La production d’électricité d’origine nucléaire
  • Production nucléaire
  • Indisponibilité du parc nucléaire

    Recul historique de la production nucléaire


    Cette année la capacité de production nucléaire installée a diminué pour la première fois depuis 2009, passant de 63,1 GW à
    61,4 GW. Cela fait suite à la fermeture définitive des deux derniers réacteurs de 900 MW de la centrale nucléaire de Fessenheim. La centrale a cessé de produire définitivement le 29 juin. Cette procédure acte la fin de la plus ancienne des centrales nucléaires françaises entrée en activité en 1977. Suite à cette fermeture, le parc nucléaire représente 45,1 % de la capacité totale française.
     


     
    La production nucléaire sur l’année est en baisse de 11,6 % (44 TWh) par rapport à 2019 et se situe à son niveau le plus bas depuis 1993. Elle représente 67,1 % de la production totale d’électricité en France. La baisse de la production d’origine nucléaire s’explique par la fermeture de la centrale de Fessenheim, mais surtout par une moins bonne disponibilité des centrales et par la crise sanitaire. On estime à 34 TWh le déficit de production par rapport à 2019 lié directement à la crise COVID (voir l’étude des indisponibilités nucléaires ci-dessous).
     

     

    Une indisponibilité nucléaire en forte hausse

     

    Données de la plateforme européenne transparence ENTSO-E
     
    La part des indisponibilités déclarées comme programmées représente l’essentiel des indisponibilités totales. Elles sont naturellement plus élevées sur les mois les plus doux de l’année, afin d’assurer une meilleure disponibilité en hiver, lorsque la demande d’électricité est plus importante.
     

    Des durées de maintenances plus longues

    En 2020, l’indisponibilité moyenne du parc nucléaire est en forte hausse : elle atteint en moyenne 22,3 GW contre 17,8 GW en 2019 avec pour conséquence une forte baisse de production nucléaire.

    Le pic d’indisponibilité de l’année est atteint le 7 juillet 2020 avec 37,9 GW en moyenne sur la journée, soit plus de 60 % du parc installé. Il est la conséquence d’un chevauchement de nombreux cycles de maintenances simultanés sur le parc nucléaire français. En effet, 2020 est marquée par de nombreux prolongements de maintenance sur une grande partie des réacteurs nucléaires français, conséquence directe de la crise sanitaire qui a ralenti les travaux de maintenance des centrales. Par ailleurs, une partie des réacteurs a été arrêtée au second et au troisième trimestre de l’année afin d’économiser le combustible pour maximiser la disponibilité du parc nucléaire sur l’hiver 2020-2021, période pendant laquelle la consommation peut atteindre des niveaux élevés.
     

    Un impact significatif de la crise

    En janvier 2020, EDF prévoyait pour l’année sur l’ensemble de ses centrales nucléaires une indisponibilité inférieure de 11 GW à l’indisponibilité finalement constatée en fin d’année. Cette prévision, inférieure à celle finalement constatée, ne prend pas en compte les indisponibilités fortuites, les variations de PMD, les arrêts prolongés ou autres arrêts planifiés non prévus en janvier 2020. Un an avant, en janvier 2019, EDF prévoyait pour l’année, une indisponibilité inférieure de 7,2 GW à l’indisponibilité finalement constatée.

    Si on compare l’année 2019, pendant laquelle le fonctionnement des centrales s’est déroulé dans des conditions plus normales, cette différence avec 2020 représente donc en moyenne 3,9 GW (11 – 7,2 = 3,9 GW).

    Il est possible d’en déduire que l’exploitation dégradée des centrales dans des conditions contraintes par la crise sanitaire en 2020 a induit une indisponibilité moyenne supplémentaire de 3,9 GW par rapport à 2019, soit l’équivalent environ d’un volume de 34 TWh.

