Une centrale nucléaire est une usine qui produit de l'électricité aux moyens de réacteurs nucléaires. Les centrales nucléaires utilisent des réactions nucléaires contrôlées pour produire de la vapeur d'eau puis de l'électricité.

En France, environ 76 % de l'énergie électrique consommée est produite grâce au nucléaire. Cette source d'énergie peut aider à limiter l'usage des énergies fossiles qui produisent des gaz à effet de serre. De plus, le faible coût de production d'énergie nucléaire permet de réduire le prix de la facture d’électricité.

Globalement, elle fonctionne sur un principe dit de fission nucléaire.

Si l'on « casse » un atome dit fissible (c'est-à-dire que l'on peut fissionner, ou couper en morceaux plus petits) tel que certains isotopes de l'uranium et du plutonium, une énorme quantité d'énergie est dégagée sous forme de chaleur.

Cette énergie est utilisée pour chauffer de l'eau, qui, en s'évaporant forme de la vapeur d'eau. Cette vapeur d'eau, à haute pression, entraîne des turbines reliées à des alternateurs qui produisent l'électricité.

Une centrale nucléaire est souvent composée de plusieurs « tranches », c'est-à-dire des systèmes complets de production : un réacteur nucléaire, des turbines et des alternateurs et leurs équipements.

Il existe plusieurs types de réacteurs nucléaires, les plus petits produisent une puissance de 900 mégawatts et les plus gros atteignent 1450 mégawatts soit 1 450 000 000 (1,45 milliard) de watts ou 1 450 000 kilowatts. Un réacteur qui fonctionnerait à pleine puissance toute l'année pourrait fournir l'électricité nécessaire pour 2,5 millions de logements en France. Une telle puissance est capable d'alimenter 164 TGV circulant à pleine vitesse, simultanément.

Ces grosses cheminées sont des tours d'où s'échappe la vapeur du refroidisseur. Ces centrales sont souvent installées au bord de rivières. C'est l'eau de la rivière qui est utilisée pour refroidir la fission.

Les centrales nucléaires utilisent l'énergie de la fission des noyaux d'atomes pour chauffer de l'eau et produire de l'électricité. Ce procédé n'émet pas de dioxyde de carbone (CO2) (le principal gaz à effet de serre), au contraire de la combustion du charbon, du pétrole ou du gaz. Aujourd'hui pourtant, environ 80 % de l'électricité dans le monde est produite à partir de ces trois ressources.

La construction d'une centrale nucléaire utilise néanmoins des quantités importantes de béton et d'acier dont la fabrication est responsable d'émissions de gaz à effet de serre. Ainsi, une centrale nucléaire émet environ 12 g de CO2 par kWh d'électricité produite, ce qui est inférieur aux émissions des panneaux solaires (environ 45 g de CO2 par kWh) mais supérieur à celle des éoliennes (environ 11g/kWh). Ces valeurs pour les panneaux solaires peuvent paraître élevées mais elles sont dues au fait qu'ils sont fabriqués en utilisant de l'énergie et des métaux, dont l'extraction nécessite de l'énergie. Les panneaux solaires ont également une durée de vie de 20 ans, contre au moins quarante ans pour une centrale nucléaire.

Les centrales nucléaires ont pour avantage d'être des moyens de production d'électricité pilotables. En effet, la puissance délivrée par la centrale peut être rapidement adaptée en fonction de la demande en électricité : il faut augmenter la quantité de courant injectée quand il fait froid, la diminuer la nuit, etc. Il n'est pas possible de contrôler la quantité d'énergie produite par une éolienne car on ne contrôle pas la présence de vent et il n'est pas possible de contrôler un panneau solaire, car la nuit celui-ci ne fonctionne pas et le soleil ne se présente pas tous les jours. L'électricité ne se stocke pas.

Un des problèmes de cette énergie vient du fait que le nucléaire produit des déchets hautement radioactifs. Si certains ont une demie-vie courte (moins de 30 ans), d'autres ont une durée de vie de plusieurs centaines de milliers d'années. La solution qui est privilégiée pour atténuer la dangerosité des déchets est de les enterrer.

Bien qu'elles soient nombreuses, les réserves d'uranium ne sont pas illimitées. On risque donc de manquer un jour d'uranium pour alimenter les centrales nucléaires. Un des dangers majeurs de cette source d'énergie est aussi le risque d'accident. Bien que le risque soit très faible, une catastrophe nucléaire (comme celle de Tchernobyl ou de Fukushima peut irradier les terres à proximité ce qui empêche l'homme d'y vivre).

L'ancien premier ministre japonais Naoto Kan, au pouvoir lors de l'accident nucléaire de Fukushima, a démissionné de ses fonctions et appelle à une transition rapide vers les énergies renouvelables1.