Le mix énergétique des sources d'énergie en France
On distingue principalement deux grandes sources d’énergie : les sources d’énergie « fossiles » sont des énergies produites à partir de combustibles carbonés issus d’une lente décomposition de matières organiques, et les énergies dites « renouvelables ». Le fioul, le charbon et le gaz se classent dans la première catégorie, tandis que l'énergie solaire, la biomasse, l’hydraulique, la géothermie sont dans la seconde. Descriptif des différentes sources d’énergie, leurs avantages, inconvénients et utilisations en France.
Graphique : Selectra - Source : Chiffres clés de l'énergie - Édition 2023 - Ministère de la Transition Énergétique
Les sources d'énergie fossiles en France
Les énergies fossiles proviennent de la combustion de matières premières carbonées comme le charbon, le pétrole ou encore le gaz naturel. Ces combustibles sont le résultat d'un processus lent de fossilisation (d’où leur nom d’énergies fossiles).
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| Production d'énergie le plus souvent à bas coût ; Grande connaissance des divers usages possibles et des diverses utilisations des énergies fossiles (transport, chauffage, composés plastiques, etc.). | Des énergies polluantes : leur utilisation relâche dans l'atmosphère le carbone qui avait été piégé dans le sol pendant des millions d'années ; Des énergies qui ne sont pas inépuisables, mais limitées ; La situation géopolitique de certains pays producteurs ne permet pas de garantir l’indépendance énergétique ; Les ressources fossiles sont très inégalement réparties dans le monde : elles sont donc une source de tensions et de conflits géopolitiques. |
Utilisation en France
Sur son territoire, la France ne dispose pas de grandes sources d'énergie fossiles. Les gisements de pétrole et de gaz sont limités et en cours d’épuisement, l’exploitation du charbon a été largement abandonnée, quant à l'exploitation du gaz de schiste, cette source d'énergie suscite des débats quant à son impact majeur sur l’environnement. La France importe donc :
- 98,5 % de son pétrole (Afrique, pays de l’ex-URSS, Moyen-Orient, Mer du Nord) ;
- 98 % de son gaz naturel (Norvège, Pays-Bas, Algérie, Russie) ;
- La totalité de son charbon (Australie, États-Unis, Afrique du Sud, Colombie).
Le gaz naturel
Le gaz naturel est composé d'un mélange d'hydrocarbures, essentiellement du méthane (CH4) naturellement présent dans certaines roches. Extrait par forage des gisements naturels, il est utilisé comme combustible fossile. Trois pays exploitent plus de 50 % des réserves mondiales de gaz naturel : la Russie (27 %), l’Iran (15 %) et le Qatar (14 %).
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| Le gaz naturel est moins polluant que le pétrole. Contrairement au charbon, il ne contient pas de soufre ;
| Le méthane (CH4) est l’un des principaux gaz à effet de serre, entrant en jeu dans le réchauffement climatique ; L’approvisionnement en gaz naturel est soumis aux aléas des situations politiques des régions productrices (comme le Moyen-Orient) et peut être un moyen de pression sur le plan géopolitique (dépendance de l’Europe envers la Russie). |
Depuis la fin de la dernière exploitation commerciale en 2013, la quasi-totalité du gaz naturel consommé en France est désormais importée.
- La Norvège demeure son principal fournisseur (42 % du total des entrées brutes) ;
- La Russie (19 %) ;
- Les Pays-Bas (10 %) ;
- L'Algérie (8 %) ;
- Le Nigéria (6 %) ;
- Le Qatar (4 %).
Les achats de gaz naturel sur les marchés du Nord-Ouest de l’Europe, pour lesquels le lieu de production du gaz n’est pas connu avec précision, représentent 10 % des entrées brutes.
Deux opérateurs se répartissent le réseau français de transport de gaz naturel : Teréga pour le Sud-Ouest (5 100 km de réseau), le reste du territoire par GRTgaz (32 320 km de réseau). On dénombre 195 000 km de canalisations de distribution (exploitées par GRDF et 24 autres gestionnaires, parmi lesquels 22 entreprises locales de distribution (ELD)).
