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Inf'OSE décembre 2017

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Synthèse du business plan (flux financiers actualisés)
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Alors qu’il y a peu s’achevait à Paris le One Planet Summit sur une note maussade, les énergéticiens EDF et engie frappent fort en annonçant des investissements colossaux dans le solaire et l’efficacité énergétique. De l’autre côté du globe, Tesla repousse les limites techniques en équipant un parc éolien de la plus grande batterie au monde. Ce sera l’occasion d’aborder la gestion de ce type de systèmes hybrides prometteurs. Accélérer leur développement, et donc notre transformation énergétique, est crucial à l’heure où éclosent des services fortement énergivores : la frénésie autour du Bitcoin dissimule, nous le verrons, une consommation énergétique irraisonnée. A cet effet, mais sur un autre registre, nous consacrons un dossier au résidentiel qui constitue un formidable gisement d’économies d’énergie, à travers l’analyse des normes environnementales et leviers de rénovation thermique. Enfin, notre point sur le bilan prévisionnel de Rte vous donnera matière à réfléchir aux enjeux posés à moyen terme par la loi de transition énergétique sur notre système électrique. “
Les étudiants vous souhaitent une bonne lecture et d’heureuses fêtes de fin d’année !

Raphaël CLUET

Alors qu’il y a peu s’achevait à Paris le One Planet Summit sur une note maussade, les énergéticiens EDF et engie frappent fort en annonçant des investissements colossaux dans le solaire et l’efficacité énergétique. De l’autre côté du globe, Tesla repousse les limites techniques en équipant un parc éolien de la plus grande batterie au monde. Ce sera l’occasion d’aborder la gestion de ce type de systèmes hybrides prometteurs. Accélérer leur développement, et donc notre transformation énergétique, est crucial à l’heure où éclosent des services fortement énergivores : la frénésie autour du Bitcoin dissimule, nous le verrons, une consommation énergétique irraisonnée. A cet effet, mais sur un autre registre, nous consacrons un dossier au résidentiel qui constitue un formidable gisement d’économies d’énergie, à travers l’analyse des normes environnementales et leviers de rénovation thermique. Enfin, notre point sur le bilan prévisionnel de Rte vous donnera matière à réfléchir aux enjeux posés à moyen terme par la loi de transition énergétique sur notre système électrique. “
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  1. 1. Synthèse du business plan (flux financiers actualisés) © Rapport MS OSE de Quentin Souvestre One planet summit UN SOMMET POUR GAGNER LA BATAILLE ? >>> page 7l Mensuel sur l’énergie et l’environnement N° 128Décembre 2017 Le Bitcoin : focus sur l’empreinte énergétique et environnementale de la célèbre blockchain >>> page 12l Dossier : tertiaire et résidentiel CERTIFICATIONS ENVIRONNEMENTALES, RÉNOVATION ÉNERGÉTIQUE DU BÂTIMENT ET STRATÉGIES DE GESTION >>> page 16l © Google Bilan prévisionnel RTE PROPOSE CINQ SCÉNARIOS POUR LA TRANSITION ÉNERGÉTIQUE >>> page 9l
  2. 2. ADRESSE E-MAIL infose@mastere-ose.fr TELEPHONE 04 97 15 70 73 ADRESSE Centre de Mathématiques Appliquées Mines Paristech Rue Claude Daunesse CS 10 207 06904 Sophia Antipolis Alors qu’il y a peu s’achevait à Paris le One Planet Summit sur une note maussade, les éner- géticiens EDF et engie frappent fort en annonçant des investisse- ments colossaux dans le solaire et l’efficacité énergétique. De l ’a u t re cô té d u g l o b e, Te s l a repousse les limites techniques en équipant un parc éolien de la plus grande batterie au monde. Ce sera l’occasion d’aborder la gestion de ce type de systèmes hybrides prometteurs. Accélérer leur dével- oppement, et donc notre transformation énergétique, est crucial à l’heure où éclosent des services fortement énergivores : la frénésie autour du Bitcoin dissimule, nous le verrons, une consommation énergétique irraison- née. A cet effet, mais sur un autre registre, nous consa- crons un dossier au résidentiel qui constitue un formida- ble gisement d’économies d’énergie, à travers l’analyse des normes environnementales et leviers de rénovation thermique. Enfin, notre point sur le bilan prévisionnel de Rte vous donnera matière à réfléchir aux enjeux posés à moyen terme par la loi de transition énergétique sur notre système électrique. “ Les étudiants vous souhaitent une bonne lecture et d’heureuses fêtes de fin d’année ! Raphaël CLUET Toute reproduction, représentation, traduc- tionouadaptation,qu’ellesoitintégraleoupar- tielle, quel qu’en soit le procèdé, le support ou le média, est strictement interdite sans l’auto- risation des auteurs sauf cas prévus par l’article L. 122-5 du code de la propriété intellectuelle. I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 2 ÉDITORIALCONTACTS
  3. 3. ACTUALITÉS ARTICLES 04 - EDF dévoile un vaste « plan solaire » sur 15 ans pour développer cette énergie en France 04 - Le secteur solaire plus porteur que le secteur éolien en France 05 - Novatek et Total célèbrent le chantier Yamal LNG, situé dans le grand nord de la Russie 05 - Engie va investir 1 milliard d’euros dans l’efficacité énergétique 06 - Tesla a construit la plus grande bat- terie du monde en Australie 07 - One planet summit : un sommet pour gagner la bataille ? 09 - Bilan prévisionnel : Rte propose cinq scénarios pour la transition énergétique 12 - Le Bitcoin : focus sur l’empreinte én- ergétique et environnementale de la célèbre blockchain 16 - Les certifications environnementales 18 - Rénovation énergétique du bâti- ment : quels mécanismes existent pour inciter les propriétaires à déb- uter des travaux ? 24 - Quelles stratégies de gestion pour un microgrid résidentiel autonome ? Devenez partenaire de l’événement OSE 2018 L’Hydrogène, vecteur énergétique du futur ? Jeudi 27 Septembre 2018 à Sophia Antipolis (06) Le programme de ce colloque s’articulera autour des applications de l’hydrogène les plus prometteuses. Seront détaillées entre autres les caractéristiques de production, stockage et transport, ainsi que l’évaluation des performances économique et environnementale de ces applications. Cette manifestation d’envergure ne peut se faire sans la participation d’entreprises comme la vôtre. Celle-ci pourra prendre la forme d’un soutien financier ou d’interventions lors du colloque, pour promouvoir vos activités en lien avec l’hydrogène et partager vos savoirs. Pour plus d’informations, contactez : evenement@mastere-ose.fr I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 3SOMMAIRE
  4. 4. ACTUALITÉS NOVEMBRE 2017                        0Florian ROUOT0       EDF DÉVOILE UN VASTE « PLAN SOLAIRE » SUR 15 ANS POUR DÉVELOPPER CET TE ÉNERGIE EN FRANCE Pour développer massivement le photovoltaïque en France, EDF a annoncé lundi 11 décembre un « plan solaire » sur quinze ans. L’électricien compte déployer 30 gigawatts de puissance installée en France entre 2020 et 2035. C’est quatre fois les c a p a c i té s a c t u e l l e s d e p ro d u c - tion d’énergie solaire en France qui atteignent 7,7 GW. Avec cette capacité supplémentaire installée, le solaire pourrait représenter 8% de l’électricité produite en France contre 1,6% aujourd’hui, loin derri- ère l’Allemagne avec 6,2% et l’Italie avec 7,8%. Cette annonce répond aux attentes du ministre de la Transition Ecologique et Solidaire, Nicolas Hulot, qui avait demandé à EDF un « plan précis » pour assurer le développement des énergies renouvelables en France. L’investissement représente 25 mil- liards d’euros sur toute la période, en partie financé par des partenaires et des investisseurs selon Jean-Bernard Lévy. EDF mise prioritairement sur l’installation de grandes fermes solaires au sol avec comme préal- able le lancement d’appels d’offres par le gouvernement auxquels EDF répondra pour lancer effectivement ses chantiers. Source : • Véronique Le Billon, Les Échos, 11/12/2017, https://www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/0301006998354-edf-promet- un-vaste-plan-solaire-en-france-2137431.php LE SECTEUR SOLAIRE PLUS PORTEUR QUE LE SECTEUR ÉOLIEN EN FRANCE Les projets éoliens peinent à se c o n c ré t i s e r f a c e à l ’o p p o s i t i o n d ’a s s o c i at i o n s o u d e s r i ve ra i n s et aux lourdeurs administratives. Jean-Bernard Lévy souligne que « le potentiel éolien français va con- tinuer à croître mais est limité » et affirme que le potentiel le plus important pour EDF se trouve dans le solaire. La baisse du coût du solaire s’accompagne d’ailleurs d’une baisse substantielle du niveau de soutien de l’état qui semble désormais priv- ilégier l’encadrement de la rentabil- ité des projets éolien en mer. Source : • Ouest France, 11/12/2017, https://www.ouest-france.fr/economie/entreprises/edf/edf-devoile-un-vaste-plan-solaire-sur-15-ans-pour-devel- opper-cette-energie-en-france-5440225 Le parc photovoltaïque de Les Mees, Alpes-de-Hautes-Provence, 100 MW © REUTERS I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 4 NEWS
