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L’eau et l’énergie... dans un contexte fragile
>>> page 28
Dossier ENR : Mécanismes de soutien,
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>>> page 12, 17, 20...
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N° 134Juin - Juillet 2018
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tionouadaptation,qu’ellesoitintégraleoupar-
tielle, quel qu’en soit le procèdé, le support ou
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risation des auteurs sauf cas prévus par l’article
L. 122-5 du code de la propriété intellectuelle.
En ce début d’été, l’actualité du monde
de l’énergie aura été plus calme que
celle du sport. Désormais championne du
monde du ballon rond, la France renoue
avec un sentiment de fierté tant jalousé
à nos pays voisins. Comme un heureux
épilogue à la volonté présidentielle de
(re-)mettre la France sur le devant de la
scène internationale, la deuxième étoile
des bleus donne une publicité bienvenue à un pays qui se veut
leader sur de nombreux combats. La question Climatique bénéfic-
iera-t-elle de cette aura ?
Le capitaine à la barre, Nicolas Hulot, ne manque pas de soutien ni
d’initiative avec les plans solaire, hydrogène et biodiversité, mais
peut-il compter sur le même réalisme que Didier Deschamps avec
des joueurs presque tous au sommet de leur carrière ? Ce nouveau
numéro vous permettra de vous faire une idée assez complète grâce
à une revue des mécanismes de soutien aux énergies renouvelables
et un panorama des filières biogaz et photovoltaïque.
Enfin, vous retrouverez deux thèmes trop souvent laissés sur le banc
de touche des politiques environnementales : l’eau et l’agriculture.
Des enjeux majeurs qui montrent que la route est encore longue
avant de crier victoire sur des champs dépollués.
L’ensemble du mastère OSE vous souhaite un excellent été et une
agréable lecture.
Louis POLLEUX
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
2 ÉDITORIALCONTACTS
INTERVIEW
ARTICLES
04 - Quelles stratégies pour les fournis-
seurs d’énergie depuis l’ouverture des
marchés ?
08 - Prise en compte de la production locale
dans la future réglementation envi-
ronnementale RE 2020
12 - Les mécanismes de soutien aux éner-
gies renouvelables : un investissement
conséquent pour des résultats contes-
tés
17 - La filière biométhane en France
20 - La nouvelle ère du solaire PV ?
26 - L’intérêt d’une agriculture raisonnée
sur le problème environnemental
28 - L’eau et l’énergie... dans un contexte
fragile
Devenez partenaire de l’événement OSE 2018
L’Hydrogène, vecteur énergétique du futur ?
Mardi 25 Septembre 2018 à Sophia Antipolis (06)
Le programme de ce colloque s’articulera autour des applications de l’hydrogène les plus prom-
etteuses. 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
33 - Rencontre avec Bioxegy : quelles solu-
tions nous apporte la nature dans le
domaine énergétique ?
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
3SOMMAIRE
Quelles stratégies pour les fournisseurs
d’énergie depuis l’ouverture des marchés ?
CONTEXTE
Dans le but d’éviter les mono-
poles naturels, l’Europe a
ouvert le marché de l’énergie
à la concurrence en 2004 pour
les industriels et en 2007
pour les particuliers. Depuis,
25 fournisseurs nationaux1
d’énergie proposent différen-
tes offres adaptées aux pro-
fessionnels et par ticuliers.
Parmi ces fournisseurs encore
peu connus du grand public
on compte Cdiscount énergie,
B u t a g a z , A l t e r n a , D i r e c t
énergie, Ekwateur, électricité
de Provence, Enercoop, GEG,
Proxelia, Planet Oui, Sowee ou
encore Total Spring… Sur le
marché sont alors présents les
fournisseurs historiques tels
que EDF et Engie puis les nou-
veaux entrants arrivés lors de
l’ouverture à la concurrence.
E n 2 0 0 7 , l ’o u v e r t u r e d u
marché avait peu de con-
séquence car tous les clients
n’étaient pas encore informés
de la possibilité de changer
de fournisseur. De ce fait, les
fournisseurs historiques ont
conservé un avantage même
8 ans après l’ouver ture du
marché. En 2015 seuls 60 %
des clients se fournissant en
gaz étaient informés, et 52 %
pour l’électricité.
De plus, peu de français con-
naissent la marche à suivre
pour changer de fournisseur.
E n 2 0 1 5 s e u l s 3 5 % d e s
ménages déclaraient connaî-
tre la démarche pour changer
de fournisseur contre 20 % en
2007.
M a l g r é c e t t e m é c o n n a i s -
sance, en Europe, les fournis-
seurs historiques font face
à un départ de leurs clients
vers d’autres fournisseurs. En
France, EDF a perdu 17,9 % de
ses clients au profit de fournis-
seurs alternatifs entre 2007
et 20183
. En 2017, le géant
français a perdu par exemple
1 million de clients résidenti-
els abonnés au Tarif de Vente
Règlementé (TRV) alors même
que le total des sites résiden-
tiels a crû de 318 000 foyers.
Rapport Selectra “10 ans après
l’ouverture du marché de l’énergie
à la concurence”
Connaissance du droit de changer de fournisseur [2]
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
4 STRATÉGIE
QUELLES STRATÉGIES ?
Face à l’émergence de nou-
veaux fournisseurs, les acteurs
historiques doivent adopter
de nouvelles stratégies pour
limiter leur « churn rate ».
C h a q u e a c t e u r d o i t d o n c
affirmer sa position straté -
gique en adoptant une stra-
tégie de:
•	 Différentiation par les prix
•	 D i v e r s i f i c a t i o n d e s
activités.
Le schéma ci-dessous indique
l e p o s i t i o n n e m e nt s t raté -
gique de quelques fournis-
seurs d’énergie en France.
Pour exemple, Enercoop se
positionne sur l’énergie verte
sans tenter de se différencier
du TRV (Tarif Régulé de Vente)
alors qu’ EkWateur propose
de l’électricité verte compa-
rable au prix du TRV. A noter,
direct énergie a été récem-
ment racheté à 74% par TOTAL
et vend aussi de l’électricité
verte.
Dans cet article nous nous con-
centrerons sur la partie con-
cernant la diversification des
activités. Pour attirer de nou-
veaux clients, les fournisseurs
se diversifient en proposant
des offres telles que :
•	 Des ser vices permettant
de réaliser des économies
d’énergies (exemple : ther-
mostats connectés) asso-
c i é e s à u n c o n t r a t d e
fourniture,
•	 Une offre visant à diminuer
l’impact environnemental
de l’électron et donc valo-
riser le processus de pro-
duction par des énergies
vertes.
Pour décrire les stratégies
d e s fo u r n i s s e u r s a s s o c i é s
a u x é c o n o m i e s d ’é n e r g i e
n ou s pren d ro ns l ’exem pl e
d u m a r c h é S m a r t E n e r g y
Home. La multitude d’acteurs
présents sur ce secteur le rend
très concurrentiel et difficile
à intégrer. Pour pénétrer ce
m a rc h é, l e s é n e rg é t i c i e n s
cherchent à créer de nou-
veaux partenariats dans le but
de proposer des objets comme
les thermostats connectés.
CRÉATION DE PARTENARIATS
A u j o u r d ’ h u i , l e s f o u r n i s -
s e u r s h i s t o r i q u e s b é n é f i -
cient d’une forte légitimité
dans le domaine de l’énergie,
les rendant ainsi capables
de commercialiser des offres
énergétiques. En revanche,
le manque de compétence
en matière d’objets connec-
tés constitue un frein pour
leur développement dans le
Smart Energy Home. La cré-
ation de partenariats appa-
raît donc comme la solution
Positionnement stratégique des fournisseurs en France en 2017 [4]
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
5STRATÉGIE
indispensable pour un dével-
oppement dans ce secteur.
La figure 8 illustre les points
forts et faibles des acteurs du
Smart Energy Home, permet-
tant ainsi d’observer leur com-
plémentarité. Par exemple, la
création de partenariats avec
NEST ou Netatmo a permis
aux utilities d’avoir accès
au marché du Smart Energie
Home. Cette alliance a égale-
ment permis aux fabricants
d’objets connectés d’avoir une
plus grande visibilité sur le
secteur de l’énergie5
. La figure
ci-dessus illustre les parte-
nariats créés entre les dif-
férents acteurs et leurs inté-
rêts communs à les réaliser.
L e p a r t e n a r i a t E n g i e e t
Netatmo
S e l o n E n gi e, l ’é n e rgi e d e
demain sera décentralisée,
décarbonée et digitalisée. Les
deux derniers points expli-
quent le positionnement stra-
tégique de la multinationale
dans le Smart Energy Home.
Après plusieurs tentatives
de pénétration du marché
(Zenbox, DolceVita), Engie a
lancé Netatmo en 2015. Avec
ce par tenariat, l’entreprise
propose des Bundles couplant
un contrat d’énergie avec la
vente du thermostat connecté
NETATMO à prix réduit. Ainsi,
à travers cette alliance Engie
pourrait capter de nouveaux
clients en diversifiant ses
activités mais aussi amélio-
rer son image en s’associant
a v e c u n e s t a r t - u p, m o n -
trant dynamisme et sobriété
énergétique.
Les partenariats des acteurs du smart energy home © Sia Partners
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
6 STRATÉGIE
Ce p a r t e n a r i a t , p e r m e t à
l’énergéticien d’externaliser
le développement du produit,
évitant ainsi une prise de
risque. Celui-ci se concentre
alors uniquement sur la partie
SAV et installation du produit.
D I M I N U T I O N D E L’ I M PA C T
E N V I R O N N E M E N T A L D E
L’ÉLECTRON
Les enjeux environnementaux
et climatiques liés à la pro-
duction d’énergie devenant
de plus en plus importants, les
fournisseurs d’énergie tentent
de verdir leur image grâce à
des contrats d’énergie verte
notamment. Pour garantir une
électricité verte, les fournis-
seurs utilisent des garanties
d’origine renouvelables. Pour
chaque kWh consommé, une
énergie équivalente en élec-
tricité verte est injectée sur le
réseau. C’est la société power-
next qui se charge du contrôle
du réalisé.
Les nouveaux entrants tels
que Enercoop proposent de
l’électricité d’origine 100 %
renouvelable. Pour proposer
ce ser vice, ils achètent de
l’électricité provenant de cen-
trales hydrauliques, de cen-
trales biomasse, de photo-
voltaïque ou d’éolien à des
produc teurs indépendants.
En 2017, 96% de l’électricité
f o u r n i e é t a i t d e s o u r c e
directe, ENRGOOP a fourni les
4 % d’énergie manquante par
le biais des marchés de gros
et les garanties d’origine pho-
tovoltaïque de la coopérative
belge Ecopower6
.
Malgré les nouveaux services
proposés, il reste impéra-
t i f p o u r l e s f o u r n i s s e u r s
d’énergie d’enrichir leurs rela-
tions client et de garder une
image de leader du marché. En
effet, les fabricants d’objets
connectés sont intéressés par
des partenariats avec les util-
ities pour leur image et leur
base clients. Sans ce besoin
d’information, il ne serait
plus nécessaire pour eux de
nouer des partenariats avec
les grands électriciens. C’est
ainsi que pourraient entrer
en scène les GAFA (Google-
Amazon-Facebook – Apple),
déjà fournisseurs d’objets con-
nectés. Alors que C discount
commence déjà à vendre de
l’élec tricité, les stratégies
adoptées par les utilities suf-
firont-elles à éviter l’entrée
des géants de l’internet sur
le marché de la fourniture
d’énergie ?
Thomas BAZIRE
Sources :
[1]	 Rapport CRE, surveillance 2015-2016, p.14
[2]	 9ème édition du baromètre energie-info.fr, disponible sur : https://www.energie-mediateur.fr/wp-content/uploads/2017/10/
synthese_barometre_ouverture_marches_mne_2015.pdf
[3]	 Les échos, « concurrents d’EDF gagnent du terrain », disponible sur : https://www.lesechos.fr/08/03/2018/lesechos.
fr/0301392827901_electricite---les-concurrents-d-edf-gagnent-du-terrain.htm
[4]	 Aster Capital, disponible sur : https://medium.com/astercapital/the-future-of-energy-retail-in-france-19b2d82ca160
[5]	 Sia Partner, quels nouveaux modèles d’affaires pour les fournisseurs historiques d’énergie, disponible sur : http://www.
energie.sia-partners.com/20160919/smart-energy-home-quels-nouveaux-modeles-daffaires-pour-les-fournisseurs-historiques
[6]	 Enercoop, le mix énergétique Enercoop 2017, disponible sur : http://www.enercoop.fr/content/le-mix-energetique-enercoop-2017
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
7STRATÉGIE
Prise en compte de la production
locale dans la future réglementation
environnementale RE 2020
Le secteur français du bâti-
ment, principal consomma-
teur (45%) et émetteur de GES
(25%) du pays, est soumis à
des contraintes nationales et
européennes. Le marché de
la construction neuve con-
stitue un axe majeur de décar-
bonation à ne pas négliger
lorsque l’on sait que 30% des
bâtiments de 2050 ne sont pas
encore construits.
La loi Grenelle 1 (2009) a fixé
comme objectif à l’horizon
2020 que les bâtiments neufs
produisent sauf exception
p l u s d ’é n e r g i e r e n o u v e l -
able qu’ils ne consomment
d’énergie primaire. Pour ces
mêmes bâtiments et à même
échéance, la directive euro-
péenne Efficacité Energétique
(2010) introduit le terme NZEB
(Nearly Zero Energy Building),
signifiant une consommation
d’énergie quasi nulle couverte
dans une très large mesure par
de l’énergie de source renouv-
elable. Enfin, la loi TEPCV
(2015) introduit la double
notion de bâtiments neufs à
énergie positive et à haute per-
formance environnementale.
La Direc tion de l ’Habitat,
l’Urbanisme et des Paysages
(DHUP), en partie en charge
de l’élaboration de la future
réglementation, reconnait que
l’objectif initial d’intégrer le
volet carbone dans une nou-
velle réglementation envi-
ronnementale (RE) dès 2018
est hors de por tée [1]. On
devrait donc se diriger vers
une RE 2020, sous la condi-
tion de trouver un bon équili-
bre entre performance et coût
induit. C’est pourquoi l’état
a lancé en novembre 2016
l’expérimentation « Bâtiments
à énergie positive & réduc-
tion carbone » ainsi que le
référentiel associé nommé
« Energie-Carbone ».
Ce dernier s’appuie sur les
e x i g e n c e s d e l a R T 2 0 1 2
auquel il vient ajouter une
exigence « Energie  » et une
e x i g e n c e « C a r b o n e » . I l
définit ainsi quatre niveaux
de performance énergétique
(« Energie 1 » à « Energie 4 »),
évaluée par le nouvel indi-
c a t e u r B i l a n B e p o s
, e t d e u x
niveaux de performance envi-
ronnementale («  Carbone  1 »
et « Carbone 2 »), évaluée par
les nouveaux indicateurs Eges
et EgesPCE
[2].
COMMENT LA PRODUC TION
LOCALE D’ÉNERGIE RENOUV-
E LA B LE E ST -E LLE P R ISE EN
COMPTE DANS CE RÉFÉREN-
TIEL ?
La production locale intervi-
ent essentiellement dans le
calcul du nouvel indicateur
BilanBepos
qui est défini comme
suit (page suivante).
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
8 RE 2020
Il s’agit d’un bilan annuel en
énergie primaire associant
la consommation de tous les
usages énergétiques dans le
bâtiment (5 usages RT2012 +
autres usages) et la produc-
tion locale (renouvelable).
Le c a l c u l d e l a c o n s o m -
mation d ’énergie primaire
non renouvelable (Cepnr
) se
décompose en deux étapes :
1.	 On détermine de manière
for faitaire la consomma-
tion annuelle d’énergie
finale de chaque usage i
(Cef,i) qu’on multiplie par
le facteur de conversion
en énergie primaire non
renouvelable (Fpnr
,i) du
vecteur énergétique choisi
pour satisfaire cet usage,
puis on fait la somme de
tous les usages (cf. tableau
ci-dessous).
Le facteur Fpnr
,i est à différen-
tier du simple facteur de con-
version en énergie primaire
Fp,i. En effet, le facteur Fpnr
,i
permet, en plus de passer
d’énergie finale à énergie pri-
maire, de ne conserver que
la part non renouvelable de
cette énergie primaire. On
remarque ainsi qu’une con-
sommation en énergie finale
potentiellement infinie de
biomasse n’aura pas d’impact
sur le calcul du BilanBepos
. Il
ne faut pas en conclure qu’un
bâtiment qui satisfait ses
besoins thermiques avec de
la biomasse n’est pas perfor-
mant énergétiquement. En
effet, le garde -fou pour ce
problème est que le bâtiment
en question doit également
répondre aux exigences de la
RT2012.
2.	 On détermine ensuite le
volume d’énergie auto -
consommée (Eac
) à partir
de la répartition forfaitaire
définie pour chacun des
u s a g e s. Ce vo l u m e e s t
ensuite converti en énergie
primaire en appliquant un
coefficient de conversion
de 2,58.
La production d’énergie pri-
maire renouvelable exportée
du bâtiment (Pepr
) résulte
du calcul de la production
d ’énergie finale renouvel -
able expor tée pour chacun
des moyens de production
locale à laquelle on applique
un coefficient de conversion
Facteur de conversion en énergie primaire non renouvelable [3]
méthodes de stockage de CO2
Calcul du nouvel indicateru BilanBepos
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
9RE 2020
en énergie primaire égal à  1.
