Industrie nucléaire en France

L’industrie nucléaire en France est mise en place dans les années 1950 et 1960 avec la mise en service de neuf réacteurs à uranium naturel graphite gaz (Marcoule G1, G2, G3, Chinon A1, A2 et A3, Saint-Laurent A1 et A2 et Bugey 1), d'un réacteur à eau lourde (Brennilis) et d'un réacteur à eau légère (Chooz A).

L'industrie nucléaire est progressivement devenue la principale source de production d'électricité en France. Le nucléaire couvre, en 2004, 79 % de la production française d'électricité^[1], et 18,4 % de la consommation finale totale d'énergie en France^[2].

L'exploitation des centrales nucléaires françaises emploie en 2012 environ 40 000 personnes - selon l'Autorité de sûreté nucléaire française - dont la moitié est employée par EDF et l'autre moitié par des sociétés sous-traitantes^[3].

Historique

L'aventure scientifique de l'atome (1895-1945)

Plusieurs physiciens français de renom ont été des contributeurs de premier plan à l’élan de recherche international qui a permis la compréhension des mécanismes de fission de l’atome et a mené vers le développement de programmes nucléaires civils et militaires dans le monde. Henri Becquerel d’abord, tentant de trouver l'origine de la fluorescence découverte par l’Allemand Wilhelm Röntgen dans son expérience sur les rayons X, découvre en 1895 que des sels d'uranium émettent spontanément un rayonnement et découvre par là-même leur radioactivité^{[A 1]}. Pierre et Marie Curie découvriront ensuite le thorium et le polonium, ce qui leur vaudra le prix Nobel de physique en 1903, en même temps qu’Henri Becquerel^{[A 1]}.

Irène et Frédéric Joliot-Curie mettent en évidence en 1933, en bombardant une feuille d'aluminium par une source de polonium, la production de phosphore 30 radioactif, isotope du phosphore 30 naturel. Ils en déduisent qu'il est possible de fabriquer par irradiation des éléments ayant les mêmes propriétés que les éléments naturels mais qui sont également radioactifs. Dès le début ils voient toutes les applications qu'il est possible d'en tirer, notamment dans le domaine médical, avec le traçage par des éléments radioactifs. Ils obtiennent le prix Nobel pour cette découverte en 1935^{[A 2]}.

Enfin en avril 1939, quatre Français, Frédéric Joliot-Curie, Hans von Halban, Lew Kowarski et Francis Perrin publient dans la revue Nature, peu de temps avant leurs concurrents américains, un article fondamental pour la suite des événements démontrant que la fission du noyau de l'uranium s'accompagne de l'émission de 3,5 neutrons (le chiffre exact sera de 2,4) qui peuvent à leur tour fragmenter d'autres noyaux et ainsi de suite, par un phénomène de «réaction en chaîne» ^{[A 3]}. En mai 1939, les quatre Français déposent trois brevets secrets traitant de la production d'énergie à partir d'uranium et du perfectionnement des charges explosives^{[B 1]}.

L'invasion de la France par l'Allemagne en mai 1940 contraint à l'arrêt des travaux de recherche et aux déplacements secrets d'une part du stock d'eau lourde au Royaume-Uni par Hans von Halban et Lew Kowarski et d'autre part du stock d'uranium au Maroc^[4]. La coopération entre le Royaume-Uni et les États-Unis pour la construction d'une bombe atomique exclut les membres de l'équipe du Collège de France. Ces derniers contribuèrent cependant, à partir de la fin de l'année 1942, aux travaux réalisés au Canada par une équipe anglo-canadienne^[4]. Leurs travaux furent aussi déterminants pour la reprise des recherches françaises sur ce domaine.

La genèse d’un programme nucléaire (1945–1958)

Dès mars 1945, et de sa propre initiative, Raoul Dautry (alors ministre de la reconstruction et de l'urbanisme du Gouvernement provisoire de la République française) informa le général de Gaulle (alors président du Gouvernement provisoire) que le nucléaire bénéficierait à la reconstruction ainsi qu'à la Défense nationale. C'est ainsi que le général de Gaulle chargea Raoul Dautry et Frédéric Joliot de proposer une organisation de l'industrie française du nucléaire^[4].

Fort des découvertes françaises dans le nucléaire, mais aussi au vu des progrès réalisés par la recherche américaine dans le cadre du Projet Manhattan, et après les explosions de Hiroshima et Nagasaki les 6 et 9 août 1945, le général de Gaulle crée le Commissariat à l'énergie atomique (CEA) le 18 octobre 1945. Cet organisme a officiellement pour but de poursuivre les recherches scientifiques et techniques en vue de l’utilisation de l’énergie atomique dans divers domaines de l’industrie, de la science et de la défense^[5],[6]. Les deux premières personnalités à se partager la responsabilité de la direction de cet organisme sont Frédéric Joliot-Curie en qualité de Haut Commissaire pour les questions scientifiques et techniques et Raoul Dautry, l'ancien Ministre de l'Armement, en tant qu’administrateur général^{[A 4]}.

Le fort de Châtillon, sur la commune de Fontenay-aux-Roses, est affecté au CEA le 8 mars 1946 et c’est sur cet emplacement que la première pile atomique française Zoé fonctionne pour la première fois (« diverge ») le 15 décembre 1948^{[A 4]}. Cette pile fonctionne avec un combustible d’oxyde d’uranium naturel modéré à l’eau lourde. Elle ne dégage presque pas d’énergie, quelques kilowatts à peine, mais elle va permettre des études de physique assez poussées pour mieux comprendre les réactions nucléaires et permettre la production de radioéléments pour la recherche et l’industrie^[7].

Les opérations de raffinage du minerai d'uranium qui vient d'Afrique sont réalisées dans une enclave de la Poudrerie du Bouchet, à proximité de Ballancourt-sur-Essonne où sont également isolés les quatre premiers milligrammes de plutonium le 20 novembre 1949. L’événement est considérable car les combustibles irradiés, retirés de la Pile Zoé, peuvent dès lors être traités et parallèlement on dispose d'un procédé pour extraire le plutonium, essentiel pour constituer la première bombe atomique^{[A 5]}.

Le développement de la guerre froide, d'une manière générale, et l'explosion de la première bombe nucléaire soviétique en 1949, en particulier, amenèrent la France à ne plus conserver la position pacifiste du CEA, telle qu'affirmée par Frédéric Joliot. Ce dernier, après des déclarations publiques favorables à l'Union soviétique, fut forcé de démissionner du CEA en avril 1950. Le Gouvernement français en profita pour rappeler que le CEA avait aussi pour vocation la Défense nationale^[4].

La question de l'armement atomique de la France ne fut cependant posée officiellement qu'en juillet 1952 lors du premier débat à l'Assemblée nationale sur le plan quinquennal de l'énergie atomique. Ce dernier, préparé par Félix Gaillard (secrétaire d'état à la présidence du Conseil dans le gouvernement de René Pleven, visait un développement du nucléaire sur le long terme. La filière suivie allait être celle des piles atomiques au graphite, fonctionnant à l'uranium naturel et produisant du plutonium. En effet, le CEA n'avait pas les moyens techniques et financiers pour l'enrichissement isotopique de l'uranium. Il s'agissait de produire assez de plutonium pour être en mesure de développer un programme atomique militaire^[4].

Si le plan quinquennal de 1952 ouvrit la voie à la bombe nucléaire française, la décision de sa fabrication ne fut pas prise alors. En fait, l'utilisation du nucléaire à des fins militaires ne fut décidée par la France qu'en 1954 après la défaite de Ðiện Biên Phủ, compte tenu du traité concernant la Communauté européenne de défense (CED) et qui interdisait aux États membres d'entreprendre un programme nucléaire militaire indépendant et vu le changement de stratégie de l'OTAN, en faveur de représailles massives et précoces par l'emploi de l'arme atomique^[4].

Dès la fin de l'année 1954, le CEA disposa d'un terrain de 30 ha à Bruyères-le-Châtel (près d’Arpajon), financé par des fonds du Service de Documentation Extérieure et de Contre-Espionnage (SDECE). À partir de juillet 1955, il accueillit le centre d'études du BEG, la première équipe scientifique arrivant en juillet 1956^[4]. Des études de détonique sont entreprises au Fort de Vaujours dès 1955.

Enfin des études de neutronique et de criticité sont entreprises dans un centre spécialisé à Valduc et à Moronvilliers dès 1957^{[A 6]}.

Le déploiement du programme nucléaire militaire (1958–1996)

Charles de Gaulle est investi président du Conseil par l'Assemblée nationale le 1^er juin 1958^[8]. Lors du premier Conseil de défense qui se tient le 17 juin 1958, il met un terme au projet de coopération nucléaire franco-germano-italienne initié en 1957^[9] et, à la suite de la crise de Suez au cours de laquelle la France est menacée de riposte nucléaire, accélère le programme nucléaire national en confirmant la date de la première expérience française. La maîtrise du nucléaire et la détention de l’arme atomique comme arme de dissuasion sont le cœur de la politique d’indépendance nationale voulue par le Général, tant dans le domaine militaire que le domaine énergétique^[10].

