La production d'électricité en France repose sur un mix énergétique diversifié, avec une prédominance du nucléaire. Cet article examine en détail les principales sources d'électricité en France, notamment le rôle du nucléaire, l'impact croissant des énergies renouvelables, la contribution des centrales thermiques à combustible fossile, les échanges transfrontaliers d'électricité, les innovations technologiques, les enjeux environnementaux et politiques, l'infrastructure du réseau électrique et l'impact économique du secteur.
Le rôle du nucléaire
Une production dominée par le nucléaire
En 2023, la France a produit 494,3 TWh d'électricité, dont 320,4 TWh issues du nucléaire, soit 64,8% de la production totale. L'énergie nucléaire représente ainsi de loin la première source d'électricité du pays, loin devant l'hydraulique (11,9%), l'éolien (10,2%) et le gaz (6,1%).
Ce socle nucléaire confère plusieurs avantages à la France. D'abord, il garantit une certaine indépendance énergétique. Ensuite, il permet de produire une électricité décarbonée à un coût compétitif et prévisible sur le long terme. Enfin, il apporte de la stabilité au réseau électrique grâce à la production en base des réacteurs.
Un parc de 56 réacteurs répartis sur 18 sites
Pour atteindre ce niveau de production, la France s'appuie sur un vaste parc électronucléaire composé de 56 réacteurs en fonctionnement, répartis sur 18 centrales à travers le territoire :
- 32 réacteurs de 900 MW
- 20 réacteurs de 1300 MW
- 4 réacteurs de 1450 MW
Ces réacteurs à eau pressurisée (REP) ont été mis en service entre 1977 et 2002. Ils atteignent un âge moyen de 36 ans en 2023. EDF, l'opérateur historique, a engagé un vaste programme de grands carénages pour prolonger leur durée de fonctionnement au-delà de 40 ans, voire 50 à 60 ans pour certains.
Des défis à relever pour l'avenir du nucléaire
Si le nucléaire apporte de nombreux bénéfices, il doit aussi faire face à plusieurs enjeux cruciaux pour son avenir en France :
- Maintenir un haut niveau de sûreté et de disponibilité alors que les réacteurs vieillissent. Des investissements conséquents sont nécessaires.
- Renouveler les compétences face au départ à la retraite de nombreux salariés expérimentés du secteur.
- Trouver des solutions pérennes pour la gestion des déchets radioactifs, en particulier avec le stockage géologique profond.
- Conserver l'acceptabilité sociale de cette énergie, notamment dans les territoires accueillant des centrales.
Malgré ces défis, le gouvernement français a réaffirmé en 2022 son soutien à la filière nucléaire. La construction de 6 nouveaux réacteurs EPR2 a été annoncée, et de nouveaux projets pourraient suivre. L'objectif est de préserver le savoir-faire français en matière de nucléaire civil et d'assurer la sécurité d'approvisionnement électrique sur le long terme, tout en luttant contre le réchauffement climatique.
L'impact des énergies renouvelables
Un développement rapide du solaire et de l'éolien
Le solaire et l'éolien sont les filières les plus dynamiques. La puissance installée du parc solaire photovoltaïque a bondi de 31% en 2022 pour atteindre 15,8 GW fin 2022. De son côté, l'éolien terrestre a vu sa capacité augmenter de 12% à 21,2 GW.
Des projets ambitieux
De nombreux projets sont en cours pour accélérer encore cette transition. Le gouvernement vise l'installation de 100 GW de solaire d'ici 2050. En mer, près de 3,5 GW de parcs éoliens devraient être mis en service d'ici 2028. La première éolienne flottante est attendue au large de Leucate fin 2023.
Un impact significatif sur les émissions de CO2
Cette montée en puissance des renouvelables permet de réduire les émissions de gaz à effet de serre du système électrique français, même si le nucléaire prédomine toujours. En 2022, la production d'électricité affichait une intensité carbone de 36 gCO2/kWh, en baisse de 5% sur un an.
Les centrales thermiques à combustible fossile
En 2022, la production d'électricité à partir de charbon, de gaz et de pétrole représentait 12% du mix électrique français. Bien que la tendance soit à la baisse depuis plusieurs années, ces centrales jouent encore un rôle clé pour répondre aux pics de consommation.
Une capacité installée en diminution
La puissance installée du parc thermique fossile s'élevait fin 2021 à 17 979 MW :
- 12 780 MW de centrales à gaz
- 3 380 MW de centrales au fioul
- 1 820 MW de centrales à charbon
Conformément aux objectifs de décarbonation, plusieurs centrales à charbon ont fermé ces dernières années. Seules subsistent la centrale de Cordemais et celle d'Émile-Huchet, remise en service fin 2022 dans le contexte de crise énergétique.
Des émissions de CO2 en hausse
En 2022, le recours accru aux centrales thermiques pour compenser la baisse de la production nucléaire a entraîné une augmentation des émissions de CO2 du secteur électrique, qui ont atteint 25 MtCO2e contre 21,5 MtCO2e en 2021. Les centrales à gaz ont été les plus sollicitées, générant 18,5 MtCO2e à elles seules.