Une des nombreuses subtil-
ités de ce référentiel est de
fixer ce coefficient à 2,58
pour les 10 premiers kWh/m²/
an d’électricité exporté dans
le cas où le projet souhaite
atteindre au moins le niveau
« Energie 3 ».
Le schéma ci-dessus définit le
périmètre de consommation
(en pointillé) et représente
les flux d’import (renouvel-
able en vert, non renouvelable
en rouge ou mixte) et les flux
d’export.
La présence d’une cogénéra-
tion est un cas qui est traité
à part dans le référentiel. En
effet, il s’agit d’une produc-
tion locale susceptible d’avoir
recours à un combustible
fossile. Le choix a été fait de
ne comptabiliser que la con-
sommation d’énergie primaire
non renouvelable nécessaire
pour produire l’énergie qui
sera ensuite autoconsommée
par le bâtiment (flèche vio-
lette sur le schéma). Il con-
vient alors d’ajouter cette
consommation au terme Cepnr
détaillé précédemment. Par
ailleurs, l’énergie expor tée
par la cogénération sera con-
sidérée comme renouvelable,
et donc ajoutée au terme Pepr
,
seulement si le combustible
utilisé est renouvelable.
LES LIMITES DU RÉFÉRENTIEL
« ENERGIE-CARBONE »
Ce qu’il ressort des premières
études réalisées est que les
niveaux d’exigence énergie et
carbone sont mal calibrés. Le
socle « Energie 1 ou Energie 2
+ Carbone 1 », présenté actu-
ellement comme la référence
pour la future RE2020, ne
propose qu’une amélioration
par tielle des per formances
p a r ra p p o r t à l a R T 2 0 1 2 .
L’ex i g e n ce « Ca r b o n e   1 »
semble facilement atteign-
able, peu importe les solutions
utilisées (gaz ou électricité).
Le photovoltaïque est large-
ment favorisé dans le référen-
tiel. Il devient même quasi
indispensable pour attein-
dre le niveau « Energie 3 ».
D’ailleurs, dans la mesure où
il est calculé annuellement,
Schéma de principe pour le calcul du BilanBepos
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
10 RE 2020
le BilanBepos
rend possible la
compensation du manque de
production PV l’hiver par une
production massive en surplus
l’été. De plus, on a vu qu’à
partir du niveau « Energie 3 »,
le facteur de conversion pri-
m a i r e p o u r l ’é l e c t r i c i t é
renouvelable expor tée est
égal à celui de l’électricité
autoconsommée (2,58) pour
les 10 premiers kWh/m
/an d’élec tricité expor tée.
Dans la majorité des cas, ce
seuil n’est pas atteint, par
conséquent, il n’y a aucune
i n c i t a t i o n à p r i v i l é g i e r
l ’a u t o c o n s o m m a t i o n p o u r
les bâtiments neufs les plus
performants.
E n f i n , l ’é n e r g i e a u t o c o n -
sommée qui est déduite du
Cepnr
est répartie par usage
de manière forfaitaire par un
jeu de coefficient. Dans le
cas du secteur résidentiel et
ter tiaire d’hébergement, la
quasi-totalité de l’électricité
autoconsommée est répartie
sur l’électricité spécifique.
La méthode annuelle for-
faitaire ne prend donc pas
en compte la possibilité de
piloter l’autoconsommation
sur d’autres usages, comme
l’ECS. La méthode horaire
prévue à terme devrait per-
mettre de résoudre une partie
de ces problèmes.
Florian ROUOT
Sources :
[1]	 Interview de M. Emmanuel Acchiardi, sous-directeur de la Direction de l’habitat, de l’urbanisme et des paysages (DHUP)
[avril 2018], https://www.batiactu.com/edito/re2020-un-socle-unique-minimal-energie-carbone-sera-52796.php
[2]	 République Française, Référentiel « Energie – Carbone », Niveaux de performance « Energie – Carbone » pour les bâtiments
neufs [octobre 2016].
[3]	 République Française, Référentiel « Energie – Carbone », Méthode d’évaluation de la performance énergétique et envi-
ronnementale des bâtiments neufs [octobre 2016].
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
11RE 2020
Le 18 avril dernier, la Cour des
Comptes a publié un rapport
d ’ u n e c e n t a i n e d e p a g e s
pointant l’inefficacité actu-
elle des politiques de soutien
aux énergies renouvelables
malgré des sommes consi-
dérables engagées à cette
fin. Pour ce numéro estival
de l’Inf ’OSE, nous revenons
sur ces mécanismes et sur ce
qu’ils apportent réellement à
notre mix énergétique.
L ’ E T A T S O U T I E N T L E
D E V E L O P P E M E N T D E S
ENERGIES RENOUVELABLES…
En 2015, la Loi de Transition
Energétique pour la Croissance
Verte a fixé des objectifs très
ambitieux pour la modifica-
tion du mix énergétique fran-
çais (trop ambitieux ? voir le
Bilan prévisionnel Rte 2017),
poussant plus loin les objectifs
posés par l’Europe. Les éner-
gies renouvelables, « vertes »,
devaient alors monter en puis-
sance au détriment des éner-
gies fossiles et du nuclé -
aire. Malgré l’institution d’un
marché carbone, des dysfonc-
t i o n n e m e n t s l ’e m p ê c h e n t
d’envoyer un signal prix des
émissions CO2
suffisamment
impor tant pour influer sur
les choix d’investissement des
industriels.
D e p l u s, d e p u i s l a p r i va -
tisation d’EDF en 2004 et
l’avènement de la loi NOME en
2010, l’Etat a affirmé que, bien
que la politique énergétique
relève de ses prérogatives, la
production et la fourniture
de celle-ci seraient déléguées
à des acteurs privés. Or, ces
derniers ont besoin de visi-
bilité et de rentabilité avec le
moins de risque possible, ce
qui est peu compatible avec
des sujets aussi complexes
et volatils que l’énergie. De
fait, pour inciter ces acteurs
à faire les « bons » choix, l’Etat
a investi dans des mécanismes
de soutien.
… AV E C D E S M E C A N I S M E S
NOMBREUX ET DIVERS
1.	 Le C r é d i t d ’ I m p ô t : i l
p e r m e t d e d é d u i re d e
son revenu imposable ou
du résultat brut de son
entreprise les investisse -
ments liés à des travaux
d’amélioration ou de pro-
duction énergétique.
2.	 La taxation à taux réduit :
il s’agit de réduire le taux
d’imposition prélevé sur
Les mécanismes de soutien aux énergies
renouvelables : un investissement conséquent
pour des résultats contestés
Principe des tarifs d’achats (obligation d’achat et
complément de rémunération)
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
12 SOUTIEN ENR
un produit ou un service
afin d’en faciliter l’achat
(ex : T VA réduite sur les
t r a v a u x d e r é n o v a t i o n
énergétique).
3.	 L’e x o n é r a t i o n d e l a
Contribution au Ser vice
P u b l i c d e l ’ E l e c t r i c i t é
(CSPE), en totalité pour
les petits autoproducteurs,
ou partiellement pour les
entreprises électro-inten-
sives [1].
4.	 Les tarifs de rachat de
l’électricité produite :
•	 L’obligation d’achat (OA) :
l’Etat fixe un tarif ferme
auquel les produc teurs
d’électricité renouvelable
sont rémunérés sur 12 à
20  ans par EDF OA (rem-
boursé par la CSPE).
•	 L e C o m p l é m e n t d e
Rémunération : mis en place
dans un second temps, il
concerne les installations
de plus grande puissance
: le producteur a obliga-
tion de mettre en vente sa
produc tion direc tement
sur le marché et EDF OA
d’apporter le Complément
de Rémunération jusqu’à
h a u t e u r d ’ u n t a r i f d e
référence fixé par l’Etat.
Ce mécanisme réduit le coût
pour l’Etat et permet d’éviter
des échanges hors marché.
L’ E T A T I N V E S T I T T O U S
A Z I M U T S S U R L E S E C T E U R
ENERGETIQUE
Les énergies soutenues par
les mécanismes de soutien se
regroupent en deux grandes
familles : les énergies renouv-
elables électriques d’une part,
dans l’objectif de remplacer la
production électrique fossile
et nucléaire, et d’autre part les
systèmes de récupération de
chaleur fatale et de produc-
tion de chaleur renouvelable
pour remplacer les énergies
fossiles (figure ci-dessous).
Au-delà de ces deux familles,
l’Etat accompagne le dével-
oppement des biocarburants
au travers de taxations très
fo r tem ent allégées sur le
bioéthanol et le biodiesel,
cela ayant un effet significa-
tif sur le prix d’achat quand
on sait que le prix des carbu-
rants à la pompe est majori-
tairement composé de taxes.
D’un autre côté, les énergies
fossiles bénéficient égale -
ment de subventions impor-
tantes dans certaines zones
du monde, par exemple au
Moyen-Orient, afin de facili-
ter leur consommation et le
développement économique
du pays. Ces pratiques n’ont
pas lieu en France, mais le
montant mondial des subven-
tions et niches fiscales accor-
dées aux énergies fossiles
représentaient près de 260
milliards d’euros en 2016 [2].
Energies soutenues par les mécanismes de soutien
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
13SOUTIEN ENR
BEAUCOUP D’ARGENT DANS
D E S S U B V E N T I O N S , M A I S
DES EFFETS POSITIFS ASSEZ
INSIGNIFIANTS
Comme le souligne la Cour
des Comptes dans son rapport
d’avril dernier [3], la politique
énergétique menée jusqu’alors
p a r d e s m é c a n i s m e s d e
soutien financier (au travers
d’exonérations, de tarifs pré-
férentiels et de subventions
directes ou indirectes) a occa-
sionné des frais très impor-
tants (encadré ci-dessus).
M ais au- delà de cela, ces
d é p e n s e s p u b l i q u e s s o n t
engagées sur de nombreuses
années pour des montants
t o u t a u s s i c o n s é q u e n t s
(encadré ci-contre).
Par ailleurs, selon la « Base
Carbone », base de données
p u b l i q u e s d e s f a c t e u r s
d’émissions de l’ADEME [4,
pages 91 à 93] les énergies
re n o u ve l a b l e s é l e c t r i q u e s
re p ré s e nte nt d e s f a c te u r s
d ’é m i s s i o n s d e 7 ( é o l i e n )
à 41 ( bio m as se) gram m es
de CO2
-équivalent par kWh
d’électricité produite, contre
tout juste 66 gCO2
éq/kWh
pour le nucléaire. Par com-
paraison, les énergies fos-
siles émettent entre 443 et
1 0 5 0 g CO 2
é q / k Wh . O r, e n
France, l’électricité présente
un facteur d’émission de 60
gCO2
éq/kWh [4, page 86].
Ainsi, le remplacement de
l ’é l e c t r i c i té n u c l é a i re b a s
car bone par des énergies
renouvelables aurait un effet
très limité sur les émissions de
CO2
-équivalent, d’autant plus
si l’on considère les besoins
de back-up pour les énergies
intermittentes comme l’éolien
et le photovoltaïque.
E t d ’o ù p r o v i e n n e n t c e s
financements ? Comme le
précise la CRE, les disposi-
tifs de soutien sont financés
d e p u i s l e d é b u t p a r l a
Contribution au Service Public
de l’Elec tricité ou du Gaz
(CSPE et CSPG), et depuis 2016
par un compte d’affectation
spécial du budget général de
l’Etat, lequel est alimenté par
la taxation sur le carbone et
le charbon (TICPE et TICC) [5].
Globalement, sur l’ensemble des
EnR hors biocarburants, la somme
de ces soutiens, accordés par l’État
[…] atteint 5,3 Md€ [de charge annu-
elle, ndlr] en 2016.
Rapport de la Cour des comptes
Les engagements pris jusque fin 2017
représenteront 121 Md€ – en euros
courants – entre 2018 et l’échéance
des contrats (la plus tardive interv-
enant en 2046).
La charge annuelle des engagements
passés ne diminuera donc signifi-
cativement que postérieurement à
2030, lorsque le poids des engage-
ments antérieurs à 2011 s’estompera
Rapport de la Cour des comptes
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
14 SOUTIEN ENR
La CSPE s’applique sur tous
les consommateurs finaux, à
l’exception des entreprises
f o r t e m e n t é l e c t r o - i n t e n -
sives, qui bénéficient d’un
t a u x ré d u i t, e t d e s a u to -
p r o d u c t e u r s q u i e n s o n t
exonérés. Cela pose désor-
mais des problèmes d’équité
et creuse les inégalités soci-
ales : les personnes (phy-
siques ou morales) pouvant
investir dans des installa -
tions d’autoproduction voient
alors leur facture baisser à la
fois par la quantité d’énergie
soutirée réduite mais aussi
par l’exonération de CSPE. En
un sens, cette exonération est
donc régressive pour l’égalité
s o c i a l e c a r e l l e p e r m e t
d’accentuer les inégalités.
Pour le consommateur, la CSPE
est proportionnelle à sa con-
sommation à hauteur de 2,7 c€
TTC/kWh (22,5 € HTVA/MWh),
soit environ 18% du tarif régle-
menté en base (14,83c€T TC/
kWh pour un compteur de
9kVA ou plus pour un partic-
ulier [6]). On saisit ainsi la
lourdeur du financement de
la politique énergétique sur
le consommateur, et donc
l ’exigence d ’efficacité des
sommes collectées par cette
contribution.
Enfin, l’ultime argument pour
cette dépense considérable
est qu’elle internalise égale-
ment le coût du développe-
ment de filières professi -
onnelles et industrielles en
France, avec des retombées
en termes d’emploi et de PIB.
Néanmoins, comme le sou-
ligne la Cour des Comptes [3,
pages 24 et 25], si les enjeux
de structuration d’une filière
i n d u s t r i e l l e d e s r e n o u v -
elables était à l ’ordre du
Grenelle de l’Environnement
e n 2 0 0 8 , e n 2 0 1 0 l a
Programmation Pluriannuelle
des Investissement ne la con-
sidère plus que comme un
espoir, une tendance intuitive
(encadré ci-dessus).
A l’heure actuelle, la tendance
est plutôt à l’apparition d’un
leadership chinois sur les
Charges de service public de l’énergie au titre de 2018 [7]
Leur diffusion [les EnR] sur le terri-
toire national dynamisera les fabri-
cants d’équipements français (éoli-
ennes, panneaux solaires thermiques
et photovoltaïques, chaudières, tur-
bines hydrauliques...), et renforcera
les positions des fabricants nation-
aux de composants.
PPI 2009
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
15SOUTIEN ENR
Sources :
[1]	 Article 266 quinquies C titre X, chapitre 1er, Code des Douanes, https://www.legifrance.gouv.fr/affichCodeArticle.do?cidT
exte=LEGITEXT000006071570&idArticle=LEGIARTI000028447811
[2]	 « Les subventions aux énergies fossiles en 5 questions », Connaissance des Energies, 24/01/2018, https://www.connaissan-
cedesenergies.org/les-subventions-aux-energies-fossiles-en-5-questions-180123
[3]	 « Le soutien aux énergies renouvelables », Cour des Comptes, 18 avril 2018, https://www.ccomptes.fr/sites/default/files/2018-
04/20180418-rapport-soutien-energies-renouvelables.pdf
[4]	 « Documentation des facteurs d’émissions de la Base Carbone ® », ADEME, 18/11/2014, http://www.bilans-ges.ademe.fr/
static/documents/[Base%20Carbone]%20Documentation%20g%C3%A9n%C3%A9rale%20v11.0.pdf
[5]	 « F i n a n c e m e n t d u s o u t i e n a u x E n R » , s i t e w e b d e l a C R E , 2 0 / 0 6 / 2 0 1 8 , h t t p s : / / w w w . c r e . f r /
Transition-energetique-et-innovation-technologique/Soutien-a-la-production/Financement-du-soutien-aux-EnR
[6]	 « Grille de prix de l’offre de fourniture d’électricité Tarif Bleu », EDF, 01/02/2018, https://particulier.edf.fr/content/dam/2-
Actifs/Documents/Offres/Grille_prix_Tarif_Bleu.pdf
[7]	 « Annexe 1 - Charges de service public de l’énergie prévisionnelles au titre de l’année 2018 (CP’18) », CRE, 13/07/2017,
https://www.cre.fr/content/download/16223/201247
[8]	 « Programmation Pluriannuelle des Investissements, période 2009-2020 », Rapport au Parlement, 07/05/2010, http://www.
ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/20140407_ppi-elec-2009-2020.pdf
[9]	 « Le budget de l’État voté pour 2018 en quelques chiffres », Ministère de l’action et des comptes publics, janvier 2018,
https://www.performance-publique.budget.gouv.fr/sites/performance_publique/files/files/documents/ressources_docu-
mentaires/documentation_budgetaire/chiffres_cles/Chiffres_cles_budget_Etat_2018.pdf
panneaux photovoltaïques
( s u b ve n t i o n n é s p a r l ’ E t a t
chinois), le secteur éolien se
partageant entre les géants
GE (USA), Goldwind (Chine) et
Vestas (Danemark). La France
prend seulement la tête sur le
secteur des hydroliennes avec
Naval Group, mais à part ce
marché encore assez marginal,
aucun champion industriel
français ne semble émerger
sur le secteur des EnR.
