Comment produit-on de l'électricité en France : nucléaire, solaire, éoliennes, etc

Par Chloé Lenique

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Appuyer sur un interrupteur est devenu un geste automatique et anodin. Mais pour répondre aux besoins des consommateurs, il faut que l'électricité soit acheminée en quantité suffisante, tout au long de l’année. Alors comment produire de l’électricité tout en prenant compte des enjeux de la transition énergétique ? Voici un éclairage sur les différents moyens de production en France.

Quels sont les différents moyens pour produire de l'électricité ?

L’électricité peut être produite à partir de différentes sources d’énergie, renouvelable ou non. en France, voici les différents modes de production utilisés :

1. le nucléaire : source d'énergie non renouvelable ;
2. le gaz, le fioul et le charbon : ce sont les centrales thermiques dites « à combustible fossile », il s'agit de sources d'énergie non renouvelable ;
3. l’hydraulique : source d'énergie renouvelable ;
4. l’éolien : source d'énergie renouvelable ;
5. le solaire : source d'énergie renouvelable ;
6. les bioénergies : ce sont les résidus forestiers et agricoles, les déchets organiques et les cultures énergétiques qui sont utilisés afin de créer de l’électricité, mais aussi des carburants, de la chaleur ou même du froid. Ces énergies représentent des alternatives aux énergies fossiles et sont considérées comme « renouvelables » tant qu’elles ne sont pas surexploitées.

Le Plan de Continuité d’Activité de RTE pour faire face à la crise du coronavirus RTE met en place son Plan de Continuité d’Activité (PCA) afin d'assurer le fonctionnement normal du système électrique et des mécanismes financiers et commerciaux des marchés en France malgré la crise du coronavirus. Par exemple, RTE peut garantir l'activité du réseau malgré un fort taux d’absentéisme, même la veille pour le lendemain.

Comment l'électricité nucléaire est-elle produite ?

L’électricité nucléaire est créée dans les centrales thermiques nucléaires, des lieux extrêmement protégés et sécurisés. Pour en comprendre le fonctionnement, il convient de se pencher sur le principe de la fission nucléaire : des atomes d’uranium sont "bombardés" afin d’être fissurés ; cela dégage une importante chaleur qui peut ensuite être transformée en énergie, et donc, en électricité.

Toutes les centrales nucléaires comprennent quatre parties :

1. un bâtiment abritant le réacteur nucléaire et dans lequel ont lieu les fissions ;
2. une salle avec les machines vouées à transformer la chaleur en électricité ;
3. les départs de lignes électriques permettant de transporter l’électricité jusqu'aux lieux de consommation ;
4. les tours de refroidissement servant à réguler la chaleur de la centrale.

Comme tous les modes de production d’électricité, le nucléaire présente à la fois des avantages et des inconvénients.

• une puissance de production massive : 500 000 foyers peuvent être fournis en électricité avec un seul réacteur de 900 MW. Il s’agit donc d’une source d’énergie très compétitive avec un fort rendement ;
• pas d’émission de CO2, puisqu’il n’y a pas de combustion ;
• la mise en place d’une centrale nucléaire ne requiert que la présence d’un cours d’eau (rivière ou fleuve) pour permettre le refroidissement ;
• cette technique est bien connue et plutôt bien rôdée, malgré les polémiques liées aux dangers potentiels qui lui sont attribués ;

• la création d’une centrale nucléaire est fastidieuse : environ 10 ans de construction, des normes de sécurité particulièrement strictes, et un coût total très élevé ;
• un parc nucléaire qui devient vétuste : un seul réacteur a moins de 20 ans (à la centrale de Civaux), alors 47 réacteurs ont plus de 30 ans. Le plus ancien est celui de Fessenheim, mis en service en 1977 ;
• problème du traitement et de l’enfouissement des déchets radioactifs, très polluants et dont la durée de vie peut atteindre plusieurs milliards d’années ;
• les eaux rejetées par la centrale sont chaudes et ne permettent donc pas à la faune et à la flore aquatiques de s’y développer normalement. De plus, elles contiennent des déchets radioactifs.

La France possède un parc de 58 réacteurs répartis dans 19 centrales sur l’ensemble du territoire. Il s’agit d’un chiffre particulièrement élevé si on le ramène à celui de la population : c’est le pays le plus équipé en nucléaire au monde.