  5. 5. NOVATEK ET TOTAL CÉLÈBRENT LE CHANTIER YAMAL LNG, SITUÉ DANS LE GRAND NORD DE LA RUSSIE Lancé fin 2013, Yamal LNG est un des plus grands et des plus com- plexes projets de GNL au monde, et également un des plus compétitifs puisqu’il bénéficie d’immenses res- sources gazières à terre de la pénin- sule de Yamal en Russie. Ce projet vise à exploiter plus de 4 milliards de barils équivalent pétrole de réserves gazières. Près de 16,5 millions de tonnes de GNL transiteront chaque année par le port de Sabetta. La construction du site a mobilisé plus de 60 000 personnes pendant quatre ans. Le temps de bâtir dans cette zone totalement vierge une usine de liquéfaction de gaz, un p o r t, u n a é ro p o r t e t u n e zo n e d’habitation entièrement tournée vers l ’exploitation gazière. Près de 27 milliards de dollars ont été dépensés pour vaincre les défis de la glace et du froid. Ce projet est une véritable réussite technologique puisqu’il se situe dans une région sauvage enclavée, gelée 7 à 9 mois par an, où, en hiver, la tem- pérature peut chuter jusqu’à -50°C. Le transport de GNL sera assuré tout au long de l’année par le biais de quinze méthaniers brise-glace qui emprunteront une nouvelle grande route maritime au nord. Cette route permet de rejoindre l’Asie en 15 jours par le détroit de Béring, contre 30 jours par la voie traditionnelle qui passe au sud par le canal de Suez. Total se tourne déjà vers le second projet, Arctique-2, situé sur la pénin- sule voisine de Gydan, qui présente une production de GNL plus élevée pour un investissement plus faible. Nouvelle grande route maritime au nord © TotalSources : • Benjamin Quenelle, Les Échos, 09/12/2017, https://www.lesechos.fr/industrie-services/energie-environnement/0301002764664-dans-la-nuit- polaire-novatek-et-total-celebrent-le-chantier-fou-de-yamal-2137049.php#formulaire_enrichi::bouton_google_inscription_article • Total, 2017, https://www.total.com/fr/expertise-energies/projets/petrole-gaz/gnl/yamal-lng ENGIE VA INVESTIR 1 MILLIARD D’EUROS DANS L’EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE L’efficacité énergétique est un des axes forts dans la stratégie d’Engie. Isabelle Kocher ne manque d’ailleurs pas de rappeler lors de conférences comme celle qui s’est tenue à Lyon en novembre dernier lors des Journées de l’Economie «  la variable de bouclage dont per- sonne ne parle, ce sont les écon- omies d’énergies. ». Récemment, la patronne d’Engie a déclaré être prête à investir 1 milliard d’euros en France dans ce domaine au cours des cinq prochaines années, en signant des contrats de performance éner- gétique avec les clients du groupe. Avec ces contrats, Engie se rému- nère en fonction des économies d’énergie réalisées à échéance de dix ou quinze ans sur des installations de chaudières, en isolant mieux, en I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 5NEWS
  6. 6. installant des capteurs … A l’échelle mondiale, ces activités représentent actuellement 700 millions d’euros de résultat opérationnel courant pour Engie qui prévoit de multiplier par quatre ce résultat d’ici à 2026. Source : • Vincent Collen, David Barroux & Emmanuel Grasland, Les Échos, 10/12/2017, https://www.lesechos.fr/industrie -ser vices/ener- gie - environnement/030999197866-isabelle -kocher- engie -va-investir-1-milliard- deuros- dans-lefficacite - energetique -2137124. TESLA A CONSTRUIT LA PLUS GRANDE BAT TERIE DU MONDE EN AUSTRALIE Tesla a tenu son engagement de construire « le plus grand système de stockage sur batterie lithium-ion au monde », en Australie, en 100 jours seulement. Le dispositif déployé par Tesla près de Jamestown est composé de plu- sieurs technologies 788 Powerpack qui contiennent chacune 16 batteries lithium-ion pour une capacité totale de 100 mégawatts. L’installation, qui a été reliée aux fermes éoliennes déployées par l’entreprise française Neoen, est capable de stocker jusqu’à 129 mégawattheures d’électricité, et sera ainsi en mesure d’alimenter 30  000 foyers en électricité durant les heures de pointe. Pour donner un ordre de grandeur, cela représente l’équivalent du nombre de batteries de 1 300 Tesla Model S. Au-delà de la performance technique que représente l’installation des bat- teries Tesla en un temps record, le projet vient surtout répondre à un problème de sécurité énergétique récurrent qui touche l’Australie - Méridionale. L’état avait, en effet, été entièrement privé d’électricité l’année dernière à la suite de vents violents et de pluies torrentielles. Sources : • D. L, BFM Business, 01/12/2017, http://bfmbusiness.bfmtv.com/entreprise/la-plus-grande-batterie-du-monde-a-ete-raccordee-1316769.html • Marc Zaffagni, Futura Planète, 24/11/2017, http://www.futura-sciences.com/planete/actualites/energie-renouvelable-tesla-construit-plus- grande-batterie-monde-australie-67892/ Plus grande batterie du monde, Australie © Tesla I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 6 NEWS
  7. 7. One planet summit Un sommet pour gagner la bataille ? Emmanuel M acron n’aura pas m é n a g é s e s i nv i té s l o r s d e son discours d’ouver ture du One Planet summit mardi 12 décembre à Boulogne-Billancourt. Le sommet réunissait de nombreux chefs d’états, élus, chefs d’entreprise ou respon- sables d’organismes de financement. Le pari était ambitieux : redynamiser l’ensemble des acteurs de l’économie mondiale deux ans après les accords de Paris et un mois après une COP23 qui se clôturait en demi-teinte, sans avancée concrète en matière de lutte contre le réchauffement climatique. L’objectif de ce sommet, précédé la veille par le « Climate Finance Day », était clair : s’attaquer au nerf de la guerre en encourageant la finance publique et privée à s’engager pour le climat. Quatre tables rondes ont été organisées et couvraient les grands enjeux de la lutte : Le changement d’échelle de la finance pour le climat, un passage au vert de la finance au service de l’économie durable, l’accélération de l’action à l’échelle locale et régionale et enfin le renforcement des politiques pub- liques pour la transition écologique. De nombreuses personnalités issues du secteur public et privé comme le philanthrope Bill Gates, l’ancien vice-président américain John Kerry, ou encore le secrétaire général des Nations Unies Jim Yong Kim sont passées à la tribune pour exposer leur vision et présenter des engage- ments concrets. Les engagements forts des grands noms de la finance Si l’objectif premier était d’offrir une tribune afin de mettre en avant les prises d’initiatives en faveur du climat, celui-ci est pleinement rempli. A la fin de la journée, la t w i t t o s p h è r e s ’e n t h o u s i a s m a i t après l’annonce de 12 «   Climacts  » censés lancer à toute vitesse la machine à verdir de l’économie mondiale. On pourra citer notam- ment l’engagement de Bill Gates à hauteur de 315 millions de dollars p o u r s o u te n i r l a re c h e rc h e s u r l’agriculture durable en Afrique [1]. Axa a également frappé un grand coup en annonçant le retrait de ses investissements dans les activités de production de charbon et de sables bitumineux à hauteur de 3,1 milliards d’euros [2]. Mais c’est probablement l’annonce de la banque mondiale qui aura fait le plus de bruit. En suppri- mant les aides accordées aux projets pétroliers et gaziers, la banque mon- diale prive l’industrie de plus de 1,6 milliard d’euro chaque année. Une décision qui reste toutefois sym- bolique car cette somme demeure modeste lorsqu’elle est comparée aux 394 milliards investis en 2016 dans l’exploration – production [3]. Faire pression sur les entreprises e t promouvoir la transparence La finance ne devrait pas se contenter de subir des pénalités financières et la lutte contre le réchauffement cli- matique pourrait bien lui permettre d’accompagner des projets sur le long terme, un rôle historique qu’elle avait perdu depuis plusieurs décen- nies. C’est du moins l’ambition du «ClimateAction 100 + », un outil qui permettra à 225 investisseurs insti- tutionnels (dont HSBC et CalPERS) de contrôler les efforts des 100 entre- prises les plus émettrices de carbone On est en train de perdre la bataille E. Macron I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 7ONE PLANET SUMMIT