EN CONCLUSION
L’ E t at e n g a g e d e p u i s d e s
années, et pour de longues
années à venir, des sommes
très importantes (7,9 milliards
d’euros en 2018, plus de 2,5
fois le budget de la Culture
[9]), pour des politiques éner-
gétiques qui s’épar pillent
avec des effets positifs assez
limités. Le mix énergétique,
dont la composante princi-
pale est le nucléraire, n’a qua-
siment pas été modifié, et
les émissions de gaz à effet
de serre n’ont que très peu
été réduites. Bien que moins
v i s i b l e s q u e d e s c h a m p s
d’éoliennes et de panneaux
photovoltaïques, les soutiens
financiers devraient surtout
être por tés sur l’efficacité
énergétique (des bâtiments,
des industries et des trans-
ports) et la production/récu-
pération de chaleur. C’est le
sens des recommandations
que fait la Cour des Comptes
en conclusion de son rapport.
Romain SAINT-LÉGER
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
16 SOUTIEN ENR
La filière biométhane en France
ETAT DES LIEUX DE LA FILIÈRE
Le b i o g a z p rov i e nt d e l a
dégradation de déchets orga-
niques par méthanisation, il
est principalement consti -
tué de méthane (CH4). L’un
des avantages majeurs de
cette énergie ver te est sa
production stable et sa non-
saisonnalité à l’inverse des
a u t re s é n e rgi e s re n o u ve l -
ables (solaire, éolien). Le
biogaz peut être injecté dans
les réseaux de gaz. Il existe
44 sites d’injection du bio-
méthane pour une produc-
ti on équivalente annuelle
de 641GWh [1] représentant
0,05 % de la consommation
française de gaz naturel. En
France, ces projets sont con-
centrés dans les régions Haut-
de-France, Grand-Est et Ile-
de-France. A l’échelle euro-
péenne, l’Allemagne reste le
premier pays sur le marché de
la filière.
Il existe un réel dynamisme
p o u r d é v e l o p p e r c e t t e
filière notamment du fait de
l’ambitieux objectif que s’est
fixé notre pays de por ter
à 10% le gaz renouvelable
dans la consommation fran-
çaise à horizon 2030 [(Loi de
Transition Energétique pour la
Croissance Verte (TECV) et PPE
(programmation pluriannuelle
de l’énergie)]. La croissance
de cette filière est soutenue
par les tarifs d’achat définis
en 2011 qui assurent la via-
bilité des projets de biomé-
thane et couvrent les coûts de
production pour une durée de
15 ans. Les tarifs les plus inté-
ressants concernent aux STEP
(station d’épuration des eaux
usées) de petites tailles mais
aussi aux déchets agricoles. Il
faut noter que ces tarifs sont
actuellement supérieurs aux
prix d’approvisionnement en
gaz naturel sur le marché de
gros.
© Sia Partners
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
17BIOMÉTHANE
Quant à la valorisation du
b i o g a z , t ro i s u s a g e s s o nt
envisageables : cogénéra -
tion, injection réseau de gaz
ou usage direc t. I l existe
trois scénarios à l’horizon de
2050 sur la valorisation du
biogaz : les scénarios « Ademe
énergie climat », « mix gaz
100 % EnR&R » et « Negawatt
2017  » avec respectivement
une production de 100, 150
et 120 TWh/an.
Les trois scénarios favorisent
l’injection réseau de gaz.
QUELS LEVIERS POUR DÉVEL-
OPPER LA FILIÈRE BIOGAZ ?
D’après l’étude réalisée par
ENEA [2] plusieurs leviers sont
nécessaires au développe -
ment de la filière :
•	 D e s r é d u c t i o n s d e
co û t s s o n t n é c e s s a i re s
grâce à l ’innovation et
l’optimisation des tech-
n o l o g i e s e t p r a t i q u e s
opératoires
•	 Evolution du cadre régle-
mentaire à cour t terme
avec le développement de
mécanisme de soutien aux
usages
•	 Emergences de schémas
de financement efficaces
et adaptés aux caracté -
ristiques des projets. Le
volume total de finance -
ment est estimé à 1-2 Mds€.
•	 D e s d é m a rc h e s a d m i n -
i s t r a t i ve s p l u s s i m p l e s
pour réduire les durées de
projets.
La filière biogaz offre des
opportunités de développe -
ment d’économie circulaire
en m atière de gest i on et
recyclage des déchets ainsi
que pour la mobilité grâce au
bio’GNV. Ces solutions per-
mettront d’atteindre les objec-
tifs de réduction des émis-
sions de gaz à effet de serre
pour un territoire. Le dével-
oppement du biogaz reste
ce p e n d a nt fo r te m e nt v u l-
nérable aux facteurs externes
tels que l’évolution du marché
de gaz naturel et l’essor de
l’hydrogène.
Evolution des installations de station GNV à l’horizon de 2025 © ENEA
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
18 BIOMÉTHANE
BIOGAZ ET MOBILITÉ
A ce j o u r, l e b i o m é t h a n e
en France est utilisé à 80%
comme bio’GNV. Les princi-
paux consommateurs de bio-
méthane carburant sont les
transpor teurs de la grande
di str ibution ainsi que les
transporteurs publics qui ont
des trajets fixes. Le bio’GNV
permet de bénéficier d’une
autonomie semblable à celle
du diesel (1500km) tout en
réduisant les émissions GES.
Ici encore, la filière fait face
à un marché avec de for ts
concurrents comme le véhi-
cule électrique ou hydrogène
qui visent les mêmes utilis-
ateurs. Pour créer sa place
dans le marché de la mobil-
ité durable, la filière bio’GNV
a u r a b e s o i n d e m o b i l i s a -
t i o n d ’i n v e s t i s s e u r s p o u r
développer un parc de sta-
tions bio’GNV qui absorbe
l e n o m b r e d e v é h i c u l e s .
Total a annoncé sa volonté
d’accompagner et accélérer
le développement d’offres
bio’GN.
DES BELLES OPPORTUNITÉS
On observe aujourd’hui des
entreprises françaises spé -
cialisées dans des secteurs
variés liés au biométhane
comme le déconditionnement
de biodéchets, le traitement
d e s d i g e s t at s, l ’é p u rat i o n
du biogaz en biométhane,
la liquéfaction et l’injection
portée de biométhane, etc…
Cette exper tise offre à la
France l’opportunité de dével-
opper plus son savoir-faire
pour se positionner en tant
que leader international dans
le domaine du biométhane. Au
niveau national, la libéralisa-
tion d’une telle filière donnera
naissance à de nouvelles inno-
vations ainsi qu’à des emplois
industriels. Cela contribuera
également à l’indépendance
énergétique de la France qui
à ce jour impor te la quasi-
totalité du gaz de Russie,
Norvège ou Algérie. Les ges-
tionnaires du réseau pour-
ront proposer des ser vices
de garantie d’injec tion de
gaz vert pour les clients ou
valoriser des infrastructures
existantes de transport et dis-
tribution de gaz.
Chaimaa ELMKADMI
Sources :
[1]	 L’observatoire 2018 de la filière biométhane, Sia Partners [En ligne] sur : http://www.energie.sia-partners.com/20180413/
biomethane-lobservatoire-2018-de-la-filiere-repris-par-plusieurs-medias
[2]	 Etats des lieux du biométhane en France, ENEA consultion, 2018 [En ligne] sur : http://www.enea-consulting.com/wp-con-
tent/uploads/2017/11/ENEA-biomethane-france-2017-synthese-publique.pdf
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
19BIOMÉTHANE
La nouvelle ère du solaire PV ?
LE SOLAIRE PV EN QUELQUES
CHIFFRES DE 2016
L’énergie solaire photovolta-
ïque (PV ) connait un vérita-
ble essor à l’échelle mondi-
ale et semble être une filière
très prometteuse. En 2016, la
capacité PV atteignait plus de
74 GW, selon le EurobservER
Photovoltaïque barometer,
April 2017, www.eurobserv-
er.org/photovoltaic-barome-
ter-2016) et l’AIEEA dans son
rapport Renewables 2017. Le
rapport souligne que, pour la
première fois, les capacités
installées du solaire photo-
voltaïque dépassent celles de
tout autre combustible, entre
autres le charbon (57GW ).
La Chine vient largement en
tête des per formances PV
en connectant 35 GW à son
réseau, les USA arrivent en
seconde position avec un
dédoublement de leur puis-
sance connectée (15 GW con-
nectés en 2016 contre 7,5 GW
en 2015), l’Inde, en troisième
position, poursuit une accé-
l é rat i o n d e s a c ro i s s a n ce
(+7GW entre mars 2016 et mars
2017) avec une capacité totale
installée de 12,3 GW. L’UE
bien qu’elle soit souvent pion-
nière dans les débats sur la
lutte contre le réchauffement
climatique et le développe -
ment des énergies renouvel-
ables, est en retrait en 2016
sur le marché international du
solaire : 6,1 GW connectés au
lieu de 7, 9 GW en 2015. Les
contrastes inter-pays sont fla-
grants : l’Allemagne est stable
(1,5 GW de nouvelle puissance
entre 2015 et 2016), la France
est en revanche en net recul
(560 MW connectés en 2016
au lieu de 900 MW en 2015)
ainsi que le Royaume-Uni (2,4
GW contre 3,8 GW en 2015).
On remarque que l’Allemagne
domine nettement le pan-
orama solaire en Europe avec
une capacité totale instal-
lée de 41 GW en 2016, devant
celle de l’Italie (19 GW ), du
Royaume-Uni (11,5 GW ) et de
la France (7,2 GW ).
Capacités de production additionnelles par combustible à l’année 2016 © IEA
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
20 SOLAIRE
Croissance des capacités renouvelables installées par pays/région © IEA
Evolution de la part de la Chine sur les marchés de production et de demande de panneaux solaires PV © IEA
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
21SOLAIRE
UN PETIT ZOOM SUR LES PRIX
A u j o u r d ’ h u i , l a C h i n e
représente la moitié de la
demande mondiale d’énergie
P V, t a n d i s q u e l e s e nt re -
prises chinoises représen-
tent environ 60% de la capac-
ité totale annuelle de produc-
tion de cellules solaires dans
le monde.
À ce titre, l’évolution des
marchés et des politiques en
Chine aura des répercussions
mondiales sur la demande,
l’offre et les prix de l’énergie
PV. Selon les prévisions de
l’AIE, la capacité solaire totale
dans le monde atteindra 740
GW d’ici 2022.
Le coût élevé de production
d’électricité à partir du PV a
historiquement été une bar-
rière au développement de
la filière. Aujourd’hui, il est
considéré comme une des
énergies les moins chères avec
un coût proche de $60/MWh.
L’ I N T E R M I T T E N C E : U N
VERROU À FAIRE SAUTER
Alors que le coût est un prob-
lème qui disparaît, la gestion
de l’intermittence demeure le
défi à relever pour le PV.
L a r e s s o u r c e s o l a i r e e s t
modulée par les nuages, la
météo, les saisons et les cycles
journaliers. Du fait de sa vari-
abilité, elle n’est toujours pas
prévisible avec précision et
est souvent considérée par
les gestionnaires du réseau
comme étant peu fiable pour
répondre aux exigences de la
demande en électricité.
Toutefois, l’intermittence du
PV ne représente pas un défi
majeur en cas faible péné -
tration. Le PV peut gagner
des capacités de pénétration
modérée dans les régions où
la demande de pointe est
liée à un besoin intensif en
air conditionné, lui-même
entraîné par un fort ensoleil-
lement. L’intermittence à forte
pénétration, par contre, pose
de sérieux problèmes liés à
la convergence de l’offre et
de la demande. Une pénétra-
tion modérée serait efficace
pour réduire la demande de
pointe en été, et éviter ou
déplacer la mobilisation de
centrales à coûts marginaux
les plus élevés. Ceci ne serait
plus le cas à très forte péné-
tration, où le déséquilibre
offre-demande nécessiterait
la mise en place de moyens
de pointe considérables afin
de pallier les différentes per-
turbations qui surgiraient au
niveau du réseau.
Variabilité de la ressource solaire à différentes échelles temporelles pour un emplacement donné [5]
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
22 SOLAIRE
S O L U T I O N D E
L’INTERMIT TENCE
Heureusement, il existe des
solutions pour transformer le
vaste potentiel de la ressource
solaire en un système de pro-
duction d’électricité capable
de répondre à la demande
électrique tout en respectant
l e s c o n t r a i n t e s o p é r a -
tionnelles et en éliminant
donc le recours aux moyens de
couverture de pointe. L’étude
« Very High PV penetration  »
menée par un consor tium
de chercheurs américains en
dresse une liste :
Le stockage
La production excédentaire
d’énergie solaire peut être
stockée pour une utilisation
ultérieure. Deux problèmes
disparaissent avec le stock-
age  : l’élimination de la pro-
duction excédentaire et la
fourniture d’énergie renouv-
elable lorsque celle-ci n’est
pas disponible. Les technol-
ogies de stockage électrique
couvrent un large éventail de
capacités, entre autres, les
moyens de stockage à réponse
très rapide comprenant des
fly‐wheels (batterie iner ti-
elle) et des condensateurs, le
stockage à réponse plus lente
incluant des technologies de
réser ve d ’énergie m assive
telles que l’hydro pompée,
et enfin le stockage avec des
batteries électriques.
Toutes les technologies de
stockage évoluent rapidement
avec une tendance à la baisse
des coûts et une tendance à
la hausse des performances
(efficacité, durée de vie).
L e d é l e s t a g e i n t e l l i g e n t
(Smart curtailment)
Une production solaire excé-
dentaire au-delà de ce qui
p e u t ê t r e c o n s o m m é o u
stocké peut être déversée
(par exemple, en réduisant
partiellement la puissance de
sortie de l’onduleur). Ce type
de réduction est distinct de
la pratique de réduction réac-
tive basée sur les contraintes
de t ype profils de rampe
pour assurer la stabilité de la
transmission et qui est déjà
imposée par certains opéra-
teurs de réseau. Il se distingue
également de la réduction
en fonction des besoins du
système de distribution, tels
que le contrôle de la tension
locale. Il consiste plutôt en
une réduction de la produc-
tion à un niveau approprié à
la situation.
Le load shaping
Il s’agit d’une forme proac-
tive d’équilibrage de l’offre
et la demande, encourageant
la consommation électrique
lorsque la ressource solaire
est abondante localement et
la décourageant lorsqu’elle
ne l’est pas, par exemple, par
des tarifs de consommation
d’électricité appropriés et/
ou des charges contrôlables.
Il peut également tirer parti
des capacités de stock age
thermique qui permettent le
déplacement de la consom-
mation à différentes périodes
avec un impact minimal sur
les utilisateurs finaux.
La dispersion géographique
L a p r o d u c t i o n d ’é n e r g i e
solaire peut être mise en
co m m u n a u n i ve a u l o c a l,
régional ou au-delà, afin de
réduire les effets de la vari-
abilité induite par les con-
d i t i o n s m é t é o r o l o g i q u e s .
Tirer par ti de la dispersion
géographique peut nécess-
iter des ressources de trans-
mission supplémentaires.
As s o c i a t i o n d u P V ave c
l’éolien et/ou la biomasse
Le vent est une autre ressource
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
23SOLAIRE
renouvelable abondante et
intermittente. Bien que son
potentiel soit moins impor-
tant que le solaire, il présente
s o u ve n t l ’av a n t a g e d ’ê t re
non corrélé et dans de nom-
breux cas, complémentaire au
solaire à l’échelle infra jour-
nalière et saisonnière. La bio-
masse, bien qu’elle soit limitée
en ressource, peut fournir une
énergie dispatchable ou de
base similaire à la puissance
fossile et nucléaire.
L’étude citée plus haut illus-
tre qualitativement quatre de
ces solutions basées sur la res-
source solaire uniquement :
stockage, réduction, mise en
charge et dispersion.
Les deux premiers graphiques
en haut illustrent l’appor t
solaire variable (A) et un profil
de demande typique qui doit
être servi fermement (B). Le
stock age (C) redistribue la
ressource aux périodes où
elle n’est pas disponible. La
réduction (D) et la dispersion
géographique (E) atténuent la
variabilité infra journalière et
journalière. La mise en forme
de la charge (F) modifie le
profil de la demande pour
améliorer sa coïncidence avec
l’alimentation solaire.
La seule solution qui pour-
rait éliminer le recours aux
moyens conventionnels de
substitution à tous les niveaux
de pénétration est le stockage
électrique, car il s’agit du seul
moyen capable de compenser
à tout moment le manque de
ressources (par exemple, la
nuit).
Alors que le stockage seul ren-
drait la pénétration élevée
ex trêmement coûteuse, la
fourniture d’énergie à base de
forte intégration PV pourrait
être rendue fiable et abord-
able en combinant de manière
optimale le stockage avec les
autres solutions. L’AIE PVPS
Variabilité de la ressource solaire à différentes échelles
temporelles pour un emplacement donné [2]
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
24 SOLAIRE
Prix du kWh en fonction de la stratégie déployée
(Photovoltaic Power Systems)
a récemment analysé le coût
de production de base avec
le solaire dans le centre des
États-Unis en combinant de
façon optimale la disper-
sion régionale (dans un rayon
de 1000 km), le stockage, le
délestage intelligent et la
demand-response.
L’étude intitulée ‘“Geographic
Dispersion and Curtailment of
VLS-PV Electricity” a montré
qu’un objectif de satisfaction
r i g o u re u x d ’ u n e d e m a n d e
classique définie comme une
livraison constante de puis-
sance jour et nuit, tout au
long de l’année équivalente
à celle délivrée par une cen-
trale nucléaire sans interrup-
tion, a été atteint pour moins
de 10 cents par kWh même
sans inclure la produc tion
d’énergie éolienne.
