralisation dumarché de l'électricité en Europe),dans les pays dotés d'unmarché compétitif de l'énergie, peu de compagnies investissaient dans le nucléaire, plutôt développé dans des pays à monopole énergétique[évasif][156] ; au début duXXIe siècle, des sociétés commeBritish Petroleum etShell Oil, voyant venir lafin du pétrole, n'investissaient pas dans le nucléaire mais dans les énergies renouvelables[156], projets à plus court terme et plus avantageux carsubventionnés.
En octobre 2021,RTE a publié un rapport sur la trajectoire à adopter pour atteindre uneélectricité entièrement décarbonée en 2050. Le rapport prévoit que la consommation électrique de la France en 2050 sera entre 555 TWh/an (trajectoire desobriété) et 755 TWh/an (réindustrialisation profonde), la moyenne des deux étant prise à 645 TWh/an. Pour atteindre cette production, sixmix électriques sont proposés, dont trois considèrent une part de nucléaire entre 26 et 50 %. Il en ressort que plus un mix contient de nucléaire, moins il est cher[158] : le mix N03 contenant 50 % de nucléaire et 50 % d'énergies renouvelables coûte59 milliards d'euros par an ; le scénario M23 à 0 % de nucléaire et 100 % d'énergie renouvelable coûte71 milliards d'euros par an[159], alors qu'il s'agit du moins cher des scénarios à 100 % d'énergies renouvelables. Ces scénarios prennent en compte la baisse probable du coût de l'énergie renouvelable ainsi que le coût de la gestion des déchets nucléaires et du démantèlement des centrales nucléaires. L'organisme conclut ainsi que« construire de nouveaux réacteurs nucléaires est pertinent du point de vue économique »[160].
Le poids prépondérant de la puissance publique n'est pas limité au nucléaire, il s'étend à l'ensemble du secteur énergétique. Selon l'Agence internationale de l'énergie,« sur les 2 000 milliards de dollars d’investissement dans l’approvisionnement énergétique nécessaires chaque année, plus de 70 % proviennent d’entités contrôlées par les États ou dont les revenus sont garantis totalement, ou partiellement, par la loi. Les cadres institués par les pouvoirs publics déterminent également le rythme des progrès de l'efficacité énergétique et de l'innovation technique. Les politiques et les choix adoptés par les gouvernements aujourd’hui jouent un rôle fondamental pour déterminer le futur des systèmes énergétiques »[163].
En France,EDF est son propre assureur, les compagnies d'assurance ne couvrant pas les centrales nucléaires :« couvrir le coût d'un accident grave via un fonds d'indemnisation renchérirait celui du MWh de plusieurs euros »[164],[156].
En juin 2025, laBanque mondiale signe un protocole d'accord avec l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA) pour approfondir sa compréhension en matière de sûreté nucléaire, de planification énergétique, de nouvelles technologies et de gestion des déchets. La Banque mondiale souhaite prolonger la durée de vie des centrales nucléaires existantes dans les pays en développement, ainsi que promouvoir lespetits réacteurs modulaires, qui offrent une flexibilité de déploiement, des coûts initiaux réduits et un potentiel d'adoption à grande échelle dans les économies en développement. En 2024, les pays en développement représentent moins de 7 % de la production nucléaire mondiale ; l'Inde (1,8 %), le Pakistan (0,9 %) et le Brésil (0,5 %) sont parmi les plus importants[165].
Plus récemment, un grand nombre de projets ont été lancés, dans la plupart des pays déjà dotés d'une industrie nucléaire, pour développer des concepts depetits réacteurs modulaires, dont la taille réduite, la conception modulaire et les méthodes de fabrication à la chaîne en usine pourraient faciliter le financement et abaisser le coût.
Parmi les six concepts retenus par le Forum international Génération IV pour la phase de recherche et développement, les plus étudiés sont les suivants.
Le projet le plus avancé est leréacteur intégral à sels fondus développé par la société canadienne Terrestrial Energy[172],[173]. D'autres projets sont en développement en Chine[174], aux États-Unis, au Royaume-Uni, au Japon[175], etc.
↑Ce choix se fait au prix d'une diminution du rendement de la centrale, car le tirage naturel est remplacé par des groupes moto-ventilateurs qui consomment de l'énergie.
↑Amory B. Lovins,Rocky Mountain Institute :« L'énergie nucléaire s'est révélée beaucoup plus coûteuse que prévu ; bien plus coûteuse que tous les modes de production d'électricité. Les gouvernements feraient mieux de respecter la loi du marché, au lieu d'avantager cette technologie aux frais du contribuable »[réf. nécessaire]. Cité dansReeves 2005,p. 251.
↑a etbGilbert Naudet et Paul Reuss,Énergie, électricité et nucléaire, 2008 :« La pollution thermique d'une centrale nucléaire représente une quantité de chaleur de l'ordre du double de la quantité d'énergie utile produite. »
↑« Bernard LAPONCHE », surenergie.lexpansion.com (consulté en mai 2016).
↑« Cancers infantiles aux alentours des centrales nucléaires allemandes : Historique de la question et évaluation radiobiologique des données »,Horizons et débats,no 51,p. 3, 22 décembre 2008.
↑Houot, J., Marquant, F., Hémon, D., & Clavel, J., « Association des leucémies de l’enfant avec la longueur de routes au voisinage de la résidence: GEOCAP, une étude cas-témoins France entière sur 2002–2007 »,Revue d'Épidémiologie et de Santé Publique,no 62,, S207-S208(lire en ligne).
Claude Dubout,Je suis décontamineur dans le nucléaire, éditions Paulo-Ramand.
D. Florence, P. Hartmann,Les rejets radioactifs des centrales nucléaires et leur impact radiologique, journéesSFRP « L'évaluation et la surveillance des rejets radioactifs des installations nucléaires »,13-14 novembre 2002, Strasbourg (France).
FV. ournier-Bidoz, J. Garnier-Laplace,Étude bibliographique sur les échanges entre l’eau, les matières en suspension et les sédiments des principaux radionucléides rejetés par les centrales nucléaires. (rapport 94/073), IPSN, SERE, 1994, Cadarache
C. Adam,Cinétiques de transfert le long d’une chaîne trophique d’eau douce des principaux radionucléides rejetés par les centrales nucléaires en fonctionnement normal (137Cs, 60Co, 110mAg, 54Mn). Application au site de Civaux sur la Vienne (thèse de doctorat),Université de Provence Aix-Marseille I, 1997