L’objectif assigné est tenu. La première bombe atomique française, baptisée «Gerboise bleue» explose le 13 février 1960 sur le site de Reggane, en Algérie, à plus de 700 km au sud de Colomb-Béchar. Fort de ce succès, une loi du 8 décembre 1960 charge le CEA de la réalisation des armes et des moteurs de sous-marins à propulsion nucléaire^{[A 6]}. Devant l’hostilité internationale aux explosions à l’air libre, des expérimentations reprennent en souterrain dans le Massif du Hoggar à In Ecker. Treize tirs y seront effectués de 1961 à 1966. Lors du deuxième tir, le 1^er mai 1962, un accident nucléaire se produit. Le bouchon fermant la galerie est pulvérisé, laissant s'échapper un nuage radioactif de gaz et de particules hors de la galerie de tir. Localement une centaine de personnes subissent une exposition supérieure à 50 mSv^[11].

Pour maîtriser l’ensemble du cycle du nucléaire, tant militaire que civil, il convient de pouvoir produire son propre combustible. Il est dès lors décidé en 1958 d'enrichir l'uranium à l'usine militaire de Pierrelatte. Le complexe industriel doit permettre de produire de l’uranium enrichi à différents taux : 2 %, 6 %, 25 % mais aussi très hautement enrichi à 90 %. Ce dernier type de combustible est exclusivement réservé à la fabrication de bombes atomiques. Les mises en service vont s'échelonner de 1964 à 1967^{[A 7]}.

Des essais nucléaires vont être réalisés de 1960 à 1992, d'abord en Algérie de 1960 à 1966, puis dans le Pacifique de 1966 à 1996. La France signe le Traité d'interdiction complète des essais nucléaires (TICE) le 24 septembre 1996 et démantèle ses installations de tests dans le Pacifique. Le Parlement ratifie le TICE le 6 avril 1998, engageant ainsi la France à ne plus jamais réaliser d'essais nucléaires.

Au début du XXI^e siècle, les tests grandeur nature ne sont plus effectués. Les missiles sont modélisés en laboratoire.

La force de dissuasion nucléaire française va quant à elle être progressivement constituée à partir des années 1960 pour atteindre un pic durant les années 1980 avec plus de 500 ogives nucléaires, le "Bulletin of the Atomic Scientists" annonçant un pic de 540 ogives en 1992 et un total de 1 260 armes construites depuis 1964^[12].

En 1996, les 18 silos de missiles sol-sol du plateau d'Albion dans le Vaucluse sont désactivés.

Le déploiement du programme nucléaire civil (1958–1970)

Après le succès des réacteurs expérimentaux de Marcoule, l’entreprise publique chargée de la production d’électricité, EDF, est chargée de mettre en place le programme électronucléaire français avec des réacteurs du même type, Uranium naturel graphite gaz (UNGG). De 1963 à 1971, six réacteurs EDF sont mis en service : trois sur le site de Chinon, deux à Saint-Laurent-des-Eaux et un à Bugey. La puissance unitaire passe de 70 (Chinon-A1) à 540 MW (Bugey-1). En fin de période, le nucléaire fournit 5 % de l'électricité produite en France^{[A 8]}.

Le centre de Cadarache, près de Manosque, est créé en 1960. Il s’agit du quatrième centre d'études nucléaires. Neuf réacteurs expérimentaux sont mis en service pendant les années 1960, soit en moyenne deux par centre. Minerve est destiné aux études neutroniques sur des réseaux combustibles des différentes filières de réacteurs nucléaires^[13]. Osiris sert à étudier les matériaux et combustibles des centrales nucléaires, et produit des radioéléments pour l'industrie et l'utilisation médicale, notamment du technétium 99m, dont il est l'un des trois seuls producteurs au monde, et du silicium dopé^[14]. Pégase ainsi que Harmonie, Masurca^[15], César, Marius, Cabri^[16] complètent le dispositif. En 1967, le premier réacteur français à neutrons rapides, Rapsodie, est mis en service. Il sera le précurseur de Phénix et Superphénix. Eole, Minerve, Phébus viennent compléter le dispositif de recherche pour la deuxième et troisième génération de réacteurs nucléaires à eau pressurisée qui sera exploitée en France à partir de 1977^[17].

Le tournant industriel (1970-1980)

Au début des années 1960 la commission pour la Production d'Électricité d'Origine Nucléaire ou commission PEON, une commission consultative auprès du gouvernement français créée en 1955 afin d'évaluer les coûts liés à la construction de réacteurs nucléaires, préconise le développement de l’énergie nucléaire pour pallier le manque de sources énergétiques nationales^{[B 2]}. Deux positions vont alors s’affronter : celle du CEA qui préconise la filière UNGG et celle de EDF qui souhaite développer la filière américaine, uranium enrichi et eau sous pression des REP. Un rapport technique comparant les deux filières réalisé en 1967 établit que le kWh produit avec une centrale UNGG est 20 % plus cher que celui produit avec une centrale REP de même puissance (500 MWe). Le général de Gaulle qui tient à l’indépendance nationale autorise toutefois la construction de deux centrales UNGG à Fessenheim, dans le Haut-Rhin, tout en poursuivant une coopération avec la Belgique sur les REP (Tihange) ^{[B 2]}. La Belgique a réalisé en effet le premier REP en Europe, BR-3, d’une puissance modeste de 11 MW^{[B 3]}.

Le gouvernement Jacques Chaban-Delmas du président Georges Pompidou, nouvellement élu, fait toutefois brutalement volte-face. Par décision interministérielle du 13 novembre 1969, la filière UNGG est abandonnée au profit des réacteurs à eau légère. Les deux arguments invoqués sont d’une part la taille compacte des REP et l’assise technique et financière des sociétés américaines^{[B 4]}. Deux sociétés vont alors s’affronter pour exploiter les licences américaines : Framatome (société franco-américaine de constructions atomiques) créée spécialement, exploitant le brevet de Westinghouse pour la technologie REP, et le groupe de la Compagnie Générale d'Électricité (CGE) (qui deviendra Alcatel-Alsthom en 1991), exploitant le brevet de General Electric pour la filière des réacteurs à eau bouillante.

EDF est autorisé à construire deux REP à Fessenheim, au lieu des deux UNGG prévus. Ils seront raccordés au réseau en 1977. Puis quatre autres sont autorisés à Bugey, dans l'Ain. Ces six réacteurs constituent le contrat programme CP0 (ou palier CP0) ^{[18],[B 2],[A 9]}.

Deux évènements internationaux vont conduire à une accélération spectaculaire du programme électronucléaire français. Le conflit israélo-arabe et notamment la guerre du Kippour en 1973 ainsi que le premier choc pétrolier qui conduit le prix du pétrole à doubler deux fois en octobre 1973, mettent brutalement en évidence la dépendance énergétique des pays occidentaux et leur fragilité en la matière au moment où le pays connaît une extraordinaire croissance économique^{[A 9]}.

Le comité interministériel du 22 mai 1973, soit cinq mois avant la crise du Proche-Orient, avait déjà décidé d'accroître le programme de centrales électronucléaires prévu au VI^e plan, en le portant de 8 000 à 13 000 mégawatts pour la période 1972-1977. Ces événements conduisent Pierre Messmer, premier ministre, à décider le 5 mars 1974 à accélérer encore ce programme. Les 13 000 mégawatts prévus pour être réalisés de 1972 à 1977 seraient entièrement engagés avant la fin de 1975. Ultérieurement, les investissements d'EDF seraient poursuivis au même rythme correspondant à l'engagement de 50 000 mégawatts nucléaires de 1974 à 1980^[19], ce qui correspond à 55 réacteurs de 900 MW, en sus des six déjà en activité.

En septembre 1972, la CGE présente le BWR6, le nouveau réacteur à eau bouillante de General Electric qui dispose d’une plus grande puissance grâce à des améliorations de combustible. Le 4 février 1974, EDF notifie officiellement à la CGE la commande de huit réacteurs, dont deux fermes (Saint-Laurent-des-Eaux 3) et six en option. Simultanément, la CGE reçoit la commande ferme de douze turbo-alternateurs de 1 000 MW et de six en option. Le marché total s’élève à 3,5 milliards de francs (hors taxes) et la redevance due à General Electric à 2,5 % de ce montant, soit 87,5  millions de francs. Les travaux avancèrent rapidement et au 1^er mars 1975, 10 000 documents avaient déjà été transmis par General Electric, plus de 200 missions avaient été effectuées aux États-Unis par des techniciens en formation et 388 personnes de la CGE travaillaient à temps plein sur le projet^[20]. Le 4 août 1975, EDF annule cette commande, par suite de la forte augmentation du devis, et décide de ne retenir qu’une seule filière, celle des réacteurs à eau pressurisée. Il s’agit d’un échec cuisant pour la CGE qui se retire dès lors de la filière nucléaire mais obtient toutefois une compensation de taille : la place d’Alsthom au centre de l’industrie nucléaire française. À la fin de l’année 1976, Alsthom-Atlantique obtient ainsi un quasi-monopole sur le marché français des turbo-alternateurs^[20].