Emna BERKAOUI
Sources :
[1]	 Renewables 2017 http://www.iea.org/renewables/
[2]	 Achieving Very High PV Penetration http://digitalcommons.pace.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1006&context=environ
mental
[3]	 https://www.eurobserv-er.org/photovoltaic-barometer-2016)/
[4]	 Lazard, “LAZARD’S LEVELIZED COST OF ENERGY ANALYSIS — VERSION 8.0,” September 2014. [Online]. Available: https://www.
lazard.com/media/1777/levelized_cost_of_energy_‐ _version_80.pdf.
[5]	 R. Perez, M. David, T. Hoff, M. Jamaly, S. Kivalov, J. Kleissl, P. Lauret and M. Perez, “Spatial and Temporal Variability of Solar
Energy .”.Foundations and Trends in Renewable Energy, (invited & forthcoming).
[6]	 PowerWall Tesla Home battery,” [Online]. Available: http://www.teslamotors.com/powerwall. [ “MGH deep Sea Energy Storage,”
[Online]. Available: http://www.mgh‐energy.com/.
[7]	 Geographic Dispersion and Curtailment of VLS‐PV Electricity, IEA PVPS Task 8 report, Ch.4 Future Technical Options for the
Entire Energy System., 2015.
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
25SOLAIRE
L’intérêt d’une agriculture raisonnée sur le
problème environnemental
A u j o u r d ’ h u i , l ’a g r i c u l t u r e
compte pour environ 2% de
l a co n s o m m a t i o n é n e rg é -
tique mondiale, dont 80% est
d’origine fossile [1]. Cette part
est estimée à 4 % si l’on prend
en compte les consommations
d’énergie indirectes (fabri-
cation des engrais, produits
phytosanitaires, fabrication
du matériel et des bâtiments,
transport des aliments pour le
bétail).
Les problèmes de l’énergie
et de l’agriculture sont ainsi
étroitement liés. Ils entreti-
e n n e n t m ê m e u n e r e l a -
tion durable. Si la transi -
tion énergétique a pour but
d’opérer un virage à 90° dans
nos manières de consom-
mer et produire l’énergie en
faveur de l’environnement,
énergie et agriculture part-
agent un but commun : que
notre évolution se fasse dans
un environnement viable et
respectueux de la nature. Ce
n’est pas vraiment l’objectif
atteint avec la mondialisa-
tion. Cette ouverture vers des
horizons nouveaux est aussi
l ’a v è n e m e n t d ’ u n c e r t a i n
luxe : consommer des produits
fabriqués à l’autre bout du
monde. Si cela est attractif
sur le papier, nul doute que
certains méfaits sont d’ores et
déjà observés sur la planète.
Pre n o n s l e c a s d e l ’ h u i l e
de palme : véritable désas-
tre écologique, sa culture
est accrue par le besoin créé
par l’industrie agroalimen-
taire. Déforestation en faveur
de la monoculture intensive,
destruction d’écosystèmes,
qui mènent sans surprise à une
augmentation non-néglige -
able des émissions de gaz à
effet de serre : ces arguments
n’en sont pas moins valables
pour ceux qui voient derri-
ère ces produits une filière
extrêmement rentable. Le lien
avec le problème énergétique
s’établit de plus tout naturel-
lement lorsqu’un géant pétro-
lier comme Total voit en l’huile
de palme la matière première
de son prochain biocarburant
[2].
D e même pour la viande,
q u i n é c e s s i t e d ’i m p o r t e r
du soja brésilien qui nour-
rira les volailles et porcs de
l’agrobusiness. La déforesta-
tion est à nouveau une con-
s é q u e n c e d e c e t é l e v a g e
de masse et contribue indi-
rec tement mais for tement
à l’augmentation des émis-
sions de gaz à effet de serre
e t a u c h a n g e m e n t c l i m a -
t i q u e. L’a c c è s à l ’e a u , l a
terre et l’énergie dans notre
système agricole s’avèrent
être des problèmes qui seront
de plus en plus d’actualité.
Agroécologie, protection de la
biodiversité et santé des sols
doivent alors être maîtrisés
afin de contribuer au dével-
oppement durable.
Qu’en est-il justement de la
santé des sols ? Revenons sur
une polémique publique très
récente : le glyphosate. Cet
herbicide chimique (autrefois
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
26 AGRICULTURE
exclusivement produit par
Monsanto), dont l’interdiction
à partir de 2021 était au cœur
du débat européen, n’a pas
réussi son entrée dans la
loi agriculture et alimenta-
tion. Si certains le classent
comme potentiellement can-
cérogène, cet agent toxique
qui n’attaque que les plantes,
peut affecter négativement
des plantes non ciblées. Ses
conséquences indirectes sont
plurielles : sur la faune, la
flore et potentiellement les
sols. Si leur dégradation varie
en fonction du type de sol, il
existe aussi un risque de pol-
lution des eaux lors de pluies.
L’exposition des populations
à cet herbicide, aujourd’hui
le plus utilisé en agricul -
ture, est vivement discutée à
Bruxelles, mais aussi par les
agences réglementaires et
le Circ (Centre international
de recherche sur le cancer).
D e nombreux agr iculteurs
a f f i r m e n t n e p a s p o u vo i r
se passer de ce désherbant
pour leur production, mais
d’autres ont opté pour une
agriculture plus modeste, qui
entraîne une baisse de la pro-
duction mais aussi une baisse
des coûts. « S’il n’y a pas de
solution unique, des alter-
natives économiques viables
existent. » d’après Carmen
E t c h e v e r r y , c h a r g é e d e
mission Agriculture à France
Nature Environnement[3].
U n e c o n c l u s i o n q u i f a i t
écho au problème énergé -
tique auquel on fait face : la
solution au problème envi-
ronnemental sera sûrement
plurielle. Les exemples de dés-
astres écologiques agricoles
sont aujourd’hui nombreux
et s’accompagnent dans la
majorité des cas par une sur-
consommation énergétique si
l’on s’intéresse à l’ensemble de
la chaîne de valeur du produit,
comme le transport maritime.
Ce dernier, qui devrait tripler
d’ici 2020 par rapport à 1985,
est un désastre en termes
d’émissions de CO2
[4]. Ces
émissions, par ailleurs souvent
non prises en compte, du fait
de la complexité de leur éval-
uation et de leur attribution à
un pays en particulier (comme
toute question liée au trans-
port), sont à relativiser avec
le considérable impact sani-
taire du transport maritime.
Le moment est peut-être venu
de prendre part à une réelle
transition énergétique plutôt
qu’assister au spectacle alar-
mant de la continuité de nos
habitudes consuméristes en
perpétuelle croissance. En
effet, il semble qu’aujourd’hui,
nous nous complaisions à
tester l’existence de ce que le
club de Rome définissait en
1970 comme les limites de la
croissance.
Lise ADEGNON
Sources :
[1]	 Connaissance des énergies, Energie et agriculture en France, 2014. Disponible sur : https://www.connaissancedesenergies.
org/fiche-pedagogique/energie-et-agriculture-en-france
[2]	 Libération, « Biocarburant : Total jette de l’huile de palme sur le feu », juin 2018. Disponible sur : http://www.liberation.fr/
france/2018/06/08/biocarburant-total-jette-de-l-huile-de-palme-sur-le-feu_1657762
[3]	 https://www.opinion-internationale.com/2013/05/17/17668_17668.html
[4]	 FranceTVinfo, « L’article à lire pour comprendre le débat sur le glyphosate, la star des herbicides », 2017. Disponible sur :
https://www.francetvinfo.fr/monde/environnement/pesticides/si-vous-ne-comprenez-rien-au-debat-sur-le-glyphosate-la-
star-des-herbicides-lisez-cet-article_2412665.html
[5]	 Planetoscope.com, « Emissions de CO2 par le trafic maritime mondial », Disponible sur : https://www.planetoscope.com/
co2/680-emissions-de-co2-par-le-trafic-maritime-mondial.html
[6]	 images : shutterstock
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
27AGRICULTURE
Depuis la nuit des temps, l’eau
a été considérée par l’homme
comme une ressource naturelle
vitale, rare et sacrée. Son
symbolisme a alimenté plu-
sieurs croyances religieuses,
et sa nécessité pour la vie de
toutes les espèces a engendré
beaucoup de conflits surtout
dans les régions bioclima-
tiques délicates. De nos jours
la crise de l’eau se situe au
premier rang des risques de
premier ordre à venir dans les
10 prochaines années, selon
le rapport « World Economic
Forum, Global Risks Repor t
2016», au même rang que
le risque d’un échec poten-
tiel de la mobilisation pour
le changement climatique.
Cette position de la crise de
l’eau se justifie du fait que 40
% de la population mondiale
vit dans des régions pauvres
en ressources hydriques (UN
Water 2014). Cette crise se
manifeste par des chiffres
préoccupants : 780 millions
de personnes n’ont pas accès
à l’eau potable, et plus du
tiers de la population mon-
diale (2,5 milliards) n’ont pas
accès à des installations sani-
taires de base. Une corrélation
claire s’établie avec l’énergie,
en effet, plus de 1,3 milliard
de personnes n’ont pas accès
à l’électricité et 1,2 milliard
ont accès à une électricité peu
fiable. Partant de cette situ-
ation incertaine, cet article
aborde la problématique de
l’eau sous une vision éner-
gétique, visant à souligner
le rapport de proximité et la
nécessité inéluctable d’une
planification conjointe entre
les deux composantes pour
apporter des solutions dura-
bles. Avant de rentrer dans
les détails de cette liaison qui
a fait le sujet principal d’un
rapport complet de l’agence
international de l’énergie en
2016. La base de cette con-
nectivité est simple : pour
produire de l’énergie primaire
et de l’électricité, nous avons
besoin d’eau ; pour extraire,
traiter et transpor ter l’eau,
nous avons besoin d’énergie.
L’eau et l’énergie... dans un contexte fragile
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
28 EAU & ÉNERGIE
P O U R Q U O I A - T - O N B E S O I N
D’EAU POUR LA PRODUCTION
D’ÉNERGIE ET VICE-VERSA
Parmi tous les secteurs consom-
mateurs d’eau, l’agriculture
reste la première source de la
demande globale. Le secteur
de l’énergie qui inclut la pro-
duction de l’énergie primaire
et la génération d’électricité
partage une part non néglige-
able qui varie entre 10% et
15% en prélèvement d’eau et
3% en consommation. Selon le
scénario « New Policies » cette
situation va connaitre une
forte augmentation à l’horizon
2035 avec une augmentation
de 20% pour le prélèvement
et 85% pour la consomma-
tion d’eau dans le secteur de
l’énergie. A la maille d’un seul
pays ces chiffres deviennent
plus importants, et dépen-
dent majoritairement du mix
énergétique national. A titre
d’exemple aux Etats-Unis, le
prélèvement de l’eau douce
pour la production thermique
d ’é l e c t r i c i té co m p te p o u r
40%, au même niveau que
l’agriculture et atteint 64% en
Allemagne. Dans les pays en
développement ou émergents
la quantité d’eau utilisée dans
le secteur de l’électricité peut
augmenter si les unités con-
ventionnelles de production
d’électricité (hydraulique et
turbines à gaz) sont installées
à large échelle.
L’eau utilisée au niveau des
systèmes de refroidissement
pour le maintien opérationnel
des unités thermiques, néces-
site la plus grande quantité
d’eau, dont la consommation
dépend for tement du type
de technologie de la centrale
thermique. En 2014, sur les
398 milliards de mètre cubes
[3]
[4]
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
29EAU & ÉNERGIE
prélevés pour le secteur de
l’énergie, 58% étaient utilisés
pour les centrales thermiques
fossiles, 28% pour les cen-
trales nucléaires, 12% pour la
production d’énergie primaire
(pétrole, gaz, charbon) et 2%
pour les renouvelables.
Un compromis entre utilisa-
tion de l’eau et production
d’énergie est à souligner à
ce niveau, étant donné que
l’efficacité thermique dépend
fortement du fluide utilisé et
de la technologie de refroid-
issement. En d’autres mots
une centrale thermique avec
un système de refroidissement
sec va bel et bien conduire à
une diminution de la consom-
mation d’eau, mais demande
plus d’investissement et reste
moins efficace, elle engendre
par ailleurs une surconsomma-
tion d’énergie primaire fossile
et donc plus d’émissions de
GES.
La consommation de l’énergie
dans le secteur de l’eau est
importante et les projections
du scénario « New Policies  »
estiment une croissance de
2 , 3 % a n n u e l l e m e n t p o u r
atteindre 1470 TWh en 2040,
équivalent à deux fois la con-
sommation d’électricité du
Moyen Orient aujourd’hui. La
plus grande consommation
proviendra de l’augmentation
des capacités de désalini-
sation de l’eau de mer (et
qui atteindra 20% en 2040)
majoritairement concentré au
Moyen-Orient et en Afrique du
Nord. La seconde porte sur
les projets de transfert d’eau,
notamment le grand projet
chinois nommé « South-North
Water Transfer Project » et qui
consommera environ 2% de la
production d’électricité chi-
noise en 2040 (180 TWh).
LE PROJET THIRSTY ENERGY :
VERS UNE APPROCHE INTÉ-
G RÉ E P OUR LA P LA NIFIC A-
TION LONG-TERME
L’impact de la crise de l’eau
sur le secteur énergétique a
bien été ressenti dernière -
ment par les grands énergé-
ticiens. En effet 82% des entre-
prises du domaine du pétrole
et du gaz et 73% des opéra-
teurs d’électricité ont indiqué
dans un sondage effec tué
[4]
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
30 EAU & ÉNERGIE
dans le cadre du CDP Global
Water Report en 2013, leur
vulnérabilité face à l’impact
de cette crise sur leurs inves-
tissements. Néanmoins, les
deux secteurs sont régulés
indépendamment, et les exer-
cices de planification sont con-
duits de manière uni-sectori-
elle. L’objectif de l’initiative
dénommée « Thirsty Energy »
vise d’une part à compren-
dre les interac tions mutu-
elles entre l’eau et l’énergie
et d’autre part à combler le
gap de la modélisation d’une
planification conjointe entre
les deux secteurs. L’Afrique du
sud, la Chine et le Maroc ont
constitué la base des études
de cas fondamentaux réali-
sées pour dresser les enjeux
du sujet.
UN FOCUS SUR L’AFRIQUE DU
SUD
« Jusque-là, c’était un secret
bien gardé. Il y avait une
ou deux personnes par jour
qui remplissaient quelques
bouteilles. Maintenant c’est la
zizanie ! » Telle est le commen-
taire d’un citoyen sud-afric-
ain le 25 janvier dernier con-
fronté à une sécheresse histo-
rique qui dévaste le pays de
Mandela. Dans ce pays pauvre
en ressources hydriques, qui
possède un mix énergétique
dépendant du charbon à 90%,
le gouvernement a donné
son feu vert à l’autorisation
de la frac turation hydrau-
lique (Fraking) pour le dével-
oppement du gaz de schiste
dans la région de Karoo. La
compétition entre les dif-
férents secteurs pour accéder
à l’eau va ainsi s’aggraver
dans les années à venir :
énergie vs agriculture. Dans
ce contexte délicat, « Thirsty
Energy » a pris l’initiative de
procéder à une étude détail-
lée du couplage eau/énergie
en se basant sur la famille des
modèles MarKal/TIMES (South
Africa TIMES SATIM). La ques-
tion principale de l’étude était
de savoir comment des con-
traintes additionnelles sur
l’eau affecteront la planifi-
cation énergétique du pays.
Parmi les résultats phares de
cette étude (figure ci- des-
sous), l’approche dévelop-
pée montre la grande sensi-
bilité du mix énergétique aux
contraintes d’utilisation de
l’eau. En effet, pour un scé -
nario sans coûts d’utilisation
de l’eau le modèle recours à
des technologies moins cou-
teuses et très consommatrices
d’eau. A contrario dès que le
système énergétique incor-
pore les coûts réels de l’eau,
le modèle choisit des tech-
nologies à refroidissement
sec malgré la diminution de
leur efficacité opérationnelle.
Cette étude constitue ainsi
une preuve de la nécessité
d ’intégrer des contraintes
d’eau dans les outils d’aide à
la décision pour la planifica-
tion énergétique.
En 2012, la consommation
électrique de l’IT représen-
tait 7% de la consommation
mondiale, soit 1 817 TWh. En
d’autres termes, si le secteur
de l’IT était un pays, il serait
le troisième plus gros con-
sommateur d’électricité du
monde, derrière la Chine et
les Etats-Unis [3].
C e r t a i n s c r a i g n e n t d o n c
q u e l e s o p p o r t u n i t é s
d’amélioration offertes par le
numérique ne soient annulées
par l’explosion de l’empreinte
environnementale propre du
secteur. Les bénéfices envi-
ronnementaux permis par les
technologies de l’information
ne seront profitables que si
leurs impacts directs restent
acceptables.
