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Historique du programme électro-nucléaire français

Beaucoup a été dit et écrit à propos des glorieux épisodes de la recherche scientifique qui ont marqué le début de notre siècle, la découverte des différentes particules et de leurs propriétés, notamment celle du neutron en 1932, et la mise en évidence de la radioactivité artificielle en 1935.

C’est moins de dix ans après la découverte du neutron par James Chadwick, moins d’un an après l’explication de la fission par Otto Hahn qu’une petite équipe composée de Frédéric Joliot-Curie, Hans von Haban et Lew Kowarski, dépose des brevets (à l'exemple du brevet relatif aux pompes primaires) décrivant de façon étonnamment précise, ce que vont être les installations propres à extraire l’énergie de la fission de l’atome.

La réaction en chaîne est née, au moins sur le papier, en 1939.

Seconde caractéristique, même si les Français y jouent un rôle essentiel, l’aventure est internationale. Comme le prouvent les noms des grands savants que nous venons de citer, ceux-ci venaient pratiquement de tous les pays d’Europe. Passant brusquement du laboratoire à l’industrie, une formidable aventure internationale commence, qui suscite de grandes espérances dans un monde où certains en sont encore à découvrir les promesses de l’électricité.

Hélas, quelques mois plus tard, la deuxième guerre mondiale oblige à penser à autre chose. Et si la recherche des quarante premières années du siècle avait été essentiellement européenne, ce sont les Etats-Unis d’Amérique qui vont prendre le relais.

Cette autre chose, c’est la bombe atomique.

Or il se trouve qu’une des voies pour y parvenir, c’est de construire un réacteur, qui permette, par transmutation de l’uranium, de produire une des deux matières premières permettant la confection d’une bombe, le plutonium. Et c’est ainsi que le premier réacteur nucléaire fut construit, non pas pour produire de l’électricité, comme l’imaginaient les brevets de 1939, mais pour en extraire un sous-produit à des fins militaires.

La première véritable réaction en chaîne est déclenchée à Chicago en décembre 1942. Reconnaissons le, cet effort, soutenu par des moyens considérables en laboratoires, en experts de toutes disciplines, le fameux projet Manhattan, fut une contribution très importante à l’acquisition des connaissances de base nécessaires à l’énergie nucléaire civile.

Aussi bien, les cadeaux que les «militaires » étaient voués à faire aux « civils » n’étaient pas terminés.

Passant de la guerre chaude à la guerre froide, les stratèges réalisent ce que l’atome peut leur apporter en termes de transport : grâce à l’énorme concentration d’énergie contenue dans l’uranium, un sous-marin nucléaire peut naviguer sans mouiller pendant de nombreux mois. 

Des programmes sont lancés, où, encore une fois, les Etats-Unis tiennent la tête. Très vite, pour des raisons techniques qu’il serait trop long d’exposer ici, mais qui ont été rapportées maintes fois, ils convergent sur un certain type de réacteur, utilisant de l’uranium enrichi et l’eau sous pression comme refroidisseur et véhicule de l’énergie.

Le Général de Gaulle, dans sa volonté de construire l'autonomie de la France face aux Etats Unis, créé par ordonnance le Commissariat à l'Energie Atomique (CEA) le 18 octobre 1945 avec pour objectif de développer les capacités nucléaires du pays dans le domaine militaire et civil.

La France qui avait été, en 1936, le premier pays au monde à avoir un ministère de la Recherche scientifique, allait ainsi, grâce au Général, être la première à fonder un organisme civil pour présider au développement de l'ensemble du domaine révolutionnaire des applications de la fission du noyau de l'atome d'uranium. 

A la fin de la Seconde Guerre mondiale, 1 450 entreprises françaises privées coexistent et assurent la production, le transport, et la distribution d’électricité et de gaz. Le 8 avril 1946, la nationalisation des entreprises de l’électricité et du gaz est votée avec la création d’Electricité de France (EDF) et de Gaz de France (GDF). Tous les producteurs et distributeurs d'électricité français vont devoir s'unir pour ne former qu'une seule et même entreprise nationale : EDF.

