Le faible facteur de charge du nucléaire français

Le facteur de charge des réacteurs nucléaires français est sensiblement plus bas que celui de la plupart des autres pays ayant recours à la puissance de l’atome. Le tableau ci-dessous résume les données des pays dont le facteur de charge est public. Le cas français est difficile à expliquer. Les hypothèses les plus souvent avancées sont fragiles et de plus, le facteur de charge est en déclin rapide.

D’abord, il convient de rappeler ce qu’est le facteur de charge. Il s’agit du rapport entre l’énergie électrique effectivement produite sur une période donnée (un an, dans le cas qui nous concerne) et l’énergie qu’un système de production électrique aurait produit s’il avait fonctionné à sa puissance nominale durant la même période. Un facteur de charge de 80 % pourrait correspondre à un équipement à 100 % de sa capacité 80 % du temps, ou fonctionnant à 80% de sa capacité 100% du temps. En pratique, il s’agit d’une moyenne de valeurs situées entre ces deux extrêmes.

Facteur de charge nucléaire

Le tableau a été compilé à partir des données publiées par le World Nuclear Industry Status Report. Pour les 27 pays où le facteur de charge est disponible il liste le nombre de réacteurs en activité, l’âge moyen de ces réacteurs, la part du nucléaire dans le mix électrique (la production électrique totale) et le facteur de charge. Les deux premiers facteurs sont à jour en date de juillet 2021, tandis que les deux derniers datent de 2019. Il est à noter que le facteur de charge n’est pas disponible pour plusieurs puissance nucléaires, dont certaines très importantes comme la Chine, la Grande-Bretagne et l’Ukraine. Ces pays ont été omis du tableau.

J’ai regroupé les 27 pays du tableau en quatre catégories. La catégorie « vert foncé » regroupe les 14 pays dont le facteur de charge est supérieur à 85 %. La catégorie « vert pâle » regroupe 8 pays dont le facteur de charge est situé entre 70 et 85 %. La catégorie « jaune » recouvre les 3 pays où il se situe entre 50 et 70 % et la catégorie « orange» regroupe les 2 pays se situant sous le seuil de 50 %.

Le facteur de charge le plus bas, à 22 %, se trouve au Japon. Ce taux exceptionnellement bas s’explique facilement par le grand nombre de réacteurs en arrêt prolongé depuis l’accident de Fukushima, en 2011. Leur production électrique est nulle, ce qui plombe le facteur de charge. Le meilleur facteur de charge se trouve à Taïwan, pays peu nucléarisé qui ne compte que trois réacteurs.

Avec un facteur de charge de 68,1 %, la France, pays possédant une forte expertise nucléaire, se retrouve en 24e position sur les 27 pays étudiés. Plus étonnant encore, le facteur de charge semble en chute rapide : il était encore de 75 % quatre ans plus tôt, en 2015, selon le RTE.

Comment expliquer ce faible facteur de charge?

Diverses explications ont été tentées pour expliquer le faible facteur de charge du nucléaire français. Mais ils ne tiennent pas bien la route. Parmi les hypothèses les plus souvent avancées, notons :

La concurrence des énergies renouvelables. L’électricité d’origine renouvelable étant injectée en priorité dans le réseau, certains observateurs ont avancé qu’elle avait pu mener à ce déclin du nucléaire. Toutefois, l’Allemagne, qui utilise encore plus d’électricité renouvelable, maintient un facteur de charge de 85,5 % pour ses réacteurs. Les États-Unis et l’Espagne sont deux autres exemples de pays combinant un apport renouvelable élevé combiné à un fort facteur de charge. Cette hypothèse ne convainc donc pas totalement.

La forte pénétration du nucléaire dans le mix électrique. Une autre hypothèse postule qu’on raison de la proportion inégalée d’énergie nucléaire dans le mix électrique français (70,6 %), l’ajustement de la production d’électricité à la demande de courant se fait principalement en faisant varier la production des réacteurs nucléaires. Ceux-ci fonctionnant au ralenti une partie du temps, la facteur de charge s’en trouverait forcément réduit. L’hypothèse n’est pas absurde et contient sans doute une part de vérité, mais on notera que deux autres pays à mix électrique très nucléarisé, la Hongrie et la Slovaquie, maintiennent respectivement des facteurs de charge de 92 et 90 %. Il faut donc chercher ailleurs, surtout que si cette hypothèse était complètement fondée, elle impliquerait que la part du nucléaire est beaucoup trop élevée en France et entraîne de graves inefficacités.

