Mix électrique 2060 : le nucléaire, le choix le plus écologique selon une analyse de cycle de vie
Au-delà de l'urgence de la transition énergétique, tous les mix électriques ne se valent pas en termes d'impacts environnementaux. Une analyse de cycle de vie approfondie des six scénarios proposés par RTE à l'horizon 2060, avec ou sans construction de nouvelles centrales nucléaires, révèle des résultats surprenants. Hors risque d'accident majeur, les scénarios comportant la plus grande part de nucléaire apparaissent comme les moins mauvais pour l'environnement.
Déterminer le mix électrique le plus écologique
Identifier quel mix de production d'électricité décarbonée est le plus écologique représente un défi complexe. La production d'énergie à l'échelle nationale ne s'improvise pas, comme en témoigne la troisième programmation pluriannuelle de l'énergie (PPE3) dévoilée en février 2026, qui fixe un cadre pour la décennie à venir. Selon les choix de planification et le mix électrique retenu, le kilowatt-heure n'aura pas la même empreinte environnementale.
En nous appuyant sur les six scénarios retenus par RTE pour 2060, nous avons mené une analyse de cycle de vie complète de chaque option, récemment publiée dans une revue scientifique. Nos résultats indiquent clairement qu'en fonctionnement normal, c'est-à-dire en excluant les risques de catastrophe environnementale, les scénarios où la part du nucléaire est la plus élevée présentent les impacts environnementaux les plus faibles.
Les scénarios RTE pour 2060
Les projections de RTE constituent le premier élément déterminant de notre analyse. Pour anticiper les besoins de production électrique en France en 2060, RTE a pris pour hypothèse une hausse de consommation de 35%, liée à l'électrification des transports, du chauffage et de l'industrie.
Parmi les six scénarios examinés, les trois premiers (notés M) n'envisagent pas de nouvelles infrastructures nucléaires pour remplacer les réacteurs actuels qui seront probablement fermés d'ici 2060. Les trois scénarios suivants (notés N) s'appuient au contraire sur le « nouveau nucléaire », avec une part de nucléaire variant de 18 à 50% dans le mix électrique.
La part de l'hydroélectricité reste relativement stable, tandis que l'éolien et le photovoltaïque jouent le rôle de variables d'ajustement entre les différents scénarios. Pour un même niveau de consommation électrique, les scénarios sans nucléaire nécessitent considérablement plus de puissance installée.
Le scénario M1, qui s'appuie le plus sur le photovoltaïque, requiert plus de deux fois plus d'installations que le scénario N03, principalement basé sur le nucléaire. Cette différence s'explique par deux facteurs principaux : d'abord, l'éolien et le photovoltaïque ne sont pas pilotables, leur production dépendant des conditions météorologiques.
Leur facteur de charge reste relativement faible, nécessitant une multiplication des moyens de production. Ensuite, le besoin de stockage de cette production intermittente entraîne des pertes de conversion qu'il faut compenser en augmentant encore les capacités installées. La fabrication et le recyclage de ces systèmes de stockage génèrent également des impacts environnementaux supplémentaires.
Impacts environnementaux tout au long du cycle de vie
Les moyens de production envisagés par RTE incluent l'éolien, le photovoltaïque, l'hydroélectrique et le nucléaire. Ces sources n'émettent que très peu de polluants et de gaz à effet de serre lors de leur utilisation, comme le confirme le dernier rapport du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat (GIEC).
Le GIEC estime que l'éolien et le nucléaire émettent environ 12 grammes de CO₂ par kilowattheure produit, tandis que le photovoltaïque en émet entre 41 et 48 grammes. Cependant, la seule comptabilité carbone ne suffit pas : ces sources d'électricité ont des impacts environnementaux notables liés à leur fabrication et leur fin de vie.
Des études suggèrent que le photovoltaïque au sol peut nécessiter autant de béton que le nucléaire pour une production électrique équivalente. L'Agence internationale de l'énergie soulignait en 2022 que les panneaux solaires sont de grands consommateurs d'aluminium. De même, à production égale, l'électricité éolienne nécessite davantage d'acier que le nucléaire.