    Focus

    Pour mieux comprendre

    Focus


    Les différentes indisponibilités du nucléaire

    En France, la production d’électricité repose très largement sur l’électricité d’origine nucléaire (environ 67 % de la production totale en 2020). Cette caractéristique entraîne des spécificités en matière d’exploitation du système électrique, dont une forte dépendance aux performances du parc nucléaire.
    Le nucléaire est un moyen de production dit de « base », conçu pour fonctionner sur une grande partie de l’année. Du fait de leur faibles coûts variables, les centrales nucléaires produisent de l’électricité à leur capacité maximale dans la très grande majorité du temps, hormis en cas d’indisponibilités ou lorsque les prix de l’électricité atteignent des niveaux très faibles.

    Depuis 2015, le règlement européen transparence stipule que tout producteur et pour toute technologie de centrale, a l’obligation de publier une indisponibilité de production supérieure à 100 MW, dès qu’elle est connue ou programmée jusqu’à trois ans en amont.

    La maintenance des centrales nucléaires est organisée avec des arrêts réguliers des tranches. Deux types d’indisponibilité sont déclarés sur la plateforme européenne transparence.

    Programmées :
    Tous les 12 ou 18 mois environ selon le palier technique, chaque réacteur est arrêté pendant un mois environ pour recharger en combustible une partie du cœur du réacteur ou pendant plusieurs mois pour effectuer un rechargement complété par des travaux de maintenance plus lourde. Par ailleurs, tous les dix ans, une inspection décennale détaillée et complète du réacteur est effectuée, en particulier des principaux composants (cuve, circuit primaire, générateurs de vapeur, enceinte de confinement…). Elle présente aussi des travaux de maintenance pour renforcer la sûreté de l’installation et prolonger la durée d’exploitation des centrales (après autorisation de l’ASN).

    L’exploitant veille à programmer au maximum ces arrêts en dehors de l’hiver, mais compte tenu de la capacité importante du parc et d’un jeu important de contraintes (réglementaires ou industrielles notamment) celui-ci est contraint de foisonner les arrêts dans l’année et d’en programmer certains en hiver.

    La durée initiale d’une indisponibilité programmée est susceptible d’être ajustée, souvent à la hausse, en fonction de complications ou d’évènements apparus durant l’indisponibilité. Des indisponibilités programmées peuvent aussi consister à déclarer momentanément une baisse de la PMD (typiquement au retour d’un arrêt long lorsque la montée de charge s’étend sur plusieurs jours).

    Fortuites :
    Elles font généralement suite à une panne technique, ou à une contrainte réglementaire qui oblige la diminution de puissance ou même l’arrêt du réacteur concerné.

    Dans ce contexte, l’équilibre offre-demande (principalement en hiver) peut être contraint par le planning de maintenance des centrales nucléaires décidé par l’exploitant, mais surtout par des arrêts de réacteurs non prévus, liés à la prolongation d’arrêts planifiés, à des conditions climatiques ou environnementales particulières, à des mouvements sociaux ou à des décisions prises par l’Autorité de Sureté Nucléaire (ASN).

    Le cas des contraintes environnementales :
    RTE a montré, lors du premier retour d’expérience sur les épisodes caniculaires, que toutes les filières de production (nucléaire, hydraulique, éolien, solaire, gaz) étaient affectées à la baisse lors des périodes de canicule. Ceci est le cas pour les centrales nucléaires : l’exploitant peut en effet être contraint par la réglementation environnementale d’arrêter ou de diminuer la production de certains sites pour respecter les limites de température de l’eau des fleuves. Dans le fonctionnement d’une centrale nucléaire en bord de fleuve, l’eau de celui-ci est en effet utilisée pour refroidir la vapeur du circuit secondaire qui alimente les turbines, avant d’être rejetée dans le fleuve (dans le cas où la centrale n’est pas équipée de tour aéro-réfrigérante). Cette eau ne doit pas dépasser une certaine température pour ne pas modifier l’équilibre environnemental du fleuve. Par ailleurs, le prélèvement en eau peut être contraint par des débits minimums. Chaque centrale dispose donc de limites particulières liées aux spécificités géographiques, techniques ou environnementales.

    Pour mieux comprendre