thumb|upright=1.5|Centrales nucléaires dans le monde en 2024 (hors réacteurs de recherche) vignette|Centrale nucléaire de DayaBay (Chine) en . vignette|Centrale nucléaire du Tricastin (France) en . vignette|Centrale nucléaire de Leibstadt (Suisse) en . Une centrale nucléaire est un site industriel servant à la production d'électricité, comprenant un ou plusieurs réacteurs nucléaires. La puissance électrique d'une centrale varie de quelques mégawatts à plusieurs milliers de mégawatts en fonction du nombre et du type de réacteur en service sur le site.
L'énergie d'une centrale nucléaire provient de la fission de noyaux d'atomes lourds. Celle-ci dégage de la chaleur, qui sert dans un premier temps à vaporiser de l'eau, comme dans toute centrale électrique thermique conventionnelle, puis la vapeur d'eau produite entraîne en rotation une turbine accouplée à un alternateur qui produit à son tour de l'électricité. C'est la principale application de l'énergie nucléaire dans le domaine civil.
On compte, dans le monde, environ nucléaires qui ont produit 9,8 % de l'électricité mondiale en 2021. Ces centrales comptent en un total de opérationnels, dont japonais en attente d'autorisation de redémarrage. Leur puissance cumulée atteint ( en moyenne par réacteur) et sont en cours de construction ().
Histoire Années 1950 : premières centrales vignette|upright|Installation de la cuve du premier réacteur EBR-1 (États-Unis).
La première centrale nucléaire du monde à produire de l'électricité (puissance de quelques centaines de watts) est l’ (EBR-I), construite au laboratoire national de l'Idaho aux États-Unis. Elle entre en service le Alain Binet, Le Second (1939-2000), Paris, Ellipses, 2003, ..
Le , une centrale nucléaire civile est connectée au réseau électrique à Obninsk en Union soviétique, fournissant une puissance électrique de cinq mégawatts.
Les centrales nucléaires suivantes sont celles de Marcoule dans la vallée du Rhône le , de Sellafield au Royaume-Uni, connectée au réseau en 1956, et le réacteur nucléaire de Shippingport aux États-Unis, connecté en 1957. Cette même année, les travaux de construction du premier réacteur à usage civil en France (EDF1) démarrèrent à la centrale nucléaire de Chinon.
De 1960 à 1986 : croissance rapide La puissance nucléaire mondiale a augmenté rapidement, s'élevant de plus de un gigawatt (GW) en 1960 jusqu'à à la fin des années 1970, et à la fin des années 1980.
Pendant l'année 1970, la construction de réacteurs était en cours et six étaient mis en service opérationnel. Entre 1970 et 1990 étaient construits plus de par an, avec un pic de en 1984.
Plus des deux tiers des centrales nucléaires commandées après ont été annulées notamment comme conséquence de l'accident nucléaire de Three Mile Island.
1986 : Tchernobyl lang=fr|vignette|Évolution du parc mondial de réacteurs nucléaires ; impact des trois accidents électronucléaires majeurs. En 1986, la catastrophe nucléaire de Tchernobyl a conduit à plusieurs moratoires ; la baisse des prix du pétrole durant les années 1990 a renforcé cette tendance, conduisant à construire moins de nouveaux réacteurs dans le monde. Parallèlement, les centrales vieillissent : en 2006, la majorité des réacteurs avaient de , sept ayant même de Agence internationale de l'énergie atomique Vienne, Nuclear Power Reactors in the World, iaea.org, avril 2006, p. 79-81..
Les coûts économiques croissants, dus aux durées de construction de plus en plus longues, et le faible coût des combustibles fossiles, ont rendu le nucléaire moins compétitif dans les années 1980 et 1990. Par ailleurs, dans certains pays, l'opinion publique, inquiète des risques d'accidents nucléaires et du problème des déchets radioactifs, a conduit à renoncer à l'énergie nucléaire.