En parallèle, le réseau de transport d’électricité est reconstruit. On crée de nouvelles lignes, en ville comme dans les campagnes, pour que tous les habitants puissent accéder à l’énergie et profiter d’une puissance suffisante pour l’éclairage et le branchement de petits appareils électroménagers.

La croissance de la consommation d’électricité, dans les années d’après-guerre, pousse le gouvernement à engager des grands travaux pour construire des infrastructures de production et de transport de grande capacité.

Dès 1947, EDF met ainsi en œuvre plus de 40 projets d’aménagements, tels que le barrage de Serre-Ponçon, le barrage de Tignes, alors le plus important d’Europe, ou encore l’usine marémotrice de la Rance.

A l’époque, la production d’électricité est soit d’origine hydraulique, soit d’origine thermique. Si la production hydraulique présente des avantages car elle est peu onéreuse et ne pollue pas, le nombre de sites pouvant accueillir des barrages est limité. Conséquence : les centrales thermiques fonctionnant au charbon, au fioul et au gaz deviennent indispensables et commencent à prendre le relais de l’hydraulique.

Depuis les années 1960, EDF conseille et accompagne les Français pour expliquer les meilleurs usages de l’électricité dans un environnement domestique qui se modernise.


En 1963, EDF lance sa première véritable campagne commerciale sous le signe du « compteur bleu». D’autres suivront, à l’exemple de celle consacrée en 1971 au lancement du chauffage électrique.

En 1973, à la veille du choc pétrolier, le fioul est la première source d'énergie électrique et permet de couvrir près de la moitié des besoins en France. Suite au choc pétrolier et à la hausse des prix du pétrole, L'Etat se tourne vers l'électricité nucléaire.

EDF annonce dès 1974 la construction de 13 centrales nucléaires en deux ans. Ce programme de grande envergure participe à l’indépendance énergétique de la France. Pour des raisons économiques, EDF opte pour la filière des réacteurs à eau pressurisée (REP) et à uranium enrichi. Si l’énergie nucléaire est moins chère et ne produit pas de CO2, c’est un investissement coûteux du fait des efforts à réaliser en matière de sûreté et de la gestion des déchets à vie longue.


Cette figure montre les différentes phases de construction du parc nucléaire français de production d'électricité, tel que nous le connaissons actuellement, exception faite de l'EPR.

Constitution du parc nucléaire francais

Le parc nucléaire français, principalement développé dans les années 1970/1980, est composé de 19 centrales nucléaires, lesquelles regroupent un total de 58 réacteurs, dont 34 produisent chacun une puissance électrique de 900 MégaWatt (MWe), 20 réacteurs de 1300 MWe, et 4 derniers délivrant 1450 MWe chacun.



Un 59ème réacteur, de type EPR (Evolutionary Pressurised water Reactor, réacteur évolutionnaire de 3ième génération) développant une puissance électrique de l’ordre de 1650 MWe, est actuellement en construction sur le site de Flamanville, dans la Manche. .

Les réacteurs actuellement en fonctionnement en France appartiennent tous à la filière des Réacteurs à Eau Pressurisée (REP/PWR) dans laquelle de l’eau sous pression sert à transporter la chaleur produite par les réactions nucléaires.

Actuellement, le parc de production nucléaire d'électricité dispose d’une capacité électrique installée de 63,1 GW et fournit près de 80% de l’électricité produite en France.

12 réacteurs ne sont plus en fonctionnement. Ils appartiennent à d’autres filières que les REP. Parmi eux :


Pour le parc actuellement en fonctionnement, la standardisation s’est organisée en paliers successifs. Ces paliers respectent les mêmes principes et la même architecture industrielle mais tiennent compte des leçons tirées de l’exploitation et optimisent la puissance des réacteurs.