L’expérience. On pourrait soutenir que les pays possédant un grand nombre de réacteurs et donc, une plus grande expérience opérationnelle, auraient un meilleur facteur de charge. Le cas de l’Arménie semble confirmer cette hypothèse, mais le Brésil, la Bulgarie et la Roumanie, qui ne possèdent chacun que deux réacteurs, ont tous un facteur de charge supérieur à 85 %. La France, le Canada et la Corée du Sud sont, inversement, des exemples de pays associant de nombreux réacteurs à des facteurs de charge médiocres.

L’âge. On pourrait également postuler que les réacteurs les plus âgés exigent plus d’entretien et présentent donc des facteurs de charge plus bas en raison des temps d’arrêt. Mais l’âge des réacteurs français est plutôt dans la bonne moyenne et des cas comme la Suisse et les Pays-Bas montrent que l’âge avancé ne se traduit pas forcément par un faible facteur de charge. Le grand nombre de jours d’arrêt en France (94 jours par réacteur en moyenne en 2019) donne à penser que les réacteurs français exigent plus d’entretien que ceux d’autres pays, mais il est difficile de déterminer si l’usure, des vices de conception ou des procédures opérationnelles inappropriées sont à blâmer.

Au final, si le faible facteur de charge est l’une des limites indéniables de la filière nucléaire française, les raisons invoquées ne sont pas pleinement satisfaisantes et cette faible performance demeure difficile à expliquer. Elle est peut-être le signe de difficultés demeurées inconnues du public ou de turbulences à venir dans cette industrie.

Source :

World Nuclear Industry Status Report

17 réflexions sur “Le faible facteur de charge du nucléaire français”

  1. Intéressant ! La lecture de l’article consacré à l’énergie nucléaire en Corée du Sud sur Wikipedia donne des éléments de compréhension : une rapide extension du marc en 2012 a été contrebalancée par un phase out en 2017, suite à l’accident de Fukushima.

    https://en.m.wikipedia.org/wiki/Nuclear_power_in_South_Korea

    Reste donc à comprendre ce qui ce passe en France effectivement. Et pourquoi cela est mystérieux.

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    1. D’après ce que je comprends de ce texte, les Coréens ont annulé les projets futurs, mais leur réacteurs existants ne sont pas à l’arrête, contrairement à ce qui se passe au Japon. C’est un autre cas de facteur de charge anormalement bas et difficile à expliquer.

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  2. Voilà un exemple qui démontre parfaitement combien on peut faire dire tout et son contraire aux chiffres tellement de données s’opposent entre elles.
    Pour ma part il est assez évident que lorsque l’on injecte sur le réseau des EnR qui ont la priorité et la garantie du prix d’achat, le contraire d’un marché libre, pour équilibrer celui-ci il n’y a que le nucléaire pour réduire sa production et par conséquent le facteur de charge du nucléaire ne peut que baisser : CQFD.

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    1. Il est facile de bâtir une argumentation sommaire de ce genre, mais seulement voilà: quand on y regarde de plus près, les chiffres ne collent pas. La production renouvelable française ne serait pas assez importante pour expliquer ce faible facteur de charge, même si elle se faisait à 100% aux dépends du nucléaire (ce qui resterait aussi à démontrer, en principe le gaz sert de coussin en France aussi). Par ailleurs, les Allemands concilient fort apport renouvelable et un fort facteur de charge sur leur nucléaire et d’autres système à forte teneur en nucléaire (la Hongrie) présentent un facteur de charge excellent.

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      1. Je trouve que les comparaisons que vous faites ne sont pas pertinente pour le cas français. La France à une composition unique concernant son mix énergétique. Développement des énergies fatales, Assez faible capacité fossile comparé à l’Allemagne, et forte capacité nucléaire. En Allemagne, quand il y a beaucoup de vent, ce sont les centrale à gaz et charbon qui s’arrête. En France, la capacité de production fossile étant beaucoup plus faible, le coussin d’adaptation est plus faible. En conséquence, il est nécessaire de réduire la production nucléaire pour absorber les énergie fatale. Aussi, je pense que les modifications des exigences sécuritaire post Fukushima on entrainer plus de mise en conformité des centrale nucléaire, les stoppant plus longtemps.
        Pour moi, la comparaison serait pertinente si l’Allemagne n’avait pas un coussin de production fossile aussi conséquent. Aussi bien en Hongrie qu’en Allemagne, L’énergie nucléaire est essentiellement utilisé en tant qu’énergie de base. C’est de moins en moins le cas en France à cause des énergie Fatal.

