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2018_Presentation_Energie_Cerema_cours_TEA_ENTPE

Pôle Réseaux de Chaleur - Cerema
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Présentation Cerema de l'énergie en France en lien avec l'aménagement dans le cadre du cours Transition Énergétique et Aménagement donné aux élèves de 2è année des options Aménagement Politiques Urbaines et Environnement de l'ENTPE (école d'ingénieurs sur l'aménagement durable des territoires).

2018_Presentation_Energie_Cerema_cours_TEA_ENTPE

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Philippe Jary, chargé d’études énergie-climat, Cerema Territoires et Ville
Transition énergétique et
aménagement
- cours d’introduction
Formation ENTPE17/9/18
2
Plan de cette intervention
I) L’énergie : présentation de quelques notions
fondamentales pour bien comprendre
II) Les enjeux en matière d’énergie ou pourquoi
l’aménagement doit s’intéresser à ces questions
III) Que peut faire l’aménagement en matière
d’énergie ?
Formation ENTPE17/9/18
3
I) L’énergie : quelques notions
fondamentales pour bien comprendre
Formation ENTPE17/9/18
4
L’énergie, c’est quoi ?
L’énergie sert au quotidien à :
‒ produire de la chaleur
‒ se déplacer
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5
L’énergie, c’est quoi ?
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●
produire un travail
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L’énergie, en quoi ça se mesure ?
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●
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machine d’une puissance de 1 W durant 1 h
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La tonne équivalent pétrole (tep) : correspond à la
chaleur dégagée par la combustion d’une tonne de pétrole
●
1 tep = 11 620 kWh
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●
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●
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  • 1. Philippe Jary, chargé d’études énergie-climat, Cerema Territoires et Ville Transition énergétique et aménagement - cours d’introduction
  • 2. Formation ENTPE17/9/18 2 Plan de cette intervention I) L’énergie : présentation de quelques notions fondamentales pour bien comprendre II) Les enjeux en matière d’énergie ou pourquoi l’aménagement doit s’intéresser à ces questions III) Que peut faire l’aménagement en matière d’énergie ?
  • 3. Formation ENTPE17/9/18 3 I) L’énergie : quelques notions fondamentales pour bien comprendre
  • 4. Formation ENTPE17/9/18 4 L’énergie, c’est quoi ? L’énergie sert au quotidien à : ‒ produire de la chaleur ‒ se déplacer ‒ transporter des marchandises ‒ faire fonctionner des machines
  • 5. Formation ENTPE17/9/18 5 L’énergie, c’est quoi ? L’énergie est la mesure de la capacité d’un corps ou d’un système à : ● produire un travail ● produire de la chaleur ● modifier un état ● produire de la lumière
  • 6. Formation ENTPE17/9/18 6 L’énergie, en quoi ça se mesure ? Deux unités de mesure de l’énergie : ● Le watt-heure (Wh) : correspond au travail d’une machine d’une puissance de 1 W durant 1 h ● La tonne équivalent pétrole (tep) : correspond à la chaleur dégagée par la combustion d’une tonne de pétrole ● 1 tep = 11 620 kWh Multiples utilisés couramment : ● Le kilo (k) : 1 k=10³ ● Le méga (M) : 1 M=106 ● Le Giga (G) : 1 G=109
  • 7. Formation ENTPE17/9/18 7 L’énergie, d’où ça vient ? L’énergie est d’abord prélevée dans la nature, dans des sources d’énergie primaire. Parmi les sources d’énergies primaire : 1) Les énergies de stock : ● Pétrole ● Charbon ● Gaz naturel ● Uranium 2) les énergies renouvelables : issues du soleil, du vent, de la géothermie, de l’hydraulique, et de la biomasse
  • 8. Formation ENTPE17/9/18 8 L’énergie, d’où ça vient ? -L’énergie qui provient d’une source d’énergie primaire est une énergie primaire. -Cette énergie va être transformée et transportée, avant d’être livrée à l’usager (ce qu’on appelle l’énergie finale). A chaque étape, il y a des pertes Notions de l’énergie © Sylvain Viollain, lycée clement ADER Tournant en Brie
  • 9. Formation ENTPE17/9/18 9 De l’énergie primaire à l’énergie finale 1 kWh ne veut rien dire en soi ! En situation professionnelle, toujours se demander si on parle de primaire ou de finale : ● L’énergie primaire : énergie brute, tirée de la nature. Ex : pétrole brut ● L’énergie secondaire : énergie primaire transformée, avant son transport à l’utilisateur final. Ex : pétrole raffiné ● L’énergie finale : énergie livrée à l’utilisateur final. Ex : fioul en entrée de chaudière ● L’énergie utile : énergie dont bénéficie réellement l’utilisateur. Ex : chaleur restituée par la chaudière Coefficient de conversion énergie finale/énergie primaire (RT 2012) : 1 Whfinale = 2,58 Whprimaire pour l’électricité 1 Whfinale = 1 Whprimaire pour tous les autres vecteurs énergétiques (bois, gaz, fuel)
