La production d'électricité en France et dans le monde

Petit tour d'horizon des différentes centrales de production électrique.

CHOSES À SAVOIR

6/12/20249 min read

La production d'électricité est un pilier fondamental de notre société moderne. Elle permet de répondre à nos besoins quotidiens, de l'éclairage des habitations à la propulsion des véhicules électriques en passant par les usages industriels. Cependant, les méthodes de production varient largement en termes d'efficacité, de coût et d'impact environnemental. Alors que certaines sources d'énergie, comme le charbon et le gaz, contribuent significativement aux émissions de gaz à effet de serre, d'autres, comme l'énergie solaire et éolienne, offrent des alternatives plus propres mais avec des défis d'intégration et de fiabilité. Cet article explore les différentes centrales de production d'électricité, leurs avantages et inconvénients, ainsi que leur impact sur notre environnement et notre indépendance énergétique.

Les centrales de production d'électricité

Tableau comparatif

Centrales Nucléaires

skyline photography of nuclear plant cooling tower blowing smokes under white and orange sky at daytime
skyline photography of nuclear plant cooling tower blowing smokes under white and orange sky at daytime

Les centrales nucléaires utilisent la fission nucléaire pour produire de l’électricité. Ce processus implique la division des atomes d’uranium ou de plutonium, ce qui libère une grande quantité de chaleur. Cette chaleur est ensuite utilisée pour produire de la vapeur, qui entraîne des turbines connectées à des générateurs électriques.

Avantages :
  • Faible Intensité Carbone : Les centrales nucléaires produisent très peu de CO₂ comparées aux centrales à combustibles fossiles.

  • Production Stable : Elles peuvent fournir une production continue et fiable d’électricité, indépendamment des conditions météorologiques.

  • Indépendance Énergétique : Permet de réduire la dépendance aux importations de combustibles fossiles.

Inconvénients :
  • Entretien et Surveillance : Elles nécessitent un entretien régulier et une surveillance stricte pour rester fonctionnelles et sûres à long terme.

  • Projets de Grande Envergure : La construction de centrales nucléaires demande une infrastructure massive et des financements conséquents.

  • Gestion des Déchets : Bien que les déchets soient minimes et que les nouvelles générations de centrales puissent réutiliser ces déchets, leur gestion nécessite une technologie avancée et des solutions de stockage à long terme.

Bilan Carbone

Les émissions de carbone des centrales nucléaires sont parmi les plus faibles de toutes les sources d’énergie, avec environ 12 g CO₂/kWh, principalement dues aux étapes de construction, d’exploitation des mines d’uranium et de traitement des déchets.

Centrales Hydrauliques

a dam in the middle of a river
a dam in the middle of a river

Les centrales hydrauliques utilisent l’énergie de l’eau en mouvement, souvent à travers des barrages, pour produire de l’électricité. L’eau accumulée dans un réservoir est relâchée pour faire tourner des turbines qui sont connectées à des générateurs électriques.

Avantages :
  • Faible Intensité Carbone : Les centrales hydrauliques produisent très peu de CO₂.

  • Production Fiable : Elles peuvent fournir une production stable et continue, particulièrement dans les régions avec des ressources en eau abondantes.

  • Flexibilité : Elles peuvent répondre rapidement aux variations de la demande en électricité.

Inconvénients :
  • Impact Environnemental : La construction de barrages peut perturber les écosystèmes aquatiques et terrestres.

  • Coût Initial Élevé : La construction de barrages et d’infrastructures associées nécessite des investissements financiers importants.

  • Dépendance à la Ressource en Eau : La production peut être affectée par les variations saisonnières et les périodes de sécheresse.

Bilan Carbone

Les émissions de carbone des centrales hydrauliques sont très faibles, avec environ 4 g CO₂/kWh, principalement dues à la construction et à la maintenance des infrastructures.

Centrales Eoliennes onshore (terrestre)

white windmill during daytime
white windmill during daytime

Les centrales éoliennes utilisent l’énergie cinétique du vent pour produire de l’électricité. Les éoliennes, souvent regroupées en parcs éoliens, convertissent le mouvement des pales actionnées par le vent en énergie électrique grâce à des générateurs.

Avantages :
  • Faible Intensité Carbone : Les centrales éoliennes produisent très peu de CO₂.

  • Ressource Inépuisable : Le vent est une source d’énergie renouvelable et inépuisable.

  • Installation Rapide : Comparées à d’autres types de centrales, les éoliennes peuvent être installées relativement rapidement.

Inconvénients :
  • Variabilité de la Production : La production d’électricité dépend de la disponibilité et de la constance du vent, ce qui peut entraîner des variations.