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      2. L’explication semble logique, mais ne résiste pas bien à l’épreuve des faits. J’ai trouvé quelques données historiques. Le facteur de charge des réacteurs français était de 84% en 2000, 80% en 2006, 75% en 2015, 68% en 2019… Il est clair que le suivi de charge, qui a toujours existé pendant cette période, ne peut pas être tenu responsable de ce déclin constant. On note aussi que ce déclin a commencé bien avant que les énergies renouvelables ne deviennent un facteur important – d’ailleurs, à 8,5% de PV + éolien en 2019, ça ne peut pas jouer tant que ça, d’autant plus qu’elles déplacent probablement plus de gaz (également de l’ordre de 8,5%) que de nucléaire.

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  3. Bonjour, merci pour ce post, cette comparaison entre différents pays du monde est en effet éclairante ! Je ne vois pas trop de mystère ici cependant et je ferais à ce propos 3 remarques :
    – La comparaison avec la Hongrie et la Slovaquie est un peu osée. En effet, un taux de pénétration autour de 50% est très très différent d’un taux de pénétration autour de 75%. A 75% le fonctionnement de l’intégralité du parc en base est beaucoup moins évident qu’à 50%. J’en parle un peu ici https://www.energy-alternatives.eu/2020/05/07/mix-de-production-delectricite-energie-et-puissance.html
    – Un autre singularité importante de la France qui impacte beaucoup le facteur de charge des moyens de production, c’est aussi sa thermo-sensibilité dont je parle ici https://www.energy-alternatives.eu/2019/05/24/variabilite-de-la-consommation-electrique-et-thermo-sensibilite.html
    – la baisse ces dernières années du facteur de charge est directement liée au carénage, les périodes annuelles de maintenances sont devenues beaucoup plus longues. Il y a un rapport de RTE qui expose quelques calculs là dessus il me semble, mais on retrouve bien la baisse du facteur de charge en tenant compte de l’augmentation des durées de périodes de maintenance.
    Merci encore pour ce texte et pour votre blog.
    Cordialement
    Robin

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    1. En 2020, la part du nucléaire dans le mix électrique français n’était plus que de 67%. On n’est plus si loin des 54% des la Slovaquie, qui maintient pourtant un facteur de charge exemplaire. À noter (j’ai trouvé ces données après avoir écrit mon texte) que le facteur de charge du nucléaire français était de 84% en 2000, 80% en 2006 et 75% en 2015. Le suivi de charge était pourtant tout aussi important en 2000 et ne peut donc pas être considéré comme le facteur principal. Le carénage penche certainement dans la balance, mais il est planifié de manière à ce que pas plus de trois ou quatre tranches à la fois soient fermées, ce qui n’affecte pas beaucoup la disponibilité du parc en principe. Bref, ce facteurs jouent certainement, mais je vois mal comment ils pourraient expliquer l’ensemble du faible facteur de charge.

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      1. Si vous lisez mon post sur la thermo-sensibilité, vous verrez qu’elle a doublé entre 2000 et 2012, pour passer de 1GW/°C à 2.3GW/°C. En hiver cela représente un besoin de puissance qui peut être de l’odre de 50 GW. La variabilité hiver-été correspondante est en partie absorbée par l’organisation des maintenances, mais pas seulement. On grignote sur le facteur de charge, on prend plus de temps dans les maintenances.

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  4. *(Je suis un noob, et loin d’avoir des connaissance de type Pro ++ dans le domaine.)*
    Je croyez que l’Allemagne n’avait plus de centrale nucléaire actif, et qu’une grande part de l’europe frontalière acheter de Energie nucléaire française..

    Bon disons que c’est normal que je soit à cotés de la plaque, faudras le communiquer aux gens du Shiftproject ça non ? __(Je suis curieux de la possible réaction de Jancovici x)__ @PhilippeGautier , du cout eux en janvier avais une vision biaisé https://forum.theshifters.org/t/facteur-de-charge-d-une-centrale-nucleaire/9352 ou pas les informations nécessaire.

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    1. L’Allemagne ferme peu à peu ses centrales nucléaires, mais le processus n’est pas terminé et il lui reste encore six réacteurs, si je ne m’abuse. Les achats d’énergie nucléaire française à l’extérieur ne sont pas si massifs qu’on pourrait le croire, en bonne partie parce qu’il manque de capacité d’interconnexion.

