Tout savoir sur la production d’électricité

Faire fonctionner votre téléviseur, votre plaque de cuisson, recharger votre téléphone portable ou simplement mettre en route votre éclairage… Avec tout ça, il y a fort à parier que vous sollicitiez chaque jour une belle quantité d’électricité. Mais vous êtes-vous déjà demandé comment cette ressource essentielle à votre quotidien était fabriquée, avant d’arriver jusqu’à votre foyer ? Découvrez tout ce qu’il faut savoir au sujet de la production d’électricité !

La production d’électricité thermique à combustible fossile

Selon les données annuelles d’Ember Climate, en 2022, la production totale d’électricité mondiale s’est élevée à pas moins de 28 510 TWh¹. Pour se faire une idée du volume colossal que cela représente : la production française cette même année a quant à elle été de 445,2 TWh². Pour atteindre ces quantités faramineuses d’énergie produite et répondre à la demande croissante de la population mondiale, on distingue différents moyens, parmi lesquels la production d’électricité thermique à combustible fossile.

Première source de production électrique mondiale (35,7 % de l’électricité produite en 2022 l’a été à partir de charbon¹), la production thermique à combustible fossile mobilise sans surprise… Des énergies d’origine fossile, comme le charbon, le fioul ou le gaz naturel. On dénombre trois types de centrales thermiques :

🔥 Les centrales à flamme, composées d’une chaudière à vapeur, dans laquelle sont brûlés les combustibles fossiles (charbon, fioul ou gaz). 
🔥 Les centrales avec Turbine À Combustion (TAC) et turbine vapeur, qui sont quant à elles alimentées avec du fioul ou du gaz ;
🔥 Les centrales à Lit Fluidisé Circulant (LFC), qui fonctionnent généralement comme une centrale à flamme classique, mais présentent une température de combustion plus basse, ainsi qu’un ajout de calcaire, ce qui participe à réduire les émissions d’azote et de soufre. Ces centrales fonctionnent principalement avec du charbon, mais peuvent également mobiliser de la lignite, de la tourbe, ainsi que divers résidus industriels.

En plus de leur mobilisation excessive d’énergies fossiles épuisables, les centrales thermiques s’avèrent à l’origine d’une forte part des émissions de CO₂. En effet, selon l’Agence internationale de l’énergie, fin 2021, la production d’électricité à partir de charbon représentait la plus grande source d’émissions de carbone au monde, avec près de 15 gigatonnes de CO₂ chaque année entre 2010 et 2021.

La production d’électricité nucléaire

L’électricité nucléaire est produite à partir d’une source d’énergie fissile, l’uranium. Avec un parc constitué de 56 réacteurs nucléaires répartis sur l’ensemble du territoire hexagonal, il s’agit de la première source de production et de consommation électrique française. Malgré une baisse de la production liée entre autres à des problématiques de maintenance, en 2022, l’énergie nucléaire a tout de même atteint les 279 TWh en France³.

Pour produire de l’électricité, les centrales nucléaires exploitent donc en majeure partie de l’uranium, un combustible fissile, contenu dans des minerais. Une fission des atomes d’uranium est provoquée au cœur des réacteurs nucléaires. Autrement dit, des neutrons sont projetés sur les noyaux de ces atomes, ce qui a pour conséquence de les scinder en deux. Un processus qui s’accompagne d’un fort dégagement d’énergie thermique et qui permet ainsi de chauffer de l’eau à haute température. La vapeur qui en résulte actionne alors une turbine qui, couplée à un alternateur, génère de l’électricité.

Si le nucléaire présente l’avantage de n’être à l’origine que d’une faible charge en carbone, au contraire du charbon, il soulève toutefois certaines problématiques, à commencer par la question de la sûreté nucléaire. Autre inquiétude de taille : la gestion des déchets radioactifs. Selon l’Agence nationale pour la gestion des déchets radioactifs (Andra), fin 2020, « il existait environ 1 700 000 m³ de déchets radioactifs […] dans l’hexagone ». En France, les déchets radioactifs sont retraités ou enfouis à des distances considérables. À Bure, dans la Meuse, par exemple, les déchets les plus dangereux sont enterrés à pas moins de 500 mètres. Pour l’ONG Greenpeace, ce procédé soulève différents problèmes :  « risque d’incendie et d’inondation, corrosion des conteneurs, incertitudes sur l’évolution des sous-sols et impossibilité de revenir en arrière si, enfin, une solution technique était trouvée par nos descendants au cours des siècles à venir ».

La production d’électricité renouvelable

La production totale d’énergie renouvelable s’accélère d’année en année. Selon l’Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA), à la fin de l’année 2022, les capacités électriques renouvelables mondiales, toutes filières cumulées, s’élevaient à près de 3 372 GW, soit 9,6 % de plus qu’à la fin d’année 2021. Parmi ces sources d’énergies nouvelles, on compte notamment : 

💧 L’énergie hydraulique (15,5 % de la production d’électricité mondiale au 1^er semestre 2022) ;
🌬️ L’éolien ; (8,2 % de la production d’électricité mondiale au 1^er semestre 2022)
☀️ L’énergie solaire ; (4,6 % de la production d’électricité mondiale au 1^er semestre 2022)
🌍 Les autres énergies renouvelables, comme la géothermie, la biomasse, les énergies marines… (2,2 % de la production d’électricité mondiale au 1^er semestre 2022).

Une production d’énergie renouvelable qui tend à s’accroître, compte tenu de la hausse des besoins en électricité et des objectifs de décarbonation ambitieux à l’échelle mondiale et européenne. En effet,  en avril dernier, les États membres de l’Union européenne ont fixé la part d’énergies renouvelables dans la consommation finale brute d’énergie à 42,5 % d’ici 2030.

Selon le Conseil européen, en 2022, les pays de l’UE ont produit pas moins de 2 641 TWh d’électricité. Près de 40 % de cette énergie produite provenait de sources renouvelables, tandis que les combustibles fossiles représentaient quant à eux 38,6 % et l’électricité nucléaire plus de 20 %. Une part qui n’était que de 15,9 % en 2004. Les principales sources de production étaient l’éolien (15,9 %), l’hydroélectrique (11,3 %) et le solaire photovoltaïque (7,6 %). En 2019, les premiers producteurs d’EnR étaient, dans l’ordre, la Chine, l’Inde, l’UE, les États-Unis et le Brésil.

Si certaines énergies renouvelables présentent l’inconvénient d’être intermittentes, d’autres en revanche peuvent produire de l’énergie en continu, toutes périodes de l’année confondues, comme les centrales hydrauliques ou la géothermie, qui participe entre autres à la production de chaleur.

¹Source : Ember – Global Electricity Review 2023
²Source : RTE – Bilan électrique 2022
³Source : RTE – Bilan électrique 2022
⁴Source : Conseil Européen – Comment l’électricité de l’UE est-elle produite et vendue ?

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