Le nombre de réacteurs nucléaires en construction dans le monde a commencé à diminuer en 1986, date de la catastrophe nucléaire de Tchernobyl.
Il s'est ensuite stabilisé vers 1994, année à partir de laquelle le taux de mise en construction de nouveaux réacteurs a stagné entre deux et trois par an.
En 1993, la part de la production d'électricité nucléaire dans la production électrique mondiale a atteint son plus haut point historique, à hauteur de 17 %.. Cette part n'est plus que de 10 % en 2020 Energy Statistics Data Browser - World : Electricity 2020, Agence internationale de l'énergie, 2 décembre 2022. et 66,5 % en France Energy Statistics Data Browser - France : Electricity 2020, Agence internationale de l'énergie, 2 décembre 2022..
Années 2000 : relance annoncée vignette|Nombre et puissance des réacteurs nucléaires en service dans le monde jusqu'en 2011. vignette|Âge des réacteurs nucléaires en 2013. À partir du milieu de la décennie 2000, la croissance des besoins en énergie, associée à la remontée des prix des énergies (hausse du prix du pétrole et du gaz, taxe carbone…) a conduit certains experts à annoncer une renaissance du nucléaire en Europe, Asie et AmériqueLa renaissance du nucléaire? Oui, mais sous conditions !, L'Expansion - 5 mars 2009.. Par exemple, la Finlande s'est engagée dans la construction d’un réacteur pressurisé européen (EPR) à Olkiluoto en 2003, la construction d’un EPR à Flamanville (France) est lancée en 2007 et sont aussi en construction en Chine World Nuclear Association - Nuclear database - réacteurs en construction en Chine, sur le site world-nuclear.org..
En 2005, seuls trois nouveaux réacteurs étaient mis en construction dans le monde et quatre réacteurs achevés étaient connectés au réseau. La capacité mondiale a augmenté beaucoup plus lentement, atteignant en 2005, en raison du programme nucléaire chinois.
En 2006, mais surtout 2007, la demande repart poussée par les besoins énormes de la Chine en énergie et la hausse généralisée du prix des énergies fossiles.
2011 : accident nucléaire de Fukushima
La crise économique de 2008 et l'accident nucléaire de Fukushima ont provoqué une baisse de la production d'électricité d'origine nucléaire, de 4,3 % en 2011 par rapport à 2010. Des pays comme l'Allemagne, la Belgique, la Suisse et Taïwan ont annoncé leur sortie du nucléaire. L'Égypte, l'Italie, la Jordanie, le Koweït et la Thaïlande ont décidé ne pas s'engager ou se réengager dans le nucléaire. Les chantiers de dix-huit réacteurs en construction affichent plusieurs années de retard, dont neuf en construction depuis plus de vingt ansBaisse record de la production d'électricité nucléaire en 2011, Les Échos, 9 juillet 2012..
À la suite de l'accident nucléaire de Fukushima en 2011, certains pays ont revu leur politique de développement de l'énergie nucléaire.
