Éolien, solaire, hydraulique, nucléaire… Produire de l’électricité ne signifie pas toujours pouvoir choisir quand et combien produire. Certaines sources peuvent adapter leur production aux besoins du réseau, d’autres dépendent des conditions naturelles (vent, ensoleillement…). Au cœur de cette distinction, deux notions clés : la pilotabilité et l’intermittence.

Qu’il s’agisse d’alimenter une usine, un hôpital, un réseau ferroviaire ou des millions de logements, l’électricité doit être disponible à tout moment. Pour les gestionnaires du réseau, cela implique un exercice d’équilibrage permanent : la production doit être ajustée en continu pour répondre à la consommation. Pour comprendre comment cet équilibre est assuré, il faut distinguer deux notions parfois confondues : la pilotabilité et l’intermittence.

Énergie pilotable et énergie intermittente : de quoi parle-t-on ?

Une énergie pilotable est une source d’électricité dont la production peut être ajustée en fonction des besoins du réseau. Concrètement, son exploitant peut augmenter, réduire ou maintenir sa puissance afin de répondre à la demande des consommateurs. C’est le cas notamment du nucléaire, dont la puissance peut être modulée, de l’hydraulique de barrage, qui permet d’ouvrir ou de fermer les vannes pour adapter la production, ou encore des centrales à gaz et à biomasse.

Une production intermittente dépend de la disponibilité de la ressource naturelle, sans que l’on puisse maîtriser précisément le moment ni la quantité d’électricité produite. C’est le cas de l’éolien, dont la production dépend de la force du vent, et du solaire photovoltaïque, qui dépend de l’ensoleillement et ne produit pas la nuit. La modulation possible concerne l’écrêtage ou la baisse de production mais pas l’augmentation de l’énergie délivrée sur le réseau.

Les énergies pilotables essentielles à la décarbonation

Pour atteindre la neutralité carbone, il ne suffit pas de produire une électricité bas carbone : il faut aussi pouvoir la fournir à tout moment. Or, un réseau électrique doit en permanence équilibrer production et consommation. Cet équilibre est indispensable pour maintenir la fréquence et la tension du réseau dans des plages précises et garantir sa stabilité. Même lorsqu’elles sont très développées, les énergies renouvelables variables comme l’éolien et le solaire ne peuvent pas assurer seules cette fonction.

La décarbonation suppose donc de disposer de moyens capables d’ajuster la production tout en émettant peu de gaz à effet de serre. Historiquement, cette flexibilité a souvent été assurée par des centrales à charbon ou à gaz. Mais, si ces moyens sont pilotables, ils restent fortement émetteurs de CO₂.

Les centrales nucléaires contribuent aussi à la stabilité du réseau. Les lourdes masses tournantes de leurs turboalternateurs apportent naturellement de l’inertie, qui ralentit les variations de fréquence en cas de déséquilibre soudain. Le parc nucléaire peut ensuite ajuster rapidement sa puissance pour contribuer à ramener la fréquence à son niveau de référence.

Les installations éoliennes et solaires n’apportent pas naturellement cette même inertie. Des technologies dites « grid-forming » permettent toutefois de reproduire certains de ces services et se développent progressivement.

Le nucléaire, bas carbone et pilotable

La puissance des réacteurs nucléaires du parc français peut varier à la hausse ou à la baisse de 80 % jusqu’à deux fois par jour pour satisfaire la consommation et compléter les productions renouvelables. En pratique, les opérateurs peuvent agir sur les dispositifs qui contrôlent la réaction de fission dans le cœur du réacteur afin d’augmenter ou de réduire progressivement la production de chaleur, de vapeur, puis d’électricité.

Le nucléaire apporte également une flexibilité précieuse à l’échelle hebdomadaire, mensuelle et saisonnière. Cette capacité permet d’accompagner les variations de consommation et de contribuer à l’équilibre du réseau lorsque la production renouvelable fluctue. Les centrales peuvent également s’îloter en situation de défaillance réseau : elles se déconnectent du réseau tout en maintenant une puissance suffisante pour alimenter leurs propres équipements.

Le nucléaire présente donc une caractéristique rare : il est à la fois pilotable, bas carbone* et capable de produire de grandes quantités d’électricité tout au long de l’année.

C’est pourquoi il occupe une place importante dans de nombreux scénarios de décarbonation. Les travaux du GIEC montrent que les trajectoires compatibles avec la neutralité carbone reposent sur un développement massif de l’électricité bas carbone. Les institutions internationales (GIEC, OCDE, UE) incluent dans leurs scénarios de décarbonation une part de nucléaire, à l’horizon 2050, aux côtés des renouvelables.

Le changement climatique rend-il le nucléaire intermittent ?

Absolument pas. Les épisodes de chaleur peuvent toutefois conduire les exploitants à adapter temporairement le fonctionnement de certaines installations afin de respecter les réglementations environnementales relatives aux rejets thermiques dans les cours d’eau. Ainsi, certaines unités baissent leur production l’été, en respect de la réglementation sur les rejets thermiques, pour protéger les écosystèmes des rivières.

L’impact de ces réductions est toutefois très limité : entre 2000 et 2023, ces baisses n’ont représenté que 0,3 % de la production nucléaire française annuelle en moyenne. Il s’agit bien de contraintes d’exploitation ponctuelles, et non d’une intermittence comparable à celle des productions dépendant du vent ou du soleil.

Par ailleurs, de nombreuses solutions techniques permettent d’adapter les centrales nucléaires aux conditions climatiques locales. En France, le site de Civaux, dans la Vienne, conçu dès l’origine pour fonctionner sur une rivière aux ressources limitées, bénéficie d’une architecture de refroidissement unique. Cette centrale apparaît aujourd’hui comme un laboratoire grandeur nature des adaptations que devra engager le parc nucléaire français face à l’augmentation de la fréquence des sécheresses et des épisodes de fortes chaleurs. Plus largement, l’évolution des conditions climatiques est intégrée dans les programmes d’adaptation du parc existant, mais aussi dès la conception des futurs EPR2 prévus en France.

Enfin, l’énergie nucléaire est déjà exploitée dans certaines des régions les plus chaudes et les plus arides du monde. La centrale de Barakah, aux Émirats arabes unis, fonctionne dans un environnement désertique soumis à des températures très élevées et utilise l’eau du golfe Persique comme source froide. La centrale de Palo Verde, en Arizona, est quant à elle implantée en plein désert et recourt à une solution particulièrement originale : elle utilise des eaux usées traitées provenant de l’agglomération de Phoenix pour alimenter ses systèmes de refroidissement.■

* Les émissions du nucléaire sur l’ensemble du cycle de vie (matières premières, construction, fabrication du combustible, démantèlement, déchets) sont évaluées par le GIEC à 12 g CO₂ /kWh, au même niveau que l’éolien. En France, elles sont de l’ordre de 4 g CO₂ /kWh, car plusieurs étapes du cycle du combustible, dont l’enrichissement, bénéficient d’une électricité bas carbone.