  • 10. Formation ENTPE17/9/18 10 De l’énergie primaire à l’énergie finale Une ampoule de 100 W : en une heure ● Fournit une énergie finale de 100 Wh ● Efinale : 95 Wh de chaleur et 5 Wh de lumière énergie utile=5 Wh ● Consomme une énergie primaire de 250 Wh
  • 11. Formation ENTPE17/9/18 11 Quelques ordres de grandeurs 1 kWh = 1 marche de 4 000 m de dénivelé = remonter une pelletée de 3kg sur un mètre, toutes les 5 secondes, 8 heures par jour, pendant 20 jours = 100 ml (½ verre) de pétrole Consommation unitaire (toutes usages, en kWh d’énergie finale) : -d’un bureau=274 kWhEF/m².an -d’un bâtiment de commerce=232 kWhEF/m².an -d’un logement résidentiel : variable, selon le type, la période de construction, le type de chauffage...en moyenne = 191 kWh/m².an
  • 12. Formation ENTPE17/9/18 12 La puissance ● La puissance mesure la capacité d’un système à fournir de l’énergie à un autre par unité de temps ● Elle correspond à un débit : si deux systèmes peuvent fournir la même énergie, le plus puissant est le plus rapide ● Elle se mesure en watt ● Attention à ne pas confondre puissance et énergie consommée
  • 13. Formation ENTPE17/9/18 13 II) Pourquoi l’aménagement doit s’intéresser aux questions énergétiques et climatiques ?
  • 14. Formation ENTPE17/9/18 14 Des énergies fossiles en quantité limitée La production de pétrole va atteindre un maximum (pic pétrolier) Une fois ce maximum atteint, la production décline jusqu’à ce que la ressource soit complètement épuisée
  • 15. Formation ENTPE17/9/18 15 Les émissions de gaz à effet de serre... Les gaz à effet de serre : composants gazeux absorbant le rayonnement infra-rouge et contribuant à l’effet de serre : ● CO2 ● CH4 ● N2O ● H2O ● O3 ● Gaz fluorés
  • 17. Formation ENTPE17/9/18 17 ...responsables du changement climatique A la station de Bron, la température moyenne annuelle augmente de +1,9°C entre 1959 et 2014 Pour mémoire l’accord de Paris sur la COP 21 prévoit de limiter l’augmentation de la température de +2°C, voire 1,5°C par rapport à la période pré-industrielle => l’enjeu sera peut-être à l’avenir d’adapter nos aménagements au réchauffement climatique
  • 18. Formation ENTPE17/9/18 18 L’adaptation au changement climatique L’adaptation au changement climatique : c’est limiter les impacts négatifs du changement climatique En matière d’aménagement, c’est concevoir des projets urbains garantissant un niveau de confort suffisant, sans recourir à des climatiseurs consommateurs d’énergie
  • 19. Formation ENTPE17/9/18 19 L’autonomie énergétique 87 % de la consommation énergétique finale provient d’énergies en grande partie importées (pétrole, gaz...et uranium)
  • 20. Formation ENTPE17/9/18 20 La lutte contre la précarité énergétique La précarité énergétique : situation dans laquelle un ménage éprouve des difficultés à se chauffer convenablement, en raison : ● de faibles revenus ● de mauvaises conditions d’habitation 20 % des ménages en France sont en situation de précarité énergétique ! (source : observatoire national de la précarité énergétique)
  • 21. Formation ENTPE17/9/18 21 La loi de transition énergétique
  • 22. Formation ENTPE17/9/18 22 Le développement de véhicules propres (électriques, bio-GNV, hydrogène) ● La loi de transition énergétique, la stratégie de mobilité propre, le plan climat...affirment le développement de véhicules propres, et notamment électriques ● Impactant en termes de dimensionnement des réseaux (1 million de véhicules électriques à recharge lente = 2 à 4 réacteurs EPR) ● Impactant également par rapport aux espaces publics
  • 23. Formation ENTPE17/9/18 23 Où en est-on aujourd’hui ? Les émissions de GES pour transports, bâtiments et agriculture sont supérieures aux plafonds d’émissions => Les efforts sont donc à intensifier dans de tels secteurs Source : DGEC/SDES
  • 24. Formation ENTPE17/9/18 24 Où en est-on aujourd’hui ? -Part des EnR de 16 % dans la consommation finale (au lieu de 18% attendu) en 2016 -Des résultats obtenus grâce notamment aux appels d’offres, au fonds chaleur...mais également des freins (acceptabilité sociale désastreuse des éoliennes)
  • 25. Formation ENTPE17/9/18 25 Une note d’optimisme Des initiatives dans tous les territoires !