C’est ainsi que les 58 tranches sont classés en 5 « paliers » de conception :



34 réacteurs de près de 900 MWe :


Palier CP0 : 6 réacteurs (4 au Bugey et 2 à Fessenheim). Ce sont les plus anciens réacteurs en service ;


Palier CPY : 28 réacteurs (Blayais, Dampierre-en-Burly, Gravelines, Tricastin, Chinon, Cruas-Meysse et Saint-Laurent-des-Eaux).


Le palier CPY se distingue du palier CP0 par des améliorations mineures de divers circuits, ainsi que par un pilotage d’exploitation plus souple.


20 réacteurs de près de 1300 MWe :


Palier P4 : 8 réacteurs (Flamanville, Paluel et Saint-Alban) ;


Palier P’4 : 12 réacteurs (Belleville, Cattenom, Golfech, Nogent-sur-Seine et Penly).


Les paliers P4 et P’4 se distinguent du palier CPY par la puissance du réacteur, accompagné d’un circuit primaire à 4 générateurs de vapeur. De plus, leur enceinte de confinement est composée d’une double paroi en béton, au lieu d’une seule doublée d’une peau d’étanchéité en acier pour le palier CPY.


4 réacteurs de près de 1450 MWe :

Palier N4 : 2 réacteurs à Chooz et 2 à Civaux, dont le dernier a été raccordé au réseau électrique fin 1999. Ce sont les réacteurs les plus récents.

Le palier N4 se différencie des paliers précédents par la conception de ses générateurs de vapeur et des pompes primaires, ainsi que par l’utilisation de technologie numérique pour le pilotage des réacteurs.

Voici une vue du calendrier de construction du parc électronucléaire français par palier de conception :



Cette standardisation du parc électronucléaire a permis à l'exploitant EDF ainsi qu’à l’Autorité de Sûreté (ASN) d’accumuler une solide expérience du fonctionnement des réacteurs à eau sous pression. En France, les 19 centrales nucléaires totalisent en effet 1300 ans de fonctionnement. Mais cette situation présente aussi un inconvénient. Si un défaut de conception fondamental apparaît sur l’une des installations, les autres peuvent être potentiellement concernées.

La constitution de ce parc, fait de la France le pays dont le nombre de réacteur par million d'habitants est le plus élevé d'europe comme le montre la carte suivante :


Ce qui classe la France au second rang du nombre de réacteurs (58) par pays après les Etats-Unis (104) et avant le Japon (50). Au 9 mai 2012, la puissance électrique installée du parc nucléaire mondial s’élève à plus de 370 GW. Près de 56% de cette capacité se répartit entre Etats-Unis, France et Japon.

Précisions autours des centrales et réacteurs

Il est courant que le terme de « centrale » nucléaire soit employé à tort au lieu de « réacteur » nucléaire. Cette confusion peut aboutir à des ordres de grandeur biaisés comme ce fut le cas par exemple avec les médias en 2011 à l'occasion de l'accident de Fukushima.

Une centrale nucléaire désigne l’ensemble d’un site nucléaire produisant de l’électricité à partir de la fission de noyaux atomiques. Elle se compose d’un ou de plusieurs réacteurs, organisés en tranches nucléaires.

Chaque tranche est constituée :
  • d’une partie « nucléaire » comprenant un réacteur nucléaire, enceinte au sein de laquelle une réaction de fission en chaîne est initiée afin de libérer de la chaleur et de générer de la vapeur ;
  • d’une partie « industrielle » au sein de laquelle la vapeur obtenue dans la partie "nucléaire" actionne une turbine couplée à un alternateur, générant ainsi de l’électricité ;
  • de bâtiments annexes (salle de commandes, bâtiment dédié au stockage du combustible, etc.).
Une centrale nucléaire inclut généralement, pour des raisons économiques liées à la construction et à l'exploitation, 2 à 4 réacteurs, exception faite du site de Gravelines qui dispose de 6 tranches nucléaires. Ormis pour le site de Flamanville qui accueille l'EPR, et pour les sites sur lesquels étaient implantés la filière UNGG, la technologie et la puissance de chaque tranche nucléaire présente est la même que sa voisine.

