thumb|Vue d'artiste de la bombe AN-11.
La France a réalisé un total de 210 essais nucléaires entre 1960 et 1996, d'abord dans le désert du Sahara algérien puis en Polynésie française, collectivité d'outre-mer de la France, impliquant environ 150 000 civils et militaires. La puissance cumulée de ces 210 essais nucléaires est de presque 14 mégatonnes, dont 10,4 mégatonnes pour les essais atmosphériques, représentant 2,3 % de la puissance totale de tous les essais nucléaires atmosphériques mondiaux (440 mégatonnes) : de 1960 à 1961 : 4 essais nucléaires atmosphériques ont été réalisés à Reggane, dans le sud algérien (à l'époque le Sahara français au sein de l'Algérie française) ; de 1961 à 1966 : 13 essais nucléaires souterrains ont été effectués à In Ecker, également dans le sud algérien ; de 1966 à 1974 : 46 essais atmosphériques à Moruroa et Fangataufa, en Polynésie française, dont 5 expériences de sécurité (absence de réaction de fission nucléaire) ; de 1975 à 1996 : 147 essais souterrains dans les sous-sols et sous les lagons des atolls de Moruroa et Fangataufa, dont 7 expériences de sécurité (absence de réaction de fission nucléaire) à Moruroa.
Après son tout premier essai nucléaire du nom de code Gerboise bleue effectué le à Reggane en Algérie, la France devient la quatrième puissance nucléaire, après les États-Unis, l'Union soviétique et le Royaume-Uni.
Depuis la signature en 1996 du Traité d'interdiction complète des essais nucléaires (TICE), la France s'est engagée à ne plus jamais réaliser d'autres essais nucléaires. Depuis, les essais nucléaires sont effectués à l'aide de simulations et d'expériences de fissions ainsi que de fusions à très petite échelle.
Des tirs froids, explosions chimiques avec des matières radioactives, ont aussi été réalisés sur certains sites militaires et à Moruroa. Ils ne sont pas considérés comme des essais nucléaires.
Premiers essais au Sahara (1960-1966)
Choix du Sahara Début 1957, la réalisation d'un site d'essais est tout d'abord envisagée sur plusieurs îles françaises d'Océanie (mais Moruroa n'est alors pas évoquée). Cette solution est rapidement exclue pour des raisons de logistique, en particulier par l'impossibilité – à l'époque – de rejoindre l'Océanie par avion sans avoir à ravitailler sur un territoire étranger.. La Réunion, la Nouvelle-Calédonie et les îles Kerguelen sont elles aussi écartées.
Le Sahara, à l'époque le Sahara français au sein de l'Algérie française, est rapidement choisi. Le site de Reggane, en Algérie (situé à l'époque dans le département de la Saoura), est arrêté le . Les travaux y débutent le . Ce centre d'essais était le CSEM (centre saharien d'expérimentations militaires), puis il sera suivi par le CEMO (centre d'expérimentations militaires des oasis) à In Ecker, lorsque les essais deviendront souterrains..
Essais atmosphériques au Sahara à Reggane (1960-1961)
Un champ de tir est créé à Reggane, au centre du Sahara algérien et à au sud de Bechar ; plus précisément à Hamoudia, à une cinquantaine de kilomètres au sud-ouest de Reggane. Quatre tirs atmosphériques y seront effectués, trois depuis des tours et un au sol.
Le premier essai nucléaire français, Gerboise bleue, est effectué le à (heure de Paris), sous la présidence de Charles de Gaulle.. Cependant, le développement de la bombe est poussé dès 1954 entre autres par Pierre Guillaumat et le ministre de la Défense nationale. Ces derniers convainquent le président du Conseil Pierre Mendès France d'autoriser la poursuite des recherches de l'industrie nucléaire, en indiquant que ces dernières seraient également positives pour le secteur civil de production d'électricité.. C'est au début d' que Félix Gaillard, président du conseil sous la présidence de René Coty, décide que ce premier essai aura lieu au début de l'année 1960 et que le site de test sera localisé au Sahara.. Dès lors la paternité de la bombe est attribuée à tort à de Gaulle, dont l'opposition moque la « bombinette ». Bien qu'à l'essai nucléaire soit le plus puissant réalisé jusqu'alors pour une bombe A, il est de faible puissance relativement à la bombe H dont disposent déjà les États-Unis, l'Union soviétique et le Royaume-UniPatrick Pesnot, La bombe A, émission Rendez-vous avec X sur France Inter, .. Ce premier essai sera suivi la même année par Gerboise blanche et Gerboise rouge, constituant ainsi les 3 couleurs du drapeau français.