  8. 8. (Chevron, ConocoPhilips, Engie etc). Celles-ci apparaitront sur une liste et ne pourront en être enlevées qu’en respectant des efforts de réduction de CO2 sur la chaîne de valeur et en prouvant la transparence de leurs activités [4]. La transparence des entreprises vis à vis de leur action climatique est, en effet, une condition indispens- able pour donner les bons signaux aux investisseurs ver tueux. C ’est pourquoi plus de 200 entreprises ( d o nt Co c a - Co l a , E D F, D e l o i t te, Dow Chemical ou encore la Société générale, représentant plus de 6000 milliards de capitalisation bour- sière) se sont engagées à suivre les recommandations de la Task Force on Climate-related Financial Disclosures ( TCFD). Cet organisme propose aux entreprises de prouver, à travers la publication de rapports réguliers et d’indicateurs chiffrés, l’intégration du changement climatique dans la gouvernance, la stratégie et risk- management de l’entreprise [5]. De s g r a n d s t h è m e s a b s e n t s d u débat Malgré l’enthousiasme général pro- voqué par ces annonces, force est de constater que les mécanismes régle- mentaires contraignants manquent cruellement au bilan du sommet. La taxe sur les transactions financières a bien été abordée par le ministre de l’économie Bruno Le Maire en marge des discussions mais aucun pays ne s’est engagé à la mettre en place. Celle-ci devrait pourtant rap- porter plus d’un milliard d’euro à la France, lui permettant de financer des projets verts [6]. Enfin, alors qu’il est jugé par de nombreux experts comme un bon moyen de réduction des émissions, le marché des quotas de CO2 n’aura pas fait couler beaucoup d’encre ce 12 décembre. La Chine a assuré sa mise en œuvre imminente sans en préciser les modalités. A l’instar du Mexique, dont le président Enrique Peña Nieto a annoncé la formation d’un marché des quotas entre plu- sieurs états américains (dont le Canada, la Colombie, le Chili ou encore la Californie) mais n’a pas précisé le prix qui sera fixé [7]. Des précisions qui sont pourtant crucia- les car le prix nécessaire à la sortie du charbon est estimé, a minima, à 30$/tCO2 [8]. Ce sommet, censé replacer Paris au centre des discussions sur le Climat, présente donc un Bilan mitigé. Il aura permis de dynamiser le secteur de la finance et de sensibiliser ses acteurs en envoyant des signaux positifs aux investisseurs et aux entreprises. Aucune solution contraignant les décideurs à l’action n’aura toute- fois été proposée. Une arme qui pourrait pourtant s’avérer terrible- ment efficace pour gagner la Guerre qu’Emmanuel Macron entend mener. Louis POLLEUX Sources : [1] Loïc Chauveau, « Au One Planet Summit, Bill Gates promet 315 millions de dollars pour l’agriculture  », S c i e n c e s e t A v e n i r, 1 2 / 1 2 / 2 0 1 7 , h t t p s : / / w w w . s c i e n c e s e t a v e n i r. f r / n a t u r e - e n v i r o n n e m e n t / c l i m a t / one-planet-summit-bill-gates-promet-315-millions-de-dollars-pour-l-agriculture_118977 [2] Claude Fouquet, « Quels engagements retenir du One Planet Summit », Les échos, 13/12/17, https://www.lesechos.fr/monde/ enjeux-internationaux/0301018633876-quels-engagements-retenir-du-one-planet-summit-2138146.php#Xtor=AD-6000 [3] « Les investissement en exploration-production et raffinage », IFP EN, mars 2017. [4] CLIMATE ACTION 100, http://www.climateaction100.org/ [5] TCFD, « Recommendations of the Task Force on Climate-related Financial Disclosures », Juin 2017, https://www.fsb-tcfd.org/ wp-content/uploads/2017/06/FINAL-TCFD-Report-062817.pdf [6] B. Le Maire, « Bruno Le Maire parle de transaction financière au micro de France 24 », 12-déc-2017. [7] Emilie Massemin, « One Planet Summit : belle opération de com’, peu de contenu », Reporterre le quotidien de l’écologie, 13/12/2017, http://www.euractiv.fr/section/energie/news/lue-prepare-un-paquet-energie-plus-fossile-que-renouvelable/ [8] Aline Robert, « L’UE prépare un paquet énergie plus fossile que renouvelable », EURACTIV, 15/11/2016, http://www.eurac- tiv.fr/section/energie/news/lue-prepare-un-paquet-energie-plus-fossile-que-renouvelable/ I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 8 ONE PLANET SUMMIT
  9. 9. Bilan prévisionnel Rte propose cinq scénarios pour la transition énergétique Le 7 novembre dernier, R te a p u b l i é s o n b i l a n p ré v i s i o n - nel pour l’équilibre offre-demande d’électricité en France à l’horizon 2035. Cet exercice lui a été confié par le législateur qui étudie l’évolution de la production et de la consomma- tion d’électricité ainsi que les solu- tions permettant d’assurer l’équilibre du réseau. Le bilan prévisionnel de Rte constitue en ce sens un premier outil d’aide à la décision : retour sur cette publication [1] dont les con- clusions ont poussé Nicolas Hulot à repoRter l’objectif de la réduction de la part du nucléaire à 50% de 2025 à 2030, voire 2035 [2]. L’édition 2017 du bilan prévision- nel présente cinq scénarios détail- lant, chacun, l’évolution de la pro- duction et de la consommation de l’électricité, des émissions de CO2 et des échanges d’électricité aux fron- tières françaises. Sa construction englobe quelques nouveautés dont le renforcement de la cohérence économique des divers scénarios ainsi que l’étude de la sensibilité des résultats aux évolutions du con- texte à travers la réalisation de mul- tiples variantes. Plusieurs éléments ont également été pris en compte et intégrés dans tous les scénarios dont ceux qui pourraient avoir un impact sur l’évolution de la consommation d’électricité au cours des années à venir, comme l’électrification du secteur du transport. La consom- mation semble passer par un point d’inflexion après une évolution crois- sante au cours des dernières décen- nies. Il s’agit d’un résultat fort de ce bilan de Rte qui anticipe, pour la première fois, une tendance bais- sière de la consommation intérieure annuelle d’électricité, essentielle - ment liée à l’efficacité énergétique, comme le témoigne la figure ci-des- sous. Celle-ci présente, dans sa tra- jectoire la plus forte, une stabil- ité par rapport à son niveau actuel, malgré la prise en compte d’un large déploiement du véhicule électrique. En ce qui concerne les évolutions à venir du côté de la production, les marges de manœuvre ont été analysées afin de garantir la sécu- rité d’approvisionnement. Des anal- yses ont également été faites en vue d’étudier les conséquences de la diversification du mix électrique sur l’empreinte carbone de la France et sur celle de l’Europe, puisque la transition énergétique doit prendre en compte les décisions de nos voisins, en plus de l’impact des déci- sions prises à l’échelle nationale sur Trajectoires de la consommation intérieure annuelle d’électricité © Rte I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 9BILAN PRÉVISIONNEL Rte
  10. 10. le système électrique européen. Sur le plan économique, le bilan a pris en considération les questions du financement et de la rentabilité des investissements. Pour la période qui s’étale de 2018 à 2022, les analyses ont eu pour voca- tion d’explorer les différents moyens d’action sur le mix électrique per- mettant de réaliser les objectifs fixés par les autorités publiques. Pour la période restante de la durée d’étude (2022-2035), les analyses ont abouti à la proposition de cinq scénarios présentant, chacun, les conditions devant être vérifiées pour attein- dre un objectif donné : le premier scénario (Ohm) donne les solutions à adopter pour respecter le cadre défini par la loi de la transition énergétique à l’horizon 2025 et les quatre autres scénarios portent sur les années 2025, 2030 et 2035. Les hypothèses de diversification du mix électrique, de fermeture des cen- trales à charbon et d’impossibilité d’en construire de nouvelles sont communes à tous les scénarios. Le scénario Ohm propose une trajectoire brutale pour le déclasse- ment des réacteurs nucléaires. Le nombre de réacteurs à fermer afin de réduire la part du nucléaire à 50% en 2025 est compris entre 23 et 27. Dans tous les cas, cela comprend la fermeture de réac teurs avant leur quatrième visite décennale. Ce déclassement est à compenser par l’installation de 11Gw de centrales à gaz, mais aussi par le maintien des centrales à charbon, ce qui conduira à une augmentation des émissions de CO2 du système électrique fran- çais. Ce scénario confirme la diffi- culté de combiner l’objectif de la réduction de la part du nucléaire à 50% en 2025 avec celui de la réduc- tion des émissions de CO2 dans la production d’électricité. Le scénario Ampère se base sur une réduction de la part du nuclé- aire à un rythme exigeant qui permet d’atteindre l’objec tif de 50% en 2030, en compensant cette réduc- tion par un rythme soutenu de dével- oppement