Pénétrations fond de cuve

Alors que AREVA informe l'ASN d'un problème d'homogénéité dans l'acier composant la cuve réacteur de l'EPR francais, 



Une nouvelle fois les zones sensibles que représentent les pénétrations fond de cuve (PFC) et surtout leur liaison avec la cuve, semblent mises en défaut.

Déjà en 2004, la SFEN, au travers du n°1 de sa revue RGN, relatait une note de la NRC datant d’août 2003 identifiait des problèmes possibles sur les PFC des REP comme suite aux dégradations survenues sur la tranche 1 de la centrale américaine de South Texas Project (STP).

Puis en 2011, c'est en France sur la cuve du réacteur n°1 de la centrale de Gravelines qu'une PFC inquiète un temps les autorités qui, par l'IRSN considèrent le niveau de sûreté retrouvé suite à la réparation.

Nos voisins belges ne dérogent pas non plus avec des fissures découvertes à l'été 2012 sur les unités Doel3 et Tihange2 où, sans parler de PFC, les cuves de réacteur présentaient des défauts autrement plus sévères que ceux relevés en France.

Défense en profondeur et sûreté de conception

L'Autorité de Sûreté Nucléaire (ASN) publie en date du 7 avril 2015 un communiqué de presse par lequel AREVA l'a informé d’une anomalie de la composition de l’acier dans certaines zones du couvercle et du fond de la cuve du réacteur de l’EPR de Flamanville.

La réglementation en vigueur relative aux équipements sous pression nucléaires (ESPN) impose au fabricant de maîtriser les risques d’hétérogénéité des matériaux utilisés pour fabriquer les composants les plus importants pour la sûreté.

Dans la conception des réacteurs à eau sous pression français, trois « barrières » de confinement sont interposées entre les produits radioactifs contenus dans le combustible et l’environnement. Il s’agit, dans l’ordre :
  • de la gaine de protection des crayons de combustible,
  • du circuit primaire, circuit d'eau confiné dans l'enceinte qui refroidit le coeur du réacteur,
  • de l’enceinte de confinement.
La cuve du réacteur contribue à la défense en profondeur et est un élément de la 2ième barrière.
Coupde de la cuve d'un réacteur de 900 mégawatts. © IRSN


Les zones du couvercle et du fond de la cuve du réacteur qui présenteraient des défauts dans l'homogénéité de leur acier peuvent être importantes s'agissant en particulier des traversées de couvercle et des pénétrations fond de cuve (PFC) dont des défauts ont déjà été enregistrés sur le parc français, 


L'ASN, dans son communiqué précise que :



"Pour répondre à cette exigence technique, AREVA a mené des essais chimiques et mécaniques sur un couvercle de cuve similaire à celui du réacteur EPR de Flamanville. Les résultats de ces essais ont montré, fin 2014, la présence d’une zone présentant une concentration importante en carbone et conduisant à des valeurs de résilience mécanique plus faibles qu’attendues. Des premières mesures ont confirmé la présence de cette anomalie dans le couvercle et le fond de la cuve de l’EPR de Flamanville. AREVA a proposé à l’ASN de réaliser à partir d’avril 2015 une nouvelle campagne d’essais approfondie sur un couvercle représentatif pour connaître précisément la localisation de la zone concernée ainsi que ses propriétés mécaniques.


"L’ASN se prononcera sur le programme d’essais, contrôlera sa bonne réalisation et instruira le dossier que présentera AREVA pour démontrer la résistance de la cuve du réacteur EPR de Flamanville. Elle fera notamment appel à son appui technique, l’IRSN, et au Groupe permanent d’experts dédié aux équipements sous pression nucléaires.

"L’ASN a informé ses homologues étrangères concernées par la construction d’un réacteur EPR."

France Bleue, mercredi 08/04/2015
Ouest France, mardi 07/04/2015
France 3 Basse-Normandie, mardi 07/04/2015
Sciences et Avenir, vendredi 17/04/2015