  • Impact Visuel et Sonore : Beaucoup de riverain se plaigne des éoliennes bien que leur bruit et leur impact sur la faune soient faible.

  • Espace Nécessaire : Les éoliennes nécessitent de grandes surfaces pour être installées de manière efficace.

Bilan Carbone

Les émissions de carbone des centrales éoliennes sont très faibles, avec environ 11 g CO₂/kWh, principalement dues à la fabrication, au transport et à l’installation des éoliennes.

Centrales au Gaz

a large factory with many pipes
a large factory with many pipes

Les centrales au gaz naturel brûlent du gaz pour produire de la chaleur. Cette chaleur transforme l’eau en vapeur, qui entraîne des turbines connectées à des générateurs électriques. Elles peuvent également utiliser des turbines à gaz, où le gaz brûlé directement fait tourner les turbines.

Avantages :
  • Flexibilité de Production : Elles peuvent ajuster rapidement leur production pour répondre aux variations de la demande.

  • Moins Polluantes que le Charbon : Comparées aux centrales au charbon, elles émettent moins de CO₂ et de polluants atmosphériques.

  • Installation Relativement Rapide : Elles peuvent être construites et mises en service plus rapidement que les centrales nucléaires ou à charbon.

Inconvénients :
  • Émissions de CO₂ : Bien que moins polluantes que le charbon, elles produisent toujours des émissions de CO₂ significatives.

  • Dépendance aux Importations : La disponibilité et le prix du gaz naturel peuvent être influencés par les marchés internationaux et la géopolitique.

  • Ressource Non Renouvelable : Le gaz naturel est une ressource fossile qui finira par s’épuiser.

Bilan Carbone

Les émissions de carbone des centrales éoliennes sont très faibles, avec environ 11 g CO₂/kWh, principalement dues à la fabrication, au transport et à l’installation des éoliennes.

Centrales photovoltaïques

blue solar panel
blue solar panel

Les centrales photovoltaïques utilisent des panneaux solaires pour convertir l’énergie solaire directement en électricité. Ces panneaux sont composés de cellules photovoltaïques qui génèrent un courant électrique lorsqu’elles sont exposées à la lumière du soleil.

Avantages :
  • Faible Intensité Carbone : Les centrales photovoltaïques produisent très peu de CO₂.

  • Ressource Inépuisable : L’énergie solaire est abondante et renouvelable.

  • Modularité : Les panneaux solaires peuvent être installés à différentes échelles, des petits systèmes résidentiels aux grandes fermes solaires.

Inconvénients :
  • Variabilité de la Production : La production d’électricité dépend de l’ensoleillement, ce qui peut varier en fonction de la météo et des saisons.

  • Espace Nécessaire : Les grandes centrales photovoltaïques nécessitent de vastes surfaces pour être installées.

  • Stockage de l’Énergie : L’intermittence de la production solaire nécessite des solutions de stockage ou des adaptation de la consommation pour fournir de l’électricité quand elle est nécéssaire.

Bilan Carbone

Les émissions de carbone des centrales photovoltaïques sont très faibles, avec environ 48 g CO₂/kWh, principalement dues à la fabrication et au transport des panneaux solaires.

Centrales au charbon

yellow and white excavator on rocky mountain during daytime
yellow and white excavator on rocky mountain during daytime

Les centrales au charbon brûlent du charbon pour produire de la chaleur. Cette chaleur transforme l’eau en vapeur, qui entraîne des turbines connectées à des générateurs électriques. Le charbon est l’une des sources d’énergie les plus anciennes et les plus utilisées dans le monde.

Avantages :
  • Abondance du Charbon : Le charbon est disponible en grande quantité et dans de nombreux pays.

  • Coût de Production : Historiquement, le charbon a été une source d’énergie relativement peu coûteuse.

  • Flexibilité de Production : Les centrales au charbon peuvent ajuster leur production pour répondre à la demande électrique variable, ce qui en fait une source d’énergie flexible.

Inconvénients :
  • Émissions de CO₂ Très Élevées : Les centrales au charbon sont parmi les plus grandes émettrices de CO₂, contribuant fortement au changement climatique.

  • Pollution Atmosphérique : En plus du CO₂, la combustion du charbon émet des polluants atmosphériques nocifs tels que le soufre et les particules fines.

  • Impacts Environnementaux : L’extraction du charbon et la combustion entraînent des impacts environnementaux significatifs, y compris la dégradation des terres et la contamination des eaux.

Bilan Carbone

Les émissions de carbone des centrales au charbon sont très élevées, avec environ 820 g CO₂/kWh. En raison de leur impact environnemental majeur, il est crucial de réduire progressivement l’utilisation de ce type d’énergie et de se tourner vers des alternatives plus propres et durables.