Importations et exportations d'électricité
Principaux partenaires et volumes échangés
En 2022, les importations d'électricité ont représenté 57 TWh contre 40,5 TWh d'exportations, soit un solde importateur de 16,5 TWh. L'Allemagne a été le principal fournisseur avec 29,3 TWh importés, suivie de l'Espagne (12,6 TWh) et de la Grande-Bretagne (12,9 TWh). A l'export, l'Italie reste la première destination (18,4 TWh), devant la Suisse (13,7 TWh).
Impact sur la sécurité énergétique
Malgré ce déficit exceptionnel en 2022, les importantes capacités d'interconnexion de la France (environ 30 GW fin 2022 selon RTE) lui permettent de compenser les variations de sa production nationale et ainsi de sécuriser son approvisionnement, tout en contribuant à la stabilité du système électrique européen. La poursuite du développement des interconnexions, notamment avec la Grande-Bretagne, l'Irlande et l'Italie, renforcera encore cette sécurité.
Technologies émergentes et innovation
Ces dernières années, la France a vu émerger de nouvelles technologies innovantes qui optimisent la production et la consommation d'électricité. Les batteries de stockage et les réseaux intelligents jouent un rôle clé dans cette évolution.
Les batteries de stockage, un maillon essentiel
Le stockage de l'électricité est un enjeu crucial pour optimiser l'utilisation des énergies renouvelables intermittentes comme le solaire et l'éolien. En 2021, le parc de stockage par batteries en France a atteint 456 MW de capacité installée. Des projets innovants émergent, à l'instar de l'expérimentation RINGO lancée par RTE :
- 3 sites pilotes de stockage par batteries lithium-ion de 12 MW chacun
- Entrée en service entre juin 2021 et juin 2022
- Objectif : stocker localement les excédents de production du parc éolien de Bellac (Haute-Vienne) de 110 MW
En parallèle, de grands groupes comme EDF investissent massivement dans le stockage. Le groupe prévoit 10 GW de capacités de stockage dans le monde d'ici 2035, avec un budget de 8 milliards d'euros.
Vers des réseaux électriques intelligents
L'essor des smart grids, ou réseaux intelligents, transforme la gestion du réseau électrique. Dotées de capteurs et pilotées par des algorithmes, ces infrastructures optimisent en temps réel l'équilibre entre production et consommation. Cela permet notamment de :
- Intégrer plus facilement les énergies renouvelables au réseau
- Réduire les pointes de consommation via des incitations tarifaires
- Détecter et isoler rapidement les pannes pour limiter les coupures
Des démonstrateurs de réseaux intelligents sont déployés, comme le projet Smart Grid Vendée porté par Enedis. Dans le cadre de son plan d'investissements 2020-2035, RTE prévoit d'installer un millier d'automates pour optimiser le fonctionnement du réseau.
Batteries de stockage et réseaux intelligents joueront donc un rôle clé pour bâtir un système électrique décarboné et efficient en France dans les années à venir.
Enjeux environnementaux et politique énergétique
Les émissions de gaz à effet de serre du secteur électrique
En 2023, les émissions de CO2 de la production d'électricité en France se sont élevées à 14,9 MtCO2éq selon RTE, dont l'essentiel (14,3 MtCO2éq) provenant des centrales à combustibles fossiles, en particulier le gaz. Ces émissions restent faibles comparées à celles de nos voisins européens comme l'Allemagne (201 MtCO2éq en 2023) qui s'appuie encore fortement sur le charbon.
Cependant, la baisse de production du parc nucléaire français a entrainé en 2022 un recours accru aux centrales fossiles, faisant remonter les émissions à 25 MtCO2éq. C'est pourquoi le gouvernement s'est fixé comme objectif une décarbonation complète de la production électrique d'ici 2035.
Impact environnemental des différentes filières
Au-delà des émissions de CO2, chaque filière a des impacts spécifiques sur l'environnement qu'il est important de prendre en compte :
- Le nucléaire produit des déchets radioactifs pour lesquels des solutions de stockage à long terme doivent être mises en place. La sûreté des installations est aussi un enjeu de premier plan.
- Les grands barrages hydroélectriques perturbent les écosystèmes aquatiques et nécessitent parfois le déplacement de populations. La gestion des sédiments est un autre défi.
- L'éolien et le solaire, s'ils n'émettent pas de CO2 en fonctionnement, ont un impact visuel non négligeable sur les paysages. Le recyclage des pales et panneaux photovoltaïques en fin de vie est également un enjeu émergent.
- La biomasse peut entrer en concurrence avec les usages alimentaires. Une gestion durable des forêts est nécessaire.
