Au-delà de l'objectif important de la transition énergétique, tous les mélanges de production d'électricité ne sont pas égaux en termes d'impacts sur l'environnement. Nous avons analysé le cycle de vie des six options proposées par RTE pour 2060, avec ou sans construction de nouvelles centrales nucléaires. Le résultat ? En excluant le risque d'accident, les options incluant le plus de nucléaire semblent être les moins mauvaises pour l'environnement.
Quel mélange de production d'électricité sans carbone est le plus écologique ? Répondre à cette question n'est pas si simple. La production d'énergie, au niveau d'un pays, ne s'improvise pas : la troisième programmation pluriannuelle de l’énergie (PPE3), présentée en février 2026, a ainsi défini un cadre pour les dix prochaines années.
Cependant, selon les choix de planification faits et le type de production d'électricité choisi (part du nucléaire, des énergies renouvelables, etc.), le kilowatt-heure n'aura pas le même impact environnemental. En nous basant sur les six options (selon les sources d'énergie qui composent le mix électrique) choisies par RTE pour 2060, nous avons réalisé une analyse du cycle de vie (ACV) pour chacune de ces options, récemment publiée dans une revue scientifique.
Selon nos découvertes, en fonctionnement normal (c'est-à-dire sans compter les risques de catastrophe environnementale, notamment nucléaire), ce sont les options où la part du nucléaire est la plus importante qui ont les impacts environnementaux les plus faibles. Pour comprendre ce résultat, il faut d'abord expliquer comment nous sommes arrivés à cette conclusion.
Les options de RTE pour la production d'électricité en 2060
Elles sont le premier élément important de notre raisonnement. Pour prévoir les besoins en production d'électricité en France en 2060, RTE a supposé une augmentation de la consommation de 35 %, due à la nécessité d'électrifier des usages comme les transports, le chauffage ou l'industrie.
Parmi les six options, les trois premières (marquées M sur le graphique ci-dessous) n'utilisent pas de nouvelles infrastructures nucléaires pour remplacer les réacteurs actuels qui seront probablement arrêtés en 2060. Les trois options suivantes (marquées N) s'appuient au contraire sur le « nouveau nucléaire », avec une part de nucléaire allant de 18 % à 50 % dans la production d'électricité. La part de l'hydroélectricité change peu, mais l'éolien et le photovoltaïque servent à ajuster les différences entre les différentes options.
Pour une même quantité d'électricité produite, les options sans nucléaire demandent plus de puissance installée. L'option M1, qui utilise le plus le photovoltaïque, nécessite plus de deux fois plus d'installations que l'option N03, qui repose surtout sur le nucléaire. Cela s'explique par deux raisons.
D'abord, parce que l'éolien et le photovoltaïque ne sont pas contrôlables : leur production dépend de la météo. L'éolien et le photovoltaïque ont, en effet, un facteur de charge assez faible : le vent et le soleil permettent rarement une production à pleine puissance. Par exemple, une installation photovoltaïque de 1 000 watts (W) peut parfois produire cette puissance en été, vers midi, mais en moyenne sur l'année, seulement environ 150 W. Il faut donc multiplier les moyens.
La seconde raison est le besoin de stocker cette production qui n'est pas constante, afin de répondre aux besoins au bon moment. La prévision de RTE prend en compte le stockage par batteries ou par hydrogène, mais les rendements de conversion entraînent, dans les deux cas, des pertes qu'il faut compenser, là aussi en augmentant les capacités installées.
Il faut enfin noter que la fabrication et le recyclage en fin de vie de ces moyens de stockage entraînent des impacts environnementaux supplémentaires.
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Des impacts environnementaux tout au long du cycle de vie
Les moyens de production envisagés par RTE ici sont l'éolien, le photovoltaïque, l'hydroélectrique et le nucléaire. Ils n'émettent pas – ou très peu – de polluants et de gaz à effet de serre pendant leur utilisation, comme le montre le dernier rapport du Groupe d’experts intergouvernemental sur l’évolution du climat (Giec). Ce dernier considère que l'éolien et le nucléaire émettent environ 12 g de CO₂ par kilowattheure (kWh) d'électricité produit, tandis que le photovoltaïque en émet entre 41 et 48.
Mais la seule prise en compte du carbone ne suffit pas : ces sources d'électricité ont des impacts environnementaux importants liés à leur fabrication et à leur fin de vie, dont il faut tenir compte. Des études suggèrent que le photovoltaïque au sol (à ne pas confondre avec les panneaux solaires sur les toits) peut nécessiter autant de béton que le nucléaire, pour une production d'électricité égale. L’Agence internationale de l’énergie (AIE) a par exemple souligné, en 2022, que les panneaux solaires utilisent beaucoup d'aluminium. Enfin, toujours pour une production d'électricité égale, il faut plus d'acier pour l'électricité éolienne que pour le nucléaire.
Une synthèse d'études d'impacts réalisée en 2021 pour la Commission européenne suggère que l'énergie nucléaire est celle qui aurait le moins d'impacts environnementaux sur plusieurs critères.