Centrales au fioul

sunset
sunset

Les centrales au fioul utilisent des combustibles liquides, principalement des dérivés du pétrole, pour produire de la chaleur. Cette chaleur transforme l’eau en vapeur, qui entraîne des turbines connectées à des générateurs électriques. Ces centrales sont souvent utilisées comme sources de production d’appoint ou dans des régions isolées.

Avantages :
  • Installation Rapide : Les centrales au fioul peuvent être mises en place relativement rapidement.

  • Flexibilité de Production : Elles peuvent ajuster rapidement leur production pour répondre aux variations de la demande, ce qui en fait une source d’énergie flexible.

  • Mobilité : Les équipements peuvent être déplacés et installés là où il y a un besoin temporaire d’énergie.

Inconvénients :
  • Émissions de CO₂ Très Élevées : La combustion de fioul génère de grandes quantités de CO₂, contribuant fortement au changement climatique.

  • Coût du Combustible : Les prix du pétrole peuvent être très volatils, influençant directement les coûts de production.

  • Pollution Atmosphérique : En plus du CO₂, la combustion de fioul émet des polluants atmosphériques tels que les oxydes de soufre et les particules fines.

Bilan Carbone

Les émissions de carbone des centrales au fioul sont très élevées, avec environ 850 g CO₂/kWh. Compte tenu des objectifs de réduction des émissions de gaz à effet de serre, l’utilisation de ce type d’énergie doit être limitée à des cas spécifiques et rares, favorisant des alternatives plus propres et durables.

Centrales hydroliennes

body of water photo
body of water photo

Les centrales hydroliennes utilisent l’énergie des courants marins et des marées pour produire de l’électricité. Elles sont constituées de turbines immergées dans l’eau, souvent dans les estuaires ou en mer, qui tournent sous l’effet du mouvement de l’eau.

Avantages :
  • Faible Intensité Carbone : Les centrales hydroliennes produisent très peu de CO₂.

  • Ressource Prévisible : Les courants marins et les marées sont des phénomènes naturels réguliers et prévisibles, offrant une source d’énergie stable.

  • Impact Visuel Minimal : Les turbines étant sous l’eau, elles n’ont pas d’impact visuel sur le paysage.

Inconvénients :
  • Coûts de Construction Élevés : L’installation de turbines sous-marines nécessite des technologies avancées et des investissements financiers importants.

  • Impact sur les Écosystèmes Marins : La présence de turbines peut perturber les habitats marins et affecter la faune locale.

  • Accessibilité et Maintenance : Les turbines sous-marines peuvent être difficiles à entretenir et à réparer en raison de leur emplacement.

Bilan Carbone

Les émissions de carbone des centrales hydroliennes sont très faibles, avec environ 5 g CO₂/kWh, principalement dues à la construction et à l’installation des équipements.

Centrales géothermique

brown mountain under blue sky during daytime
brown mountain under blue sky during daytime

Les centrales géothermiques utilisent la chaleur provenant de l’intérieur de la Terre pour produire de l’électricité. Cette chaleur est captée à travers des forages profonds et utilisée pour produire de la vapeur, qui entraîne des turbines connectées à des générateurs électriques.

Avantages :
  • Faible Intensité Carbone : Les centrales géothermiques produisent très peu de CO₂.

  • Ressource Inépuisable : La chaleur terrestre est une source d’énergie renouvelable et inépuisable.

  • Production Continue : Elles peuvent fournir de l’électricité de manière constante, indépendamment des conditions météorologiques.

Inconvénients :
  • Coûts de Forage Élevés : Le forage pour accéder aux ressources géothermiques peut être coûteux et technologiquement complexe.

  • Micro-Fractures des Roches : L’injection d’eau froide dans les roches chaudes profondes peut créer des micro-fractures, endommageant quelque peu les roches et nécessitant une gestion attentive.

  • Localisation Spécifique : Les centrales géothermiques ne peuvent être construites que dans des régions géologiquement appropriées, limitant leur déploiement.

Bilan Carbone

Les émissions de carbone des centrales géothermiques sont très faibles, avec environ 45 g CO₂/kWh, principalement dues à la construction et à la maintenance des infrastructures.

Conclusion

La transition énergétique et écologique nécessite une augmentation significative de l’utilisation des énergies renouvelables et une réduction des énergies fossiles. Pour y parvenir, il est crucial de surmonter les défis des renouvelables, comme la variabilité de la production, en adaptant nos habitudes de consommation et en développant des infrastructures de stockage et de flexibilité. En combinant efficacement ces différentes sources d’énergie, nous pouvons maximiser leurs avantages et minimiser leur impact environnemental, contribuant ainsi à un avenir plus durable.