Par exemple : l'Allemagne, en mixant énergies fossiles et renouvelables"L'Allemagne exporte de plus en plus d'électricité vers la France", sur le site du journal les echos.., a annoncé sa décision de fermer toutes ses centrales nucléaires avant fin 2022., l'Italie a abandonné ses projets nucléaires« EDF et Enel gèlent leurs projets d'EPR en Italie », La Tribune. ; la Suisse a renoncé à renouveler ses centrales« La Suisse sortira du nucléaire en 2034 », La Tribune de Genève (consulté le 25 mai 2011). ; le Québec a fermé sa seule centrale nucléaire, la centrale nucléaire de Gentilly fin 2012. ; le Japon a annoncé une sortie du nucléaire avant 2030Le Japon sortira du nucléaire d'ici à 2030, L'Expansion, 14 septembre 2012.. Plus tard, malgré les résistances de la population, le gouvernement japonais issu des élections de s'est montré favorable au retour du nucléaireLe Japon organise la relance de son nucléaire, Le Figaro, 13 mars 2013.Le Japon est de retour sur la scène nucléaire mondiale, Le Monde, 6 mai 2013. et a poursuivi le redémarrage des réacteurs nucléaires arrêtés à la suite de l’accident de Fukushima ; ainsi, début 2019, neuf réacteurs ont été remis en service et six autres ont reçu l’autorisation de redémarrerCécile Asanuma-Brice (chercheuse, CNRS), Huit ans après Fukushima, où en est le Japon avec l’énergie nucléaire ? Géoconfluences, ENS Lyon, 11 mars 2019. ; la Chine, après avoir gelé les autorisations pour de nouveaux réacteurs « Nuclear Power in China », sur world-nuclear.org., a décidé, fin 2012, une reprise des projets de construction de centrales« Reprise des projets nucléaires », Ambassade de France en Chine, 2 novembre 2012.« Nucléaire: La Chine assouplit sa position et autorise de nouveaux réacteurs », Reuters et , 24 octobre 2012..
Réacteurs nucléaires et centrales en projet
En , nucléaires sont en construction (pour ) dont 28 en Chine (pour )Reactors under construction, Power reactor information system, AIEA, 10 février 2025..
En 2016, dix réacteurs ont été mis en service (cinq en Chine, un en Corée du Sud, un en Inde, un au Pakistan, un en Russie et un aux États-Unis) et trois ont été arrêtés. Le rythme de démarrage des nouveaux réacteurs est resté ralenti ces dernières années par les retards enregistrés sur de nombreux chantiers, notamment des réacteurs de troisième génération, qui répondent à des normes de sûreté plus strictes. La Russie a connecté son premier VVER-1200 à Novovoronezh en 2016 avec quatre ans de retard ; la Corée du Sud a subi le même retard avec son premier APR-1400. Les huit AP1000 de Westinghouse, filiale américaine de Toshiba, accusent tous des retards de plusieurs années sur leur planning initial (deux à trois ans pour les quatre réacteurs en construction aux États-Unis, environ quatre ans pour le premier des quatre exemplaires prévus en Chine). Tout comme les quatre EPR français en chantier (six ans pour Flamanville en France, neuf ans pour Olkiluoto en Finlande et trois ans pour Taishan en Chine). Sur les en chantier recensés par le (60 selon WNA, 61 selon l'AIEA), au moins 35 sont en retard« Nucléaire : les retards, loin d’être une exception française », Les Échos, 5 janvier 2016..
La Chine vise en 2020 et le dirigeant de CGN, He Yu, prévoit installés pour 2030La Chine relance ses projets nucléaires, Les Échos, 12 mars 2015.. La Russie construit 9 réacteurs sur son sol et monopolise une grande partie des commandes internationales : l'agence fédérale Rosatom, qui revendique de dollars de contrats pour de réacteurs à l'étranger, semble mener la course en tête, en s'appuyant sur les nouveaux entrants du nucléaire civil : le Viêt Nam comme le Bangladesh, qui n'ont aucune expérience dans le domaine, apprécient son offre « clés en main », assortie de financements fournis par l'État russe..
En France, l'industrie nucléaire a conçu un réacteur de nouvelle génération EPR. EDF en a lancé la construction d'un démonstrateur ou prototype tête de sérieLe nucléaire dans le monde - CEA (le CEA possède 73 % du capital d'Areva), sur cea.fr. sur le site de Flamanville, dans la Manche, d'une puissance prévue de . (Investissement d'un coût estimé à d'euros en 2003, revu à d'euros en 2010, revu à d'euros en puis à en EDF : la facture de l'EPR s'envole de , Le Figaro, 3 décembre 2012.EDF augmente le coût de l'EPR de Flamanville de , à 8,5 mds EUR, Romandie.com, 3 décembre 2012. et à d'euros en 2022.).