Production de chaleur nucléaire et d’électricité brute

La production de chaleur nucléaire est obtenue à partir de la fission de combustibles nucléaires dans les réacteurs nucléaires. Cette chaleur est ensuite utilisée pour la production d’électricité. La chaleur restante (environ 2/3 du total) est principalement perdue, à l’exception d’une très petite partie qui est utilisée pour l’agriculture et le chauffage urbain. La production totale de chaleur nucléaire dans l’UE en 2022 s’élevait à 155481 mille tonnes d’équivalent pétrole une baisse de 24,7 % par rapport à 2013 et de 16,7 % par rapport à 2021. Au niveau des pays, les plus fortes baisses par rapport à 2021 ont été enregistrées en Allemagne (-49,7 %) et en France (-22,3 %).

Alt= Tableau montrant la production de chaleur nucléaire dans l’UE et certains États membres de l’UE en milliers de tonnes d’équivalent pétrole entre 2013 et 2022.

La principale utilisation de la chaleur nucléaire est la production d’électricité. Le production brute d’électricité en 2022, les centrales nucléaires de l’UE se sont élevées à 609 255 GWh, ce qui représente une baisse de 16,7 % par rapport à 2021 et représente en fait une valeur record pour la période 1990-2022. Au cours de cette période, deux tendances différentes peuvent être distinguées. De 1990 à 2004, la quantité totale d’électricité produite dans les installations nucléaires de l’UE a augmenté de 26,9 %, atteignant un pic de 928 438 GWh en 2004, en raison d’une augmentation du nombre de réacteurs en exploitation. Entre 2004 et 2006, la production totale d’énergie nucléaire dans l’UE s’est stabilisée, avant de diminuer de 33,4 % entre 2006 et 2022 (voir tableau 2).

Alt= Tableau montrant la production brute d’électricité nucléaire dans l’UE et certains États membres de l’UE en gigawattheures pour les années 1990, 1995, 2000, 2005, 2010, 2015, 2020, 2021 et 2022.

En 2022, le plus grand producteur d’énergie nucléaire au sein de l’UE était la France, avec une part de 48,4 % du total de l’UE, suivie de l’Espagne (9,6 %), de la Suède (8,5 %) et de la Belgique (7,2 %). Ces quatre États membres ont produit 73,7 % de la quantité totale d’électricité produite dans les installations nucléaires de l’UE en 2022.(voir figure 1)

Alt= Tableau des surfaces empilées montrant la production brute d’électricité nucléaire en gigawattheures pour la France, l’Allemagne, l’Espagne, la Suède, la Belgique et d’autres États membres combinés de l’UE au cours des années 1990 à 2022.

Contrairement à la tendance générale de l’UE, entre 2006 et 2022, six pays ont augmenté leur production d’électricité nucléaire: La Roumanie, dont la production nucléaire n’a commencé qu’en 1996 (+ 96,9 %), les Pays-Bas (+ 19,8 %), la Tchéquie (+ 19,1 %), la Hongrie (+ 17,5 %), la Finlande (+ 10,6 %) et la Slovénie (+ 1,0 %). Au cours de la même période, les autres pays (y compris les principaux producteurs) ont diminué leur production d’électricité nucléaire. La Lituanie a définitivement fermé ses installations nucléaires en 2009. L’Allemagne a enregistré la plus forte baisse (-79,3 %), suivie de la France (-34,5 %), de la Suède (-22,5 %), de la Bulgarie (-15,6 %), de la Slovaquie (-11,6 %), de la Belgique (-5,9 %) et de l’Espagne (-2,6 %).

En 2022, au niveau de l’UE, 21,8 % de l’électricité produite était produite par des centrales nucléaires. La France détenait la part la plus élevée du nucléaire dans son bouquet électrique (62,8 %), suivie de la Slovaquie (60,2 %) et de la Belgique (46,4 %). Les Pays-Bas et l’Allemagne se trouvaient à l’autre extrémité du spectre, avec 3,4 % et 6,0 % respectivement.

Capacité d’enrichissement

L’uranium trouvé dans la nature se compose en grande partie de deux isotopes, l’uranium 235 (U-235, fissile) à 0,7 % et l’uranium-238 (U-238, non fissile) à 99,3 %. L’U-238 ne contribue pas directement au processus de fission (bien qu’il le fasse indirectement par la formation d’isotopes fissiles du plutonium 239). En raison du faible pourcentage de matières fissiles dans l’uranium naturel, et afin d’obtenir le combustible nucléaire approprié pour les réacteurs à eau sous pression (PWR, la majorité en Europe), il est nécessaire d’augmenter la concentration («riche») de l’isotope U-235 de 0,7 % à 3-5 %. Il y a deux possibilités: centrifugation ou diffusion de l’uranium sous forme gazeuse (Hexafluorure UF6). En conséquence, l’uranium naturel est séparé en une petite partie de l’uranium enrichi et une grande partie de l’uranium appauvri. Seuls deux réacteurs de l’UE (en Roumanie — type canadien «CANDU») utilisent de l’uranium naturel. Cette technologie ne nécessite pas d’enrichissement d’uranium mais nécessite l’utilisation de «l’eau lourde» comme modérateur pour compenser.

La mesure standard, l’«unité de travail séparative», est l’effort nécessaire pour séparer les isotopes de l’uranium (U235 et U238) dans le processus d’enrichissement: 1 tSWU est équivalent à 1 tonnes d’unités de travail séparatives .

Seuls trois États membres de l’UE exploitaient des usines d’enrichissement en 2022: Allemagne, Pays-Bas et France, portant la capacité totale d’enrichissement de l’Union européenne à 16400 tSWU (voir tableau 3).