Le fioul
Le fioul, mazout ou fuel est un combustible dérivé du pétrole, utilisé notamment dans les chaudières. Le fioul est issu du raffinage du pétrole et ses caractéristiques sont proches de celles du gazole.
Cette source d'énergie est issue des fractions de pétrole et servira in fine à chauffer les habitations. La composition moléculaire du fioul est très variée et dépend de l'origine du pétrole dont il est issu.
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| Éligibilité aux aides : CITE, Prime CEE, TVA réduite, Éco-prêt à taux zéro ... ; Fonctionnement autonome (un seul rechargement de fioul par an est nécessaire) ; Bon rendement pour les chaudières à condensation ; Compatibilité avec les systèmes de régulation ; Durée de vie longue (20 à 25 ans). | Coût d'installation élevé ; Nécessite un espace pour installer la cuve de fioul ; Prix dépendant du fioul ; Combustible polluant ; Demande un entretien et une révision annuel ; Les chaudières individuelles au fioul ont vocation à être supprimées dans 10 ans. |
La consommation de fioul domestique diminue depuis 2002, cependant 12,4 % des ménages se chauffent encore au fioul en 2016.
Le gouvernement souhaite accélérer la disparition de ce chauffage polluant et émetteur de gaz à effet de serre en développant des aides à la conversion ainsi que par l'augmentation progressive de la TICPE. En novembre 2018, le premier ministre a fixé l'objectif de supprimer en dix ans toutes les chaudières individuelles au fioul.
Le charbon
Cette source d'énergie est utilisée pour chauffer l'eau et créer de la vapeur qui, par l'action d'une turbine, produira de l'énergie. C’est en brûlant que le charbon émet beaucoup de dioxyde de carbone. On distingue différentes catégories de charbon qui reflètent les stades de formation :
- Les houilles et les anthracites ont un fort pouvoir calorifique. Ces types de charbon sont destinés à la sidérurgie et aux chaudières qui produisent de la vapeur et de l’électricité ;
- Le charbon brun a une plus faible valeur énergétique et sert à la production d’énergie électrique dans des centrales thermiques à charbon.
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| Le charbon constitue une source d’énergie bon marché ; Le charbon est l’énergie fossile la plus abondante et la mieux répartie dans le monde. | La combustion du charbon émet du dioxyde de carbone, principal gaz à effet de serre, et contribue ainsi à la pollution atmosphérique ; Un kilowattheure électrique produit à partir de charbon émet entre 800 et 1 000 grammes de CO₂. En comparaison, un kilowattheure électrique produit à partir de la technologie hydraulique émet 4 grammes de CO₂. |
La directive européenne sur les grandes installations de combustion a mis en place un programme de fermeture des centrales thermiques à charbon.
Ces exigences environnementales ont réduit les centrales à charbon à 5 unités actives en métropole en 2015.
Le charbon demeure toutefois encore très présent en outre-mer. La Guadeloupe et La Réunion exploitent chacune deux installations thermiques au charbon.
Les importations de charbon se sont concentrées sur les cinq pays suivants, les États-Unis, l’Australie, la Colombie, la Russie et l’Afrique du Sud (environ 90 % du total).
Le pétrole
Le pétrole est une énergie fossile, utilisée notamment dans les transports et la pétrochimie. Cette source d'énergie se présente sous la forme d'une huile minérale. Elle provient de la décomposition sédimentaire de composés organiques contenant du carbone.
Une fois extrait des gisements souterrains, le pétrole brut est transporté par des oléoducs, avant d’être raffiné et transformé.
Le pétrole est la principale source d’énergie utilisée par l’homme : en 2005, la production mondiale de pétrole a atteint 84 millions de barils par jour.