      Les réponses du Shift ne sont pas mauvaises en soi, mais ils n’ont pas été capables de donner un chiffre précis et je pense que les réponses qu’ils donnent, qui insistent sur le suivi de charge et la compétition des énergies renouvelables, sont très complaisantes. La France produit autant d’électricité au gaz qu’aux renouvelables et ils est curieux que cette production ne soit pas comprimée en priorité. Et on voit des systèmes à l’étranger qui réussissent à allier de bonnes proportions de renouvelables ou une bonne pénétration du nucléaire à des facteurs de charge importants. Bref, les explications courantes passent à mon avis à côté d’une grande partie du problème.

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  5. Je crois me rappeler que l’été 2019 avait été particulièrement difficile pour la production nucléaire avec un certain nombre de réacteurs en maintenance et des températures élevées ayant conduit à des arrêts ou des baisses de puissance parce que les limites de réchauffement des cours d’eau étaient atteintes. Ceci dit, la comparaison de chiffres ne peut se faire, au delà des explications données, que dans une approche contextuelle de chaque pays : facteur de charge et nature des EnR, possibilité de stockage hydraulique, contraintes réglementaires, exigences de l’organisme de contrôle, caractéristique de la consommation, flux transfrontaliers, …

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    1. De mémoire, le facteur de charge du nucléaire français est remonté à 70% environ en 2020, parce que les arrêts pour carénage touchent à leur fin. Mais cela demeure très bas, en comparaison avec ce qui se fait ailleurs dans le monde.

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      1. Il me semble qu’il peut y avoir un biais dans ces chiffres. En effet, on compare les données du mix énergétique (donc les consommations internes ?).
        Les exportations ne sont pas prises en compte donc, et si on suit les données de la CRE, les exportations sont parfois de près de 20% de la puissance nucléaire instantanée. Et puis le pompage qui, certes, n’est pas déterminant en terme énergétique global se traduit par la suite en puissance hydraulique alors qu’il est bien d’origine électrique.

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  6. L’observation de l’évolution du mix électrique entre 4 et 9 du matin sur electricity map confirme partiellement cette hypothèse (avec un bémol):

    Entre 4 et 9 heures, on est passé de 58GW à 69GW de production électrique. (Normal, on consomme plus le matin qu’en pleine nuit).

    Le nucléaire n’a été augmenté que que de 0.8 GW.
    L’hydraulique a été augmenté de près de 4GW.
    Le gaz aussi de 4GW. Et on importe d’Espagne, de Belgique, d’Allemagne.

    Il semblerait donc qu’il n’est pas possible de varier rapidement et puissamment la charge du nucléaire, et qu’il faut baisser sa charge pour laisser place aux renouvelables. D’un autre côté, même sans ENR, un recours incompressibles aux fossiles semble nécessaire pour gérer l’intermittence non pas du temps qu’il fait, mais simplement du jour et de la nuit, à moins qu’on stocke une partie de la production nucléaire.

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    1. > Il semblerait donc qu’il n’est pas possible de varier rapidement et puissamment la charge du nucléaire, et qu’il faut baisser sa charge pour laisser place aux renouvelables.

      Techniquement c’est possible (+ ou -80% en 30 minutes d’après EDF), mais ce n’est pas leur intérêt.

      En Belgique, le reproche qui est régulièrement fait est que l’on donne priorité au nucléaire lorsqu’il y a un surplus du production dû au renouvelable (grosse capacité de production en éolien offshore). Je me souviens avoir lu qu’il y a eu de multiples épisodes de découplage de la production EnR ces derniers mois, mais je ne retrouve pas cela. Il me semble que c’est la ministre Tinne Van der Straeten qui s’en était fait écho.

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      1. Il n’est pas très clair ce qu’EDF entend par là, les données sont difficiles à comprendre. Je soupçonne que les réacteurs produisent une chaleur qui varie peu, mais qu’on cesse de turbiner de la vapeur quand on n’a pas besoin de la production électrique. Il semblerait aussi que seule une petite minorité de réacteurs est capable d’ajuster assez rapidement sa production de chaleur, la production des autres restant inflexible. De toutes façons, une réponse en 30 minutes est beaucoup trop lente; il faut faire face aux pannes d’équipement en moins de 30 secondes et le suivi des variations de production des renouvelables se gère à l’échelle de quelques secondes, voire moins d’une seconde. Le nucléaire n’est pas vraiment compatible avec les renouvelables sur le réseau, il est trop lent.

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