des énergies renouvel- ables qui doit alors atteindre plus que le triple de son niveau actuel. Un rythme moins soutenu aura pour conséquence de retarder encore de cinq ans la réalisation de cet objectif qui devra, par construction, se faire sans recours à de nouveaux moyens thermiques. C’est ainsi que les émis- sions de CO2 du système électrique français seraient divisées par deux par rapport au niveau actuel. Le scénario Hertz repose sur un rythme plus rapide de déclassement de la production nucléaire, avec la fermeture de 25 réacteurs d’ici 2035, tout en contraignant les émissions de CO2 par un plafond qui corre - spond à leur niveau actuel. Il permet ainsi d’évaluer le rôle des moyens thermiques dans la réalisation de ce déclassement. En s’inscrivant dans le cadre d’un développement accé- léré des énergies renouvelables, le besoin en moyens thermiques s’élèverait à 11 GW de centrales à gaz. Si on suppose que le rythme de développement des énergies renouv- elables stagne à son niveau actuel, le besoin en moyens thermiques rendrait impossible la réalisation de l’objectif 50% de nucléaire en main- tenant le plafond d’émissions de CO2 actuel. Le scénario Volt propose une t ra j e c to i re d e d é c l a s s e m e nt d u nucléaire étalée par rapport à celle des scénarios précédents. La fer- meture de centrales nucléaires se fait, dans ce scénario, sur des bases économiques plutôt que politiques. Le rythme de fermeture des réacteurs nucléaires est ainsi déterminé à partir du prix de CO2 , du rythme de développement des interconnexions et de celui des énergies renouvel- ables, supposé soutenu. Ce scénario n’envisage pas l’installation de nou- veaux moyens thermiques. Il s’avère être le plus performant en matière de réduction des émissions de CO2 qui baisseraient de plus de 60% par rapport à leur niveau actuel. Il faut cependant noter que le prix minimal permettant d’assurer l’équilibre dans le cadre de ce scénario est de 30 €/ tCO2 et qu’un prix plus faible serait problématique. Le scénario Watt se base sur la I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 10 BILAN PRÉVISIONNEL Rte
  11. 11. fermeture de tout réacteur nuclé- aire qui atteint 40 années de fonc- tionnement. Bien que la production provenant des énergies renouvel- ables croisse for tement dans ce scénario, atteignant 314 T Wh et représentant 70% du mix énergé - tique en 2035, elle demeure insuf- fisante pour compenser la baisse de la production nucléaire. Le dével- oppement de nouveaux moyens thermiques, alors indispensable, rend impossible la réduction des émissions de CO2 qui subiraient une légère augmentation par rapport à leur niveau actuel. L a b i l a n c i - d e s s o u s r e p r e n d l’ensemble des scénarios présentés précédemment et donne pour chacun d’entre eux leur niveau d’émissions de CO2 induit. Quel que soit le scénario envis- agé, l’objectif de 40% de produc- tion de sources d’énergies renouv- elables est atteint à l’horizon 2035. La réalisation de cet objectif repose également sur le développement des interconnexions. La baisse de la consommation y joue aussi un rôle prépondérant en faisant appa- raitre des marges de manœuvre sur le respect du critère public de sécurité d’approvisionnement. Les pointes de consommation engen- drées par les vagues de froid, bien qu’elles se raréfient, présentent des risques de dégradation pour ce critère et imposent donc des situ- ations de vigilance pour la période 2018-2020. Le rapport souligne ainsi l’impossibilité, sur cette période, de fermer des centrales à charbon ou des réacteurs nucléaires supplé - mentaires sans affecter la sécurité d’approvisionnement. C’est entre 2020 et 2022 qu’il serait possible de fermer soit l’ensemble des cen- trales à charbon, soit les quatre réacteurs nucléaires atteignant 40 ans de fonctionnement, mais il ne sera pas possible de faire les deux si l’on veut garantir la sécurité d’approvisionnement du territoire. Dhekra BOUSNINA Bilan net CO2 du système électrique français selon les cinq scénarios à l’horizon 2035 © Rte Sources : [1] Rte, « bilan prévisionnel de l’équilibre offre-demande d’électricité en France, édition 2017 », 07/11/2017, http://www.rte- france.com/sites/default/files/bp2017_synthese_17.pdf [2] Veronique Le Billon, « Nucléaire : Nicola Hulot acte le report de l’objectif de 2025 », Les Échos, 07/11/17, https://www.lesechos. fr/industrie-services/energie-environnement/030838563300-nucleaire-hulot-acte-le-report-de-lobjectif-de-2025-2128119. php#a98hvZOLPv7ugtWB.99 I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 11BILAN PRÉVISIONNEL Rte
  12. 12. Le Bitcoin Focus sur l’empreinte énergétique et environnementale de la célèbre blockchain Le Bitcoin, qu’est-ce que c’est ? Aussi connu sous le nom de « crypto- monnaie », le bitcoin est la Blockchain la plus cotée parmi les centaines de crypto-monnaies existantes. En effet, cette monnaie virtuelle introduite il y a 8 ans, le 3 janvier 2009, par une (ou plusieurs personnes) sous le pseudonyme de Satoshi Nakamoto, a très rapidement vu sa valeur vir- tuelle augmenter de manière expo- nentielle en l’espace d’un an, passant ainsi de 700$ à plus de 6 500$ au cours de l’année 2016. Depuis, de nombreuses personnes suivent de près l’évolution de cette monnaie dont l’efficacité repose sur sa fiabil- ité à faire transiter et à stocker l’information par le biais de ce que l’on appelle des « blocks ». Ces blocks sont encodés et cr yptés à l’aide d’algorithmes complexes par des personnes ou des entreprises dont le but est de faire du « mining ». Les mineurs se voient ensuite rémunérés avec des Bitcoins sous forme de grat- ification pour leur participation au cryptage de ces blocks validés, qui remplacent les tiers de confiance des systèmes actuels [1]. La con- séquence directe de ce moyen de rémunération est l’engouement de nombreuses personnes ou même des entreprises qui se spécialisent dans ce domaine et utilisent des centaines voire des milliers d’unités informa- tiques afin de bénéficier d’une puis- sance et d’une vitesse de calcul max- imale. L’indicateur de performance utilisé pour la vitesse de calcul est le nombre de « hashage » par seconde. De manière simplifiée, le hash représente en quelque sorte l’identité d’un bloc, qui est com- parée en permanence avec les hash des précédents blocks dans le but d’établir une validation du block concerné. L’essentiel à retenir ici est le nombre important d’opérations à effectuer pour entretenir le pro- cessus de création de ces chaines de blocs. Aujourd’hui on estime que les mineurs du réseau bitcoin produisent une quantité mondiale démesurée et en perpétuelle évo- lution de 10.1 exahash par seconde (10x1018), soit 10 milliards de mil- liards de hash/seconde. Ci-dessous, l’évolution de la courbe depuis un an Evolution du nombre de hash/s entre 2016 et 2017 en TH/s © Blockchain.info I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 12 BITCOIN
  13. 13. montre bien la tendance croissante de cet indicateur pour les mois ou les années à venir. Mais quel lien avec l’énergie ? Il est évident que l’utilisation massive d’unités de traitement de données informatiques engendre une forte consommation d’élec tricité, que ce soit pour alimenter directement les machines et serveurs ou pour le refroidissement des processeurs. Afin de pouvoir mesurer la quantité d’énergie utilisée, on peut se baser sur des indicateurs de consomma- tion électrique/hash. En effet, dif- férents ratios de consommation apparaissent selon les différentes technologies de processeurs utili- sées, dont quelquees exemples sont présentés ci-dessous [2]. Dans une étude de scénario pessimiste/opti- miste réalisée par un chercheur en environnement, on peut observer ci- dessous l’évolution de la puissance spécifique par technologie et dans le temps, exprimée en W/Ghash (0 à 10W/Ghash). La liste ci-dessous n’est pas exhaustive et recense près de 80 types de technologies permet- tant de miner, détaillant au passage la capacité, allant de 2Ghash/s à 14Thash/s ainsi que le prix unitaire du « miner », entre 20$ et 22 000$ l’unité. Afin de contextualiser les données précédentes, les étapes permettant de déterminer la consommation énergétique du Bitcoin sont détail- lées ci-dessous : Evolution de la consommation spécifique par technologie © Bitcoinmining.com Etapes d’estimation de la consommation énergétique du Bitcoin © Digiconomist.net I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 13BITCOIN