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| Le pétrole a des usages multiples ; Grande connaissance des divers usages du pétrole et de ses dérivés ; La production d’énergie à partir de pétrole est plutôt bon marché, par rapport à d’autres sources énergétiques. | Le pétrole n’est pas une énergie renouvelable, mais une énergie fossile ; Ses ressources sont limitées en quantité, même si tous les gisements n’ont pas encore été découverts ; L’extraction, la transformation et le transport du pétrole entraînent l’émission d’une grande quantité de CO₂ et autres gaz à effet de serre ; Les ressources en pétrole sont très inégalement réparties dans le monde ; Le contrôle des régions les plus riches en pétrole (Moyen-Orient, Nigeria…) est une source de tensions et de conflits géopolitiques. |
Après une augmentation sensible en 2015, les importations de pétrole brut ont reculé en 2016 pour repartir à la hausse en 2017 (+ 4 %).
Premier pays fournisseur de la France en pétrole brut durant les quatre années précédentes, l’Arabie saoudite recule au quatrième rang en 2017 (6 Mt), derrière le Kazakhstan, la Russie (9 Mt chacun) et l’Iran (7 Mt).
Ce dernier bénéficie depuis 2016 de la levée des sanctions économiques liées à son programme nucléaire.
L’énergie nucléaire, une énergie à part entière
L’énergie nucléaire est produite grâce au phénomène de la radioactivité. Elle permet de produire de l’électricité, mais elle est également utilisée dans de nombreux domaines : cadre militaire (propulsion de sous-marins) ou encore médical (radiothérapie).
Pour produire de l’électricité nucléaire, il faut utiliser de l’uranium. La réaction nucléaire obtenue libère une grande quantité de chaleur qui sera transformée par la suite en électricité.
Ses faibles concentrations le rendent économiquement difficile à exploiter, cependant, les réserves d'uranium actuelles permettraient d'alimenter les centrales nucléaires du monde pendant un siècle, selon l'Agence pour l'énergie nucléaire (AEN).
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| La production d’électricité nucléaire n’entraîne pas d’émissions de gaz à effet de serre ; Les ressources en uranium sont plus importantes que celles des combustibles carbonés (pétrole, charbon, gaz naturel) ; L’électricité nucléaire est produite à partir de l’uranium, qui est une énergie fossile. Toutefois, sa fission n’émet pas de gaz carbonique et en ce sens constitue une alternative propre ; De plus, l’énergie nucléaire a assuré à la France une quasi-indépendance énergétique depuis les années 70. | Le risque d’accident nucléaire sur un réacteur ou au cours du cycle du combustible ; La durée de vie des déchets radioactifs est longue et peut être comprise entre 300 ans et plusieurs centaines de milliers d’années ; Le risque de prolifération nucléaire et d’actes terroristes sur des sites de production. |
15 % de l’électricité mondiale est aujourd'hui produite par les 439 réacteurs nucléaires en fonction dans le monde, dont 58 en France.
Il est important de souligner que 80 % de l’électricité produite en France est d’origine nucléaire. Il n’y a plus de mines d’uranium en activité sur le territoire national, la totalité de l'uranium est donc importée (Australie, Canada, Gabon, Niger, Russie).
Si elle a offert une indépendance énergétique à la France depuis un demi-siècle, le coût de la maintenance du parc nucléaire français est aujourd'hui en hausse, du fait notamment de l'allongement de la durée de vie des centrales et du renforcement des normes de sûreté.
Les énergies renouvelables en France
Les énergies renouvelables, comme leur nom l’indique, ne sont pas tarissables, elles sont par définition illimitées.
Ces « énergies vertes » ou « énergies propres » proviennent de phénomènes naturels (vent, rayonnement solaire, force des courants marins) et ne causent aucune pollution directe.
Cependant, elles peuvent en causer indirectement à cause le plus souvent de l'extraction de minerais (lithium, coltan, cuivre, etc) qui permettent la création des matériaux comme pour les éoliennes ou les panneaux solaires photovoltaïques.