Le contrat-programme CP1, engagé en 1974, comprend 18 tranches de 900 MWe : Blayais 1, 2, 3, et 4 (Gironde) ; Dampierre 1, 2, 3 et 4 (Loiret) ; Gravelines B1, B2, B3, B4, C5 et C6 (Nord) et Tricastin 1, 2, 3 et 4 (Drôme). Le contrat-programme CP2, lancé en 1976, comprend dix tranches : Chinon B1, B2, B3, B4 (Indre-et-Loire) ; Cruas 1, 2, 3, et 4 (Ardèche) ; Saint-Laurent-des-Eaux B1 et B2 (Loir-et-Cher) ^[20].

Enfin, pour asseoir au niveau européen la maîtrise du cycle nucléaire, le décret du 8 septembre 1977 autorise la création, par la société EURODIF Production (pour European Gaseous Diffusion Uranium Enrichissement Consortium), d’une usine d'enrichissement de l'uranium par diffusion gazeuse implantée dans le site nucléaire du Tricastin à Pierrelatte. Les Belges, Espagnols et Italiens participent au programme ^[19],[21].

Parallèlement, en ce qui concerne le cycle aval du combustible, l’Usine de retraitement de la Hague qui avait été mise en service en 1967 pour retraiter les combustibles usés de la filière UNGG est modifiée en 1974 pour permettre d’accueillir ceux de la filière des réacteurs à eau pressurisée. En 1976, la responsabilité de son exploitation est transférée du CEA à la Cogema (COmpagnie Générale des MAtières nucléaires). Pour faire face à l’augmentation des déchets, la Cogema est d’ailleurs autorisée à créer en 1981 deux usines nouvelles, UP3-A et UP2-800, d’une capacité annuelle de l’ordre de 800 tonnes de combustibles usés de la filière à eau légère^[22].

À partir de 1978, l'Affaire de Plogoff créé un important mouvement antinucléaire en Bretagne, qui conduira à l'abandon du projet lorsque François Mitterrand est élu président de la république en 1981.

L'achèvement du parc et le temps des interrogations (1980 – 2000)

Le palier p. 4 est constitué de 8 tranches d'une puissance de 1300 MWe, sur lesquelles Framatome avait travaillé avec Westinghouse dès 1976. Elles sont commandées de 1977 à 1982 et mises en service de 1984 à 1987. Il s’agit des réacteurs de Flamanville (1 et 2), Paluel (1 à 4), Saint-Alban (1 et 2) ^[23]. Il est suivi du palier P’4 constitué de 12 nouvelles unités de la même puissance de 1300 MWe, avec quelques apports de Framatome. Les engagements de construction s’échelonnent de 1979 à 1984 et les mises en service de 1987 à 1994. Il s’agit des réacteurs de Belleville (1 et 2), Cattenom (1 à 4), Golfech (1 et 2), Nogent (1 et 2) et Penly (1 et 2).

L’année 1981 marque un tournant dans la vie de la société Framatome avec la signature d’un accord de coopération technique à long terme avec Westinghouse, appelé NTCA (Nuclear Technical Coopération Agreement). Cet accord repose sur le respect par Westinghouse des compétences Framatome avec des échanges qui se font dans les deux sens. Des redevances, fortement diminuées, doivent toutefois encore être versées. Ce degré d'indépendance technique et commerciale de Framatome entraîne le retrait total de Westinghouse du capital de Framatome et va permettre à la société française de développer ses propres modèles de réacteurs^[24].

Dans ce début des années 1980, plusieurs accidents nucléaires vont contribuer à ébranler certaines certitudes dans l'industrie nucléaire et mettre en avant un besoin majeur de mieux prendre en compte la sûreté nucléaire à chacun des stades du cycle nucléaire. En 1979 se produit d'abord l'accident nucléaire de Three Mile Island, aux États-Unis, où le cœur du réacteur fond, sans toutefois libérer de rejets radioactifs dans l’environnement^[25].

En 1980 survient en France, à la centrale nucléaire de Saint-Laurent (Loir-et-Cher) le plus grave accident nucléaire recensé en France. Deux éléments combustibles du réacteur A2 filière UNGG (uranium naturel, graphite-gaz), d'une puissance de 515 MWe, fondent. Cet accident est classé de niveau 4 sur l'échelle INES, soit un « accident n'entrainant pas de risque important à l'extérieur du site^[26].

Mais c'est surtout la catastrophe de Tchernobyl qui se produit le 26 avril 1986 qui va marquer un tournant dans l'évolution du nucléaire. Cet accident conduit à la fusion du cœur d'un réacteur, au relâchement de radioactivité dans l'environnement et à de très nombreux décès, survenus directement ou du fait de l'exposition aux radiations. Il est le premier accident classé au niveau 7 sur l'échelle internationale des événements nucléaires (INES), et est considéré comme le plus grave accident nucléaire répertorié jusqu'à présent. Les conséquences de la catastrophe de Tchernobyl sont importantes, aussi bien du point de vue sanitaire, écologique, économique que politique. Plus de 200 000 personnes ont été évacuées^[27].

L'image du nucléaire en ressort durablement altérée et les programmes en subissent le contrecoup. La plupart des projets de construction de nouvelles centrales sont stoppés. Certains pays décident de sortir du nucléaire. C'est le cas de la Suède et de l'Allemagne, même si en 2011 ces deux pays ont toujours respectivement 10 et 17 réacteurs en activité.

En France, lorsque l'accident de Tchernobyl se produit, les constructions des réacteurs des paliers P’4 et du nouveau palier N4 sont en cours et pas encore terminées. Le palier N4, directement issu de l'accord NTCA entre Framatome et Westinghouse, est constitué de 4 tranches de 1450 MW de conception purement française mises en place à Chooz B (1 et 2) et à Civaux (1 et 2). Les engagements de construction s’échelonnent de 1984 à 1991 et les mises en service de 1996 à 1999. En 1992, il est mis fin à l’accord entre Framatome et Westinghouse entraînant un arrêt des redevances et une francisation complète des réacteurs construits par Framatome^[24]. Les évolutions dans la conception de ces nouveaux réacteurs prennent en compte les retours d'expérience des réacteurs 900 MW et 1300 MW en exploitation ainsi que les enseignements de l'accident nucléaire de Three Mile Island en 1979^[28].

Les programmes engagés sont menés à leur terme, mais aucune construction nouvelle de tranche de centrale n’est entreprise après l'accident de Tchernobyl.

Toutefois les recherches visant à définir le futur réacteur, dit de génération III, qui doit remplacer les réacteurs de 1 300 MWe (dits de génération II) sont engagées. Un accord de coopération entre Framatome et Siemens est signé le 13 avril 1989 et une compagnie commune est créée. Ce rapprochement, soutenu par les États respectifs, a pour objet de développer une technologie franco-allemande de réacteurs nucléaires à eau sous pression pour les besoins des deux pays, en priorité, puis pour l'ensemble des producteurs mondiaux d'électricité concernés par le nucléaire. Ce nouveau réacteur, dont la puissance unitaire devait initialement s'élever à 1 450 MWe, se différencie des modèles précédents par l'introduction des avancées technologiques les plus récentes, notamment en matière de sûreté. Des études d’ingénierie sont engagées en 1995 et l’avant-projet détaillé est proposé en octobre 1997 aux autorités de sûreté française et allemande^[29].

Sur le plan international, la France participe aux discussions engagées en 1991 visant à définir des obligations internationales contraignantes concernant la sûreté nucléaire. La France signe la Convention internationale sur la sûreté nucléaire le 20 septembre 1994^{[Note 1],[30]}. Elle l’approuve le 13 septembre 1995 et la Convention entre en vigueur avec le décret du 24 octobre 1996^[31]. Le premier rapport de la France sur la sûreté de ses centrales élaboré en vertu de cette Convention est publié en septembre 1998^[32].

Restructuration du secteur (2000 à aujourd'hui)

Le début des années 2000 est marqué par l'ouverture du marché de l'électricité à la concurrence et une restructuration économique du secteur.

Ouverture du marché de l'électricité à la concurrence

La loi n^o 2000-108 du 10 février 2000 relative à la modernisation et au développement du service public de l’électricité modifie en profondeur le marché de l’électricité en France puisque EDF est mis en situation de concurrence pour la production d’électricité et sa fourniture aux plus gros clients, dont la consommation dépasse un seuil, fixé par décret^[33]. Mais au Conseil européen de Barcelone des 15 et 16 mars 2002, il est décidé que cette ouverture soit complète. La totalité des consommateurs doivent être éligibles aux offres de marché au 1^er juillet 2007. Une deuxième directive est ainsi adoptée, la directive 2003/54/CE du 26 juin 2003. Elle prévoit l'ouverture du marché au 1^er juillet 2004 aux clients professionnels puis, à compter du 1^er juillet 2007, à l'ensemble des consommateurs^[33].

La loi du 9 août 2004 relative au service public de l'électricité et aux entreprises électriques et gazières transpose en droit français les obligations communautaires, et parallèlement transforme en sociétés anonymes les opérateurs historiques EDF et GDF afin de leur permettre de faire face à la concurrence et d'agir sur le marché européen^[34]. La loi du 7 décembre 2006 relative au secteur de l'énergie achève la transposition, et autorise l'État à devenir actionnaire minoritaire dans GDF, en vue de la fusion de l'opérateur historique avec Suez. La loi apporte également une solution à la forte hausse des prix de l'énergie sur les marchés à partir de 2004, en permettant aux clients domestiques de revenir aux tarifs réglementés sous certaines conditions et en instaurant à titre temporaire pour les clients industriels un tarif réglementé transitoire d'ajustement du marché (TaRTAM)^[34],[33].