CONCLUSION
En guise de conclusion, et
loin de toute technicité sur
le sujet, nous pouvons livrer
ici une réflexion du PDG du
plus grand fournisseur d’eau
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
31EAU & ÉNERGIE
minérale au monde, Nestlé :
« L’eau est bien sûr la matière
première la plus importante
sur terre. La question est de
savoir s’il faut privatiser ou non
l’alimentation en eau. Deux
points de vue s’affrontent à
ce sujet. Le premier que je
quantifierai d’extrême est
représenté par les O.N.G pour
qui l’accès à l’eau devrait être
nationalisé. Autrement dit,
tout être humain doit avoir
accès à l’eau… et l’autre qui
dit que l’eau est une denrée
alimentaire, et que comme
toute denrée, elle a une valeur
marchande. Il est préférable
selon moi de donner une
valeur à une denrée afin que
nous soyons tous conscients
qu’elle a un coût et que l’on
prenne des mesures adaptées
pour les franges de la popula-
tion qui n’ont pas accès à cette
eau ». A vous d’en juger…
Yacine ALIMOU
Sources :
[1]	 World Economic Forum, Global Risks Report 2016, 11th Edition. www3.weforum.org/docs/GRR/WEF_GRR16.pdf
[2]	 UN-Water Annual Report 2013, www.unwater.org/publications/un-water-annual-report-2014/
[3]	 IEA, Water-Energy Nexus Excerpt from the World Energy Outlook 2016.
[4]	 Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS), Secure and Sustainable Power Generation in a Water-Constrained World.
[5]	 CDP Global Water Report 2013 : Moving beyond business as usual.
[6]	 Le journal Le Monde, Crise de l’eau en Afrique du Sud : Le Cap se prépare au « jour zéro ».
[7]	 The World Bank, Modeling the Water-Energy Nexus How Do Water Constraints Affect Energy Planning in South Africa?
[7]
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
32 EAU & ÉNERGIE
Rencontre avec Bioxegy : quelles solutions nous
apporte la nature dans le domain énergétique ?
Tout d’abord, une petite présentation de toi
et de Bioxegy ?
Je suis ingénieur en biotechnologies, diplômé
de l’école Sup’Biotech de Paris, avec une
majeure R&D et une mineure environnement.
J’ai réalisé plusieurs stages au cours de ma
formation, dans différentes start-ups, puis à la
NASA, en astrobiologie pendant 6 mois pour
mon stage de fin d’études. Lors de mon retour
en France, je me suis mis à la recherche d’un
emploi lié à l’environnement. Je me suis dès
lors heurté à la prépondérance du domaine de
la pharmacologie, de la santé et du biomédical
dans les biotechnologies, qui ne m’attiraient
pas : mon souhait était de trouver un domaine
où pouvoir faire émerger des idées innovantes
et monter des projets. Après 6 mois de recher-
ches infructueuses, j’ai décidé de monter ma
propre structure avec Alexandra, l’actuelle
designer de Bioxegy. Alexandra et moi avions
eu l’idée d’allier design et biologie. Nous
avons ensuite rencontré Sidney qui montait
Bioxegy avec Anne. Le courant est très bien
passé, et nous avons rapidement décidé de
rejoindre le projet pour participer à son essor,
ce qui a donné lieu à l’entreprise Bioxegy telle
qu’elle existe aujourd’hui !
Notre équipe réunit des profils variés : nous
sommes six au total, avec trois scientifiques,
deux commerciaux et une designer. Ensemble,
nous assurons les deux activités principales
de Bioxegy :
La première dite de « management de
l’innovation » est une activité de conseil
consistant à rencontrer des industriels de
milieux variés et les sensibiliser au biomimé-
tisme et à la bio-inspiration afin d’étendre le
champ des possibilités en faisant du biomimé-
tisme une méthode d’innovation.
Notre but est de mettre à profit notre expertise
en biomimétisme et bio-inspiration aux entre-
prises souhaitant le faire. Nous travaillons
avec des entreprises déjà engagées dans cette
démarche, et leur proposons une méthodolo-
gie structurée en trois étapes indépendantes :
une première phase de décryptage, menant à
la rédaction d’une étude de faisabilité détail-
lée, avec enfin un accompagnement et une
co-conception du projet. Nous voulons créer
une relation de confiance avec le client, qui
lui permet de s’engager dans un projet con-
struit en en comprenant les avantages.
Ces projets sont réalisés à l’aide de notre
expertise interne, mais également avec un
réseau d’experts, scientifiques et chercheurs
que nous faisons intervenir lorsque la situ-
ation l’exige. Ceux-ci sont issus de tous les
domaines car le biomimétisme touche aussi
bien aux sciences dures – mathématiques,
chimie, physique – qu’au design et à la bioin-
génierie. Nous souhaitons créer des synergies
entre ces acteurs afin de monter des projets
qui n’auraient pas vu le jour sans notre rôle
d’interfaçage.
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
33BIOXEGY
Notre seconde activité est le développement
de concepts en interne ou par le biais de con-
trats d’innovation. Nous cherchons à travailler
avec des acteurs de tous horizons (startups,
chercheurs, étudiants…) afin de mettre à leur
service notre expertise commerciale, notre
temps et nos ressources, dans le but de dével-
opper avec eux leur innovation et de créer de
nouveaux produits issus de la bio-inspiration.
Notre objectif à long terme est la promotion et
la valorisation des innovations sur le marché,
dans les domaines que sont la bio-inspiration
et les technologies environnementales.
En résumé, nous nous plaçons comme une
interface entre les acteurs de la recherche
et de la science, et ceux des industries et
entreprises.
			***
Comment définis-tu le biomimétisme ? Tu as
qualifié votre démarche de « bio-inspiration ».
Qu’est-ce qui différencie ce domaine du bio-
mimétisme ?
Le biomimétisme est formalisé en tant que
concept la première fois par Janine Benyus
vers le milieu des années 90. Dans les faits, ce
concept est beaucoup plus vieux. Nous pensons
tout de suite à Léonard de Vinci qui réalisait au
XVème siècle des prototypes d’avion calqués
sur des ailes de chauve-souris. La démarche
est d’innover en observant la nature, puis en
la reproduisant. La logique sous-jacente est de
se fier aux 3,8 milliards d’années de R&D du
vivant, qui a su affronter de nombreux obsta-
cles – comment voler, résister à la chaleur, au
froid, au manque d’eau, … Ainsi, il est prob-
able que la nature ait déjà rencontré notre
problème, et y ait déjà répondu. Cette logique
vise à s’inspirer de cette solution et l’adapter
à notre problème.
Il s’est avéré au cours de nos rencontres que le
terme bio-inspiration était plus adapté.
Dans le biomimétisme il y a une notion de
« calquer ». C’est une démarche qui peut parfois
être pertinente, mais qui est trop souvent
restreinte à quelques applications spéci-
fiques  : par exemple l’avant du Shinkansen,
le TGV japonais, est calqué sur le bec d’un
martin pêcheur, qui répond précisément au
problème rencontré par ce train. La bio-inspi-
ration est une approche plus large qui vise non
seulement à observer la nature et comprendre
la solution employée, mais ensuite à adapter
cette solution au problème posé et l’optimiser
dans l’optique de résoudre ce problème. On
ne se limite pas aux savoirs de la nature, les
stratégies sont également très importantes
: croissance, allocation des ressources, de
Projet de biopile “Bloom Garden”
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
34 BIOXEGY
l’énergie,… En bio-inspiration, une économie
d’énergie dans la nature, chimique ou mus-
culaire par exemple, se traduit par une écon-
omie de carburant, une réduction de la fric-
tion, et autant de pistes améliorant une per-
formance globale.
			***
Passons maintenant au domaine de l’énergie.
Peux-tu nous donner quelques exemples de
bio-inspiration appliquée au domaine éner-
gétique ?
Le premier exemple auquel nous pensons est
arrivé par hasard : un chercheur a observé que
les nageoires d’une baleine étaient pourvues
de « tubercules », des sortes de picots. Après
modélisation du phénomène, il a montré qu’en
incluant ces picots sur une éolienne, la friction
en était limitée et l’aérodynamisme amélioré.
Cela a infirmé l’idée de l’aérodynamisme uni-
versellement associé au « lisse ». Nombre de
structures observées dans la nature peuvent
contribuer à la création de micro vortex amé-
liorant l’aérodynamisme. Ce qui cause chez
la baleine une économie d’effort via un mei-
lleur hydrodynamisme et une réduction de
la traînée, se traduit dans l’industrie par une
réduction des déperditions énergétiques
grâce aux mêmes principes de dynamiques des
fluides, dans l’air cette fois. Cela a donné lieu
à WhalePower, une entreprise développant des
pales d’éoliennes équipées de tubercules.
Un autre exemple grandissant nous vient de
EEL Energy qui développe une hydrolienne
« trainant » dans le courant à la manière d’une
nageoire de poisson.
En énergie, la nature nous donne les clés
pour une meilleure gestion des ressources.
Nous cherchons à comprendre comment font
les animaux pour conserver et rentabiliser
au maximum l’énergie qu’ils produisent en
s’alimentant. A cet effet, le « winglet » que
nous observons au bout des ailes d’avion est
inspiré des plumes périphériques de nom-
breux rapaces lorsqu’ils désirent stabiliser leur
vol. Ceci entraîne une réduction de 3,5% de
carburant sur les avions de ligne.
Un dernier exemple concerne les termites.
Des scientifiques ont observé que la struc-
ture des termitières permet une circulation
d’air frais, et un maintien d’une température
fraîche même dans les environnements les
plus arides. Ce constat pourrait entraîner la
création de systèmes de ventilation passive
gardant le bâtiment au frais.
D’autres projets souhaitent reproduire les cel-
lules électriques des anguilles pour faire des
micro-batteries fixées sur des Pacemakers, par
exemple. Il y a du potentiel d’innovation à
tous les niveaux, même si les innovations bio-
mimétiques touchant la production d’énergie
sont plus rares. A ce sujet, nous nous tourn-
erons davantage vers la bio-inspiration, ou
encore vers les technologies environnementa-
les : nous y découvrons le monde des micro-
algues, cyanobactéries et micro-organismes
en général capables de produire énormément
d’énergie sous forme de biocarburant ou indi-
rectement de l’électricité à travers un procédé
de génération.
			***
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
35BIOXEGY
Les microorganismes constituent donc une
source d’inspiration majeure dans ce domaine ?
Pas vraiment. Quand on parle de micro-organ-
ismes, nous parlons plus d’observation de
leurs propriétés que d’inspiration. Nous cher-
chons à réemployer leurs propriétés. Prenons
l’exemple d’une cyanobactérie. Nous pouvons
employer son procédé de photosynthèse –
conversion du CO2
en oxygène par la lumière
naturelle – pour purifier l’air en créant de
la biomasse, réutilisée comme combustible.
L’intérêt de la photosynthèse est donc double.
Il existe de nombreuses technologies utilisant
ces propriétés, comme par exemple celle du
puits de carbone.
			***
La nature peut-elle inspirer des usages en
stockage d’énergie ?
Il existe des prototypes de petites batteries
bio-inspirées, mais nous rencontrons là le
phénomène de « biomimwashing ». A l’image
du greenwashing, il ne faut faire de la bio-
inspiration une méthode absolue: une bat-
terie Lithium-Ion est aujourd’hui beaucoup
plus efficace qu’une batterie bio inspirée, sur
tous les niveaux. La Nature n’a pas vraiment de
réponse à la question des batteries, car elle ne
possède pas cette problématique de stocker
de l’électricité en grande quantité comme le
fait le monde moderne.
De mon humble avis personnel, les prochaines
découvertes dans le monde du stockage de
l’énergie seront davantage des découvertes
d’ingénierie que des découvertes de biomimé-
tisme. Néanmoins, tout dans la Nature est une
piste pour améliorer l’économie de ressources,
et optimiser une rentabilité énergétique. Dans
la Nature, les mouvements naturels peuvent
être transformés en sources d’énergie (EEL par
exemple), tandis que le vivant présente une
formidable optimisation dans la consomma-
tion de ressources. La bio-inspiration inter-
vient donc plus dans la production et la con-
sommation responsable de cette énergie que
dans son stockage à proprement parler.
Il existe par ailleurs des dispositifs appelés
biopiles, qui permettent d’utiliser le vivant,
notamment des micro-organismes, afin de
produire de l’électricité.
			***
Sur quels projets travaillez-vous en ce
moment ?
Nous travaillons actuellement au développe-
ment du premier projet de notre pôle de
conception. Il s’agit d’un projet de biopile
dans lequel j’étais investi avant de rejoin-
dre l’équipe. L’idée est d’utiliser la croissance
d’une plante pour générer de l’électricité. Le
produit prend la forme d’un bac à plantes sur
lequel nous branchons un chargeur de télé-
phone. Ce projet révèle l’essence et tous les
avantages de la bio-inspiration puisqu’on peut
l’intégrer dans la vie de tous les jours pour
ajouter une rentabilité aux actions du quoti-
dien, sans pour autant modifier les habitudes
de chacun. Tout le monde a déjà fait pousser
une plante ou bien n’est pas étranger à la pra-
tique, et de l’agrégation de ces sources de
production pourrait survenir un changement
important.
			***
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
36 BIOXEGY
Clément LAPIERRE
Partner-in-Charge Innovation & Bioengineering
clement.lapierre@bioxegy.com
+33 (0)6 09 25 80 39
Sidney ROSTAN
Founder & CEO
sidney.rostan@bioxegy.com
+33 (0)6 15 11 86 61
CONTACTS
Une dernière question, quels concepts pen-
sez-vous développer ?
Il est encore trop tôt pour le dire. Cependant,
nous gardons un regard large sur la bio-inspi-
ration, afin d’innover dans le plus de domaines
possibles. Nous sommes actuellement en train
de travailler à la création de notre struc-
ture visant à travailler avec les acteurs de la
bio-inspiration pour développer de nombreux
projets, et espérons en faire un centre majeur
de l’innovation bio-inspirée à l’avenir.