  14. 14. A u j o u r d ’ h u i , l a c o n s o m m a t i o n annuelle cumulée atteint près de 27,6 TWh  [3], soit près de 6% de la consommation annuelle d’électricité en France (selon les chiffres de l’AIE en 2016) et 0,11% de la consom- mation mondiale d’électricité en 2015 (évaluée à 24 555 TWh). Avec des émissions moyennes estimées à 340g CO2 /kWh en Europe en 2013 selon l’AIE [4], on peut alors approx- imer des émissions de CO2 à plus de 9,4 millions de Tonnes de CO2 pour l’année 2017. Cela représenterait dans ce cas environ 2% des émis- sions totales de CO2 dans le monde. L’ampleur de ces chiffres en per- p é t u e l l e c ro i s s a n ce q u i m o nt re un bilan d’émission de GES assez alarmiste nous permet de souligner l’importance de nos choix de mode de transaction. En effet, à titre de comparaison on peut ainsi mettre en perspec tive sur le graphique ci-dessous la nette différence entre la consommation énergétique équiv- alente par ménage (américain) selon le mode de transaction, sur l’année 2017. Sur l’année 2017 les transac- tions Bitcoin représentent la con- sommation équivalente de 2 671 800 ménages contre 50 000 ménages pour les transferts VISA. La pertinence de ces chiffres et la précision des méthodes de calcul sont discutables en raison de la diffi- culté d’obtenir des informations pré- cises sur le VISA, mais l’écart estima- tif est tel, avec un ratio de plus de 50, que l’on se rend bien compte de l’impact énergétique lié aux transac- tions par Bitcoin. Bilan e t solutions Les problématiques de surconsom- mation énergétique des cr ypto - monnaies sont directement liées à l’utilisation des data centers, le pro- blème n’est donc pas nouveau et cer- taines solutions déjà avancées exis- tent comme l’utilisation de réseaux de chaleur, qui valorisent la chaleur fatale des data centers ou encore l’utilisation d’énergies renouvel- ables pour alimenter le refroidisse- ment des processeurs. Cependant, il est assez rare de voir une évolution aussi critique de la consommation électrique pour une nouvelle technologie, il est donc nécessaire que la classe politique et les grands industriels intègrent et considèrent rapidement les exter- nalités négatives, environnemen- t a l e s e t é n e r g é t i q u e s , l i é e s à l’utilisation massive de ce vecteur d’échange d’information. En effet, les réglementations concer nant les cr ypto-monnaies sont encore assez floues voire inexistantes dans certains cas, et des villes comme Consommation énergétique équivalente en ménages Américains selon le mode de transaction, sur l’année 2017 © Digiconomist.net I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 14 BITCOIN
  15. 15. Pékin envisagent depuis le 11 sep- tembre 2017, d’interdire les plate- formes d’échanges sur le territoire en raison d’un manque de régulation et de contrôle selon le journal « La Tribune »[5]. Les plateformes sont, en effet, les premiers bénéficiaires de ce système, en se rémunérant par des taux de commission allant de 0,1 à 0,5% d’intérêt selon les offres [6]. Axel FELIZOT Sources : [1] « Blockchain : La confiance démocratisée », Deloitte France, 2016, https://www2.deloitte.com/fr/fr/pages/technology/arti- cles/blockchain.html [2] « Learn about Bitcoin mining hardware », https://www.bitcoinmining.com/bitcoin-mining-hardware/ [3] « Bitcoin Energy Consumption Index », Digiconomist, 2017, https://digiconomist.net/bitcoin-energy-consumption [4] International Energy Angency, « CO2 Emissions from Fuel Combustion - Highlights 2016 », 2016. [5] « Pékin étudierait l’interdiction de plateformes de cryptomonnaies comme le bitcoin », La Tribune, 11/09/2017, http:// www.latribune.fr/economie/international/pekin-etudierait-l-interdiction-de-plateformes-de-cryptomonnaies-comme-le- bitcoin-749824.html [6] Yessi Bello Perez, « Bucks to Bitcoin: Top Exchange Platform Fees Compared », CoinDesk, 24/02/2015, https://www.coindesk. com/bucks-to-bitcoin-top-exchange-platform-fees-compared/ [7] « A D e e p D i ve i n a R e a l -Wo r l d B i t c o i n M i n e » , D i g i c o n o m i s t , 2 5 / 1 0 / 2 0 1 7 , h t t p s : / / d i g i c o n o m i s t . n e t / deep-dive-real-world-bitcoin-mine [8] Fabrice Flipo & Michel Berne, « The bitcoin and blockchain: energy hogs », The Conversation, 16/05/2017, http://theconver- sation.com/the-bitcoin-and-blockchain-energy-hogs-77761 [9] Zohair, « How Much Energy Does Bitcoin Use? A Lot It Turns Out », Online Security News, 15/03/2017, https://securitygladi- ators.com/bitcoin-uses-energy-a-lot/ Exemple de grande installation de minage de Bitcoin © Journal du geek I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 15BITCOIN
  16. 16. Les certifications environnementales En 2013, 68,6 % de la consomma- tion d’énergie finale française était liée à l’habitat et au tertiaire. La France s’étant engagée à diviser par 4 ses émissions de C02 d’ici 2050, ce secteur ne doit pas être laissé à la marge. En effet, selon le rapport ADEME « chiffres clés du bâtiment» le tertiaire-résidentiel représente en moyenne 22 % des émissions de C02 globales en France. A cet effet, plus- ieurs réglementations, labels et cer- tifications ont émergé. Aujourd’hui, les trois principales cer- tifications présentes sur le marché sont: HQE, BREEAM et LEED. Elles permettent l’évaluation et la val- orisation des per formances envi- ronnementales et énergétiques des bâtiments. Cependant, d’autres cer- tifications ont inondé le marché à tel point qu’il devient difficile de les différencier. La « Building Research Establishment Environmental Assessment Method » est une méthode d’évaluation envi- ronnementale développée par le BRE (Building Research Establishment), un établissement privé anglo-saxon. Elle s’établit selon 10 critères. La « Haute Qualité Environnementale » est une certification environnemen- tale délivrée par un établissement français. La qualité environnemen- tale du bâtiment est évaluée selon 14 critères portant sur les quatre thématiques. - ECO-construction : relation bâti- ment et environnement, matéri- aux, chantier à faible impact - ECO-gestion : énergie, eau, déchets, maintenance - Confort : hygrothermique, acous- tique, visuel, olfactif - Santé : Qualité sanitaire des espaces, de l’eau et de l’air. Bon/ Très bon/ Excellent/ Exceptionnel L a « Le a d e r s h i p i n E n e rg y a n d Environmental Design » est une cer- tification environnementale établie par le label américain Green Building Council évaluant la performance des bâtiments selon 9 critères. - Management - Santé et bien être - Energie - Transport - Matériaux - Eau - Déchets - Pollution - Ecologie - Innovation - Management - Durabilité du site - Transport - Energie et rejets - Gestion de l’eau - Innovation - Priorités régionales - M a t é r i a u x e t ressources - Q u a l i t é e n v i - ronnementale de l’environnement intérieur Pass/ Good/ Very good/ Excellent/ Outstanding Certified/ Silver/ Gold/ Platinium I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 16 TERTIAIRE - RÉSIDENTIEL
  17. 17. Éventail des certifications disponibles sur le marché de l’immobilier © CBRE Quelles sont les différences nota- bles ? Les certifications BREEAM et LEED mettent l’accent sur les aspects envi- ronnementaux et énergétiques tout autant qu’HQE. Toutefois, comme le montre la figure ci-dessous, la HQE privilégie les notions de confort et santé des usagers. Ces notions sont prises en compte grâce à certains critères de certification : qualité de l’air ou de l’espace, confort ther- mique, visuel et acoustique. Les certifications LEED et HQE sont les plus exigeantes, et intègrent par exemple six prérequis (gestion des déchets, performance énergétique minimale, équipement hydro-éco- nome…) pour atteindre cer tains paliers de performance. La certifica- tion BREEAM apparait donc comme la moins exigeante non seulement sur l’évaluation mais aussi lors des cer- tifications. En effet, pour obtenir la certification BREEAM il n’est demandé que deux rapports pouvant être réal- isés par le maître d’œuvre alors que la certification HQE nécessite une triple vérification par des auditeurs externes. Par ailleurs le facteur coût reste important, pour une certifica- tion LEED il faudra compter 7000 €, 10 000€ pour la BREEAM alors que pour une certification NF HQE et ses labels (BBCA, effinergie …), un inves- tissement de 32 000 € sera nécessaire (pour une surface de 15 000 m²). Un e d e m a n d e c r o i s s a n t e s u r l e marché français Au-delà de l’image « green » appor- tée par les cer tifications, elles sont également utilisées comme un impor tant levier de valorisa- tion économique. En effet, les coûts d’exploitation d’un bâtiment certi- fié sont réduits de 11% en moyenne, grâce à l’évolution plus restrictive des contraintes sur l’énergie et la gestion de l’eau, par exemple. C’est pourquoi la plupar t des grandes entreprises cer tifient leurs bâti- ments. Pour exemple, dans sa poli- tique développement durable EDF s’est engagée à évaluer 200 bâti- ments BREEAM in Use entre 2012 et 2015. Aussi, le nombre de bâtiments certi- fiés ne cesse d’augmenter : selon une enquête réalisée par green soluce le nombre de certifications a augmenté de 12 % entre 2015 et 2016. Répartition des exigences entre le respect de la planète et le respect de l’homme © Cercle Promodul I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 17TERTIAIRE - RÉSIDENTIEL