  • 26. Formation ENTPE17/9/18 26 En résumé... Les enjeux énergétiques et climatiques : ● La raréfaction des énergies fossiles ● La réduction des émissions de gaz à effet de serre d’origine humaines (l’atténuation) ● L’autonomie énergétique ● La lutte contre la précarité énergétique ● L’adaptation au changement climatique
  • 27. Formation ENTPE17/9/18 27 III) Que peut l’aménagement en matière d’énergie ?
  • 28. Formation ENTPE17/9/18 28 Des politiques d’aménagement peu préoccupées par la question énergétique De 1945 à 1975 : ● Croissance économique, avec l’émergence d’une classe moyenne ● Énergie fossile qui coûte peu chère => Faible préoccupation de l’aménagement autour des questions énergétiques, localisation des logements et des activités indépendamment des questions énergétiques
  • 29. Formation ENTPE17/9/18 29 Les suites du choc pétrolier De 1975 à 2000 : garantir une offre énergétique à un coût acceptable : ● Conserver et faire progresser le confort suite au choc pétrolier ● Premières réglementation thermique...et développement de la production d’électricité nucléaire de façon centralisée (éloignement des sites de production des lieux de consommation)
  • 30. Formation ENTPE17/9/18 30 Un changement de philosophie : la transition énergétique La transition énergétique : passage d’un système énergétique utilisant majoritairement des énergies fossiles vers un système énergétique utilisant des énergies renouvelables
  • 31. Formation ENTPE17/9/18 31 La transition énergétique, d’abord une question d’économies d’énergies... La transition énergétique suppose d’abord d’économiser l’énergie : – Limiter les pertes d’énergies – Éviter les comportements trop consommateurs d’énergies => Concevoir d’abord des projets urbains économes en énergie Architecture bioclimatique © Ademe, 2003
  • 32. Formation ENTPE17/9/18 32 ...puis de production d’énergies renouvelables, au plus près des consommateurs finaux... Production d’énergie décentralisée : ● Issue d’une source renouvelable (bois énergie, solaire) ● À proximité des consommateurs finaux ZAC de la Bonne, Grenoble. Un projet sobre en énergie avec production de solaire photovoltaïque et thermique
  • 33. Formation ENTPE17/9/18 33 ...sans oublier la question de l’adaptation au changement climatique... Augmentation des températures estivales et du nombre de jours de fortes chaleurs =>Projet urbain doit aussi intégrer la question du confort thermique en période estival Simulation réalisée au niveau du projet de pôle d’échanges multimodal à Nice, bureau d’études 2ei/Véolia
  • 34. Formation ENTPE17/9/18 34 Exemple de projet urbain en matière d’adaptation La requalification de la rue Garibaldi à Lyon : plantation d’arbres, avec un bassin de stockage de l’eau, permettant de créer de l’ombrage et de générer de l’évapotranspiration => rafraîchissement de l’air en période estivale
  • 35. Formation ENTPE17/9/18 35 En résumé... Répondre aux enjeux énergétiques et climatiques conduit à des aménagements : ● D’abord économes en énergie ● Producteurs d’énergies renouvelables, à proximité des consommateurs finaux ● Intégrant la question de l’adaptation au changement climatique
  • 36. Philippe Jary Chargé d’études énergie-climat 04 72 74 57 73 philippe.jary@cerema.fr Centre d'études et d'expertise sur les risques, l'environnement, la mobilité et l'aménagement - www.cerema.fr Territoires et ville - 2 rue Antoine Charial - 69426 LYON Cedex 03 - Tél. : +33 (0)4 72 74 58 00 Siège social : Cité des mobilités - 25 avenue François Mitterrand - 69674 BRON Cedex - Tél. : +33 (0)4 72 14 30 30