propos : Clément LAPIERRE
interview & rédaction : Raphaël CLUET
I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8
37BIOXEGY
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  • 1. http://eleves-ose.cma.mines-paristech.fr/ @mastereose Mastère Spécialisé OSE Retrouvez tous les numéros sur le site des élèves, et l’actualité du mastère sur Twitter et Facebook ! L’eau et l’énergie... dans un contexte fragile >>> page 28 Dossier ENR : Mécanismes de soutien, biométhane, solaire PV... >>> page 12, 17, 20... Mensuel sur l’énergie et l’environnement N° 134Juin - Juillet 2018 © shutterstock
  • 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 Coordinatrice - Catherine Auguet Chadaj Maquettiste - Samuel Petitjean 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. En ce début d’été, l’actualité du monde de l’énergie aura été plus calme que celle du sport. Désormais championne du monde du ballon rond, la France renoue avec un sentiment de fierté tant jalousé à nos pays voisins. Comme un heureux épilogue à la volonté présidentielle de (re-)mettre la France sur le devant de la scène internationale, la deuxième étoile des bleus donne une publicité bienvenue à un pays qui se veut leader sur de nombreux combats. La question Climatique bénéfic- iera-t-elle de cette aura ? Le capitaine à la barre, Nicolas Hulot, ne manque pas de soutien ni d’initiative avec les plans solaire, hydrogène et biodiversité, mais peut-il compter sur le même réalisme que Didier Deschamps avec des joueurs presque tous au sommet de leur carrière ? Ce nouveau numéro vous permettra de vous faire une idée assez complète grâce à une revue des mécanismes de soutien aux énergies renouvelables et un panorama des filières biogaz et photovoltaïque. Enfin, vous retrouverez deux thèmes trop souvent laissés sur le banc de touche des politiques environnementales : l’eau et l’agriculture. Des enjeux majeurs qui montrent que la route est encore longue avant de crier victoire sur des champs dépollués. L’ensemble du mastère OSE vous souhaite un excellent été et une agréable lecture. Louis POLLEUX I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 2 ÉDITORIALCONTACTS
  • 3. INTERVIEW ARTICLES 04 - Quelles stratégies pour les fournis- seurs d’énergie depuis l’ouverture des marchés ? 08 - Prise en compte de la production locale dans la future réglementation envi- ronnementale RE 2020 12 - Les mécanismes de soutien aux éner- gies renouvelables : un investissement conséquent pour des résultats contes- tés 17 - La filière biométhane en France 20 - La nouvelle ère du solaire PV ? 26 - L’intérêt d’une agriculture raisonnée sur le problème environnemental 28 - L’eau et l’énergie... dans un contexte fragile Devenez partenaire de l’événement OSE 2018 L’Hydrogène, vecteur énergétique du futur ? Mardi 25 Septembre 2018 à Sophia Antipolis (06) Le programme de ce colloque s’articulera autour des applications de l’hydrogène les plus prom- etteuses. 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 33 - Rencontre avec Bioxegy : quelles solu- tions nous apporte la nature dans le domaine énergétique ? I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 3SOMMAIRE
  • 4. Quelles stratégies pour les fournisseurs d’énergie depuis l’ouverture des marchés ? CONTEXTE Dans le but d’éviter les mono- poles naturels, l’Europe a ouvert le marché de l’énergie à la concurrence en 2004 pour les industriels et en 2007 pour les particuliers. Depuis, 25 fournisseurs nationaux1 d’énergie proposent différen- tes offres adaptées aux pro- fessionnels et par ticuliers. Parmi ces fournisseurs encore peu connus du grand public on compte Cdiscount énergie, B u t a g a z , A l t e r n a , D i r e c t énergie, Ekwateur, électricité de Provence, Enercoop, GEG, Proxelia, Planet Oui, Sowee ou encore Total Spring… Sur le marché sont alors présents les fournisseurs historiques tels que EDF et Engie puis les nou- veaux entrants arrivés lors de l’ouverture à la concurrence. E n 2 0 0 7 , l ’o u v e r t u r e d u marché avait peu de con- séquence car tous les clients n’étaient pas encore informés de la possibilité de changer de fournisseur. De ce fait, les fournisseurs historiques ont conservé un avantage même 8 ans après l’ouver ture du marché. En 2015 seuls 60 % des clients se fournissant en gaz étaient informés, et 52 % pour l’électricité. De plus, peu de français con- naissent la marche à suivre pour changer de fournisseur. E n 2 0 1 5 s e u l s 3 5 % d e s ménages déclaraient connaî- tre la démarche pour changer de fournisseur contre 20 % en 2007. M a l g r é c e t t e m é c o n n a i s - sance, en Europe, les fournis- seurs historiques font face à un départ de leurs clients vers d’autres fournisseurs. En France, EDF a perdu 17,9 % de ses clients au profit de fournis- seurs alternatifs entre 2007 et 20183 . En 2017, le géant français a perdu par exemple 1 million de clients résidenti- els abonnés au Tarif de Vente Règlementé (TRV) alors même que le total des sites résiden- tiels a crû de 318 000 foyers. Rapport Selectra “10 ans après l’ouverture du marché de l’énergie à la concurence” Connaissance du droit de changer de fournisseur [2] I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 4 STRATÉGIE
  • 5. QUELLES STRATÉGIES ? Face à l’émergence de nou- veaux fournisseurs, les acteurs historiques doivent adopter de nouvelles stratégies pour limiter leur « churn rate ». C h a q u e a c t e u r d o i t d o n c affirmer sa position straté - gique en adoptant une stra- tégie de: • Différentiation par les prix • D i v e r s i f i c a t i o n d e s activités. Le schéma ci-dessous indique l e p o s i t i o n n e m e nt s t raté - gique de quelques fournis- seurs d’énergie en France. Pour exemple, Enercoop se positionne sur l’énergie verte sans tenter de se différencier du TRV (Tarif Régulé de Vente) alors qu’ EkWateur propose de l’électricité verte compa- rable au prix du TRV. A noter, direct énergie a été récem- ment racheté à 74% par TOTAL et vend aussi de l’électricité verte. Dans cet article nous nous con- centrerons sur la partie con- cernant la diversification des activités. Pour attirer de nou- veaux clients, les fournisseurs se diversifient en proposant des offres telles que : • Des ser vices permettant de réaliser des économies d’énergies (exemple : ther- mostats connectés) asso- c i é e s à u n c o n t r a t d e fourniture, • Une offre visant à diminuer l’impact environnemental de l’électron et donc valo- riser le processus de pro- duction par des énergies vertes. Pour décrire les stratégies d e s fo u r n i s s e u r s a s s o c i é s a u x é c o n o m i e s d ’é n e r g i e n ou s pren d ro ns l ’exem pl e d u m a r c h é S m a r t E n e r g y Home. La multitude d’acteurs présents sur ce secteur le rend très concurrentiel et difficile à intégrer. Pour pénétrer ce m a rc h é, l e s é n e rg é t i c i e n s cherchent à créer de nou- veaux partenariats dans le but de proposer des objets comme les thermostats connectés. CRÉATION DE PARTENARIATS A u j o u r d ’ h u i , l e s f o u r n i s - s e u r s h i s t o r i q u e s b é n é f i - cient d’une forte légitimité dans le domaine de l’énergie, les rendant ainsi capables de commercialiser des offres énergétiques. En revanche, le manque de compétence en matière d’objets connec- tés constitue un frein pour leur développement dans le Smart Energy Home. La cré- ation de partenariats appa- raît donc comme la solution Positionnement stratégique des fournisseurs en France en 2017 [4] I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 5STRATÉGIE
  • 6. indispensable pour un dével- oppement dans ce secteur. La figure 8 illustre les points forts et faibles des acteurs du Smart Energy Home, permet- tant ainsi d’observer leur com- plémentarité. Par exemple, la création de partenariats avec NEST ou Netatmo a permis aux utilities d’avoir accès au marché du Smart Energie Home. Cette alliance a égale- ment permis aux fabricants d’objets connectés d’avoir une plus grande visibilité sur le secteur de l’énergie5 . La figure ci-dessus illustre les parte- nariats créés entre les dif- férents acteurs et leurs inté- rêts communs à les réaliser. L e p a r t e n a r i a t E n g i e e t Netatmo S e l o n E n gi e, l ’é n e rgi e d e demain sera décentralisée, décarbonée et digitalisée. Les deux derniers points expli- quent le positionnement stra- tégique de la multinationale dans le Smart Energy Home. Après plusieurs tentatives de pénétration du marché (Zenbox, DolceVita), Engie a lancé Netatmo en 2015. Avec ce par tenariat, l’entreprise propose des Bundles couplant un contrat d’énergie avec la vente du thermostat connecté NETATMO à prix réduit. Ainsi, à travers cette alliance Engie pourrait capter de nouveaux clients en diversifiant ses activités mais aussi amélio- rer son image en s’associant a v e c u n e s t a r t - u p, m o n - trant dynamisme et sobriété énergétique. Les partenariats des acteurs du smart energy home © Sia Partners I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 6 STRATÉGIE
  • 7. Ce p a r t e n a r i a t , p e r m e t à l’énergéticien d’externaliser le développement du produit, évitant ainsi une prise de risque. Celui-ci se concentre alors uniquement sur la partie SAV et installation du produit. D I M I N U T I O N D E L’ I M PA C T E N V I R O N N E M E N T A L D E L’ÉLECTRON Les enjeux environnementaux et climatiques liés à la pro- duction d’énergie devenant de plus en plus importants, les fournisseurs d’énergie tentent de verdir leur image grâce à des contrats d’énergie verte notamment. Pour garantir une électricité verte, les fournis- seurs utilisent des garanties d’origine renouvelables. Pour chaque kWh consommé, une énergie équivalente en élec- tricité verte est injectée sur le réseau. C’est la société power- next qui se charge du contrôle du réalisé. Les nouveaux entrants tels que Enercoop proposent de l’électricité d’origine 100 % renouvelable. Pour proposer ce ser vice, ils achètent de l’électricité provenant de cen- trales hydrauliques, de cen- trales biomasse, de photo- voltaïque ou d’éolien à des produc teurs indépendants. En 2017, 96% de l’électricité f o u r n i e é t a i t d e s o u r c e directe, ENRGOOP a fourni les 4 % d’énergie manquante par le biais des marchés de gros et les garanties d’origine pho- tovoltaïque de la coopérative belge Ecopower6 . Malgré les nouveaux services proposés, il reste impéra- t i f p o u r l e s f o u r n i s s e u r s d’énergie d’enrichir leurs rela- tions client et de garder une image de leader du marché. En effet, les fabricants d’objets connectés sont intéressés par des partenariats avec les util- ities pour leur image et leur base clients. Sans ce besoin d’information, il ne serait plus nécessaire pour eux de nouer des partenariats avec les grands électriciens. C’est ainsi que pourraient entrer en scène les GAFA (Google- Amazon-Facebook – Apple), déjà fournisseurs d’objets con- nectés. Alors que C discount commence déjà à vendre de l’élec tricité, les stratégies adoptées par les utilities suf- firont-elles à éviter l’entrée des géants de l’internet sur le marché de la fourniture d’énergie ? Thomas BAZIRE Sources : [1] Rapport CRE, surveillance 2015-2016, p.14 [2] 9ème édition du baromètre energie-info.fr, disponible sur : https://www.energie-mediateur.fr/wp-content/uploads/2017/10/ synthese_barometre_ouverture_marches_mne_2015.pdf [3] Les échos, « concurrents d’EDF gagnent du terrain », disponible sur : https://www.lesechos.fr/08/03/2018/lesechos. fr/0301392827901_electricite---les-concurrents-d-edf-gagnent-du-terrain.htm [4] Aster Capital, disponible sur : https://medium.com/astercapital/the-future-of-energy-retail-in-france-19b2d82ca160 [5] Sia Partner, quels nouveaux modèles d’affaires pour les fournisseurs historiques d’énergie, disponible sur : http://www. energie.sia-partners.com/20160919/smart-energy-home-quels-nouveaux-modeles-daffaires-pour-les-fournisseurs-historiques [6] Enercoop, le mix énergétique Enercoop 2017, disponible sur : http://www.enercoop.fr/content/le-mix-energetique-enercoop-2017 I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 7STRATÉGIE
  • 8. Prise en compte de la production locale dans la future réglementation environnementale RE 2020 Le secteur français du bâti- ment, principal consomma- teur (45%) et émetteur de GES (25%) du pays, est soumis à des contraintes nationales et européennes. Le marché de la construction neuve con- stitue un axe majeur de décar- bonation à ne pas négliger lorsque l’on sait que 30% des bâtiments de 2050 ne sont pas encore construits. La loi Grenelle 1 (2009) a fixé comme objectif à l’horizon 2020 que les bâtiments neufs produisent sauf exception p l u s d ’é n e r g i e r e n o u v e l - able qu’ils ne consomment d’énergie primaire. Pour ces mêmes bâtiments et à même échéance, la directive euro- péenne Efficacité Energétique (2010) introduit le terme NZEB (Nearly Zero Energy Building), signifiant une consommation d’énergie quasi nulle couverte dans une très large mesure par de l’énergie de source renouv- elable. Enfin, la loi TEPCV (2015) introduit la double notion de bâtiments neufs à énergie positive et à haute per- formance environnementale. La Direc tion de l ’Habitat, l’Urbanisme et des Paysages (DHUP), en partie en charge de l’élaboration de la future réglementation, reconnait que l’objectif initial d’intégrer le volet carbone dans une nou- velle réglementation envi- ronnementale (RE) dès 2018 est hors de por tée [1]. On devrait donc se diriger vers une RE 2020, sous la condi- tion de trouver un bon équili- bre entre performance et coût induit. C’est pourquoi l’état a lancé en novembre 2016 l’expérimentation « Bâtiments à énergie positive & réduc- tion carbone » ainsi que le référentiel associé nommé « Energie-Carbone ». Ce dernier s’appuie sur les e x i g e n c e s d e l a R T 2 0 1 2 auquel il vient ajouter une exigence « Energie  » et une e x i g e n c e « C a r b o n e » . I l définit ainsi quatre niveaux de performance énergétique (« Energie 1 » à « Energie 4 »), évaluée par le nouvel indi- c a t e u r B i l a n B e p o s , e t d e u x niveaux de performance envi- ronnementale («  Carbone  1 » et « Carbone 2 »), évaluée par les nouveaux indicateurs Eges et EgesPCE [2]. COMMENT LA PRODUC TION LOCALE D’ÉNERGIE RENOUV- E LA B LE E ST -E LLE P R ISE EN COMPTE DANS CE RÉFÉREN- TIEL ? La production locale intervi- ent essentiellement dans le calcul du nouvel indicateur BilanBepos qui est défini comme suit (page suivante). I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 8 RE 2020
  • 9. Il s’agit d’un bilan annuel en énergie primaire associant la consommation de tous les usages énergétiques dans le bâtiment (5 usages RT2012 + autres usages) et la produc- tion locale (renouvelable). Le c a l c u l d e l a c o n s o m - mation d ’énergie primaire non renouvelable (Cepnr ) se décompose en deux étapes : 1. On détermine de manière for faitaire la consomma- tion annuelle d’énergie finale de chaque usage i (Cef,i) qu’on multiplie par le facteur de conversion en énergie primaire non renouvelable (Fpnr ,i) du vecteur énergétique choisi pour satisfaire cet usage, puis on fait la somme de tous les usages (cf. tableau ci-dessous). Le facteur Fpnr ,i est à différen- tier du simple facteur de con- version en énergie primaire Fp,i. En effet, le facteur Fpnr ,i permet, en plus de passer d’énergie finale à énergie pri- maire, de ne conserver que la part non renouvelable de cette énergie primaire. On remarque ainsi qu’une con- sommation en énergie finale potentiellement infinie de biomasse n’aura pas d’impact sur le calcul du BilanBepos . Il ne faut pas en conclure qu’un bâtiment qui satisfait ses besoins thermiques avec de la biomasse n’est pas perfor- mant énergétiquement. En effet, le garde -fou pour ce problème est que le bâtiment en question doit également répondre aux exigences de la RT2012. 2. On détermine ensuite le volume d’énergie auto - consommée (Eac ) à partir de la répartition forfaitaire définie pour chacun des u s a g e s. Ce vo l u m e e s t ensuite converti en énergie primaire en appliquant un coefficient de conversion de 2,58. La production d’énergie pri- maire renouvelable exportée du bâtiment (Pepr ) résulte du calcul de la production d ’énergie finale renouvel - able expor tée pour chacun des moyens de production locale à laquelle on applique un coefficient de conversion Facteur de conversion en énergie primaire non renouvelable [3] méthodes de stockage de CO2 Calcul du nouvel indicateru BilanBepos I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 9RE 2020
  • 10. en énergie primaire égal à  1. Une des nombreuses subtil- ités de ce référentiel est de fixer ce coefficient à 2,58 pour les 10 premiers kWh/m²/ an d’électricité exporté dans le cas où le projet souhaite atteindre au moins le niveau « Energie 3 ». Le schéma ci-dessus définit le périmètre de consommation (en pointillé) et représente les flux d’import (renouvel- able en vert, non renouvelable en rouge ou mixte) et les flux d’export. La présence d’une cogénéra- tion est un cas qui est traité à part dans le référentiel. En effet, il s’agit d’une produc- tion locale susceptible d’avoir recours à un combustible fossile. Le choix a été fait de ne comptabiliser que la con- sommation d’énergie primaire non renouvelable nécessaire pour produire l’énergie qui sera ensuite autoconsommée par le bâtiment (flèche vio- lette sur le schéma). Il con- vient alors d’ajouter cette consommation au terme Cepnr détaillé précédemment. Par ailleurs, l’énergie expor tée par la cogénération sera con- sidérée comme renouvelable, et donc ajoutée au terme Pepr , seulement si le combustible utilisé est renouvelable. LES LIMITES DU RÉFÉRENTIEL « ENERGIE-CARBONE » Ce qu’il ressort des premières études réalisées est que les niveaux d’exigence énergie et carbone sont mal calibrés. Le socle « Energie 1 ou Energie 2 + Carbone 1 », présenté actu- ellement comme la référence pour la future RE2020, ne propose qu’une amélioration par tielle des per formances p a r ra p p o r t à l a R T 2 0 1 2 . L’ex i g e n ce « Ca r b o n e   1 » semble facilement atteign- able, peu importe les solutions utilisées (gaz ou électricité). Le photovoltaïque est large- ment favorisé dans le référen- tiel. Il devient même quasi indispensable pour attein- dre le niveau « Energie 3 ». D’ailleurs, dans la mesure où il est calculé annuellement, Schéma de principe pour le calcul du BilanBepos I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 10 RE 2020