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| Elles sont inépuisables ; Elles sont disponibles quasiment en permanence ; Elles offrent une indépendance énergétique ; De manière générale, les énergies renouvelables sont plus propres que les énergies fossiles et fissiles actuellement exploitées dans le monde entier ; Elles sont « gratuites » une fois que les installations de production sont rentabilisées. | Leur coût est relativement important à l’achat des installations ; De ce fait, la rentabilité peut se faire attendre des années ; La plupart de ces énergies vertes sont sujettes aux aléas de la nature ; Elles peuvent causer des nuisances sonores et visuelles ; La construction et les matériaux utilisés pour ces structures peuvent générer une pollution indirecte. |
La loi de transition énergétique votée en 2015 fixe pour objectif de multiplier par deux la production d'origine renouvelable et faire ainsi baisser la production nucléaire à 50 % du mix énergétique français d'ici à 2025.
Cependant, le développement des énergies renouvelables ne pourra se faire que qu'avec un soutien financier public croissant.
Le bois
Dans le contexte actuel de réchauffement climatique et de prise de conscience de la nécessité de préserver l'environnement, le bois énergie est une des solutions proposées.
Son faible coût ne peut qu’accentuer la tendance vers la généralisation de son emploi.
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| Le bois-énergie est un procédé qui permet de ne pas rejeter du CO₂ dans l'atmosphère ; Faible coût, ce matériel est plus économique ; C'est une énergie respectueuse de l'environnement, elle est une ressource renouvelable surtout en France ; Cette énergie permet le développement économique des territoires ainsi que la création d'emplois pour l'étude, l'installation et l'exploitation des chaufferies et l'exploitation des forêts. | Un prix qui risque d'augmenter dans les années à venir ; Une énergie renouvelable mais pas inépuisable ; Une consommation importante dans plusieurs domaines d'activité : chauffage, habitation ; Une gestion complexe à mettre en place sur les territoires. |
Le bois énergie est la première ressource renouvelable en France : elle représente 40 % des énergies renouvelables utilisées aujourd’hui en France.
Le chauffage domestique au bois est toujours un secteur dynamique grâce à la modernisation des moyens de chauffage (poêle à bois, poêle à granulé).
Cette source d'énergie est également de plus en plus utilisée pour alimenter de grandes chaufferies industrielles ou encore des réseaux de chaleur urbain.
La surface forestière de la France est au troisième rang en Europe derrière celles de la Suède et de la Finlande, et elle a doublé depuis 1850. Aujourd'hui plus de 5 millions de particuliers possèdent un chauffage au bois.
L’énergie hydraulique
Les centrales hydrauliques convertissent la force de l’eau en énergie. Chutes d'eau, marées, houle, etc. constituent une source d’énergie inépuisable.
Ce système de production d'électricité verte est la plus ancienne des énergies renouvelables. Tout comme les moulins à eau de l'Antiquité, les centrales hydrauliques exploitent la force de l'eau en alimentant les turbines tournantes pour produire de l'électricité grâce à un générateur électrique.
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| Une énergie maîtrisée grâce à des années d'expérience ; Des rendements intéressants ; Une flexibilité de la production grâce aux systèmes des barrages qui permettent de régler l'intensité du débit d'eau, et donc de la production finale d'énergie ; Une sécurité accrue avec un coût de la sécurité des centrales plus faible que celui d'une centrale nucléaire par exemple. | Des investissements lourds ; Le risque de sécheresse liée au dérèglement climatique ; La nécessité d'avoir un terrain propice pour développer ce type d'énergie ; Des impacts non négligeables sur l'environnement et des conséquences sur le milieu aquatique, notamment si la construction d'un barrage conduit à l'inondation de terres sur grande superficie. |
Il s’agit de la seconde source de production d’électricité après le nucléaire en France. Les sites favorables aux grands barrages sont aujourd’hui largement équipés.
En 2017, l'hydroélectricité représente 10,1 % du mix énergétique en France.