Comment l'électricité éolienne est-elle produite ?

Avec environ 1 380 parcs comprenant 8 000 éoliennes répartis sur le territoire, la France est l’un des pays d’Europe qui investit le plus dans cette source d’énergie renouvelable.

Le fonctionnement d’une éolienne est simple : les pâles tournent grâce au vent, ce qui permet de mettre en mouvement l’alternateur. Pour une activité optimale, le vent doit souffler à 50 km/h. S’il dépasse 90 km/h, l’éolienne cesse automatiquement de fonctionner pour garantir la sécurité de l’installation. En dessous de 10 à 15 km/h, l’éolienne ne peut pas fonctionner.

Voici les principaux avantages et inconvénients des installations éoliennes :

• le vent est une ressource naturelle importante en France car le territoire est régulièrement balayé par le vent ;
• le parc éolien maritime représente une opportunité de développement majeure, puisque la France dispose d’un accès à la mer et à l’océan extrêmement important avec près de 3 500 km de côtes et plus de 10 millions de kilomètres carrés d’eaux territoriales au total ;
• aucune émission de gaz à effet de serre, ni rejet toxique ;
• ces installations sont rapides à construire et à démonter ;

• le caractère aléatoire et non contrôlable du vent ;
• il faut une grande surface de terre pour implanter un parc suffisamment productif, et toutes les zones ne sont pas éligibles (zones mouvantes, réserves naturelles, alentours d’installations sensibles, etc) ;
• modification des paysages par les éoliennes, ce qui impacte à la fois les riverains et la faune locale (oiseaux).

On peut se demander combien d’éoliennes il faudrait pour remplacer une centrale nucléaire. La vidéo ci-dessous répond à cette question, en images :

Comment l'électricité hydraulique est-elle produite ?

C’est la force de l’eau qui est utilisée pour générer de l’électricité. Elle peut être plus ou moins importante selon la hauteur de la chute d’eau ou de la puissance du débit. L’eau entraîne une turbine qui fait tourner un alternateur. Les régions montagneuses présentant de nombreux reliefs sont donc privilégiées pour la production d’électricité hydraulique.

Voici les trois parties qui constituent une centrale hydraulique :

1. le barrage permettant de retenir l’eau afin d’en capter la force ;
2. la centrale dans laquelle est produite l’électricité, grâce à la force captée dans l’étape précédente ;
3. les départs des lignes électriques vouées à distribuer l’électricité sur le réseau.

L’électricité hydraulique présente notamment les avantages et inconvénients suivants :

• il s’agit d’une technique désormais maîtrisée ;
• aucun rejet de CO2 ni de matière toxique ;

• une centrale hydraulique est étroitement dépendante du paysage : il faut des reliefs et un cours d’eau, ou des marées importantes ;
• il s’agit d’une construction lourde, qui requiert généralement l’inondation d’une vallée entière pour fonctionner ;
• besoin de précipitations afin d’alimenter les cours d’eau ;
• risque de rupture du barrage, même s'il reste faible ;
• entretien des installations important : les lacs artificiels doivent être vidés tous les dix ans.

Comment l'électricité solaire est-elle produite ?

Cette production se base sur un fonctionnement simple : les panneaux photovoltaïques captent l'énergie solaire afin de produire de l'électricité grâce à des onduleurs. L’énergie lumineuse est alors transformée en tension électrique. Selon le nombre d’heures d’ensoleillement et la puissance totale des panneaux photovoltaïques, la centrale peut assurer une production régulière avec un rendement plus ou moins important.

Les panneaux solaires peuvent être installés sur tous les supports solides, qu’il s’agisse d’une toiture ou d’une structure métallique. C’est la solution idéale pour alimenter un site consommant de l’électricité à proximité (habitation, bâtiment tertiaire, ou usine). Ainsi, l’électricité photovoltaïque peut tout aussi bien être réinjectée dans le réseau de distribution national qu’être consommée sur place, ou par exemple, pour de l’autoconsommation, dans le but de réduire ses factures d'électricité.