La totalité du marché, soit près de 450 TWh, est ainsi ouverte à la concurrence depuis le 1^er juillet 2007. Toutefois le marché de l'électricité en France reste l'un des plus concentrés de l'Union européenne, avec une position prépondérante des fournisseurs historiques, en particulier EDF. À titre de comparaison, les marchés allemand, britannique et italien apparaissent plus ouverts. Dans chacun de ces marchés, à l'exception de l'Italie, aucun acteur ne détenait au 31 décembre 2008 une part de marché supérieure à 41 % en ce qui concerne les clients résidentiels.

Au vu de ce constat, la Commission européenne engage en 2006 et 2007 deux procédures contentieuses contestant le système français de tarifs réglementés de vente d'électricité, sources de la faible concurrence. Pour répondre à cette exigence, une loi portant nouvelle organisation du marché de l'électricité, dite loi Nome a été votée le 7 décembre 2010^[35], et entre en application le 1^er juillet 2011. Elle impose à EDF de céder annuellement jusqu'à 100 TWh d'électricité issue des centrales nucléaires françaises à ses concurrents à des conditions représentatives des conditions économiques de production d’électricité, conditions évaluées par la Commission de régulation de l'énergie (CRE)^[36] .

Restructuration du secteur

Le secteur industriel du nucléaire est restructuré afin de renforcer la compétitivité de l'industrie nucléaire française, et de faciliter, pour Framatome, l'établissement d'alliances internationales dans son activité nucléaire. En 1999, la Cogema devient l’actionnaire principal de Framatome. Cogema détient alors 34 % du capital de Framatome, l'État 20 %, CEA-Industrie de l'ordre de 20 %, EDF de l'ordre de 10 % et Alcatel un peu moins de 10 %^[37]. Les rapprochements de Framatome et de l’allemand Siemens sont en outre concrétisés avec la création d’une société commune, Framatome-ANP (pour Advanced Nuclear Power), détenue à 66 % par Framatome et 34 % par Siemens. Cette société est désormais la première au monde pour la construction de chaudières nucléaires (21 % du parc installé), pour la fourniture de services aux parcs installés et pour le combustible nucléaire (41 % du marché mondial)^[38].

Une nouvelle société, baptisée Areva, est créée en septembre 2001. Elle regroupe les sociétés Cogema, Framatome ANP, Technicatome ainsi que des participations dans le secteur des nouvelles technologies (FCI dans la connectique et une participation dans le capital du fabricant de composants ST-Microelectronics) ^[38]. Cette société va elle-même évoluer sur le plan de l’actionnariat pour renforcer toujours plus son pôle nucléaire. C’est ainsi le cas avec la conclusion d’un accord le 24 novembre 2003 avec la société anglaise Urenco, qui lui permet d’accéder à la technologie d’enrichissement d’uranium la plus performante au monde : la centrifugation gazeuse. Parallèlement le groupe s’ouvre aux énergies renouvelables par une acquisition dans le domaine de l’éolien en 2005, 2006 et 2007. En 2006, toutes les filiales de premier rang prennent le nom commercial d’Areva. Cogema prend le nom de Areva NC, Framatome ANP celui d’Areva NP et Technicatome celui d’Areva TA^[39].

En décembre 2003, l’électricien finlandais TVO choisit, pour la réalisation de son nouveau réacteur, l’EPR d’AREVA. Les travaux commencent en février 2005^[40] mais vont très rapidement prendre un retard considérable^[40]. De même, en France EDF décide en 2004 la construction à Flamanville d’un réacteur de troisième génération de type EPR^[41]. Après un débat public qui se passe en 2005 et où les anti-nucléaires déplorent que le choix soit déjà fait, EDF lance le projet pour un investissement de 3,3 milliards d'euros. Mais en juillet 2009 EDF annonce officiellement que le projet accuse un retard de deux ans, et que le réacteur ne démarrera qu’en 2014. Le coût du chantier sera revu à la hausse et passera à 5 milliards d'euros^[42].

En janvier 2009, le gouvernement choisit le site de Penly pour réaliser le deuxième EPR français dont la construction serait confiée à un consortium regroupant EDF (majoritaire), GDF Suez, Total, Enel et E.ON^[43]. Conformément à la loi relative à la démocratie de proximité du 27 février 2002^[44], un débat public est organisé du 24 mars au 24 juillet 2010 ^[45]. Le bilan est présenté le 24 septembre 2010. Celui-ci aboutit à un statu quo des positions de chacun : les partisans du projet n’ont pas de doutes quant à sa nécessité et les détracteurs ne sont pas moins opposés^[46].

Le rapport sur l'avenir de la filière nucléaire française, établi par François Roussely le 16 juin 2010, montre que, compte tenu d’une durée de vie supérieure à 40 ans, et a fortiori 50 ans, des centrales nucléaires françaises, les perspectives industrielles à moyen terme sont essentiellement situées à l’exportation. Il convient de tirer les enseignements de difficultés de l'EPR et de développer des centrales de plus petite capacité, à l'instar de l'offre étrangère^[47].

Les suites de l'accident de Fukushima

Un nouvel événement va relancer les interrogations sur le nucléaire et probablement freiner une nouvelle fois la timide relance de l’industrie nucléaire. Le 11 mars 2011, un séisme de magnitude 9 déclenche un tsunami qui dévaste la côte Pacifique du Tōhoku au Japon et provoque l'accident nucléaire de Fukushima. Le défaut de refroidissement des réacteurs cause la fusion partielle du cœur dans plusieurs réacteurs. D'importants rejets radioactifs se produisent alors.

Nicolas Sarkozy annonce le 24 mars 2011 que le choix de l'énergie nucléaire n'est pas remis en question^[48]. Le Premier ministre François Fillon confie le 23 mars 2011 à l'ASN la réalisation d'un audit sur les installations nucléaires françaises dénommé évaluation complémentaire de sûreté. Cet audit a porté sur les risques d’inondation, de séisme, de perte des alimentations électriques et de perte du système de refroidissement ainsi que sur la gestion opérationnelle des situations accidentelles. Des propositions d’améliorations au vu des diagnostics qui auront été faits étaient attendues pour la fin de l’année 2011^[49].

Les rapports des différents sites ont été communiqués par EDF à l'ASN qui les a rendu publics le 15 septembre 2011. Les principales dispositions génériques proposées par l'exploitant, en complément du traitement des écarts par rapport au référentiel en vigueur, sont les suivantes^{[A 10]} :

• La mise en place d'un dispositif autonome de pompage direct dans la nappe phréatique pour permettre une réalimentation des générateurs de vapeur, le circuit primaire ou la piscine de désactivation;
• Le renforcement de la robustesse des turbopompes d'alimentation des générateurs de vapeur,
• La mise en place d'un Diesel supplémentaire d'ultime secours (DUS) par tranche, robuste aux inondations et séismes;
• La mise en place au niveau national d'un Force d'Action Rapide Nucléaire (FARN) capables d'épauler voire de remplacer les équipes de crise locales et de rétablir et pérenniser le refroidissement des réacteurs;
• L'étude du renforcement de la robustesse au séisme des dispositifs de filtration des rejets lors de la dépressurisation de l'enceinte.

En outre pour assurer localement un maintien des capacités de commandement en cas de crise, EDF propose d'étudier le caractère opérationnel du bâtiment de sécurité actuel en cas de séisme majeur, étudier un bâtiment de gestion de crise de proximité et enfin étudier une base arrière à quelques kilomètres du site^{[A 10]}. La réalisation de ces différentes actions s'étaleront de 2012 à 2020, voire au-delà pour les actions de long terme^{[A 10]}.

Acteurs de l'industrie nucléaire française

Avec près de 200 000  emplois directs et indirects, la filière nucléaire occupe actuellement une place essentielle dans l'industrie française^[50].

Construction et exploitation

Les principaux acteurs de la filière nucléaire française sont également des acteurs d’envergure mondiale^[50] :

• EDF, opérant un parc de 58 centrales en France et de 15 en Grande-Bretagne, est le plus important producteur mondial d’électricité nucléaire. EDF, en tant qu’architecte-ensemblier de ce parc, et en tant qu’exploitant, a accumulé plus de 1 000 années-réacteurs ;
• Areva, avec ses filiales Cogema, Framatome ANP, Technicatome devenues en 2006 respectivement Areva NC, Areva NP et Areva TA^[39] est présent à toutes les étapes du cycle du combustible nucléaire, dans la conception et la fourniture des chaudières ou îlots nucléaires, ainsi que dans les services aux réacteurs en exploitation (remplacement de certains composants de l’îlot nucléaire, opérations en arrêt de tranche). Ce groupe estime à environ 20 % sa part globale des marchés du nucléaire (cycle et services aux réacteurs) ;
• Alstom est aujourd’hui l’un des leaders mondiaux pour les îlots conventionnels des centrales nucléaires (de type REP et REB). Environ 30 % du parc mondial en exploitation utilise des ensembles turbine-alternateur développés par ce groupe ;
• Bouygues et Vinci, acteurs mondiaux dans leur spécialité de Génie civil et d’ouvrages d’art, sont des partenaires historiques qui ont concouru à la réalisation de l’ensemble du parc français au travers des sociétés qui ont été consolidées pour former ces deux groupes.