Les grandes orientations de politique énergétique
La Programmation Pluriannuelle de l'Énergie (PPE), feuille de route énergétique de la France, définit les priorités d'action des pouvoirs publics pour la gestion de l'ensemble des formes d'énergie sur le territoire, afin d'atteindre la neutralité carbone en 2050. Pour le secteur électrique, elle fixe notamment les objectifs suivants à horizon 2028 :
| Filière | Capacité installée en 2028 |
|---|---|
| Nucléaire | 50 % de la production d'électricité |
| Éolien terrestre | 34,1 à 35,6 GW |
| Solaire photovoltaïque | 35,1 à 44,0 GW |
| Hydroélectricité | 26,4 à 26,7 GW |
Ces évolutions du mix vont dans le sens d'une diversification des sources de production d'électricité, avec une place accrue des énergies renouvelables, mais en maintenant un socle nucléaire important. L'enjeu est de concilier sécurité d'approvisionnement, compétitivité et respect des engagements climatiques de la France.
L'infrastructure et la gestion du réseau électrique
Avec ses 105 817 km de lignes à haute et très haute tension, le réseau de transport d'électricité géré par RTE est le plus vaste d'Europe. Il achemine l'électricité des lieux de production jusqu'aux réseaux de distribution, qui la livrent ensuite aux consommateurs finaux.
La structure du réseau de transport et de distribution
Le réseau de transport à haute et très haute tension
Les lignes à très haute tension (400 kV, 225 kV) constituent l'ossature principale du réseau de transport. Elles permettent de transporter de grandes quantités d'électricité sur de longues distances avec un minimum de pertes. Les lignes à 150, 90 et 63 kV jouent un rôle plus régional.
L'essentiel du réseau est exploité en aérien, mais certaines portions font l'objet d'une mise en souterrain, notamment en région parisienne en vue des Jeux Olympiques de 2024.
Les réseaux de distribution à moyenne et basse tension
La distribution de l'électricité jusqu'aux consommateurs finaux est assurée par Enedis (ex-ERDF), filiale d'EDF, pour 95% du territoire. Des entreprises locales de distribution (ELD) se partagent les 5% restants.
Le réseau de distribution dépasse les 1 300 000 km de lignes. Les pertes techniques y sont en moyenne de 3,5% auxquelles s'ajoutent 2,5% de pertes non techniques (fraudes, erreurs).
Les défis de la gestion d'un réseau complexe
Assurer l'équilibre offre-demande en temps réel
RTE doit en permanence ajuster la production à la consommation via des mécanismes de marché sophistiqués (merit order, marché spot) et l'activation de moyens de flexibilité (centrales de pointe, effacements, etc.). La thermosensibilité élevée de la consommation française rend cet exercice particulièrement délicat lors des pointes hivernales.
Intégrer les énergies renouvelables intermittentes
Le développement rapide de l'éolien et du solaire constitue un défi majeur. Leurs variations de production doivent être compensées par des moyens pilotables (hydraulique, thermique) et de nouveaux outils de flexibilité (batteries, hydrogène...). RTE prévoit d'installer 1000 automates d'ici 2035 pour optimiser les flux.
Renouveler les infrastructures vieillissantes
Avec un âge moyen d'environ 50 ans, le réseau français est un des plus anciens d'Europe. RTE prévoit d'investir 33 milliards d'euros d'ici 2035, dont 8 milliards pour remplacer les équipements obsolètes. Le rythme de renouvellement doit s'accélérer pour garantir la sûreté d'approvisionnement.
Impact économique du secteur électrique
Des investissements majeurs
Entre 2014 et 2023, les investissements dans la production d'électricité ont atteint en moyenne 13,5 milliards d'euros par an, dont plus de la moitié dédiés aux énergies renouvelables. Le parc nucléaire nécessite aussi des investissements importants pour sa maintenance et sa modernisation, avec notamment le "Grand Carénage" lancé par EDF qui vise à prolonger la durée de vie des réacteurs au-delà de 40 ans.
Un fort impact sur l'emploi
Selon l'UFE, la filière électrique employait directement 221 000 personnes en France en 2019 :
- 50% dans la production
- 20% dans le transport et la distribution
- 30% dans la commercialisation et les services
Une contribution significative au PIB
En 2019, le secteur électrique a contribué à hauteur de 3% au PIB national. Cependant, la transition énergétique en cours, avec la fermeture progressive des centrales à charbon et le développement des énergies renouvelables, va modifier la structure économique de ce secteur dans les années à venir.
Ce qu'il faut retenir des principales sources d'électricité en France
La France s'appuie sur un mix électrique diversifié, dominé par le nucléaire, qui assure une production stable et décarbonée. Les énergies renouvelables, en croissance, contribuent à la transition énergétique, tandis que les centrales thermiques fossiles régressent. Les échanges transfrontaliers et les innovations technologiques optimisent le réseau électrique. Les politiques énergétiques visent à concilier sécurité d'approvisionnement, compétitivité et durabilité environnementale. Le secteur électrique joue un rôle clé dans l'économie française, et sa transformation s'accompagne de défis techniques, économiques et sociétaux.