Une synthèse d'études d'impacts réalisée en 2021 pour la Commission européenne indique que l'énergie nucléaire présente le moins d'impacts environnementaux sur de nombreux critères. La durée de vie des installations joue également un rôle crucial : un barrage hydroélectrique dure environ quatre-vingts ans, une centrale nucléaire soixante ans, un panneau photovoltaïque trente ans et une éolienne vingt-cinq ans.
Quel scénario est le plus écologique ?
Notre analyse de cycle de vie, réalisée avec le logiciel Simapro associé à la base de données Ecoinvent, a évalué les impacts environnementaux depuis l'extraction des matières premières jusqu'à la fin de vie. Parmi les onze critères retenus, on retrouve l'épuisement des ressources, le réchauffement climatique, la diminution de la couche d'ozone, la toxicité pour l'humain et divers impacts sur les écosystèmes aquatiques.
Selon nos résultats, le photovoltaïque est l'énergie qui présente le plus d'impacts environnementaux, tandis que l'hydroélectrique en présente le moins. Ces conclusions sont largement liées aux quantités de matériaux utilisés et à la durée de vie des installations.
La prise en compte de critères environnementaux spécifiques peut modifier ce classement : le nucléaire a davantage d'impacts si on considère les radiations ionisantes et l'eutrophisation marine, tandis que l'hydroélectricité nécessite davantage d'eau. Cependant, même avec la méthode ReCiPe qui intègre vingt-deux critères, le photovoltaïque reste le plus mauvais élève pour dix-huit d'entre eux.
Les impacts des six scénarios RTE ont été comparés avec deux approches complémentaires : d'abord en fonction de l'énergie produite annuellement, puis en fonction de la puissance installée en tenant compte de la durée de vie des installations. Les résultats obtenus avec les deux méthodes sont très similaires.
Le scénario M1, qui s'appuie le plus sur le photovoltaïque, est celui qui présente les impacts environnementaux les plus importants sur tous les critères considérés. À l'inverse, le scénario qui compte le plus sur le nucléaire présente les impacts les plus faibles. Même dans le scénario N2, où le nucléaire domine, la majorité des impacts environnementaux proviennent du photovoltaïque, qui ne représente pourtant que 16% du mix électrique.
Perspectives et limites de l'étude
Il ne s'agit pas de dire que le photovoltaïque et l'éolien sont inutiles à la transition énergétique. Ces sources renouvelables restent essentielles lorsqu'elles permettent d'éviter de produire de l'électricité avec du pétrole, du gaz ou du charbon, des énergies fossiles beaucoup plus polluantes qui n'ont pas été considérées dans cette étude.
RTE estime que le nucléaire et l'hydroélectricité ne permettront pas à eux seuls de produire suffisamment d'électricité pour l'électrification prévue dans le cadre de la Stratégie nationale bas carbone. De plus, les technologies évoluent, et il est probable que les impacts du photovoltaïque et de l'éolien diminuent avec le temps.
À l'heure de choisir un mix électrique pour l'avenir qui s'appuie le moins possible sur les énergies fossiles, le nucléaire semble donc incontournable pour un mix le plus vert possible. Ces résultats montrent que plus la part du nucléaire est élevée dans le mix électrique, moins on a besoin d'installations consommatrices de matériaux, et moins on crée d'impacts environnementaux.
Notre étude présente toutefois des limites importantes : elle ne prend pas en compte le risque de catastrophe nucléaire, l'analyse de cycle de vie ne considérant que le fonctionnement normal des installations. Elle n'intègre pas non plus le risque d'explosion d'hydrogène stocké ni le risque de ruptures de barrages hydrauliques, qui ont historiquement causé plus de victimes que les catastrophes de Tchernobyl et Fukushima. Enfin, elle suppose que la gestion des déchets nucléaires sera sans conséquences pour les générations futures.