Au-delà de ces grands acteurs industriels, on compte environ une vingtaine d'entreprises de taille intermédiaire et plusieurs centaines de PME. Ce réseau d’entreprises, dont environ 200 spécialisées dans le nucléaire, joue un rôle essentiel.

Par ailleurs, GDF Suez détient et exploite 7 centrales nucléaires en Belgique.

Acteurs institutionnels

Services ministériels

Les questions relatives à l’énergie nucléaire relèvent de plusieurs administrations françaises, en particulier^[51]  :

• le Ministère de l'écologie, de l'énergie, du développement durable et de la mer, et particulièrement la Direction générale à l'énergie et aux matières premières, participe à la définition de la politique nucléaire française et assure la tutelle des établissements publics relevant du Ministère de l'Industrie,
• le Ministère des affaires étrangères et européennes conçoit la politique extérieure et conduit et coordonne les relations internationales de la France dans le domaine du nucléaire et en particulier en ce qui concerne le contrôle de la non-prolifération,
• le Ministère de l'économie, de l'industrie et de l'emploi,
• le Secrétariat général des affaires européennes, créé en 2005, instruit et prépare les positions qui seront exprimées par la France au sein des institutions de l’Union européenne, et en particulier au sein de l'Euratom,
• le Ministère de l'enseignement supérieur et de la recherche,
• le Ministère de la défense.

Autorité administrative indépendante

• l’Autorité de sûreté nucléaire (ASN), créée par la loi du 13 juin 2006 relative à la transparence et à la sécurité en matière nucléaire (dite "loi TSN"). Elle assure, au nom de l’État, le contrôle de la sûreté nucléaire et de la radioprotection en France pour protéger les travailleurs, les patients, le public et l’environnement des risques liés aux activités nucléaires. Elle contribue à l'information des citoyens. Elle a enfin une activité importante à l’international, contribuant à l’élaboration et à la diffusion des meilleurs principes et pratiques en matière de sûreté nucléaire^[52].

Agences et établissements publics

• le Commissariat à l’énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA), créé en 1945, anciennement appelé Commissariat à l'énergie atomique (CEA) et renommé à la suite de la loi no 2010-237 de finances rectificatives pour 2010, est un organisme public de recherche. Il exerce ses missions dans trois grands domaines : les énergies décarbonées, les technologies de l'information pour la santé, et la Défense et la sécurité globale. Ses recherches dans le domaine de l’énergie traitent du nucléaire et des nouvelles technologies de l’énergie (biomasse, solaire thermique et photovoltaïque, hydrogène et pile à combustible, stockage d'énergie). Il conseille par ailleurs le gouvernement en matière de politique extérieure dans le domaine nucléaire^[52].
• l’Institut de radioprotection et de sûreté nucléaire (IRSN), créé en 2001, exerce, selon le décret du 22 février 2002 des missions d’expertise et de recherche dans le domaine de la protection et le contrôle des matières nucléaires. Il apporte en outre son concours technique aux autorités de l’État.
• l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (ANDRA), créée en 1991, est chargée de la gestion à long terme des déchets radioactifs produits en France.
• L'agence France nucléaire international (AFNI), créée en 2008 au sein du Commissariat à l'énergie atomique, a pour vocation d'aider les états étrangers souhaitant développer une filière nucléaire civile.

Organes nationaux

• L’Office parlementaire d'évaluation des choix scientifiques et technologiques (OPECST), créé en 1983, a pour mission d'informer le Parlement français des conséquences des choix de caractère scientifique et technologique afin d'éclairer ses décisions. À cette fin, il recueille des informations, met en œuvre des programmes d'études et procède à des évaluations.
• La Commission nationale d'évaluation (CNE), créée en 1991, est chargée d'évaluer les résultats des recherches sur la gestion des déchets radioactifs de haute activité à vie longue. Elle produit un rapport annuel.
• Le Haut Comité pour la transparence et l’information sur la sécurité nucléaire (HCTISN), créé en 2006, est une instance indépendante d'information, de concertation et de débat sur les risques liés aux activités nucléaires.
• L’Association nationale des comités et commissions locales d'information (ANCCLI), est une association regroupant des Commissions Locales d'Information (CLI) auprès notamment des installations nucléaires de base et est à ce titre une instance représentative de la population.

Production d'électricité

Part du nucléaire dans le bilan énergétique français

Bilan global en énergie primaire

Le bilan énergétique de la France présentant les consommations et production en énergie primaire, extraite du sol ou issue d’une centrale nucléaire ou hydraulique, exprimées en « tonne d'équivalent pétrole » est donné dans le tableau ci-après. Il s'agit d'une présentation conventionnelle qui permet de comparer les énergies primaires sur la base d'une même unité. En ce qui concerne l'électricité, celle produite par une centrale nucléaire est comptabilisée conventionnellement selon la méthode de « l’équivalent primaire à la production », avec un rendement théorique de conversion des installations égal à 33 % ; le coefficient de substitution est donc 0,086/0,33 = 0,260606…tep/MWh. Ainsi les 409,7 TWh d'électricité nucléaire produits en 2009 équivalent à 106,8 MTep. L’électricité produite par une centrale à géothermie est aussi comptabilisée selon la même méthode, mais avec un rendement théorique de conversion des installations égal à 10 % ; le coefficient de substitution est donc 0,086/0,10 =0,86 tep/MWh. Toutes les autres formes d’électricité (production par une centrale thermique classique, hydraulique, éolienne, marémotrice, photovoltaïque, etc., échanges avec l’étranger, consommation) sont comptabilisées selon la méthode du « contenu énergétique à la consommation », avec le coefficient 0,086  tep/MWh^[53].

Depuis 1973, la consommation d'énergie primaire connaît une augmentation régulière mais beaucoup plus faible ces dernières années (+ 0,2 % entre 2000 et 2008). La production intérieure s'établit à 50 % de cette consommation. Le bilan énergétique s'est amélioré au cours des deux dernières décennies, principalement en raison de l'augmentation des exportations d'électricité^[54].

Au cours de la période de la reconstruction, le développement économique et social de la France a reposé principalement sur le déploiement d'industries très consommatrices en énergie. Les besoins énergétiques en accroissement rapide ont été partiellement couverts par le charbon national et des ressources hydroélectriques. Toutefois, les ressources énergétiques fossiles françaises étant limitées et coûteuses, le pays était fortement tributaire des importations pour son approvisionnement énergétique. En 1973, les importations couvraient plus de 75 % de la consommation nationale d'énergie, comparativement à 38 % en 1960. La crise pétrolière des années 1970 a conduit le gouvernement français à mettre en œuvre un important programme électronucléaire, parallèlement à des mesures d'économie d'énergie, une amélioration de l'efficacité énergétique et un effort de recherche et de développement dans le domaine des énergies renouvelables^[54]. La part du nucléaire dans l'approvisionnement en énergie primaire est ainsi passée de moins de 2 % à la fin des années 1960 à environ un tiers dans le milieu des années 1990 et a atteint 41 % en 2008.

Le taux d'indépendance énergétique, qui compare la production nationale primaire à la consommation primaire (non corrigée du climat) est passé de 23,7 % en 1973 à 50,5 % en 2009.

Bilan énergétique (en Mtep)		1973	1980	1990	2000	2005	2007	2008	2009	Ratios
Consommation d'énergie [55]	Total	179,7	190	228,3	269,2	276,7	273,7	273,6	259,2
	Charbon	27,8	31,1	19,2	14,2	13,4	12,9	12,1		4,4 %
	Pétrole	121,5	107,1	88,3	95,1	91,6	90,4	88,9		32,5 %
	Gaz naturel	13,2	21,1	26,3	37,6	41	40,6	40,7		14,9 %
	Électricité primaire	7,7	22,2	83,2	108,9	117,5	116,2	117,1		42,8 %
	Renouvelables thermiques (biomasse : bois - déchets végétaux et animaux)	9,4	8,4	11,4	13,3	13,2	13,7	14,9		5,4 %
Production d'énergie[54], [56]	TOTAL	43,5	52,5	5	132,5	138,4	135,6	137,7	128,4
	Électricité primaire nucléaire	3,8	16	81,7	108,2	117,7	114,6	114,5	106,8	82,0 %
	Électricité primaire renouvelable (hydraulique, éolien, photovoltaïque)	4,1	6	5	6,3	4,9	5,9	6,4	6	4,6 %
	Autres renouvelables (EnRt et déchets)	9,8	8,7	10,7	12,5	13,3	13	14,8	15,6	12 %
	Pétrole	2,2	2,4	3,5	1,7	1,3	1,1	1,1	1	0,8 %
	Gaz naturel	6,3	6,3	2,5	1,5	0,9	0,9	0,8	0,8	0,6 %
	Charbon	17,3	13,1	7,7	2,3	0,3	0,2	0,1	0,1	0,1 %
Taux d'indépendance énergétique		23,7	27,4	49,7	50,1	50,1	50,4	50,7	50,5

Production d'électricité

La production d'électricité a été multipliée par trois entre 1973 et 2009, essentiellement en raison d'une multiplication par 28 de la production d'électricité d'origine nucléaire qui est passée de 14,8 TWh à 409,7 TWh. Cette dernière diminue toutefois de manière continue entre 2006 et 2009 alors que le nombre de centrales en activité n'a pas changé. Ceci s'explique par une baisse du coefficient de disponibilité qui est passé de 84 % en 2006 à 78 % en 2009. Cette diminution est surtout imputable à l'allongement des arrêts de tranche et à des mouvements de personnel^[57].

