Est-ce que l’énergie nucléaire est renouvelable ?

Cet article aborde la question cruciale de savoir si l'énergie nucléaire peut être considérée comme une énergie renouvelable. Cette interrogation est pertinente dans le contexte actuel de transition énergétique et de recherche de sources d'énergie durables et respectueuses de l'environnement.

Définition d'une énergie renouvelable

Pour bien comprendre si l'énergie nucléaire peut être considérée comme une énergie renouvelable, il est d'abord important de définir précisément ce qu'est une énergie renouvelable. Quelles sont les caractéristiques qui permettent de classer une source d'énergie dans cette catégorie ? Examinons en détail la définition d'une énergie renouvelable et les principales sources qui en font partie.

Qu'est-ce qu'une énergie renouvelable ?

Une énergie renouvelable est une source d'énergie qui se reconstitue naturellement et rapidement, à une échelle de temps humaine. Cela signifie que ces énergies sont considérées comme inépuisables car elles se régénèrent en permanence, contrairement aux énergies fossiles comme le pétrole ou le charbon qui mettent des millions d'années à se former. Les principales sources d'énergies renouvelables sont :

• L'énergie solaire, issue du rayonnement du soleil
• L'énergie éolienne, produite grâce à la force du vent
• L'énergie hydraulique, qui exploite la force motrice de l'eau des rivières, des fleuves et des marées
• La géothermie, qui puise la chaleur du sous-sol terrestre
• La biomasse, qui utilise la matière organique comme le bois, les déchets agricoles ou les biocarburants

Les caractéristiques des énergies renouvelables

Un renouvellement naturel et permanent

Ce qui caractérise fondamentalement les énergies renouvelables, c'est leur capacité à se renouveler naturellement et de façon permanente. Prenons l'exemple de l'énergie solaire : chaque jour, le soleil irradie la Terre de son énergie, fournissant une source intarissable de lumière et de chaleur. Même si les conditions météorologiques peuvent varier, l'énergie solaire est toujours disponible. Il en va de même pour l'énergie éolienne : tant qu'il y aura des différences de pression atmosphérique, le vent soufflera. Les éoliennes peuvent ainsi capter cette énergie cinétique pour produire de l'électricité. Quant à l'énergie hydraulique, elle repose sur le cycle perpétuel de l'eau, avec l'évaporation, les précipitations et l'écoulement des cours d'eau.

Des ressources largement réparties

Autre caractéristique des énergies renouvelables : elles sont présentes, sous une forme ou une autre, partout sur la planète. Chaque région du globe bénéficie de gisements d'énergies renouvelables, même si leur potentiel et leurs caractéristiques varient selon la localisation géographique et le climat. Ainsi, les régions ensoleillées sont particulièrement propices à l'énergie solaire, les zones venteuses à l'énergie éolienne, les pays disposant de reliefs et de cours d'eau à l'énergie hydraulique. La biomasse, quant à elle, peut être exploitée quasiment partout où il y a de la végétation et de l'activité agricole ou forestière. Cette large répartition des énergies renouvelables offre l'opportunité à chaque territoire de valoriser ses propres ressources, pour une production d'énergie locale et décentralisée. Un atout qui favorise l'autonomie énergétique et limite les pertes liées au transport de l'électricité sur de longues distances.

Le fonctionnement de l'énergie nucléaire

L'énergie nucléaire est une source d'électricité majeure dans le monde, représentant environ 10% de la production mondiale d'électricité. Son fonctionnement repose sur le principe de la fission nucléaire, un processus où des noyaux d'atomes lourds, comme l'uranium, sont divisés en fragments plus légers, libérant ainsi une grande quantité d'énergie.