Voici les principaux atouts et inconvénients de la production photovoltaïque :

• l'énergie solaire est une ressource quasi-inépuisable ;
• aucun rejet de gaz à effet de serre ;
• aucune nuisance sonore ;
• peu de frais de maintenance des installations ;
• les panneaux photovoltaïques sont généralement recyclables et peuvent durer jusqu’à 30 ans ;
• implantation sur diverses surfaces (parkings, toits, etc) ;
• possibilité de se tourner vers un modèle d’autoconsommation d’électricité ;

• besoins importants en eau et en électricité pour construire les panneaux photovoltaïques ;
• panneaux constitués de matériaux rares : cuivre, chrome, cadmium, silicium et tellure ;
• le rendement dépend des saisons et du taux d’ensoleillement. Or, les besoins en électricité augmentent en hiver (chauffage, lumière), alors que le taux d’ensoleillement baisse au même moment ;
• installation coûteuse.

Il est bien entendu possible d'installer des panneaux solaires chez soi pour produire sa propre électricité. Si le toit n'est pas adapté, une pergola solaire peut être une solution.

Comment l'électricité thermique au charbon est-elle produite ?

Pour produire de l'électricité, les centrales thermiques à flammes utilisent la force de la vapeur émise lors de la combustion d’énergies fossiles, en l’occurrence le charbon. Plus de 40% de la production mondiale d’électricité repose encore sur le charbon. Il s’agit donc d’une source d’énergie encore majeure dans le monde. Si elle est peu coûteuse et facile à produire, elle est également l’une des plus polluantes.

Voici les points forts et les points faibles de ce type de production d’électricité :

• la souplesse de production : les centrales thermiques à flammes peuvent fonctionner ou être arrêtées selon les besoins ;
• elles peuvent alimenter le chauffage urbain ;

• c’est une production dépendante des énergies fossiles épuisables, dont la France et un grand nombre de pays cherchent à se détacher dans le cadre de la transition énergétique ;
• forte émission de CO2 et d’autres gaz à effet de serre, mais aussi de particules polluantes, due à la combustion du charbon ;
• besoin de s’approvisionner en-dehors de France.

La fermeture de toutes les centrales à charbon est prévue pour 2022, exception faite de la centrale de Cordemais en Loire-Atlantique, qui doit continuer à fonctionner jusqu’en 2024, voire 2026.

Quel est le mix énergétique français ?

L’électricité étant de nos jours considérée comme un acquis indispensable à la vie quotidienne, chaque pays doit trouver comment produire la bonne quantité d’électricité pour répondre aux besoins des consommateurs.

Dans cette optique, tout pays est amené à définir son mix énergétique, c’est-à-dire la répartition de la production d’électricité entre les différentes sources d’énergie existantes. L'objectif est d'alimenter le réseau énergétique de la façon la plus écologique, la plus économique et la plus fonctionnelle possible.

La France cherche à augmenter la part d’électricité d’origine renouvelable dans son mix énergétique. Véritable enjeu politique, il dépend fortement des gouvernements en place. Il est également lié à la géographie du territoire et aux ressources naturelles disponibles. Par exemple, en France, les nombreux reliefs montagneux alpins permettent une production hydraulique importante.

En 2019, la production nette d’électricité en France métropolitaine est de 537,7 TWh, soit une baisse de 2% par rapport à 2018. Pour cette même année, le mix énergétique de la France est le suivant (chiffres issus du bilan électrique 2019 de RTE) :

• électricité nucléaire : 70,6% de la production globale, soit 379,5 TWh (-3,5%) ;
• électricité hydraulique : 11,2% de la production totale, soit 60 TWh (-12,1%) ;
• électricité thermique (gaz) : 7,2% de la production, soit 38,6 TWh (+23,8%) ;
• électricité thermique (fioul) : 0,4% de la production, soit 2,3 TWh (+26,5%) ;
• électricité thermique (charbon) : 0,3% de la production, soit 1,6 TWh (-71,9%) ;
• électricité éolienne : 6,3% de la production, soit 34,1 TWh (+21,2%) ;
• électricité solaire : 2,2% de la production, soit 11,6 TWh (+7,8%) ;
• bioénergies (biogaz, biomasse, déchets ménagers) : 1,8% de la production, soit 9,9 TWh (+3,6%).