Parallèlement les énergies renouvelables augmentent fortement. Le parc éolien a franchi la barre des 4 500 MW, soit une hausse de 84,5 % en seulement deux ans. La production d’électricité à partir d’éoliennes a représenté 7,8 TWh en 2009. Le parc photovoltaïque a quant à lui été multiplié par 7 depuis entre 2008 et 2009, avec près de 45 000 installations raccordées^[58], mais l'énergie photovoltaïque produite en 2010 reste faible avec 600 GWh^[59].

Ainsi la part du nucléaire dans l'électricité produite en France se tasse sensiblement, passant de 78,5 % en 2006 à 75,6 % en 2009, tout en restant très élevée.

Production d'électricité (en TWh)		1973	1980	1990	2000	2006	2007	2008	2009	Ratio 2009
Électricité secondaire	Thermique classique	119,5	126	48,2	53,1	60,2	62	60,1	62	11,4 %
Électricité primaire	Nucléaire	14,8	61,3	313,7	415,2	450,2	439,7	439,5	409,7	75,6 %
	Hydraulique	48,1	70,7	58,3	72,5	61,2	64,1	68,8	62,3	11,5 %
	Éolien					2,2	1,1	5,7	7,8	1,4 %
	photovoltaïque					0,01	0,02	0,04	0,16	0,02 %
Total		182,4	258	420,2	540,8	573,8	569,8	574,2	541,9

Descriptif du parc de centrales électronucléaires

En 2011, la France compte 19 centrales nucléaires en exploitation pour un total de 58 réacteurs nucléaires de puissance^[60]. Chacune de ces centrales comprend deux ou quatre réacteurs, à l'exception de la centrale de Gravelines (Nord) qui en comprend six. Ces réacteurs sont de la filière à eau pressurisée. Le parc des 58 réacteurs se répartit en^[32] :

• 34 réacteurs de 900 MWe, dont 6 réacteurs du palier CP0, 18 du CP1 et 10 du CP2. Les paliers CP1 et CP2 sont regroupés sous le vocable CPY ;
• 20 réacteurs de 1300 MW se répartisant en 8 du palier p. 4 et 12 du palier P’4
• 4 réacteurs de 1450 MWe constituant le palier N4

La France compte aussi 13 réacteurs arrêtés définitivement et la plupart en cours de démantèlement.

Un réacteur, dit de génération III, de type REP et baptisé EPR (Evolutionary Power Reactor), est en construction à côté des deux réacteurs existants de la centrale nucléaire de Flamanville (Manche).

Les réacteurs de 900 MWe

Les 34 réacteurs de 900 MWe se répartissent en 6 réacteurs du palier CP0 (Fessenheim (2) et Bugey (4)), 18 du CP1 (Blayais (4), Dampierre (4), Gravelines (6) et Tricastin (4)) et 10 du CP2 ( Chinon (4), Cruas (4) et Saint-Laurent-des-Eaux (2)). Les paliers CP1 et CP2 sont regroupés sous le vocable CPY. Les 6 réacteurs du palier CP0 ont été mis en service respectivement en 1977 et 1979^{[B 2]}, les 18 réacteurs CP1 entre 1980 et 1985 et les réacteurs CP2 entre 1981 et 1987^[20].

Les chaudières du palier CPY (CP1 et CP2) se distinguent des réacteurs CP0 par la conception des bâtiments, la présence d’un circuit de refroidissement intermédiaire entre celui permettant l’aspersion dans l’enceinte en cas d’accident et celui contenant l’eau de la rivière, ainsi que par un pilotage plus souple^[61].

Le bâtiment qui abrite de ce type de réacteur est à paroi simple. Il est cylindrique en béton précontraint de 37 m de diamètre et d'environ 60 m de hauteur, surmonté d'un dôme. La paroi cylindrique a une épaisseur de 90 cm et le dôme une épaisseur de 80 cm. Ce bâtiment a pour fonction de résister aux accidents aussi bien qu'aux agressions externes. Sa surface intérieure est recouverte d'une peau métallique de 6 mm d'épaisseur dont la fonction est d'assurer l'étanchéité^[62].

Les réacteurs de 1300 MWe

Les 20 réacteurs de 1300 MW se répartissant en 8 du palier p. 4 et 12 du palier P’4.

Le palier p. 4 est constitué des réacteurs de Flamanville (2), Paluel (4) et Saint-Alban (2) ^[23]. Une des principales différences avec les REP 900, outre la puissance accrue, est la double enceinte de confinement du bâtiment qui abrite le cœur. La paroi interne a une épaisseur de 1,20 m et la paroi externe 0,55 m^[62]. Par ailleurs, du fait de l’augmentation de puissance, le nombre de générateurs de vapeur du circuit primaire est porté de trois à quatre afin de disposer d’une capacité de refroidissement plus élevée que sur les réacteurs de 900 MWe^[61].

Le palier P’4 est constitué des réacteurs de Belleville (2), Cattenom (4), Golfech (2), Nogent (2) et Penly (2). Les différences avec le palier p. 4 sont faibles. Elles concernent essentiellement le bâtiment du combustible et la conception de certains circuits^[61].

Les réacteurs de 1450 MWe

Les quatre réacteurs de 1450 MWe constituant le palier N4 sont situés à Chooz B (2) et à Civaux (2).

Sûreté des centrales françaises

Accidents et incidents

Accidents nucléaires en France^[63],[64]

Date	Lieu	Description	Coût (en millions de dollars américains 2006)
17 octobre 1969	Saint-Laurent, France	50 kg d'uranium dans l'un des réacteurs de la centrale nucléaire de Saint-Laurent a commencé à fondre, un événement classé au «niveau 4» sur le Échelle internationale des événements nucléaires (INES)[65]. En mars 2011, cela reste le plus grave accident nucléaire civil en France[66].	?
25 juillet 1979	Saclay, France	déversement de liquides radioactifs dans les égouts conçus pour les déchets ordinaires, qui s'infiltrent dans le bassin versant local au réacteur de Saclay BL3	5
13 mars 1980	Loir-et-Cher, France	Un système de refroidissement défectueux fusionne les éléments combustibles ensemble au réacteur A2 de Saint-Laurent, ruinant l'assemblage combustible et forçant à un arrêt prolongé	22
14 avril 1984	Bugey, France	câbles électriques défectueux au centre de commandement de la Centrale nucléaire du Bugey et la force à un arrêt complet d'un réacteur	2
22 mai 1986	Normandie, France	dysfonctionnements à l'usine de retraitement de la Hague et expose les travailleurs à des niveaux dangereux de radiation et cinq personnes sont hospitalisées	5
12 avril 1987	Tricastin, France	fuites de liquide de refroidissement, de sodium et hexachlorure uranium, dans le surgénérateur du Tricastin, blessant sept travailleurs et contaminant les réserves d'eau	50
27 décembre 1999	Blayais, France	Une très forte tempête cause l'Inondation de la centrale nucléaire du Blayais en 1999, forçant un arrêt d'urgence après que les pompes d'injection et des systèmes de confinement sont noyés par les eaux	55
21 janvier 2002	Manche, France	les systèmes de contrôle et les soupapes de sécurité échouent après une mauvaise installation des condenseurs, forçant un arrêt de deux mois	102
16 mai 2005	Lorraine, France	des câbles électriques non standard à la centrale nucléaire de Cattenom causent un incendie dans un tunnel électrique, endommageant la sécurité des systèmes	12
13 juillet 2008	Tricastin, France	75 kg d'uranium naturel, en solution dans plusieurs milliers de litres, sont accidentellement déversés sur le sol et ruissellent dans une rivière proche	7
12 août 2009	Gravelines, France	le système d'assemblage n'arrive pas à éjecter correctement les barres de combustible irradié à la centrale nucléaire de Gravelines, ce qui bloque les barres de combustible, le réacteur est mis à l'arrêt	2
12 septembre 2011	Marcoule, France	Une personne a été tuée et quatre autres blessés, dont un grièvement, dans une explosion au site nucléaire de Marcoule. L'explosion a eu lieu dans un four permettant de fondre des déchets de «faible à très faible» teneur radioactive, selon un porte-parole de l'autorité de sûreté et déclare que cela ne représentent pas un accident nucléaire	?