  • 11. le BilanBepos rend possible la compensation du manque de production PV l’hiver par une production massive en surplus l’été. De plus, on a vu qu’à partir du niveau « Energie 3 », le facteur de conversion pri- m a i r e p o u r l ’é l e c t r i c i t é renouvelable expor tée est égal à celui de l’électricité autoconsommée (2,58) pour les 10 premiers kWh/m /an d’élec tricité expor tée. Dans la majorité des cas, ce seuil n’est pas atteint, par conséquent, il n’y a aucune i n c i t a t i o n à p r i v i l é g i e r l ’a u t o c o n s o m m a t i o n p o u r les bâtiments neufs les plus performants. E n f i n , l ’é n e r g i e a u t o c o n - sommée qui est déduite du Cepnr est répartie par usage de manière forfaitaire par un jeu de coefficient. Dans le cas du secteur résidentiel et ter tiaire d’hébergement, la quasi-totalité de l’électricité autoconsommée est répartie sur l’électricité spécifique. La méthode annuelle for- faitaire ne prend donc pas en compte la possibilité de piloter l’autoconsommation sur d’autres usages, comme l’ECS. La méthode horaire prévue à terme devrait per- mettre de résoudre une partie de ces problèmes. Florian ROUOT Sources : [1] Interview de M. Emmanuel Acchiardi, sous-directeur de la Direction de l’habitat, de l’urbanisme et des paysages (DHUP) [avril 2018], https://www.batiactu.com/edito/re2020-un-socle-unique-minimal-energie-carbone-sera-52796.php [2] République Française, Référentiel « Energie – Carbone », Niveaux de performance « Energie – Carbone » pour les bâtiments neufs [octobre 2016]. [3] République Française, Référentiel « Energie – Carbone », Méthode d’évaluation de la performance énergétique et envi- ronnementale des bâtiments neufs [octobre 2016]. I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 11RE 2020
  • 12. Le 18 avril dernier, la Cour des Comptes a publié un rapport d ’ u n e c e n t a i n e d e p a g e s pointant l’inefficacité actu- elle des politiques de soutien aux énergies renouvelables malgré des sommes consi- dérables engagées à cette fin. Pour ce numéro estival de l’Inf ’OSE, nous revenons sur ces mécanismes et sur ce qu’ils apportent réellement à notre mix énergétique. L ’ E T A T S O U T I E N T L E D E V E L O P P E M E N T D E S ENERGIES RENOUVELABLES… En 2015, la Loi de Transition Energétique pour la Croissance Verte a fixé des objectifs très ambitieux pour la modifica- tion du mix énergétique fran- çais (trop ambitieux ? voir le Bilan prévisionnel Rte 2017), poussant plus loin les objectifs posés par l’Europe. Les éner- gies renouvelables, « vertes », devaient alors monter en puis- sance au détriment des éner- gies fossiles et du nuclé - aire. Malgré l’institution d’un marché carbone, des dysfonc- t i o n n e m e n t s l ’e m p ê c h e n t d’envoyer un signal prix des émissions CO2 suffisamment impor tant pour influer sur les choix d’investissement des industriels. D e p l u s, d e p u i s l a p r i va - tisation d’EDF en 2004 et l’avènement de la loi NOME en 2010, l’Etat a affirmé que, bien que la politique énergétique relève de ses prérogatives, la production et la fourniture de celle-ci seraient déléguées à des acteurs privés. Or, ces derniers ont besoin de visi- bilité et de rentabilité avec le moins de risque possible, ce qui est peu compatible avec des sujets aussi complexes et volatils que l’énergie. De fait, pour inciter ces acteurs à faire les « bons » choix, l’Etat a investi dans des mécanismes de soutien. … AV E C D E S M E C A N I S M E S NOMBREUX ET DIVERS 1. Le C r é d i t d ’ I m p ô t : i l p e r m e t d e d é d u i re d e son revenu imposable ou du résultat brut de son entreprise les investisse - ments liés à des travaux d’amélioration ou de pro- duction énergétique. 2. La taxation à taux réduit : il s’agit de réduire le taux d’imposition prélevé sur Les mécanismes de soutien aux énergies renouvelables : un investissement conséquent pour des résultats contestés Principe des tarifs d’achats (obligation d’achat et complément de rémunération) I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 12 SOUTIEN ENR
  • 13. un produit ou un service afin d’en faciliter l’achat (ex : T VA réduite sur les t r a v a u x d e r é n o v a t i o n énergétique). 3. L’e x o n é r a t i o n d e l a Contribution au Ser vice P u b l i c d e l ’ E l e c t r i c i t é (CSPE), en totalité pour les petits autoproducteurs, ou partiellement pour les entreprises électro-inten- sives [1]. 4. Les tarifs de rachat de l’électricité produite : • L’obligation d’achat (OA) : l’Etat fixe un tarif ferme auquel les produc teurs d’électricité renouvelable sont rémunérés sur 12 à 20  ans par EDF OA (rem- boursé par la CSPE). • L e C o m p l é m e n t d e Rémunération : mis en place dans un second temps, il concerne les installations de plus grande puissance : le producteur a obliga- tion de mettre en vente sa produc tion direc tement sur le marché et EDF OA d’apporter le Complément de Rémunération jusqu’à h a u t e u r d ’ u n t a r i f d e référence fixé par l’Etat. Ce mécanisme réduit le coût pour l’Etat et permet d’éviter des échanges hors marché. L’ E T A T I N V E S T I T T O U S A Z I M U T S S U R L E S E C T E U R ENERGETIQUE Les énergies soutenues par les mécanismes de soutien se regroupent en deux grandes familles : les énergies renouv- elables électriques d’une part, dans l’objectif de remplacer la production électrique fossile et nucléaire, et d’autre part les systèmes de récupération de chaleur fatale et de produc- tion de chaleur renouvelable pour remplacer les énergies fossiles (figure ci-dessous). Au-delà de ces deux familles, l’Etat accompagne le dével- oppement des biocarburants au travers de taxations très fo r tem ent allégées sur le bioéthanol et le biodiesel, cela ayant un effet significa- tif sur le prix d’achat quand on sait que le prix des carbu- rants à la pompe est majori- tairement composé de taxes. D’un autre côté, les énergies fossiles bénéficient égale - ment de subventions impor- tantes dans certaines zones du monde, par exemple au Moyen-Orient, afin de facili- ter leur consommation et le développement économique du pays. Ces pratiques n’ont pas lieu en France, mais le montant mondial des subven- tions et niches fiscales accor- dées aux énergies fossiles représentaient près de 260 milliards d’euros en 2016 [2]. Energies soutenues par les mécanismes de soutien I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 13SOUTIEN ENR
  • 14. BEAUCOUP D’ARGENT DANS D E S S U B V E N T I O N S , M A I S DES EFFETS POSITIFS ASSEZ INSIGNIFIANTS Comme le souligne la Cour des Comptes dans son rapport d’avril dernier [3], la politique énergétique menée jusqu’alors p a r d e s m é c a n i s m e s d e soutien financier (au travers d’exonérations, de tarifs pré- férentiels et de subventions directes ou indirectes) a occa- sionné des frais très impor- tants (encadré ci-dessus). M ais au- delà de cela, ces d é p e n s e s p u b l i q u e s s o n t engagées sur de nombreuses années pour des montants t o u t a u s s i c o n s é q u e n t s (encadré ci-contre). Par ailleurs, selon la « Base Carbone », base de données p u b l i q u e s d e s f a c t e u r s d’émissions de l’ADEME [4, pages 91 à 93] les énergies re n o u ve l a b l e s é l e c t r i q u e s re p ré s e nte nt d e s f a c te u r s d ’é m i s s i o n s d e 7 ( é o l i e n ) à 41 ( bio m as se) gram m es de CO2 -équivalent par kWh d’électricité produite, contre tout juste 66 gCO2 éq/kWh pour le nucléaire. Par com- paraison, les énergies fos- siles émettent entre 443 et 1 0 5 0 g CO 2 é q / k Wh . O r, e n France, l’électricité présente un facteur d’émission de 60 gCO2 éq/kWh [4, page 86]. Ainsi, le remplacement de l ’é l e c t r i c i té n u c l é a i re b a s car bone par des énergies renouvelables aurait un effet très limité sur les émissions de CO2 -équivalent, d’autant plus si l’on considère les besoins de back-up pour les énergies intermittentes comme l’éolien et le photovoltaïque. E t d ’o ù p r o v i e n n e n t c e s financements ? Comme le précise la CRE, les disposi- tifs de soutien sont financés d e p u i s l e d é b u t p a r l a Contribution au Service Public de l’Elec tricité ou du Gaz (CSPE et CSPG), et depuis 2016 par un compte d’affectation spécial du budget général de l’Etat, lequel est alimenté par la taxation sur le carbone et le charbon (TICPE et TICC) [5]. Globalement, sur l’ensemble des EnR hors biocarburants, la somme de ces soutiens, accordés par l’État […] atteint 5,3 Md€ [de charge annu- elle, ndlr] en 2016. Rapport de la Cour des comptes Les engagements pris jusque fin 2017 représenteront 121 Md€ – en euros courants – entre 2018 et l’échéance des contrats (la plus tardive interv- enant en 2046). La charge annuelle des engagements passés ne diminuera donc signifi- cativement que postérieurement à 2030, lorsque le poids des engage- ments antérieurs à 2011 s’estompera Rapport de la Cour des comptes I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 14 SOUTIEN ENR
  • 15. La CSPE s’applique sur tous les consommateurs finaux, à l’exception des entreprises f o r t e m e n t é l e c t r o - i n t e n - sives, qui bénéficient d’un t a u x ré d u i t, e t d e s a u to - p r o d u c t e u r s q u i e n s o n t exonérés. Cela pose désor- mais des problèmes d’équité et creuse les inégalités soci- ales : les personnes (phy- siques ou morales) pouvant investir dans des installa - tions d’autoproduction voient alors leur facture baisser à la fois par la quantité d’énergie soutirée réduite mais aussi par l’exonération de CSPE. En un sens, cette exonération est donc régressive pour l’égalité s o c i a l e c a r e l l e p e r m e t d’accentuer les inégalités. Pour le consommateur, la CSPE est proportionnelle à sa con- sommation à hauteur de 2,7 c€ TTC/kWh (22,5 € HTVA/MWh), soit environ 18% du tarif régle- menté en base (14,83c€T TC/ kWh pour un compteur de 9kVA ou plus pour un partic- ulier [6]). On saisit ainsi la lourdeur du financement de la politique énergétique sur le consommateur, et donc l ’exigence d ’efficacité des sommes collectées par cette contribution. Enfin, l’ultime argument pour cette dépense considérable est qu’elle internalise égale- ment le coût du développe- ment de filières professi - onnelles et industrielles en France, avec des retombées en termes d’emploi et de PIB. Néanmoins, comme le sou- ligne la Cour des Comptes [3, pages 24 et 25], si les enjeux de structuration d’une filière i n d u s t r i e l l e d e s r e n o u v - elables était à l ’ordre du Grenelle de l’Environnement e n 2 0 0 8 , e n 2 0 1 0 l a Programmation Pluriannuelle des Investissement ne la con- sidère plus que comme un espoir, une tendance intuitive (encadré ci-dessus). A l’heure actuelle, la tendance est plutôt à l’apparition d’un leadership chinois sur les Charges de service public de l’énergie au titre de 2018 [7] Leur diffusion [les EnR] sur le terri- toire national dynamisera les fabri- cants d’équipements français (éoli- ennes, panneaux solaires thermiques et photovoltaïques, chaudières, tur- bines hydrauliques...), et renforcera les positions des fabricants nation- aux de composants. PPI 2009 I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 15SOUTIEN ENR
  • 16. Sources : [1] Article 266 quinquies C titre X, chapitre 1er, Code des Douanes, https://www.legifrance.gouv.fr/affichCodeArticle.do?cidT exte=LEGITEXT000006071570&idArticle=LEGIARTI000028447811 [2] « Les subventions aux énergies fossiles en 5 questions », Connaissance des Energies, 24/01/2018, https://www.connaissan- cedesenergies.org/les-subventions-aux-energies-fossiles-en-5-questions-180123 [3] « Le soutien aux énergies renouvelables », Cour des Comptes, 18 avril 2018, https://www.ccomptes.fr/sites/default/files/2018- 04/20180418-rapport-soutien-energies-renouvelables.pdf [4] « Documentation des facteurs d’émissions de la Base Carbone ® », ADEME, 18/11/2014, http://www.bilans-ges.ademe.fr/ static/documents/[Base%20Carbone]%20Documentation%20g%C3%A9n%C3%A9rale%20v11.0.pdf [5] « F i n a n c e m e n t d u s o u t i e n a u x E n R » , s i t e w e b d e l a C R E , 2 0 / 0 6 / 2 0 1 8 , h t t p s : / / w w w . c r e . f r / Transition-energetique-et-innovation-technologique/Soutien-a-la-production/Financement-du-soutien-aux-EnR [6] « Grille de prix de l’offre de fourniture d’électricité Tarif Bleu », EDF, 01/02/2018, https://particulier.edf.fr/content/dam/2- Actifs/Documents/Offres/Grille_prix_Tarif_Bleu.pdf [7] « Annexe 1 - Charges de service public de l’énergie prévisionnelles au titre de l’année 2018 (CP’18) », CRE, 13/07/2017, https://www.cre.fr/content/download/16223/201247 [8] « Programmation Pluriannuelle des Investissements, période 2009-2020 », Rapport au Parlement, 07/05/2010, http://www. ademe.fr/sites/default/files/assets/documents/20140407_ppi-elec-2009-2020.pdf [9] « Le budget de l’État voté pour 2018 en quelques chiffres », Ministère de l’action et des comptes publics, janvier 2018, https://www.performance-publique.budget.gouv.fr/sites/performance_publique/files/files/documents/ressources_docu- mentaires/documentation_budgetaire/chiffres_cles/Chiffres_cles_budget_Etat_2018.pdf panneaux photovoltaïques ( s u b ve n t i o n n é s p a r l ’ E t a t chinois), le secteur éolien se partageant entre les géants GE (USA), Goldwind (Chine) et Vestas (Danemark). La France prend seulement la tête sur le secteur des hydroliennes avec Naval Group, mais à part ce marché encore assez marginal, aucun champion industriel français ne semble émerger sur le secteur des EnR. EN CONCLUSION L’ E t at e n g a g e d e p u i s d e s années, et pour de longues années à venir, des sommes très importantes (7,9 milliards d’euros en 2018, plus de 2,5 fois le budget de la Culture [9]), pour des politiques éner- gétiques qui s’épar pillent avec des effets positifs assez limités. Le mix énergétique, dont la composante princi- pale est le nucléraire, n’a qua- siment pas été modifié, et les émissions de gaz à effet de serre n’ont que très peu été réduites. Bien que moins v i s i b l e s q u e d e s c h a m p s d’éoliennes et de panneaux photovoltaïques, les soutiens financiers devraient surtout être por tés sur l’efficacité énergétique (des bâtiments, des industries et des trans- ports) et la production/récu- pération de chaleur. C’est le sens des recommandations que fait la Cour des Comptes en conclusion de son rapport. Romain SAINT-LÉGER I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 16 SOUTIEN ENR
  • 17. La filière biométhane en France ETAT DES LIEUX DE LA FILIÈRE Le b i o g a z p rov i e nt d e l a dégradation de déchets orga- niques par méthanisation, il est principalement consti - tué de méthane (CH4). L’un des avantages majeurs de cette énergie ver te est sa production stable et sa non- saisonnalité à l’inverse des a u t re s é n e rgi e s re n o u ve l - ables (solaire, éolien). Le biogaz peut être injecté dans les réseaux de gaz. Il existe 44 sites d’injection du bio- méthane pour une produc- ti on équivalente annuelle de 641GWh [1] représentant 0,05 % de la consommation française de gaz naturel. En France, ces projets sont con- centrés dans les régions Haut- de-France, Grand-Est et Ile- de-France. A l’échelle euro- péenne, l’Allemagne reste le premier pays sur le marché de la filière. Il existe un réel dynamisme p o u r d é v e l o p p e r c e t t e filière notamment du fait de l’ambitieux objectif que s’est fixé notre pays de por ter à 10% le gaz renouvelable dans la consommation fran- çaise à horizon 2030 [(Loi de Transition Energétique pour la Croissance Verte (TECV) et PPE (programmation pluriannuelle de l’énergie)]. La croissance de cette filière est soutenue par les tarifs d’achat définis en 2011 qui assurent la via- bilité des projets de biomé- thane et couvrent les coûts de production pour une durée de 15 ans. Les tarifs les plus inté- ressants concernent aux STEP (station d’épuration des eaux usées) de petites tailles mais aussi aux déchets agricoles. Il faut noter que ces tarifs sont actuellement supérieurs aux prix d’approvisionnement en gaz naturel sur le marché de gros. © Sia Partners I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 17BIOMÉTHANE
  • 18. Quant à la valorisation du b i o g a z , t ro i s u s a g e s s o nt envisageables : cogénéra - tion, injection réseau de gaz ou usage direc t. I l existe trois scénarios à l’horizon de 2050 sur la valorisation du biogaz : les scénarios « Ademe énergie climat », « mix gaz 100 % EnR&R » et « Negawatt 2017  » avec respectivement une production de 100, 150 et 120 TWh/an. Les trois scénarios favorisent l’injection réseau de gaz. QUELS LEVIERS POUR DÉVEL- OPPER LA FILIÈRE BIOGAZ ? D’après l’étude réalisée par ENEA [2] plusieurs leviers sont nécessaires au développe - ment de la filière : • D e s r é d u c t i o n s d e co û t s s o n t n é c e s s a i re s grâce à l ’innovation et l’optimisation des tech- n o l o g i e s e t p r a t i q u e s opératoires • Evolution du cadre régle- mentaire à cour t terme avec le développement de mécanisme de soutien aux usages • Emergences de schémas de financement efficaces et adaptés aux caracté - ristiques des projets. Le volume total de finance - ment est estimé à 1-2 Mds€. • D e s d é m a rc h e s a d m i n - i s t r a t i ve s p l u s s i m p l e s pour réduire les durées de projets. La filière biogaz offre des opportunités de développe - ment d’économie circulaire en m atière de gest i on et recyclage des déchets ainsi que pour la mobilité grâce au bio’GNV. Ces solutions per- mettront d’atteindre les objec- tifs de réduction des émis- sions de gaz à effet de serre pour un territoire. Le dével- oppement du biogaz reste ce p e n d a nt fo r te m e nt v u l- nérable aux facteurs externes tels que l’évolution du marché de gaz naturel et l’essor de l’hydrogène. Evolution des installations de station GNV à l’horizon de 2025 © ENEA I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 18 BIOMÉTHANE