Il faut enfin prendre en compte la durée de vie des moyens de production. On considère généralement qu'un barrage hydroélectrique dure quatre-vingts ans, une centrale nucléaire soixante ans (même s'il est probable qu'on dépasse cette durée), un panneau photovoltaïque trente ans et une éolienne vingt-cinq ans.
Il reste aussi la question des déchets nucléaires, qui dépend, en France, de l’agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra), et que nous n'avons pas étudiée.
Quelle option est la plus écologique ?
L'analyse du cycle de vie est une méthode qui permet d'évaluer les impacts environnementaux depuis l'extraction des matières premières jusqu'à la fin de vie. Elle utilise des bases de données internationales qui permettent de mesurer les consommations de matières premières, d'énergie, les surfaces utilisées, les déchets produits. Nous avons utilisé, pour estimer l'impact environnemental de la production d'un kilowattheure d'électricité nucléaire, hydroélectrique, éolienne et photovoltaïque, le logiciel Simapro, associé à la base de données Ecoinvent qui est une référence dans le domaine de l'ACV.
Parmi les 11 critères retenus, on trouve l'épuisement des ressources, le réchauffement climatique, la diminution de la couche d'ozone, la toxicité pour l'homme, les impacts sur l'eau de mer et l'eau douce, l'oxydation photochimique (liée à la pollution de l'air), l'acidification et l'eutrophisation des eaux.
Selon notre ACV, le photovoltaïque est l'énergie qui a le plus d'impacts environnementaux et l'hydroélectrique, celle qui en a le moins. Ces résultats sont en grande partie liés aux quantités de matériaux utilisés et à la durée de vie des installations.
La prise en compte de certains de ces critères environnementaux spécifiques peut modifier ce classement : le nucléaire a plus d'impacts si l'on considère les radiations ionisantes et l'eutrophisation marine, l'hydroélectricité consomme plus d'eau. Mais même en prenant en compte plus de critères environnementaux, avec la méthode ReCiPe, qui en comprend 22, le photovoltaïque reste le plus mauvais élève pour 18 de ces critères.
Les impacts des six options de RTE ont été comparés avec deux approches différentes mais complémentaires.
D'abord, en fonction de l'énergie produite par les quatre sources d'électricité chaque année. Il faut noter qu'avec cette méthode, les impacts de la production du combustible nucléaire et de la gestion des déchets sont inclus dans les bases de données, mais que les moyens de stockage de l'électricité sont ici ignorés, ce qui sous-estime les impacts des options sans nucléaire.
Ensuite, en fonction de la puissance installée, en tenant compte de la durée de vie des installations – en ignorant cette fois les impacts liés au fonctionnement normal des infrastructures. Les impacts du stockage sont alors pris en compte.
Les résultats obtenus avec les deux méthodes sont très similaires : l'option M1, qui utilise le plus le photovoltaïque, est celle qui a le plus d'impacts environnementaux sur tous les critères considérés. L'option qui a le moins d'impacts, à l'inverse, est celle qui compte le plus sur le nucléaire. Même dans l'option N2, qui repose largement sur le nucléaire, la majorité des impacts environnementaux proviennent du photovoltaïque, alors qu'il ne représente que 16 % de la production d'électricité.
Il ne s'agit pas de dire que le photovoltaïque et l'éolien sont inutiles pour la transition énergétique : ces sources renouvelables sont très utiles lorsqu'elles permettent d'éviter de produire de l'électricité avec du pétrole, du gaz ou du charbon. L'éolien et le photovoltaïque sont beaucoup moins polluants que ces énergies fossiles, qui n'ont pas été prises en compte ici.
Elles ont bien un rôle à jouer : RTE estime que le nucléaire et l'hydroélectricité ne permettront pas de produire suffisamment d'électricité pour l'électrification prévue dans le cadre de la Stratégie nationale bas carbone (SNBC). De plus, les technologies évoluent, et il est probable que les impacts du photovoltaïque et de l'éolien diminuent avec le temps.
Au moment de choisir un mélange de production d'électricité pour l'avenir qui utilise le moins possible les énergies fossiles, le nucléaire semble donc indispensable *pour un mix le plus vert possible*. Ces résultats montrent que plus la part du nucléaire est importante dans la production d'électricité, moins on a besoin d'installations diverses – qui consomment des matériaux –, et moins on crée d'impacts environnementaux.
Notre étude a cependant des limites, qui tiennent à ses hypothèses de départ : elle ne prend pas en compte le risque de catastrophe nucléaire. En effet, l'ACV ne considère que le fonctionnement normal des installations, et sa précision dépend de la fiabilité des données utilisées dans les bases de données.
Elle n'inclut pas non plus le risque d'explosion de l'hydrogène stocké ni le risque de rupture de barrages hydrauliques qui ont pourtant historiquement causé plus de morts que les catastrophes de Tchernobyl et de Fukushima. Il est également supposé que la gestion des déchets nucléaires n'aura pas de conséquences sur les générations futures.
Bertrand Cassoret est membre bénévole de l'Association Française pour l'Information Scientifique et de la Société Française d'Energie Nucléaire.