Vieillissement des centrales françaises

De nombreux composants mobiles (pompes, vannes, etc) subissent une usure mécanique. Leur usure et risque de défaillance sont plus ou moins facilement diagnostiqués. En cas de problème ils sont remplacés. D'autres éléments non mobiles tels que le béton, les tuyauteries enterrées ou noyées dans le béton, les soudures, les tubes, etc sont soumis à divers contraintes et à un vieillissement qui peut être accéléré par la radioactivité, la pression, la présence d'acide, de sel, de chlore et/ou les hautes températures^[67] ou par la combinaison de plusieurs de ces facteurs. Dans certains pays (Japon notamment) des contraintes sismiques ajoutent leurs effets au vieillissement normal des composantes d'une centrale.

« Un des problèmes majeurs rencontrés lors du vieillissement des réacteurs à eau pressurisée est la fissuration de composants en alliage 600 (tubes de générateur de vapeur, traversées de fond de cuve, adaptateur, piquage ) ainsi que des soudures attenantes, liée à la formation d’un film d'oxyde à la surface de l'alliage » ; Cette formation d'oxydes, parfois liée à des biofilms peut inhiber les échanges thermiques, accélérer la corrosion (avec de possibles fissures dites de « corrosion sous contrainte^[68] » (ou CSC, à laquelle l'alliage 600 de formule NiCr15Fe³ très utilisé dans le nucléaire est par exemple sensible à partir de quelques centaines de degrés, ce pourquoi il a été remplacé dans les nouvelles centrales en France par l'alliage 690 (NiCr30Fe) traité thermiquement, jugé insensible à la CSC en milieu primaire et en Allemagne par l'alliage 800 base Fe ^[69]) et générer divers contraintes à l’interface alliage/oxyde voire contribuer à déformer certaines de ces interfaces, de manière différentiée selon les métaux en présence, la nature physicochimique de la couche d'oxyde, et bien entendu son épaisseur^[67]. De nombreux programmes de suivi, d’entretien et de recherche ont permis d'allonger la durée de vie des centrales nucléaires.

Les réacteurs du futur

Applications militaires

Cycle du combustible

Cycle fermé avec retraitement

Le cycle du combustible nucléaire comprend l'extraction du minerai, la concentration en uranium, la conversion, l'enrichissement, la fabrication du combustible, son irradiation en réacteur, puis son recyclage éventuel et enfin la gestion des déchets^{[I 1]}.

Ce cycle peut être ouvert, le combustible usé après irradiation dans les réacteurs ne subit aucun traitement et est dirigé vers des lieux stockages de conception variable selon les pays, comme c’est le cas pour la Suède ou les États-Unis. Il peut être fermé, le combustible usé subit un traitement dans des usines spécialisées pour permettre la récupération du plutonium et de l'uranium de retraitement et son éventuelle réutilisation, les déchets ultimes étant stockés définitivement sur des sites spécialisés^{[C 1]}.

La France a choisi le cycle fermé avec retraitement, à l’instar du Royaume-Uni, des Pays-Bas, de la Russie et du Japon^{[C 1]}.

L’uranium appauvri (Uap), obtenu après enrichissement de l'uranium naturel, est pour partie entreposé et constitue ainsi une réserve. L'uranium de retraitement (URT), obtenu après séparation du combustible usé dans l'usine de retraitement de La Hague, est utilisé pour fabriquer un nouveau combustible nucléaire, l’uranium de retraitement enrichi (URE). Le plutonium, mélangé avec de l'uranium appauvri issu de l'étape d'enrichissement, est quant à lui recyclé en combustible MOX (Mixed oxyde fuel) neuf. Ce nouveau combustible est alors utilisé dans les centrales nucléaires qui acceptent ce type de combustible^[70].

Sur les années 2007 à 2009, 8 100 tonnes d’Uranium naturel ont été enrichies pour obtenir 1 033 tonnes d’uranium enrichi, qui ont permis de fabriquer le combustible alimentant les 59 réacteurs français (58 aujourd’hui), et 7 330 tonnes d’uranium appauvri. Après irradiation, 1 170 tonnes de combustible usé ont été déchargées en moyenne par an des réacteurs. 37 tonnes d'uranium enrichi après retraitement (URE) et 8,5 de Plutonium récupéré ont pu permettre de fabriquer 45,5 tonnes de combustible neuf^{[C 2]}. Ainsi le taux de recyclage est de 3,9 %, ce qui est relativement faible par rapport aux 96 % recyclables^[71].

Si on ajoute les 91,5 tonnes d’uranium appauvri réutilisés pour fabriquer du Mox, on obtient 137 tonnes d’uranium économisées. Le taux d’uranium économisé est donc de 11,7 % ^{[C 3]}. Selon le HCTISN, ce taux devrait passer de 12 % à 17 % à partir de 2010^{[C 3]}.

Cycle amont

Le cycle du combustible nucléaire en France, est l'ensemble des opérations destinées à fournir du combustible aux réacteurs nucléaires français puis à gérer le combustible irradié. Ces opérations comprennent : l'extraction du minerai, la concentration en uranium, la conversion, l'enrichissement, la fabrication du combustible, son irradiation en réacteur, puis son recyclage et enfin la gestion des déchets.

En France, les parties amont et aval du cycle sont assurées par les entreprises du groupe Areva.

L'industrie de l'extraction minière d'uranium en France s'est fortement développée dans les années 1980, avec des sites comme Saint-Pierre ou Jouac. Après l'épuisement des gisements, la mine de Jouac est la dernière à fermer en mai 2001^[72]. À partir de 2001, l'intégralité des 8 000 tonnes^[73] nécessaire chaque année est importée de pays comme l'Australie (mine d'Olympic Dam par exemple), le Canada (McClean Lake, McArthur River, Cigar Lake^[74]) ou le Niger (mine d'Arlit notamment).

Le minerai est ensuite converti dans l'usine de Malvesi, dans l'Aude, puis enrichi dans les usines Georges-Besse et prochainement Georges-Besse II sur le site nucléaire du Tricastin. Les assemblages pour réacteurs sont fabriqués par les entreprises FBFC sur le site nucléaire de Romans pour le combustible normal et par Melox sur le site nucléaire de Marcoule pour le Mox, un combustible composé d'uranium et de plutonium.

• 

  L'uranium en provenance des mines étrangères arrive dans le port du Havre puis est transféré à l'usine Comurhex de Malvési pour conversion en UF4.

• 

  Le tétraflurorure d'uranium (UF4) produit par l'usine Comurhex de Malvési est transformé en hexafluorure d'uranium (UF6) dan l'usine Comurhex de Pierrelatte.

• 

  Le matériau UF6 est enrichi dans l'usine d'enrichissement Georges-Besse du Tricastin (Drôme).

• 

  L'uranium enrichi est transféré dans l'usine FBFC de Romans pour y fabriquer des assemblages de combustible UO2 et dans l'usine Melox de Marcoule pour produire du Mox.

Irradiation

Les assemblages de combustibles sont irradiés dans les différents réacteurs civils ou militaires pour produire de l'électricité ou des réacteurs de recherches pour produire différents isotopes destinés aux secteurs industriels et médicaux. L'isotope uranium 238 fertile représente au départ 96,7 % du total. Lors de l'irradiation, il se transforme en partie par capture d'un neutron thermique en uranium 239 instable qui donne par émission du neptunium de période très courte et qui par le même processus se transforme en plutonium 239^[75].

Les assemblages restent dans le cœur des différents réacteurs environ trois ans. Au fur et à mesure de sa combustion, le combustible s'appauvrit en éléments fissiles tandis qu'il s'enrichit en produits de fission, dont certains jouent le rôle de poison et ralentissent les réactions de fission. Au bout des trois années, il devient nécessaire de remplacer le combustible usé par du neuf. Pour éviter un arrêt trop long du réacteur, l'opération de renouvellement n'est pas réalisée en une seule fois mais chaque année par tiers ^[76].

Cycle aval

Au bout de trois ans d'irradiation, le combustible s'est transformé avec l'apparition de plutonium, de produits de fission et d'actinides mineurs. Il reste en outre à peu près 1 % d'isotope 235 fissile, plus que dans l'uranium naturel (0,7 %) et il peut être intéressant d’enrichir cet uranium usé afin de le recycler.

Après un dépôt d’une année dans une piscine de désactivation du site nucléaire producteur d’électricité, les assemblages sont ainsi transportés à l’usine de retraitement de La Hague, dans la Manche, afin que l’ensemble des radionucléides valorisables soient séparés des autres éléments qui sont traités en tant que déchets. Cette opération est entreprise après une nouvelle période d’entreposage en piscine d’une durée de trois à cinq ans afin de permettre une décroissance de la radioactivité.

850 tonnes d'assemblages sont traitées chaque année. Un tiers de l'uranium récupéré à La Hague (soit 280 tonnes par an) est réenrichi en uranium 235 permettant la production annuelle de 35 tonnes d'uranium de retraitement enrichi (URE). Plutonium et uranium de retraitements sont ensuite envoyés à l'usine Melox pour fabriquer du Mox qui sera exploité dans une des 22 centrales habilitées.

Au 31 décembre 2007, 1 150 969 m³ de déchets étaient stockés sur les différents sites, dont 2 293 m³ de déchets de haute activité. Le centre de stockage de Morvilliers, dans l'Aube, recueille les déchets de très faible activité (TFA), celui de Soulaines, situé à proximité, accepte les déchets de faible et moyenne activité à vie courte (FMA-VC). Ceux à vie longue et ceux à haute activité (HA) seront admis dans ces sites profonds qui seront définis avant 2015.