Source : https://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/investisseurs/performances…
L’énergie éolienne
Les éoliennes produisent de l’électricité à partir du vent. L'architecture d'une éolienne est constituée de pales qui sous l'action du vent font tourner une turbine qui entraîne à son tour un alternateur et produit de l'électricité.
Fin 2012, le parc éolien français compte environ 4 500 aérogénérateurs.
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| Les progrès réalisés dernièrement en termes d’équipements permettent même de stocker l’énergie pour pallier les vents faibles ; C'est une énergie qui n'émet aucun gaz à effet de serre ; Sa matière première, le vent, est disponible partout dans le monde et totalement gratuite. Chaque éolienne produit environ autant d’électricité que la consommation de 1500 foyers (hors chauffage, et eau chaude sanitaire). | Cependant, elle présente l'inconvénient majeur de connaître une production intermittente ; L'implantation d'éoliennes terrestres suscite parfois l'hostilité des riverains, car leur présence altère le paysage, génère du bruit et peut présenter un danger réel pour l'environnement, la faune locale et les migrateurs ; En France, l'État favorise désormais l'éolien maritime (offshore) et côtier, où les nuisances sont réduites, et où le rendement est souvent meilleur. |
La France dispose du deuxième gisement éolien d’Europe quant à la production terrestre et off-shore.
L’éolien est aujourd’hui une technologie mature et fiable avec un potentiel de développement encore très important.
Cette source d'énergie verte est promise à un bel avenir au vu de son caractère inépuisable.
En théorie, capter un millième de l'énergie éolienne disponible sur Terre permettrait, en effet, de subvenir à la totalité des besoins mondiaux en électricité. Les progrès technologiques réalisés ces dix dernières années ont permis de rendre les éoliennes à la fois plus efficientes, plus rentables et beaucoup moins coûteuses à produire.
L’énergie solaire photovoltaïque
Elle permet de créer de l’électricité grâce au soleil, à son rayonnement et à sa chaleur. L’électricité solaire nécessite de disposer de panneaux photovoltaïques, d’un ondulateur et d’un compteur pour transformer les photons en électricité.
Ce système de transformation tend à se démocratiser et permet également aux particuliers de vendre le surplus de leur production.
Dans le mix énergétique français, le solaire prend une place de plus en plus grande. La constitution des panneaux reste encore problématique mais tend à se régler avec de nouveaux matériaux moins onéreux.
L’énergie lumineuse du soleil est recueillie grâce à des capteurs sur des panneaux solaires puis est convertie en énergie électrique (solaire photovoltaïque) ou thermique (solaire thermique, comme pour les chauffe-eaux solaires).
L’installation de panneaux photovoltaïques peut permettre aux particuliers de subvenir à plus de la moitié de leurs besoins en chauffage (eau et habitation).
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| L'énergie solaire est une énergie renouvelable issue d'une ressource inépuisable à l'échelle humaine ; Pas d'émission de gaz à effet de serre ; Pas de production de déchets toxiques ; L'installation de panneaux photovoltaïques permet aux particuliers de bénéficier de crédits d'impôts et de revendre à leur distributeur le surplus d'énergie qui dépasse leur consommation personnelle. | Tout comme l'éolien, le solaire photovoltaïque connaît une production intermittente en fonction de la météo ; Produire de l'énergie solaire a un coût (construction des centrales thermiques, installation et construction des panneaux photovoltaïques ...) ; La durée de vie des panneaux est actuellement de 25 ans et ces derniers ne sont rentables qu'au bout de plusieurs années ; De plus, il n'existe pas encore de filières de recyclage pour les panneaux photovoltaïques.
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Les installations sous la forme de modules peuvent équiper les toits des bâtiments ou constituer de grandes surfaces au sol. Si sa part dans le mix électrique est encore faible, cette filière est dans une dynamique très positive (+17 % de progression en 2015) et possède encore un fort potentiel de développement.
70 % du parc total est situé au sud de la France métropolitaine où le niveau d’ensoleillement est jusqu’à 35 % supérieur aux régions du nord.