Le rapport annuel du CEA de 1960 mentionne l'existence d'une zone contaminée de de long environ. Mais le , la carte classée « secret défense » des retombées réelles est divulguée montrant l'immensité des zones touchées, et ce jusqu'en zone subsaharienne, ainsi que des taux de radioactivité différents suivant le déplacement des particules de poussière contenant de l'iode 131 et du césium 137..
À la suite immédiate du putsch des généraux (ou « putsch d'Alger », ), le gouvernement français ordonne d'acheminer rapidement la bombe Gerboise verte sur Reggane où est réalisée le la dernière expérience atmosphérique en AlgérieGerboise verte complétant le drapeau tricolore français après les Gerboises bleue, blanche et rouge.. Le tir de cette bombe est précipité afin que l'engin nucléaire ne puisse tomber dans les mains des généraux d'Alger qui l'avaient localisé dans un entrepôt du port d'Alger Peter Feaver et Peter Stein, , CSIA Occasional Paper #2, Lanham, MD: University Press of America, 1987., et par crainte qu'ils ne s'emparent des installations atomiques de Reggane.
Essais en galerie dans le Hoggar à In Ecker (1961-1966) Anticipant la signature du traité d'interdiction partielle des essais nucléaires, la France abandonne les essais aériens au profit d'essais souterrains, moins polluants. Le site choisi, In Ecker (Sahara algérien), se trouve à environ au sud-est de Reggane et au nord de Tamanrasset. Les tirs sont réalisés en galeries, chacune étant creusée horizontalement dans un massif granitique du Hoggar, le Tan Afella. La bombe est placée au centre d'un colimaçon creusé en fin de galerie. Des sacs de sable comblent le bas et le haut de ce colimaçon. Leur rôle est d'exercer une compression lors de l'explosion afin d'assurer l'étanchéité. Les galeries sont fermées par une dalle de béton et doivent permettre théoriquement un bon confinement de la radioactivité. Les Américains surveillent ces essais en installant des stations sismiques en Libye.
Du , date du premier essai nucléaire souterrain français, à , treize tirs en galerie sont effectués. Lors du deuxième essai le , un nuage radioactif s'échappe de la galerie de tir, c'est l'accident de Béryl.. Trois autres essais ne seront pas totalement contenus ou confinés : Améthyste, Rubis et Jade.
Les accords d'Évian signés en , à la suite de la guerre d'Algérie, n'autorisent des expérimentations dans le Sahara que jusqu'en ., si bien qu'un transfert en Polynésie ou ailleurs est envisagé dès 1962.. Une clause secrète prévoit tout de même que la France peut exploiter pendant cinq ans les bases d'essais nucléaires ainsi que la base de lancement de missiles de Colomb-Béchar et la base de lancement de fusées d'Hammaguir, et pendant vingt ansBail plus long car base plus discrète. la base d'essais chimiques de B2-Namous.
Vers un site hors du Sahara Alors que la construction du site de Reggane a débuté en , l'hypothèse de l'abandon d'un champ de tir saharien est envisagée dès 1958. En , un rapport remis au général Charles Ailleret envisage des sites d'essais souterrains en métropole : la cime de Pal (Alpes-Maritimes), à la géologie complexe et très faillée ; le Grand Coyer (Alpes-de-Haute-Provence), très fissuré, avec un aquifère important ; la haute vallée du Fournel (Hautes-Alpes), éliminée à cause du gneiss du socle du Pelvoux ; la haute vallée du torrent du Couleau (Hautes-Alpes), constituée de flysch (roches sédimentaires meubles), et surmontée d'un aquifère ; la tête de Vautisse (Hautes-Alpes), mais à la limite entre socle cristallin et flysch ; la crête des Prénetz (Hautes-Alpes), qui semble le site le plus favorable bien qu'il soit dans le flysch et avec des venues d'eau possibles ; le désert des Agriates (Corse), mais avec un risque d'opposition des populations.