  18. 18. Conclusion M algré leurs thématiques envi - ronnementales proches, il est impor- tant de choisir la certification cor- respondant à l’objectif recherché. En effet, pour valoriser l’image d’un bâtiment les certifications doivent avoir de la crédibilité auprès des investisseurs. C’est pourquoi, les cer- tifications LEED et BREEAM seront plus adaptées pour une visibilité internationale, alors que la HQE aura plus d’impact sur le marché français. Dans le but de toucher un maximum d’investisseurs, cer tains proprié - taires n’hésitent pas à s’engager sur des démarches de double certi- fication. Même si l’intérêt des pro- priétaires n’est pas la réduction de l’empreinte environnementale des bâtiments, nous retiendrons que l’expansion du marché des certifica- tions apporte une nette amélioration des performances énergétiques en allant au-delà des réglementations thermiques en vigueur. Thomas BAZIRE Répartition entre les trois principales certifications, HQE, BREEAM et LEED sur le marché français © France GBC - Green Soluce Sources : [1] CBRE, « Tour d’horizon des certifications dédiées à l’immobilier en France », Juin 2017, https://immobilier.cbre.fr/blog/wp- content/uploads/dlm_uploads/2017/07/certifications-vdef-cbre.pdf [2] France GBC & Green Soluce, « Baromètre de la Certification Environnementale », 2015, http://www.creahd.com/sites/default/ files/upload/ressources/barometre2015_fr-green_soluce-certification_environnementale.pdf [3] G.N, « Toujours plus de bureaux certifiés HQE et BREEAM en France », Batiactu, 02/06/2016, http://www.batiactu.com/edito/ toujours-plus-bureaux-certifies-hqe-et-breeam-france-45161.php [4] « Les certifications environnementales des bâtiments tertiaires en 2015 », Cercle Promodul, 08/01/2016, http://www.bati- actu.com/edito/toujours-plus-bureaux-certifies-hqe-et-breeam-france-45161.php [5] « 1er Baromètre de la Certification Environnementale en France », Planète Bâtiment, 30/09/2014, http://www.planete-bati- ment.com/1er-barometre-de-la-certification-environnementale-en-france-2/14906/ I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 18 TERTIAIRE - RÉSIDENTIEL
  19. 19. Rénovation énergétique du bâtiment Quels mécanismes existent pour inciter les propriétaires à débuter des travaux ? Les proprié taires occupants : pre- m i e r s ac t e u r s d e l a p e r f o r ma n c e énergétique du sec teur résidentiel En France, en 2013, le parc immobil- ier comptait près de 28,8 millions de résidences principales, dont 57,6% (16,6 millions) occupées par leurs propriétaires [1]. Sont déduites de ce taux les résidences secondaires dont l’usage est marginal (9,4% des loge- ments [2]). On comprend dès lors tout l’intérêt d’inciter fortement les propriétaires à l’amélioration éner- gétique de leur résidence. L’incitation des propriétaires bail- leurs est une question tout à fait dif- férente qui ne sera pas développée dans cet article. La performance énergétique du parc bâti : quels sont les enjeux pour la collec tivité ? Dans le cadre de la transition éner- gétique et des objectifs de réduc- tion des émissions de gaz à effet de serre liés au Protocole de Kyoto et à l’Accord de Paris sur le Climat, ainsi que pour contribuer à la réduction de la part du nucléaire dans le mix énergétique français, l’importance du secteur résidentiel dans cette problématique ne doit pas être sous-estimée. « Avec 26 % des consommations finales d ’énergie, les bâtiments r é s i d e n t i e l s d é p e n s e n t d a v a n - tage d’énergie que les industries et presqu’autant que le secteur des transports. Également contributeurs de plus de 20 % des émissions natio- nales de CO2 , les bâtiments résiden- tiels constituent de fait un gisement important d’économies d’énergie, et donc de réduction de gaz à effet de serre. » [3] Pour être plus spécifique, la demande énergétique de ce secteur est très caractéristique : • Une grande variété de vecteurs énergétiques alimente les bâti- ments (charbon, fioul, gaz, élec- tricité, etc…) dont une grande part est représentée par les éner- gies fossiles (environ 58% [4]), causant de fortes émissions de gaz à effet de serre et de par- ticules fines, particulièrement préjudiciables en ville (effet du chauffage particulier au bois sur la qualité de l’air à Paris en hiver par exemple). • Par a ill eur s, se lon l a m êm e source , 34% des logements sont chauffés par l’électricité, ce qui rend plus difficile l’atteinte des objectifs de réduction du nuclé- aire dans le mix énergétique français, mais aussi accentue les pointes de consommation en fin de journée, augmentant le recours aux centrales de pointe, semi-pointe, et ultra-pointe, pour la plupart fortement émis- sives de CO2 (ex : turbines à gaz). • L a c o n s o m m a t i o n d ’é n e r g i e du résidentiel est très for te - ment corrélée au chauffage : en moyenne, celui-ci en représente 61,3% [5]. Ainsi, la consommation énergétique du logement occasionne, au-delà des factures à la charge du ménage qui l’occupe, des externalités majori- tairement négatives pour la collec- tivité (émissions de gaz à effet de serre, surcharge du réseau électrique pendant les pointes, recours aux énergies fossiles, etc…). Ces con- sommations étant liées à la perfor- mance énergétique du bâtiment, il apparait dès lors que les collectiv- ités ont alors un rôle à jouer dans l’accompagnement des rénovations. I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 19TERTIAIRE - RÉSIDENTIEL
  20. 20. L’impor tance de réaliser la meil- leure rénovation possible en une seule fois Au regard du coût des travaux d’amélioration énergétique et de leur complexité technique (sujétions liées aux travaux, comme par exemple la réfection de l’enduit en supplé - ment de la réalisation d’une isola- tion), il devient vite plus onéreux de réaliser les travaux en plusieurs fois. Cela entraine, par ailleurs, une rapide diminution de la rentabilité économique des phases du projet de rénovation restant à réaliser, c’est ce qu’on appelle « casser le gisement » d’économies. Ainsi, un projet constitué d ’un bouquet de travaux sera très coûteux à l’investissement, mais permettra d’économiser davantage d’énergie par euro investi s’il est réalisé en une seule fois. C’est l’esprit des sub- ventionnements publics qui exigent des bouquets de travaux, permettant alors d’inciter à cette démarche. Du point de vue de la collectivité, comme cela a été évoqué précédem- ment, l’intérêt est de réduire plus fortement la consommation d’énergie au plus tôt. Du fait de la thermosen- sibilité du chauffage résidentiel fran- çais, l’intérêt existe également pour les gestionnaires du réseau élec- trique et les fournisseurs d’électricité en réduisant l’intensité de la pointe du soir, réduisant de facto le coût de production et d’acheminement de l’électricité. Ainsi, l’intérêt de maxi- miser la performance de la rénova- tion énergétique au plus tôt est clair pour tous les acteurs : le proprié- taire, la collectivité et les fournis- seurs d’électricité. Mais alors, pourquoi les proprié- taires réalisent-ils si peu de travaux d’amélioration énergétique de leur logement ? Pe u d e m é n a g e s ré a l i s e n t d e s travaux de per formance énergé - tique… Ils étaient 12,1% en 2011, 16% en avaient l’intention pour l’année suivante (sachant qu’on con- state aussi un écart de 3 à 5% entre les prévisions et le réalisé [5]). En effet, au-delà des blocages admi- nistratifs, les propriétaires choisis- sent de lancer des travaux de rénova- tion énergétique s’ils y trouvent un intérêt économique rapide et si leurs finances le leur permettent, comme le montre l’infographie ci-dessous. Co m m e c e s o n d a g e l e m e t e n é v i d e n ce, l e s p r i n c i p a u x f re i n s a u d é c l e n c h e m e n t d e t r a v a u x s o n t é c o n o m i q u e s : l e c o û t Freins à la poursuite des travaux © OPEN (ADEME) I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 20 TERTIAIRE - RÉSIDENTIEL