Le 28 novembre 2008, EDF a communiqué aux autorités de contrôle ses prévisions d’évolution du cycle pour la période 2007-2017 sur la base de quatre scénarios. L’ASN a demandé le 9 mai 2011 qu’une étude complémentaire soit réalisée sous un an, prenant en compte les enseignements de l’accident nucléaire de Fukushima, notamment en ce qui concerne les capacités de stockage des piscines de désactivation et une révision à la baisse de la production annuelle.

• 

  Les assemblages de combustible UO2 ou Mox fabriqués à Romans ou à Marcoule sont acheminés dans les centrales nucléaires françaises pour y être irradiés.

• 

  Les assemblages irradiés sont acheminés dans l'usine de retraitement de la Hague pour y être retraités ou entreposés temporairement.

• 

  Les déchets de faible et moyenne activité sont acheminés vers le Centre de stockage de l'Aube. L'uranium de retraitement est réutilisé pour fabriquer du combustible.

Exportation

Israël

La France signe le 3 octobre 1957, un an après la crise de Suez, un accord secret avec Israël, portant sur la construction d'un réacteur dans la centrale de Dimona^[77], faite en dehors du régime de l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA) ^[77]. Afin de préserver le secret, le gouvernement français raconte aux officiers des douanes que les pièces exportées serviront à construire une usine de dessalement d'eau de mer en Amérique latine^[77].

Westinghouse cède sa licence (1974)

En 1974, la société américaine Westinghouse cède sa licence à Framatome concernant les réacteurs nucléaires à eau pressurisée (REP), que la France a exportée par la suite.

Afrique du Sud

En 1974, un consortium d'entreprises françaises, composé de Spie Batignolles pour le génie civil, d'Alsthom pour l'îlot conventionnel et de Framatome commence la construction de la centrale de Koeberg, doté de réacteur à eau pressurisée (REP) et d'une licence Westinghouse^[78]. La centrale a été mise en service en 1984 et 1985, soulevant un tollé international du fait de l'embargo qui frappait le régime d'apartheid.

Moyen-Orient dans les années 1970-1980

La France a signé, par la main de Jacques Chirac, un accord de coopération nucléaire avec l'Irak le 18 novembre 1975, qui devait aboutir à la construction de la centrale d'Osirak^[79].

Dans le même temps, la France signe des accords avec l'Iran. Georges Besse fonde le consortium international Eurodif en 1973, qui inclut la France, la Belgique, l'Italie, l'Espagne et la Suède. La Suède se retire rapidement du jeu, et Eurodif se tourne alors vers Téhéran, qui devient actionnaire d'Eurodif.

L'accord franco-iranien du 27 juin 1974 prévoit la vente par la France de cinq centrales atomiques américaines (licence Framatome); l'approvisionnement de l'Iran en uranium enrichi ; la construction par Technicatome d'un centre nucléaire comportant trois réacteurs de recherche; l'exploitation en commun des gisements d'uranium qui pourraient être découverts en Iran et celle de gisements dans des pays tiers; la formation des scientifiques iraniens, ainsi que « l'accès de l'Iran à l'industrie de l'enrichissement de l'uranium » ^[80].

Le Commissariat à l'énergie atomique (CEA ^[81]) français et l'Organisation iranienne à l'énergie atomique ont alors fondé la Sofidif (Société franco–iranienne pour l’enrichissement de l’uranium par diffusion gazeuse), possédant respectivement 60 % et 40 % des parts. En retour, la Sofidif a acquis une part de 25 % dans Eurodif, ce qui donnait à l'Iran une minorité de blocage dans Eurodif^[81]. Le reste des 75 % d'Eurodif étaient répartis entre le CEA (27,8 % des parts^[81]), et trois actionnaires minoritaires (l'Italie, l'Espagne, la Belgique^[81]).

En tant qu'actionnaire, l'Iran avait un droit d'enlèvement sur 10 % de l'uranium enrichi par Eurodif^[82].

À la suite de la Révolution islamique de 1979, Paris refusa d'honorer ses engagements, empoisonnant ainsi les relations avec Téhéran (voir Eurodif pour des détails sur le contentieux franco-iranien), jusqu'à la signature d'un accord en 1991.

Chine depuis les années 1980

Areva collabore en outre depuis les années 1980 avec la république populaire de Chine, où elle a aidée à la construction de neuf des onze centrales nucléaires. Elle a perdu un marché, en 2007, au profit de sa rivale Westinghouse, détenue par Toshiba, mais en a remporté un autre, d'une valeur de 8 milliards d'euros, signé avec China Guangdong Nuclear Power Company en novembre 2007 pour la construction de deux centrales nucléaires de technologie EPR ^[83].

États-Unis dans les années 2000

En 2005, Areva et Constellation Energy, l’un des principaux électriciens américains, ont créé la coentreprise Unistar Nuclear (en), qui a pour mission de promouvoir et commercialiser la technologie EPR aux États-Unis. En 2006, Unistar a annoncé un accord entre Areva et BWX Technologies (en), acteur américain de l'industrie nucléaire, pour la fabrication de composants pour l’US EPR.

Libye dans les années 2000

Le président Nicolas Sarkozy a signé un accord de coopération nucléaire avec la Libye lors de sa visite du 25 juillet 2007, qui était lié à l'affaire des infirmières bulgares^[84],[85].

L'Élysée affirmait que les centrales nucléaires vendues devaient servir à la désalinisation de l'eau de mer^[86], mais cela a été mis en doute par Le Monde ^[87].

Le Parisien, citant Philippe Delaune, un responsable du CEA, a par la suite écrit que l'accord concernait en fait les réacteurs EPR de 3^e génération, et que le contrat portait sur un montant de trois milliards de dollars^[88].

Areva a cependant démenti les informations du Parisien^[89]. Nicolas Sarkozy a aussi nié tout contrat de la sorte^[90],[91].

Bakchich s'est néanmoins procuré le mémorandum secret de juillet 2007. L'article 1 affirme que l’un des objectifs de l'accord franco-libyen est d’« encourager les institutions et entreprises industrielles des deux pays à mettre en œuvre des projets communs ». Mais aussi d’« autoriser les institutions et entreprises industrielles des deux pays à œuvrer conjointement en vue de la réalisation de projets de production d’énergie nucléaire et de dessalement de l’eau, ainsi que des projets de développement liés à l’utilisation pacifique de l’énergie atomique »^[92].

Suède

En janvier 2007, Areva a remporté deux contrats portant sur la modernisation de la tranche 2 de la centrale d'Oskarshamn et l'extension de la durée de vie de la tranche 4 de la centrale de Ringhals^[93].

Inde

À la suite de l'accord signé en septembre 2008 par le groupe des fournisseurs nucléaires avec l'Inde ^[94], un accord de coopération entre l'Inde et la France a été signé^[95], conduisant en retour à la signature d'un contrat entre Areva et Nuclear Power Corp of India Ltd (NPCIL), portant sur deux réacteurs de 1.650 mégawatts (MW) de type EPR (Evolutionary Power Reactor) ^[96]

Notes et références

Notes

Références

• Alain Mallevre, L’histoire de l’énergie nucléaire en France de 1895 à nos jours , 2006

• Paul Reuss, L'épopée de l'énergie nucléaire: une histoire scientifique et industrielle , 2007, (voir dans la bibliographie)

• [PDF] Haut Comité pour la Transparence et l’Information sur la sécurité nucléaire, « Avis sur la transparence de la gestion des matières et des déchets nucléaires produits aux différents stades du cycle du combustible » ^{(Archive • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?)}, 12 juillet 2010, sur http://www.hctisn.fr, consulté le 1er juillet 2011

• [PDF] Haut Comité pour la Transparence et l’Information sur la sécurité nucléaire, « Avis sur la transparence de la gestion des matières et des déchets nucléaires produits aux différents stades du cycle du combustible » ^{(Archive • Wikiwix • Archive.is • Google • Que faire ?)}, 12 juillet 2010, sur http://www.hctisn.fr, consulté le 1er juillet 2011

Voir aussi

Bibliographie

• « Un nucléaire très cartésien » in Jean-Claude Debeir, Jean-Paul Deléage et Daniel Hémery, Les servitudes de la puissance, Flammarion, coll. nouvelle bibliothèque scientifique, 1986, p. 299-342.
• Paul Reuss, L'épopée de l'énergie nucléaire: une histoire scientifique et industrielle, Paris, EDP SCIENCES,‎ 8 février 2007, 167 p. (ISBN 2868838804, lire en ligne)

Vidéographie

• Inauguration officielle de la première pile atomique française au Fort de Châtillon, sur le site de l’INA.
• Histoire des essais nucléaires français : du désert de la soif à l’île du grand secret : Partie 1, Partie 2, Partie 3 et Partie 4

Articles connexes

• électricité en France
• Débat sur l'énergie nucléaire en France
• Mines d'uranium en France
• Force de dissuasion nucléaire française
• Centrale nucléaire en France
• Histoire du programme nucléaire civil de la France

Lien externe

• L’histoire de l’énergie nucléaire en France de 1895 à nos jours

• Portail de l’énergie
• Portail de la production industrielle
• Portail du nucléaire