Les Pyrénées ne sont pas étudiées car on y rencontrerait vraisemblablement les mêmes problèmes que dans les Alpes.
En 1960, la recherche de sites s'oriente vers des sites outremer afin d'y déclencher des explosions aériennes de grande puissance. Les îles Kerguelen sont tout d'abord envisagées, ainsi que la Réunion, et l'Océanie (Polynésie française et Nouvelle-Calédonie). La Nouvelle-Calédonie tend à être écartée par crainte de pressions de la Nouvelle-Zélande et de l'Australie. La Réunion est elle aussi écartée à cause de la proximité des États africains voisins et nouvellement indépendants. Selon l'historien du nucléaire Dominique Mongin, la Polynésie française a été choisie à la place des îles Kerguelen car . Enfin la Nouvelle-Calédonie fait craindre un risque d'opposition des populations locales supérieur à celui de Polynésie.
En , les autorités politiques donnent la priorité à la Polynésie, car la région est excentrée et proche d'un site d'expérimentation nucléaire du Royaume-Uni et des États-Unis, l'île Christmas. Au , de nombreux sites sont envisagés : Motu Iti, Nuku Hiva, Ua Uka, Eiao et Hatutu dans les Îles Marquises ; Tikehau, Mataiva et Rangiroa dans l'archipel des Tuamotu ; Maupiti dans l'archipel de la Société et Rapa iti dans l'archipel austral.
L'exploration de l'atoll de Moruroa est envisagée pour la première fois le . Fin décembre, le Sahara est considéré comme indisponible au-delà de fin 1963, ce qui rend nécessaire la disponibilité opérationnelle d'un nouveau site dès 1964. En , le général Thiry, commandant du Centre interarmées des armes spéciales, accompagné du professeur Henri Jamet, chef du département de protection sanitaire de l'IPSN (institut du CEA) chargé de tenir les discours scientifiques sur l’innocuité des expériences nucléaires, se rend à Tahiti et ils commencent à prendre des contacts.. La métropole (crête des Prénetz), la Réunion, la Nouvelle-Calédonie, les Kerguelen et les Marquises sont définitivement écartées sur la base de considérations essentiellement géologiques. À l'issue d'une mission de reconnaissance dans l'archipel des Tuamotu, les îles Gambier (Tuamotu Sud) sont retenues dès la fin mars. Après des études hydrographiques, Moruroa est choisie comme champ de tir, avec Tahiti comme base arrière. L'atoll de Moruroa est retenu du fait de ses deux passes praticables, des possibilités d'aménager des accès portuaires, une piste d'aviation et des zones de tir. Il présente aussi les avantages d'être un lieu éloigné et désertique, ne présentant qu'une faible densité de population (moins de dans un rayon de et moins de dans un rayon de ), bénéficiant d'un régime de vents dirigeant le nuage radioactif vers d’océans réputés déserts.. Le , le Conseil de défense valide ce choix en décidant la création d'un site d'expérimentations nucléaires en Polynésie (C.E.P.) autour de l'atoll de Moruroa et en définissant les grandes lignes de son organisation et de son implantation..
Centre d'expérimentation du Pacifique (1966-1996) vignette|gauche|Vue de l'atoll de Moruroa par un satellite espion américain KH-7 (26 mai 1967). vignette|Piste Nord à Moruroa photographié depuis un DC-6 en 1971. Dès , un détachement du génie de la Légion étrangère pose le pied à Papeete. En débarquent les premiers ouvriers du génie et les entreprises civiles concernées.. Les travaux d'infrastructures à Mururoa, mais aussi l'agrandissement de l'aéroport de Tahiti-Faaa et du port de Papeete pour accueillir les avions et bateaux de gros tonnages, sont accélérés..