La fission nucléaire au cœur des réacteurs

Dans les centrales nucléaires, l'uranium est utilisé comme combustible fissile. Cet élément chimique, sous sa forme isotopique uranium-235, est le seul isotope naturel fissile. Lorsqu'un noyau d'uranium-235 absorbe un neutron, il devient instable et se scinde en deux noyaux plus légers, appelés produits de fission. Cette réaction en chaîne libère également 2 à 3 neutrons qui, à leur tour, peuvent provoquer d'autres fissions, entretenant ainsi le processus. Lors de la fission, une partie de la masse des noyaux est convertie en énergie selon la célèbre équation d'Einstein E=mc². Cette énergie se manifeste principalement sous forme de chaleur, qui est récupérée pour produire de la vapeur d'eau. La vapeur fait ensuite tourner des turbines, entraînant des alternateurs qui génèrent de l'électricité.

Les réacteurs nucléaires dans le monde

En 2021, on comptait 442 réacteurs nucléaires en fonctionnement dans 32 pays, pour une capacité installée totale de 394 GW. Ces réacteurs ont produit 2 653 TWh d'électricité, soit environ 10% de la production mondiale d'électricité. La France, qui tire près de 70% de son électricité du nucléaire, est le pays avec la plus forte proportion d'électricité d'origine nucléaire.

Pays	Nombre de réacteurs	Capacité installée (GW)	Production d'électricité (TWh)
États-Unis	94	95,5	789,9
France	56	61,4	353,8
Chine	52	49,6	344,7
Russie	38	28,6	201,8

Sûreté et gestion des déchets

Malgré son efficacité énergétique, l'énergie nucléaire soulève des questions de sûreté et de gestion des déchets radioactifs. Les accidents nucléaires de Three Mile Island (1979), Tchernobyl (1986) et Fukushima (2011) ont mis en évidence les risques potentiels liés à cette technologie. De plus, les déchets nucléaires hautement radioactifs nécessitent un stockage sécurisé pendant des milliers d'années, un défi technique et sociétal majeur.

L'uranium : une ressource limitée

L'uranium, le combustible utilisé dans les centrales nucléaires pour produire de l'électricité, est une ressource naturelle limitée. Bien qu'il soit présent en quantités significatives dans la croûte terrestre, les réserves exploitables d'uranium ne sont pas infinies, ce qui soulève des questions sur la durabilité à long terme de l'énergie nucléaire.

Des réserves d'uranium estimées à 130 ans

Selon un rapport publié en 2022 par l'Agence internationale de l'énergie atomique (AIEA), les réserves mondiales d'uranium exploitables aux coûts actuels sont estimées à environ 130 ans de consommation, au rythme de production actuel. Cette estimation prend en compte les ressources identifiées et les avancées technologiques permettant une extraction plus efficace. Cependant, cette durée pourrait varier en fonction de l'évolution de la demande en énergie nucléaire. Si la part du nucléaire dans le mix énergétique mondial venait à augmenter significativement, les réserves d'uranium seraient épuisées plus rapidement. À l'inverse, une baisse de la demande prolongerait la disponibilité de cette ressource.

L'uranium, une ressource non renouvelable

Contrairement aux sources d'énergie renouvelables comme le soleil, le vent ou l'eau, qui se régénèrent naturellement et sont considérées comme inépuisables à l'échelle humaine, l'uranium est une ressource finie. Une fois extrait et utilisé, il ne se reconstitue pas naturellement dans des temps géologiques courts. Cette caractéristique distingue l'énergie nucléaire des énergies renouvelables, qui reposent sur des flux d'énergie naturels et continus. Alors que les technologies solaires et éoliennes peuvent exploiter indéfiniment les rayonnements du soleil et la force du vent, l'industrie nucléaire dépend d'un stock limité d'uranium.

La consommation d'uranium en France et dans le monde

La France, qui tire environ 70% de son électricité de l'énergie nucléaire, est l'un des plus grands consommateurs d'uranium au monde. Selon les données de la World Nuclear Association, la consommation annuelle d'uranium en France s'élève à environ 8 000 tonnes, soit près de 15% de la consommation mondiale. À l'échelle internationale, la consommation d'uranium pour la production d'électricité nucléaire est d'environ 65 000 tonnes par an. Les principaux pays producteurs d'uranium sont le Kazakhstan, le Canada et l'Australie, qui assurent à eux trois plus de deux tiers de l'approvisionnement mondial.

