Parc nucléaire mondial (production d’électricité)

Le parc nucléaire mondial compte 444 réacteurs nucléaires « opérationnels » répartis entre 32 pays selon l'Agence internationale de l'énergie atomique⁽¹⁾ (donnée au 27 septembre 2021). Presque 70% de ces tranches sont des réacteurs à eau pressurisée (REP) à eau légère, comme celles installées en France.

En 2020, le parc nucléaire mondial a généré 2 553 TWh, soit 10,2% de l’électricité produite dans le monde au cours de cette année. Les plus importants pays producteurs sont les États-Unis (parc de 93 réacteurs nucléaires) et la France (56 réacteurs).

L’accident de la centrale de Fukushima en mars 2011 a entraîné un renforcement des normes de sûreté au niveau international et une remise en cause de la place de l’atome dans certains pays, comme l'Allemagne qui a acté un « sortie du nucléaire » d'ici à 2022.

Dans son scénario « haut », l’AIEA estime que les capacités nucléaires installées dans le monde pourraient approximativement doubler d’ici à 2050 et atteindre 792 GW à cet horizon (contre 393 GW à fin 2020). Dans son scénario « bas », l'Agence envisage une relative stabilité des capacités nucléaires mondiales (392 GW en 2050).

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

Les réacteurs en fonctionnement

Au 27 septembre 2021, la puissance électrique cumulée du parc nucléaire mondial s’élève à près de 395 GW. Plus de la moitié de cette capacité se répartit entre 3 pays : les États-Unis, la France et la Chine.

Si les États-Unis possèdent le plus grand nombre de réacteurs nucléaires, la part de l’électricité nationale d’origine nucléaire n’y était que de 19,7% en 2020. La France est le pays dont la part d’électricité d’origine nucléaire est la plus importante : 67,1% en 2020 selon le bilan électrique de RTE.

Tous pays confondus, les réacteurs nucléaires en fonctionnement sont en moyenne exploités depuis près de 31 ans (au 27 septembre 2021). Les plus anciens d’entre eux sont exploités depuis environ 52 ans (c'est le cas de 5 réacteurs).

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 304 unités dans le monde (soit presque 70% des réacteurs, ils sont notamment utilisés en France), devant les réacteurs BWR (62 unités, notamment utilisés au Japon). Le type de réacteur le moins utilisé est le FBR (neutrons rapides) avec seulement 3 réacteurs installés dans le monde.

Les réacteurs en construction

Au 27 septembre 2021, 51 réacteurs d’une capacité cumulée d’environ 54 GW sont en cours de construction dans 19 pays. La Chine possède le plus grand nombre de réacteurs en cours de construction (14). La Finlande et la France, avec un réacteur en construction chacun, sont les deux autres pays à construire un EPR, réacteur de 3^e génération. Le type de réacteur le plus développé actuellement est encore le PWR, avec un total de 43 unités en construction.

Les réacteurs arrêtés définitivement

Au 27 septembre 2021, l’AIEA comptabilise l’arrêt définitif de 194 réacteurs dans 20 pays depuis 1963 (date du premier arrêt définitif d’un réacteur). Les réacteurs arrêtés sont principalement des réacteurs PWR (61 unités), BWR (53 réacteurs) et GCR (38 unités) 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, le Royaume-Uni et l'Allemagne sont, au 27 septembre 2021, les pays ayant arrêté définitivement le plus grand nombre de réacteurs (respectivement 40, 30 et 30 réacteurs), devant le Japon (27 réacteurs) et la France (14 réacteurs).

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 ». 173 pays sont aujourd’hui membres de cette organisation rattachée à l’ONU⁽²⁾.

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 Regulation Authority (NRA) ;
• au Royaume-Uni, l’Office for Nuclear Regulation (ONR) ;
• en Russie, la Federal Environmental Industrial and Nuclear Supervision Service (ROSTEKHNADZOR).

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.

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.).

L’AIEA estime que la production mondiale d’électricité dans son ensemble devrait doubler d’ici à 2050. La part du nucléaire pourrait compter pour 12% de ce mix électrique mondial en 2050 selon le scénario « haut » de l'Agence (et pour seulement 6% dans le scénario « bas »), contre environ 10,2% en 2020.