  21. 21. total des travaux, le montant de l’investissement initial mais égale- ment l’incertitude sur les économies réelles que l’investissement va per- mettre de réaliser. Les contraintes techniques et organisationnelles arrivent en 4 ème et 5 ème position. Il est à noter que ce sont principale- ment les ménages actifs et aisés qui réalisent des travaux de rénovation. Il convient donc de soutenir forte- ment la rénovation des logements habités par les foyers modestes, qui représentent la plus grande partie des consommations restantes du secteur résidentiel. Q u e l s s o n t l e s l e v i e r s p o u r d é c l e n c h e r l e d é m a r r a g e d e t r ava u x d e r é n o vat i o n é n e r g é - tique ? Le facteur déclencheur est la capac- ité d’investissement. Il faut donc réduire le plus possible le « reste à charge » pour le propriétaire au moment de l’investissement. Pour ce faire, il existe de nombreux mécanismes : des aides et sub - ventions pour réduire le coût des travaux, et des prêts incitatifs pour faciliter l’investissement. Ceux-ci ne seront pas détaillés dans cet article car il existe beaucoup de littérature à ce sujet, principalement le réca- pitulatif annuel de l’ADEME [6] paru assez tôt chaque année et remis à jour à chaque modification du cadre réglementaire et budgétaire. Le Crédit d’Impôt pour la Transition Energétique (CITE) Par cette mesure, le propriétaire est remboursé d’une partie du coût de ses travaux sur sa fiche d’imposition de l’année suivante. Pour 2018, celui-ci est maintenu, au taux de 30% du montant des dépenses d’équipement (et de la main d’œuvre dans certains cas), sauf pour les chaudières au fioul, ainsi que pour les portes et fenêtres (dans ce cas, l’Etat a voulu éviter un effet d’aubaine pour des rénovations peu efficaces énergétiquement). Les Certificats d’Economies d’Energie (CEE) Les grands énergéticiens sont, selon la terminologie, « obligés » de réaliser des économies d’énergie validées par des certificats, les CEE. A ce titre, ils peuvent soit faire des améliorations eux-mêmes sur des installations de grande envergure, à des coûts importants, soit acheter des certificats à des « éligibles » s’ils leur sont moins coûteux. Pour ce faire, ils peuvent financer des travaux d’amélioration énergétique auprès de ces « éligibles » : il s’agit de bailleurs, d’entreprises (ex : bureaux d’études), de sociétés d’économie mixte dont le but est l’efficacité énergétique, etc... Le fonctionnement est simple : sur des travaux référencés, chaque unité élémentaire (1 m² d’isolation, 1kW de chaudière, etc…) est multipliée par un coefficient pour obtenir des kWh cumulés actualisés (kWh « cumac ») économisés, lesquels sont valorisés au prix du marché du CEE. Cela permet alors de réduire la facture des travaux de rénovation. La TVA à taux réduit Au lieu du taux normal de 20%, l’Etat accepte de ne prélever que 5,5 ou 10% de TVA respectivement sur les travaux d’amélioration de la performance énergétique et sur l’achat de matériel et de main-d’œuvre pour des travaux d’entretien/amélioration/transformation. Exonération de la taxe foncière Certaines collectivités locales peuvent exonérer les propriétaires, réalisant une rénovation énergétique, de 50 ou 100% de la taxe foncière pendant 5 ans si les dépenses excèdent 10000€. LES AIDES ET SUBVENTIONNEMENTS I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 21TERTIAIRE - RÉSIDENTIEL
  22. 22. L’éco-prêt à taux zéro Comme son nom l’indique, ce prêt vise simplement à avancer les finances aux propriétaires désireux de réaliser des travaux d’amélioration énergétique de leur bâtiment à taux nul. Ce prêt est plafonné à 30 000  € et 15 ans, ce qui permet normalement de récupérer le montant investi avant l’échéance du prêt (selon la performance de la rénovation) : de ce fait, les économies financières deviennent immédiatement perceptibles par le client. Néanmoins, ces prêts sont accordés non pas par l’Etat mais par des banques privées agréées par l’Etat. Ainsi, l’accord du prêt est subordonné aux conditions des établissements bancaires privés, selon les mêmes modalités que des emprunts similaires. Ce type de prêt est donc plus difficile à obtenir pour les foyers les plus modestes qui représentent, comme explicité précédemment, les plus gros gisements d’économies d’énergie. Le 1% logement Financé par l’organisme public Action Logement, il s’agit d’un prêt à un taux préférentiel de 1% plafonné à 10000€ et 10 ans. Celui-ci concerne les propriétaires salariés d’une entreprise privée (non agricole) de plus de 10 salariés. De plus, il est cumulable avec l’éco-PTZ, ce qui augmente encore le plafond de travaux finançables. LES PRÊTS Co m b i e n c o û t e r é e ll e m e n t u n e rénovation performante ? L’enquête 2015 de l’Observatoire de la Performance Energétique (OPEN) montre que, dans l’ensemble, les aides apportées aux ménages pour la rénovation énergétique couvrent seulement 17% de leur investisse- ment pour les travaux [7]. Comme vu au chapitre précédent, ce taux de soutien aux travaux est très insuf- fisant pour réellement doper le niveau de rénovation… En effet, comme le relève cette étude de l’OPEN, le coût moyen d’une réno- vation (2014) est de 5 455€ pour une performance faible, 11 146€ pour une performance moyenne, et 25 410€ pour une rénovation performante ou très performante. Cette différence de prix se répercute sur le niveau de per formance des rénovations effectuées : en 2014, sur près de 3,5 millions de logements rénovés, les logements présentant une perfor- mance haute ou très haute ne sont que 288 000, soit tout juste 8%. E n m o y e n n e , l e s r é n o v a t i o n s r e p r é s e n t e n t u n e d é p e n s e d e 9 978 €, avec des aides abaissant leur coût réel moyen à 8 276 €. Ce reste à charge moyen peut alors être consi- déré comme une valeur de référence pour le prix acceptable (la « disposi- tion à payer ») d’une rénovation par le client. En réalité, pour une réno- vation performante, ce prix sera plus élevé car les économies pour le pro- priétaire lui permettront d’atteindre plus rapidement la rentabilité. Ainsi, afin d’obtenir que les propriétaires fassent des rénovations performan- tes il est nécessaire d’augmenter le montant des aides et subventions. Or, pour atteindre cette performance avec un même reste à charge, il fau- drait multiplier le montant moyen des subventions par 10, faisant alors peser la majeure partie (67%) du coût des travaux sur la collectivité. Le juste équilibre est alors probable- ment dans un optimum entre le taux actuel et celui-ci. Quels sont les objec tifs de réno- vat i o n à l ’é c h e ll e n at i o n a l e , e t comment les at teindre ? Avec un taux de construction neuve de + 1 %/an aux nouveaux stan- dards de performance énergétique (50 kWhEP/(m².an)) [2], et un taux de rénovation de + 1,1 %/an [8], les objectifs de réduction des con- sommations d’énergie et des émis- sions de gaz à effet de serre sem- blent difficiles à atteindre. De plus, I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 22 TERTIAIRE - RÉSIDENTIEL
  23. 23. la différence de performance éner- gétique est capitale. Actuellement, la valeur moyenne de consommation d’énergie du secteur résidentiel est de 277 kWhEP/(m².an) Au r ythme actuel de rénovation, la répartition des logements suiv- r a i t l ’é v o l u t i o n p r é s e n t é e s u r l ’histogra mme c i - de ssous. D e ux courbes ont été tracées pour montrer l’impact de l’amélioration de la sit- uation si l’incitation à la rénovation est plus grande (respectivement à 5 et 10 %/an). On constate que les cinq premiers pourcents du taux annuel de rénovation sont les plus effi- caces pour atteindre une réduction des consommations significative à moyen terme, tandis qu’un taux de 10% est plus approprié pour une réduction à court terme. Néanmoins, pour atteindre un tel taux de réno- vation, les propriétaires doivent être plus sérieusement incités, ce qui a un coût important ! Conclusion Pour résumer, les ménages modestes sont en moyenne les plus touchés p a r l e s d é p e n s e s é n e rg é t i q u e s (lesquelles pèsent proportionnelle- ment plus lourd dans leur budget) mais les externalités liées à leurs c o n s o m m a t i o n s l e s d é p a s s e n t . Les collectivités locales et natio- nales, les producteurs et fournis- seurs d’énergie, les riverains impac- tés par la dégradation de la qualité de l’air (ex : émissions de particules fines liées au chauffage), etc… tous sont concernés par un effort collec- tif de réduction des consommations d’énergie et, de fait, des émissions de gaz à effet de serre et de par- ticules fines. A ce titre, il est alors tout à fait légitime que ces différents a c te u r s co nt r i b u e nt a u s o u t i e n économique de travaux de rénova- tion énergétique. D e va nt l ’ u rg e n ce c l i m at i q u e e t l ’é p u i s e m e n t d e s re s s o u rce s, i l devient alors capital que l’ensemble des acteurs prennent conscience du coût réel des externalités et du fait qu’ils ont un intérêt certain à con- tribuer plus activement à cet effort collectif (ex : meilleure santé des administrés pour les collectivités, moins d’investissement et déconges- tion des réseaux pour les gestion- naires, etc…). La rénovation énergétique du secteur résidentiel est une urgence qu’il faut savoir soutenir ! Romain SAINT-LÉGER Évolution du parc immobilier français © OPEN (ADEME) Sources : [1] Insee et SOeS,« Évolution du nombre de propriétaires occupants », 05/08/2015. [2] Insee, « Le parc de logements en France au 1 er janvier 2016 », INSEE Focus n°73, 21/12/2016. [3] ADEME, « Chiffres clés Climat, Air et Energie, édition 2015 », Mai 2016. [4] CEREN, « Données statistiques – Parc et consommations d’énergie du résidentiel », Août 2015. [5] ADEME, « Chiffres Clés du Bâtiment – Edition 2013 », Décembre 2013. [6] ADEME, « Aides financières pour des travaux de rénovation énergétique des logements existants », Avril 2017. [7] OPEN (ADEME), « Campagne 2015 - Travaux achevés en 2014 », Janvier 2016. [8] Fédération Française du Bâtiment , « Bilan 2016 et prévisions 2017 », Décembre 2016. I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 23TERTIAIRE - RÉSIDENTIEL