Pays	Production d'uranium (tonnes)	Part de la production mondiale
Kazakhstan	22 808	41%
Canada	7 000	13%
Australie	6 203	11%

Bien que les réserves d'uranium soient suffisantes pour plusieurs décennies au rythme actuel de consommation, leur caractère limité soulève des interrogations sur la pérennité à long terme de l'énergie nucléaire. La transition vers des sources d'énergie renouvelables et durables apparaît comme une nécessité pour assurer un approvisionnement énergétique soutenable sur le très long terme.

Énergie nucléaire : décarbonée mais non renouvelable

L'énergie nucléaire occupe une place particulière dans le paysage énergétique mondial. Bien qu'elle soit considérée comme une source d'énergie décarbonée, elle ne peut être qualifiée de renouvelable en raison de sa dépendance à l'uranium, une ressource finie sur notre planète.

Une énergie bas carbone mais non renouvelable

L'énergie nucléaire est produite par la fission de l'uranium dans les réacteurs des centrales. Ce processus ne génère pas directement d'émissions de dioxyde de carbone (CO2), principal gaz à effet de serre responsable du réchauffement climatique. C'est pourquoi l'énergie nucléaire est souvent présentée comme une alternative bas carbone aux énergies fossiles comme le charbon ou le gaz naturel. Cependant, bien que la production d'électricité par les centrales nucléaires soit peu émettrice de CO2, l'ensemble du cycle de vie de l'énergie nucléaire n'est pas neutre en carbone. L'extraction et l'enrichissement de l'uranium, nécessaires au fonctionnement des réacteurs, sont des processus énergivores qui reposent encore largement sur les énergies fossiles. Ces étapes génèrent donc indirectement des émissions de CO2.

Comparaison des émissions de CO2 par source d'énergie

Malgré ces émissions indirectes, l'énergie nucléaire reste l'une des filières de production électrique les moins émettrices de gaz à effet de serre, comme le montrent les données suivantes :

Source d'énergie	Émissions de CO2 (gCO2e/kWh)
Solaire photovoltaïque	5 à 217
Éolien	7 à 56
Nucléaire	1 à 220
Centrale à gaz à cycle combiné	410 à 650

Ces chiffres, issus de l'ADEME, montrent que l'énergie nucléaire émet en moyenne bien moins de CO2 par kilowattheure produit que les centrales à gaz, qui font pourtant partie des énergies fossiles les moins polluantes.

L'uranium, une ressource épuisable

Si l'énergie nucléaire peut être considérée comme une énergie décarbonée, elle ne répond pas au critère de renouvelabilité. Elle dépend de l'uranium, un combustible fissile dont les ressources sur Terre sont limitées et non renouvelables à l'échelle humaine. Contrairement aux énergies renouvelables comme le solaire ou l'éolien, qui exploitent des flux d'énergie inépuisables, l'énergie nucléaire consomme un stock fini d'uranium. Une fois ce stock épuisé, il n'y aura plus de combustible pour alimenter les réacteurs, à moins que de nouvelles ressources ne soient découvertes ou que des technologies permettant d'exploiter l'uranium appauvri ne soient développées. Cette dépendance à une ressource épuisable distingue fondamentalement l'énergie nucléaire des véritables énergies renouvelables, dont les sources (rayonnement solaire, vent, courants marins...) sont par nature illimitées et se régénèrent en permanence.

L'essentiel à retenir sur le caractère renouvelable de l'énergie nucléaire

Bien que l'énergie nucléaire présente l'avantage d'être une source d'électricité décarbonée, elle ne peut être qualifiée d'énergie renouvelable. L'uranium nécessaire à son fonctionnement est une ressource limitée qui ne se régénère pas naturellement. À l'inverse, les énergies renouvelables comme le solaire, l'éolien ou la biomasse sont issues de sources inépuisables qui se renouvellent constamment. Dans les années à venir, le développement des énergies renouvelables devrait permettre de réduire progressivement notre dépendance aux ressources fossiles et fissiles non renouvelables.