Graphique: selectra.info - Source: IRENA Renewable Cost Database
L’énergie géothermique
Le principe est d’exploiter le flux géothermique naturel à la surface de la terre. En général, ce flux est assez faible et nécessite des dispositifs conséquents pour pouvoir être capté.
Cette forme d’énergie ne dépend pas des conditions atmosphériques et a donc l’avantage d’être quasi continu. L’électricité par géothermie consiste à forer le sol pour aller récupérer cette chaleur, soit en injectant de l’eau dans les roches chaudes, soit en exploitant les sources d’eau chaude existantes.
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| La géothermie est une énergie renouvelable et propre (pas de déchets à stocker, très peu d’émissions de CO₂) ; Cette source d'énergie est disponible dans tous les sous-sols de la planète. | Cependant l'accès à certains gisements d’énergie géothermique peut être difficile (contraintes géologiques, composition du sous-sol…) ; Le déploiement à grande échelle de la technologie d’exploitation de l’énergie géothermique coûte encore très cher, car elle exige des forages à grande profondeur. |
Une vingtaine de pays dans le monde produisent de l'électricité géothermique. Ils sont principalement situés en Asie et en Amérique du Nord.
En France, cette source d'énergie est encore peu utilisée, bien qu'elle possède un certain nombre de zones exploitables. Seule la centrale de Bouillante en Guadeloupe produit de l'électricité géothermique.
La biomasse
L’énergie de la biomasse est produite par combustion des matières biologiques et sont convertis en "biocarburants" ou en "biométhane" en utilisant les déchets organiques dans des méthaniseurs.
Même si la combustion produit des gaz à effet de serre, la biomasse reste une énergie renouvelable.
| Avantages | Inconvénients |
|---|---|
| C'est un double bénéfice : en produisant de l’électricité par biomasse, on élimine des déchets organiques tout en produisant de l’électricité ; Les méthaniseurs agricoles se développent de plus en plus et permettent de gérer la question des effluents d’élevages ; Cette source d'énergie est neutre concernant les émissions de CO₂. | La combustion du bois et des matières biologiques rejette de l'oxyde d'azote et des micro-particules dans l'atmosphère ; La production de biocarburants requiert l'occupation de terres agricoles au détriment d'autres cultures. |
Cette source d'énergie par biomasse est surtout produite localement, le plus souvent en cas de besoins ponctuels.
Le mix énergétique en France
Pour son mix énergétique, la France a fait le choix de se doter d'un parc nucléaire conséquent assurant encore aujourd'hui près des trois quarts de la production d'électricité du pays.
Comme la plupart des centrales ont été construites dans les années 1960 à 1980, les investissements ont été depuis amortis dans les comptes d'EDF et les prix de l'électricité en France sont parmi les plus bas d'Europe.
Cependant, ce coût grandit à mesure que les centrales vieillissent et que les normes de sécurité et d'environnement se renforcent.
Les énergies de source renouvelable doivent donc être utilisées plus massivement.
La directive 2009/28/CE fixe pour la France un objectif de 23 % d'énergie produite à partir de sources renouvelables dans la consommation finale brute d'énergie à l'horizon 2020.
Les différents types de centrale électrique
L'électricité peut être produite par de nombreux types d'installations. En France, l'infrastructure de production dominante en volume est la centrale nucléaire. Néanmoins, de plus en plus de projets de centrales à gaz voient le jour, notamment chez les fournisseurs alternatifs. Enfin, du côté des énergies renouvelables, des parcs éoliens, des centrales solaires et des barrages hydroélectriques sont construits pour ne citer que les principaux.
- La centrale à gaz à cycle combiné
- La centrale nucléaire
- La centrale à charbon
- La centrale hydroélectrique
- L'usine marémotrice de la Rance
- La centrale au fioul
- Les centrales géothermiques
- Les centrales solaires
- Les centrales éoliennes
- Les turbines à combustion (TAC)
- L'homme, une centrale électrique?