  24. 24. Quelles stratégies de gestion pour un microgrid résidentiel autonome ? Clés dans la transition énergétique, les énergies renouvelables connais- sent une croissance impor tante. Néanmoins, certaines productions comme le photovoltaïque ou l’éolien sont for tement dépendantes des conditions météorologiques et fluct- uent au cours du temps. Pour pallier cette intermittence, des systèmes de stockage doivent être ajoutés. Ainsi, le surplus d’énergie accu- mulé durant les périodes de forte production peut être stocké puis utilisé lorsque la demande est plus importante que la production. La combinaison d’une source d’énergie renouvelable et d’un moyen de stockage est d’autant plus intéres- sante qu’elle peut favoriser le dével- oppement de systèmes de produc- tion décentralisés. Plusieurs technologies de stock- age existent. Celles-ci peuvent être Moyens de stockage stationnaire d’électricité selon leur temps de décharge et puissance typique © ENEA Consulting I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 24 TERTIAIRE - RÉSIDENTIEL
  25. 25. regroupées selon différentes clas- sifications interdépendantes : phy- sique (électrique, électrochimique, chimique, mécanique et thermique), par type (stock age de puissance ou d’énergie), temporelle (cour t, moyen ou long terme), spatial (cen- tralisé, décentralisé, fixe, mobile) e t é c o n o m i q u e (C A P E X , O P E X ) . Un exemple de classification est présenté sur la figure précédente. Par exemple, une super capacité est une technologie électrostatique de stockage de puissance et est donc utilisée sur de courtes échelles de temps. Afin d’éviter le surdimensionnement d e s c o m p o s a n t s , l e s s y s t è m e s hybrides se composent de plusieurs technologies de stockage et combi- nent ainsi les avantages. Au choix des composants et au dimensionnement s’ajoute la stratégie de gestion du système. Celle-ci permet de gérer les flux d’énergie et de puissance entre les composants tout en respectant cer taines contraintes techniques. Une bonne utilisation des com- posants élève la durée de vie de ces derniers et diminue ainsi les coûts. Dans le secteur résidentiel, une des solutions consiste à utiliser une bat- terie Li-ion (stockage de puissance) ainsi qu’un stockage à hydrogène ( s t o c k a g e d ’é n e r g i e ) , c o m p o s é d’un électrolyseur et d’une pile à combustible. Le reste du système d’étude est composé de panneaux photovoltaïques [1]. La production et la consommation sont représen- tées à partir de données historiques. On distingue généralement deux groupes de stratégies de manage- ment d’énergie : celles basées sur des règles et celles basées sur des modèles d’optimisation [2]. Les stra- tégies du premier groupe sont pré- férées lorsque peu de paramètres sont considérés. La plus répandue est l’utilisation d’un régulateur à double hystérésis dont le principe est représenté sur la figure ci-dessous. Celui-ci détermine à partir de l’état de charge de la batterie (State Of Charge, SOC) si l’électricité produite au sein du microgrid doit alimenter la batterie ou être transformée par l’électrolyseur en H2 . De même, il détermine si l’électricité consom- mée par les charges du microgrid doit provenir de la batterie ou de la pile à combustible. Les hystéré- sis permettent d’éviter des change- ments d’états trop fréquents, nuisi- bles pour les composants. Néanmoins, la difficulté croit rap- idement lorsque le système se com- plexifie, notamment lorsque d’autres paramètres d’entrée comme la puis- sance nette (PNet =PPV -PDemande ) sont considérés. Pour améliorer la stra- tégie, plusieurs possibilités sont étudiées : l’analyse fréquentielle en ondelettes (wavelets) et les con- trôleurs à logique floue (Fuzzy Logic Controller). De manière analogue à l’analyse en série de Fourier, l’analyse en ondelettes permet de décomposer un signal en plusieurs signaux de fréquences différentes. Le signal utilisé n’est plus sinusoïdal de durée infinie mais une fonction ondelette Principe du régulateur à double hystérésis © Petitjean S. I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 25TERTIAIRE - RÉSIDENTIEL
  26. 26. localisée. Cela permet la localisation de pics de puissance. A l’aide de cette méthode de filtrage, il est possible d’extraire la composante saison- nière (été et hiver) et de l’utiliser comme valeur de consigne pour le stockage long terme, c’est-à-dire le stockage hydrogène. On utilise ainsi ce signal comme grandeur d’entrée supplémentaire du régulateur. Cette méthode peut notamment être appli- quée aux véhicules hybrides, compo- sés par exemple d’une super-capac- ité, d’une batterie et d’une pile à combustible [3]. Les deux paramètres à bien choisir dans cette approche sont la fonction d’ondelette et la résolution. La deuxième méthode utilise la logique floue [4], ce qui lui permet de formuler plus simplement les rela- tions entre les grandeurs en rempla- çant les règles complexes détermi- nées par les experts par des rela- tions linguistiques simples. Par exemple, avec les grandeurs d’entrée SOCBatt et PNet et la grandeur de sortie PH2 , la règle « Si la batterie est presque pleine et que la produc- tion est supérieure à la consomma- tion, alors l’électrolyseur doit fonc- tionner » s’écrira simplement : « Si SOCBatt élevé et PNet positif, alors PH2 positif », où les différentes grandeurs sont représentées par des ensem- bles flous. La difficulté de cette approche est de choisir le nombre d’ensemble pour chaque grandeur ainsi que la fonction d’appartenance des ensembles. La comparaison des méthodes néces- site l’utilisation de plusieurs critères. On retiendra les suivants : • s10 et s90 , en %, représentent l’utilisation de la batterie dans les états de charge extrêmes (premiers et derniers 10%). • CBatt correspond au nombre de cycles entiers de la batterie. • mH2 , la masse de dihydrogène produite sur l’année. • NPaC et NEl , le nombre de mise en marche de la pile à combustible et de l’électrolyseur. Les simulations de ces méthodes ont mené aux conclusions suivantes : l’utilisation de la logique floue néces- site d’avoir recours à un procédé d’optimisation afin de trouver les meilleurs paramètres du contrôleur flou. De même, l’utilisation d’un filtre à ondelette est pertinente mais nécessite un réglage adapté (fonc- tion et résolution). Les critères con- sidérés ont été largement améliorés. Cependant, l’amélioration de cer- tains d’entre eux provoque la détéri- oration d’autres. Ainsi une « bonne » stratégie pour la batterie sera néces- sairement plus contraignante pour le stockage hydrogène. Inversement, lorsque l’objectif est de minimiser NPaC et NEl et de maximiser mH2 , la batterie sera plus fortement mise à contribution. Samuel PETITJEAN Sources : [1] Petitjean S., « Simulationsgestützte Untersuchung eines filter- und regler-basierten Betriebsführungsverfahren für PV-Hybridsysteme mit Batterie und Wasserstoffspeicherpfad », Diplomarbeit, 2017. [2] Bocklisch T., « Hybrid energy storage approach for renewable energy applications », Journal of Energy Storage, 2016. [3] Erdinc O. and Al, « A wavelet-fuzzy logic based energy management strategy for a fuel cell/battery/ultracapacitor hybrid vehicular power system », Journal of Power Sources, 2009. [4] Kyriakarakos G. and Al, « A fuzzy logic energy management system for polygeneration microgrids », Renewable Energy, 2012. I N F ’ O S E | D é c e m b r e 2 0 1 7 26 TERTIAIRE - RÉSIDENTIEL

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