Alt= Tableau montrant la capacité d’enrichissement de 2013 à 2022 en tonnes d’unités de travail séparatives dans l’UE, en Allemagne, en France et aux Pays-Bas.

Production d’assemblages de combustibles frais

L’assemblage de combustible constitue l’élément de base du cœur du réacteur nucléaire. Le matériau utilisé est l’uranium faiblement enrichi (3 % à 4 % U235) produit par les usines d’enrichissement. Le cœur du réacteur à eau sous pression standard contient environ 157 assemblages de combustible (selon le type de réacteur). L’oxyde d’uranium (poudre noire) est pressé en granulés (petits cylindres), puis placé à l’intérieur des tiges (tubes d’environ 1 cm de diamètre, 4 m de longueur) qui sont insérées dans l’élément de base du combustible nucléaire, le «assemblage». Le terme «combustible frais» indique qu’il s’agit de la première utilisation de l’uranium extrait des mines par opposition au «combustible MOX» qui est principalement fait de matériaux recyclés. MOX les assemblages ne sont pas inclus dans cette section, mais sont couverts dans la section «Production d’éléments combustibles MOX».

La production d’éléments combustibles frais est mesurée en tonnes de métaux lourds .

Seuls cinq États membres de l’UE ont produit des éléments combustibles frais en 2022: Allemagne, Espagne, France, Roumanie et Suède (voir tableau 4 et figure 2), avec une baisse globale de 15,2 % entre 2013 et 2022. L’Allemagne a enregistré la plus forte baisse de la production d’éléments combustibles frais au cours de la dernière décennie (-32,6 %), suivie de la Suède (-29,5 %) et de l’Espagne (-24,1 %). La France et la Roumanie ont enregistré une hausse (+ 2,2 % et + 0,3 %, respectivement).

Alt= Tableau montrant la production d’assemblages de combustibles frais en tonnes de métaux lourds dans l’UE, l’Allemagne, l’Espagne, la France, la Roumanie et la Suède de 2013 à 2022.

Alt= graphique à barres verticales montrant la production d’assemblages de combustibles frais en tonnes de métaux lourds dans l’UE, en Allemagne, en Espagne, en France, en Roumanie et en Suède. Chaque pays dispose de 10 colonnes comparant les années individuelles 2013 à 2022.

Production d’assemblages combustibles MOX

La production d’assemblages MOX (oxyde mixte d’uranium et de plutonium) est similaire à la production d’assemblages de combustibles frais. La différence réside dans l’utilisation d’un mélange d’oxyde d’uranium et d’oxyde de plutonium au lieu d’oxyde d’uranium pur.

L’objectif de l’utilisation du MOX est le «recyclage» de l’uranium restant et du plutonium, tous deux extraits du combustible usé dans les usines de retraitement (97 % des matières nucléaires peuvent être réutilisées). Le combustible MOX est principalement utilisé en France, représentant 1/4 à 1/3 du combustible de base total dans certains réacteurs. La production d’éléments combustibles MOX est mesurée en tHM (tonnes de métaux lourds).

Comme le montre le tableau 5, en 2013, seuls deux pays de l’UE ont produit des assemblages de combustibles MOX: Belgique et France. Toutefois, la Belgique a cessé sa production en 2015, laissant la France comme le seul État membre à disposer d’une capacité de production de MOX.

Alt= Tableau montrant la production d’assemblages combustibles MOX en tonnes de métaux lourds dans l’UE, la Belgique et la France de 2013 à 2022.

Production d’uranium et de plutonium dans les usines de retraitement

Cette section fait référence à la production annuelle d’uranium (U) et de plutonium (Pu) dans les usines de retraitement, mesurée en tHM. Le retraitement consiste à récupérer les matières fissiles et fertiles du combustible nucléaire usagé afin de fournir du combustible MOX aux centrales nucléaires. Le combustible usé, assemblé en tiges, est d’abord démonté, puis coupé en petits morceaux, avant d’être séparé chimiquement en uranium, plutonium et déchets. 97 % des matières nucléaires (U et Pu) sont recyclées et les 3 % restants de déchets hautement radioactifs sont vitrifiés et placés dans des conteneurs pour un stockage à long terme.

Comme le montre le tableau 6, la France est actuellement le seul État membre de l’UE à exploiter une centrale de retraitement nucléaire.

Alt= Tableau montrant la production d’uranium et de plutonium dans les usines de retraitement en tonnes de métaux lourds dans l’UE et en France de 2013 à 2022.

La production d’U et de Pu dans les usines de retraitement en France a diminué de 21,1 nbsp;% en 2022 par rapport à il y a dix ans.

Sécurité de l’approvisionnement en uranium

L’uranium est une ressource abondante sur les cinq continents: 44 % se trouvent dans OCDE pays, 22 % dans le BRICS (Brésil, Russie, Inde, Chine et Afrique du Sud) et 34 % dans le reste du monde. Cette répartition limite considérablement les risques géopolitiques par rapport, par exemple, à l’approvisionnement en pétrole. Selon l’Agence internationale de l’énergie atomique, les ressources mondiales identifiées avec de faibles coûts d’extraction représentent un siècle de consommation au rythme actuel. De plus, l’uranium est un métal stable, qui peut être stocké facilement sans limite de temps. Certains pays ont déjà des stocks stratégiques qui peuvent être utilisés pendant des années.

Alt= Tableau vert montrant le pourcentage de sources d’approvisionnement en uranium de l’UE en provenance du Kazakhstan, du Niger, du Canada, de la Russie, de l’Ouzbékistan, de l’Australie, de l’Afrique du Sud et de la Namibie, et de l’UE, pour l’année 2022.