Les chiffres du mix énergétique de la France en 2019 confirment que la dynamique de la transition énergétique vers des modes de production d’énergie plus propres est bien en place. Les émissions de CO2 liées à la production d’électricité en France sont en baisse, notamment grâce à la réduction des productions à partir du charbon.

Comment trouver son fournisseur d'électricité ?

Certains fournisseurs d'électricité proposent des offres aux tarifs particulièrement attractifs. Pour trouver l’offre la moins chère et la mieux adaptée à ses critères, il est possible d’utiliser le comparateur d'offres d'électricité Selectra : il s‘agit d’un outil en ligne gratuit mis à disposition de tous les consommateurs.

Il est important de savoir qu’il n’existe pas une offre idéale correspondant à tous les profils : selon les habitudes et les besoins en consommation, il peut être plus avantageux de se tourner vers un type d’offre en particulier. Il existe deux grandes catégories d’offres :

• les offres à prix indexés : elles garantissent X% de réduction sur le prix du kWh d'électricité HT par rapport aux tarifs réglementés de l'électricité pratiqués par EDF. Les prix sont donc soumis aux mêmes variations ;
• les offres à prix fixes : le prix du kWh d'électricité HT est fixe sur la durée du contrat, quelles que soient les évolutions des tarifs réglementés. Le consommateur est alors protégé des augmentations des prix de l'électricité.

Il est ensuite possible de choisir entre plusieurs types d’offres : celles proposant de l’électricité verte (standard ou premium), les offres 100% online, connectées, etc. Chaque consommateur a donc la possibilité de trouver l'offre qui lui sied le mieux selon ses propres besoins.

Voici une sélection d’offres d’électricité variées :

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Fournisseurs d'électricité	Offres d'électricité	Budget de 12 mois	Économies par rapport au tarif de référence*	Abonnement par an	Prix d'1 kWh
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^*Tarifs € TTC à jour du 24/04/2024. Budget calculé et économies estimées par rapport au tarif de référence pour une consommation annuelle de 9500 kWh en option base (6 kVA)

Il est également possible de choisir son offre en fonction du temps d’occupation de son logement : un foyer occupé uniquement le soir et le week-end (une famille travaillant à l’extérieur avec des enfants scolarisés) n’a pas la même consommation qu’un foyer occupé toute la journée et tous les jours (des adultes en télétravail et des enfants en bas-âge gardés à la maison, par exemple).

D’autre part, la plupart des offres existantes sont disponibles en option Base et en option Heures pleines / Heures creuses. Avec l’option tarifaire Base, le prix du kWh d’électricité HT reste le même, quel que soit le moment de la journée. Avec l’option tarifaire HP/HC, il est plus bas pendant 8 heures par jour (généralement la nuit entre 22h et 6h) et légèrement plus élevé qu’en option Base pendant le reste de la journée.

Existe-t-il une offre spécialement conçue pour l’option heures creuses ? L’offre Super Heures Creuses de Total Direct Energie, réservée aux détenteurs d’un compteur Linky, permet de bénéficier de 50% de réduction sur le prix du kWh d’électricité HT par rapport aux tarifs réglementés des heures pleines. Pour y souscrire, contactez Selectra au 01 86 65 26 68 rappel gratuit. Cette ligne est ouverte du lundi au vendredi de 7h à 21h, le samedi de 8h30 à 18h30 et le dimanche de 9h à 17h.

Comment l'électricité a-t-elle été découverte ?

La découverte de l’électricité remonte à 6 siècles avant J.C : Thalès remarque alors qu’en frottant un tissu avec un morceau d’ambre, ce dernier attire des éléments très légers tels qu'un brin de paille. Il s'agit bien là du principe de l'électricité statique.

Il faut ensuite attendre plusieurs siècles, jusqu'à ce que les inventeurs trouvent comment produire de l’électricité :

• au XIXème siècle, l’italien Volta découvre la pile électrique, fabriquée à partir de disques de cuivre et d’argent séparés par un morceau de carton humidifié. Cette invention permet de produire de l’électricité à volonté. En parallèle, Arago et Ampère mettent au point l’électroaimant qui va largement contribuer à la création du télégraphe, outil d’envoi de messages en langage morse ;
• au XXème siècle, Pierre et Marie Curie découvrent la radioactivité. Cette étape majeure marque les prémices de l’énergie nucléaire.