  • 19. BIOGAZ ET MOBILITÉ A ce j o u r, l e b i o m é t h a n e en France est utilisé à 80% comme bio’GNV. Les princi- paux consommateurs de bio- méthane carburant sont les transpor teurs de la grande di str ibution ainsi que les transporteurs publics qui ont des trajets fixes. Le bio’GNV permet de bénéficier d’une autonomie semblable à celle du diesel (1500km) tout en réduisant les émissions GES. Ici encore, la filière fait face à un marché avec de for ts concurrents comme le véhi- cule électrique ou hydrogène qui visent les mêmes utilis- ateurs. Pour créer sa place dans le marché de la mobil- ité durable, la filière bio’GNV a u r a b e s o i n d e m o b i l i s a - t i o n d ’i n v e s t i s s e u r s p o u r développer un parc de sta- tions bio’GNV qui absorbe l e n o m b r e d e v é h i c u l e s . Total a annoncé sa volonté d’accompagner et accélérer le développement d’offres bio’GN. DES BELLES OPPORTUNITÉS On observe aujourd’hui des entreprises françaises spé - cialisées dans des secteurs variés liés au biométhane comme le déconditionnement de biodéchets, le traitement d e s d i g e s t at s, l ’é p u rat i o n du biogaz en biométhane, la liquéfaction et l’injection portée de biométhane, etc… Cette exper tise offre à la France l’opportunité de dével- opper plus son savoir-faire pour se positionner en tant que leader international dans le domaine du biométhane. Au niveau national, la libéralisa- tion d’une telle filière donnera naissance à de nouvelles inno- vations ainsi qu’à des emplois industriels. Cela contribuera également à l’indépendance énergétique de la France qui à ce jour impor te la quasi- totalité du gaz de Russie, Norvège ou Algérie. Les ges- tionnaires du réseau pour- ront proposer des ser vices de garantie d’injec tion de gaz vert pour les clients ou valoriser des infrastructures existantes de transport et dis- tribution de gaz. Chaimaa ELMKADMI Sources : [1] L’observatoire 2018 de la filière biométhane, Sia Partners [En ligne] sur : http://www.energie.sia-partners.com/20180413/ biomethane-lobservatoire-2018-de-la-filiere-repris-par-plusieurs-medias [2] Etats des lieux du biométhane en France, ENEA consultion, 2018 [En ligne] sur : http://www.enea-consulting.com/wp-con- tent/uploads/2017/11/ENEA-biomethane-france-2017-synthese-publique.pdf I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 19BIOMÉTHANE
  • 20. La nouvelle ère du solaire PV ? LE SOLAIRE PV EN QUELQUES CHIFFRES DE 2016 L’énergie solaire photovolta- ïque (PV ) connait un vérita- ble essor à l’échelle mondi- ale et semble être une filière très prometteuse. En 2016, la capacité PV atteignait plus de 74 GW, selon le EurobservER Photovoltaïque barometer, April 2017, www.eurobserv- er.org/photovoltaic-barome- ter-2016) et l’AIEEA dans son rapport Renewables 2017. Le rapport souligne que, pour la première fois, les capacités installées du solaire photo- voltaïque dépassent celles de tout autre combustible, entre autres le charbon (57GW ). La Chine vient largement en tête des per formances PV en connectant 35 GW à son réseau, les USA arrivent en seconde position avec un dédoublement de leur puis- sance connectée (15 GW con- nectés en 2016 contre 7,5 GW en 2015), l’Inde, en troisième position, poursuit une accé- l é rat i o n d e s a c ro i s s a n ce (+7GW entre mars 2016 et mars 2017) avec une capacité totale installée de 12,3 GW. L’UE bien qu’elle soit souvent pion- nière dans les débats sur la lutte contre le réchauffement climatique et le développe - ment des énergies renouvel- ables, est en retrait en 2016 sur le marché international du solaire : 6,1 GW connectés au lieu de 7, 9 GW en 2015. Les contrastes inter-pays sont fla- grants : l’Allemagne est stable (1,5 GW de nouvelle puissance entre 2015 et 2016), la France est en revanche en net recul (560 MW connectés en 2016 au lieu de 900 MW en 2015) ainsi que le Royaume-Uni (2,4 GW contre 3,8 GW en 2015). On remarque que l’Allemagne domine nettement le pan- orama solaire en Europe avec une capacité totale instal- lée de 41 GW en 2016, devant celle de l’Italie (19 GW ), du Royaume-Uni (11,5 GW ) et de la France (7,2 GW ). Capacités de production additionnelles par combustible à l’année 2016 © IEA I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 20 SOLAIRE
  • 21. Croissance des capacités renouvelables installées par pays/région © IEA Evolution de la part de la Chine sur les marchés de production et de demande de panneaux solaires PV © IEA I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 21SOLAIRE
  • 22. UN PETIT ZOOM SUR LES PRIX A u j o u r d ’ h u i , l a C h i n e représente la moitié de la demande mondiale d’énergie P V, t a n d i s q u e l e s e nt re - prises chinoises représen- tent environ 60% de la capac- ité totale annuelle de produc- tion de cellules solaires dans le monde. À ce titre, l’évolution des marchés et des politiques en Chine aura des répercussions mondiales sur la demande, l’offre et les prix de l’énergie PV. Selon les prévisions de l’AIE, la capacité solaire totale dans le monde atteindra 740 GW d’ici 2022. Le coût élevé de production d’électricité à partir du PV a historiquement été une bar- rière au développement de la filière. Aujourd’hui, il est considéré comme une des énergies les moins chères avec un coût proche de $60/MWh. L’ I N T E R M I T T E N C E : U N VERROU À FAIRE SAUTER Alors que le coût est un prob- lème qui disparaît, la gestion de l’intermittence demeure le défi à relever pour le PV. L a r e s s o u r c e s o l a i r e e s t modulée par les nuages, la météo, les saisons et les cycles journaliers. Du fait de sa vari- abilité, elle n’est toujours pas prévisible avec précision et est souvent considérée par les gestionnaires du réseau comme étant peu fiable pour répondre aux exigences de la demande en électricité. Toutefois, l’intermittence du PV ne représente pas un défi majeur en cas faible péné - tration. Le PV peut gagner des capacités de pénétration modérée dans les régions où la demande de pointe est liée à un besoin intensif en air conditionné, lui-même entraîné par un fort ensoleil- lement. L’intermittence à forte pénétration, par contre, pose de sérieux problèmes liés à la convergence de l’offre et de la demande. Une pénétra- tion modérée serait efficace pour réduire la demande de pointe en été, et éviter ou déplacer la mobilisation de centrales à coûts marginaux les plus élevés. Ceci ne serait plus le cas à très forte péné- tration, où le déséquilibre offre-demande nécessiterait la mise en place de moyens de pointe considérables afin de pallier les différentes per- turbations qui surgiraient au niveau du réseau. Variabilité de la ressource solaire à différentes échelles temporelles pour un emplacement donné [5] I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 22 SOLAIRE
  • 23. S O L U T I O N D E L’INTERMIT TENCE Heureusement, il existe des solutions pour transformer le vaste potentiel de la ressource solaire en un système de pro- duction d’électricité capable de répondre à la demande électrique tout en respectant l e s c o n t r a i n t e s o p é r a - tionnelles et en éliminant donc le recours aux moyens de couverture de pointe. L’étude « Very High PV penetration  » menée par un consor tium de chercheurs américains en dresse une liste : Le stockage La production excédentaire d’énergie solaire peut être stockée pour une utilisation ultérieure. Deux problèmes disparaissent avec le stock- age  : l’élimination de la pro- duction excédentaire et la fourniture d’énergie renouv- elable lorsque celle-ci n’est pas disponible. Les technol- ogies de stockage électrique couvrent un large éventail de capacités, entre autres, les moyens de stockage à réponse très rapide comprenant des fly‐wheels (batterie iner ti- elle) et des condensateurs, le stockage à réponse plus lente incluant des technologies de réser ve d ’énergie m assive telles que l’hydro pompée, et enfin le stockage avec des batteries électriques. Toutes les technologies de stockage évoluent rapidement avec une tendance à la baisse des coûts et une tendance à la hausse des performances (efficacité, durée de vie). L e d é l e s t a g e i n t e l l i g e n t (Smart curtailment) Une production solaire excé- dentaire au-delà de ce qui p e u t ê t r e c o n s o m m é o u stocké peut être déversée (par exemple, en réduisant partiellement la puissance de sortie de l’onduleur). Ce type de réduction est distinct de la pratique de réduction réac- tive basée sur les contraintes de t ype profils de rampe pour assurer la stabilité de la transmission et qui est déjà imposée par certains opéra- teurs de réseau. Il se distingue également de la réduction en fonction des besoins du système de distribution, tels que le contrôle de la tension locale. Il consiste plutôt en une réduction de la produc- tion à un niveau approprié à la situation. Le load shaping Il s’agit d’une forme proac- tive d’équilibrage de l’offre et la demande, encourageant la consommation électrique lorsque la ressource solaire est abondante localement et la décourageant lorsqu’elle ne l’est pas, par exemple, par des tarifs de consommation d’électricité appropriés et/ ou des charges contrôlables. Il peut également tirer parti des capacités de stock age thermique qui permettent le déplacement de la consom- mation à différentes périodes avec un impact minimal sur les utilisateurs finaux. La dispersion géographique L a p r o d u c t i o n d ’é n e r g i e solaire peut être mise en co m m u n a u n i ve a u l o c a l, régional ou au-delà, afin de réduire les effets de la vari- abilité induite par les con- d i t i o n s m é t é o r o l o g i q u e s . Tirer par ti de la dispersion géographique peut nécess- iter des ressources de trans- mission supplémentaires. As s o c i a t i o n d u P V ave c l’éolien et/ou la biomasse Le vent est une autre ressource I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 23SOLAIRE
  • 24. renouvelable abondante et intermittente. Bien que son potentiel soit moins impor- tant que le solaire, il présente s o u ve n t l ’av a n t a g e d ’ê t re non corrélé et dans de nom- breux cas, complémentaire au solaire à l’échelle infra jour- nalière et saisonnière. La bio- masse, bien qu’elle soit limitée en ressource, peut fournir une énergie dispatchable ou de base similaire à la puissance fossile et nucléaire. L’étude citée plus haut illus- tre qualitativement quatre de ces solutions basées sur la res- source solaire uniquement : stockage, réduction, mise en charge et dispersion. Les deux premiers graphiques en haut illustrent l’appor t solaire variable (A) et un profil de demande typique qui doit être servi fermement (B). Le stock age (C) redistribue la ressource aux périodes où elle n’est pas disponible. La réduction (D) et la dispersion géographique (E) atténuent la variabilité infra journalière et journalière. La mise en forme de la charge (F) modifie le profil de la demande pour améliorer sa coïncidence avec l’alimentation solaire. La seule solution qui pour- rait éliminer le recours aux moyens conventionnels de substitution à tous les niveaux de pénétration est le stockage électrique, car il s’agit du seul moyen capable de compenser à tout moment le manque de ressources (par exemple, la nuit). Alors que le stockage seul ren- drait la pénétration élevée ex trêmement coûteuse, la fourniture d’énergie à base de forte intégration PV pourrait être rendue fiable et abord- able en combinant de manière optimale le stockage avec les autres solutions. L’AIE PVPS Variabilité de la ressource solaire à différentes échelles temporelles pour un emplacement donné [2] I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 24 SOLAIRE
  • 25. Prix du kWh en fonction de la stratégie déployée (Photovoltaic Power Systems) a récemment analysé le coût de production de base avec le solaire dans le centre des États-Unis en combinant de façon optimale la disper- sion régionale (dans un rayon de 1000 km), le stockage, le délestage intelligent et la demand-response. L’étude intitulée ‘“Geographic Dispersion and Curtailment of VLS-PV Electricity” a montré qu’un objectif de satisfaction r i g o u re u x d ’ u n e d e m a n d e classique définie comme une livraison constante de puis- sance jour et nuit, tout au long de l’année équivalente à celle délivrée par une cen- trale nucléaire sans interrup- tion, a été atteint pour moins de 10 cents par kWh même sans inclure la produc tion d’énergie éolienne. Emna BERKAOUI Sources : [1] Renewables 2017 http://www.iea.org/renewables/ [2] Achieving Very High PV Penetration http://digitalcommons.pace.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1006&context=environ mental [3] https://www.eurobserv-er.org/photovoltaic-barometer-2016)/ [4] Lazard, “LAZARD’S LEVELIZED COST OF ENERGY ANALYSIS — VERSION 8.0,” September 2014. [Online]. Available: https://www. lazard.com/media/1777/levelized_cost_of_energy_‐ _version_80.pdf. [5] R. Perez, M. David, T. Hoff, M. Jamaly, S. Kivalov, J. Kleissl, P. Lauret and M. Perez, “Spatial and Temporal Variability of Solar Energy .”.Foundations and Trends in Renewable Energy, (invited & forthcoming). [6] PowerWall Tesla Home battery,” [Online]. Available: http://www.teslamotors.com/powerwall. [ “MGH deep Sea Energy Storage,” [Online]. Available: http://www.mgh‐energy.com/. [7] Geographic Dispersion and Curtailment of VLS‐PV Electricity, IEA PVPS Task 8 report, Ch.4 Future Technical Options for the Entire Energy System., 2015. I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 25SOLAIRE
  • 26. L’intérêt d’une agriculture raisonnée sur le problème environnemental A u j o u r d ’ h u i , l ’a g r i c u l t u r e compte pour environ 2% de l a co n s o m m a t i o n é n e rg é - tique mondiale, dont 80% est d’origine fossile [1]. Cette part est estimée à 4 % si l’on prend en compte les consommations d’énergie indirectes (fabri- cation des engrais, produits phytosanitaires, fabrication du matériel et des bâtiments, transport des aliments pour le bétail). Les problèmes de l’énergie et de l’agriculture sont ainsi étroitement liés. Ils entreti- e n n e n t m ê m e u n e r e l a - tion durable. Si la transi - tion énergétique a pour but d’opérer un virage à 90° dans nos manières de consom- mer et produire l’énergie en faveur de l’environnement, énergie et agriculture part- agent un but commun : que notre évolution se fasse dans un environnement viable et respectueux de la nature. Ce n’est pas vraiment l’objectif atteint avec la mondialisa- tion. Cette ouverture vers des horizons nouveaux est aussi l ’a v è n e m e n t d ’ u n c e r t a i n luxe : consommer des produits fabriqués à l’autre bout du monde. Si cela est attractif sur le papier, nul doute que certains méfaits sont d’ores et déjà observés sur la planète. Pre n o n s l e c a s d e l ’ h u i l e de palme : véritable désas- tre écologique, sa culture est accrue par le besoin créé par l’industrie agroalimen- taire. Déforestation en faveur de la monoculture intensive, destruction d’écosystèmes, qui mènent sans surprise à une augmentation non-néglige - able des émissions de gaz à effet de serre : ces arguments n’en sont pas moins valables pour ceux qui voient derri- ère ces produits une filière extrêmement rentable. Le lien avec le problème énergétique s’établit de plus tout naturel- lement lorsqu’un géant pétro- lier comme Total voit en l’huile de palme la matière première de son prochain biocarburant [2]. D e même pour la viande, q u i n é c e s s i t e d ’i m p o r t e r du soja brésilien qui nour- rira les volailles et porcs de l’agrobusiness. La déforesta- tion est à nouveau une con- s é q u e n c e d e c e t é l e v a g e de masse et contribue indi- rec tement mais for tement à l’augmentation des émis- sions de gaz à effet de serre e t a u c h a n g e m e n t c l i m a - t i q u e. L’a c c è s à l ’e a u , l a terre et l’énergie dans notre système agricole s’avèrent être des problèmes qui seront de plus en plus d’actualité. Agroécologie, protection de la biodiversité et santé des sols doivent alors être maîtrisés afin de contribuer au dével- oppement durable. Qu’en est-il justement de la santé des sols ? Revenons sur une polémique publique très récente : le glyphosate. Cet herbicide chimique (autrefois I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 26 AGRICULTURE
  • 27. exclusivement produit par Monsanto), dont l’interdiction à partir de 2021 était au cœur du débat européen, n’a pas réussi son entrée dans la loi agriculture et alimenta- tion. Si certains le classent comme potentiellement can- cérogène, cet agent toxique qui n’attaque que les plantes, peut affecter négativement des plantes non ciblées. Ses conséquences indirectes sont plurielles : sur la faune, la flore et potentiellement les sols. Si leur dégradation varie en fonction du type de sol, il existe aussi un risque de pol- lution des eaux lors de pluies. L’exposition des populations à cet herbicide, aujourd’hui le plus utilisé en agricul - ture, est vivement discutée à Bruxelles, mais aussi par les agences réglementaires et le Circ (Centre international de recherche sur le cancer). D e nombreux agr iculteurs a f f i r m e n t n e p a s p o u vo i r se passer de ce désherbant pour leur production, mais d’autres ont opté pour une agriculture plus modeste, qui entraîne une baisse de la pro- duction mais aussi une baisse des coûts. « S’il n’y a pas de solution unique, des alter- natives économiques viables existent. » d’après Carmen E t c h e v e r r y , c h a r g é e d e mission Agriculture à France Nature Environnement[3]. U n e c o n c l u s i o n q u i f a i t écho au problème énergé - tique auquel on fait face : la solution au problème envi- ronnemental sera sûrement plurielle. Les exemples de dés- astres écologiques agricoles sont aujourd’hui nombreux et s’accompagnent dans la majorité des cas par une sur- consommation énergétique si l’on s’intéresse à l’ensemble de la chaîne de valeur du produit, comme le transport maritime. Ce dernier, qui devrait tripler d’ici 2020 par rapport à 1985, est un désastre en termes d’émissions de CO2 [4]. Ces émissions, par ailleurs souvent non prises en compte, du fait de la complexité de leur éval- uation et de leur attribution à un pays en particulier (comme toute question liée au trans- port), sont à relativiser avec le considérable impact sani- taire du transport maritime. Le moment est peut-être venu de prendre part à une réelle transition énergétique plutôt qu’assister au spectacle alar- mant de la continuité de nos habitudes consuméristes en perpétuelle croissance. En effet, il semble qu’aujourd’hui, nous nous complaisions à tester l’existence de ce que le club de Rome définissait en 1970 comme les limites de la croissance. Lise ADEGNON Sources : [1] Connaissance des énergies, Energie et agriculture en France, 2014. Disponible sur : https://www.connaissancedesenergies. org/fiche-pedagogique/energie-et-agriculture-en-france [2] Libération, « Biocarburant : Total jette de l’huile de palme sur le feu », juin 2018. Disponible sur : http://www.liberation.fr/ france/2018/06/08/biocarburant-total-jette-de-l-huile-de-palme-sur-le-feu_1657762 [3] https://www.opinion-internationale.com/2013/05/17/17668_17668.html [4] FranceTVinfo, « L’article à lire pour comprendre le débat sur le glyphosate, la star des herbicides », 2017. Disponible sur : https://www.francetvinfo.fr/monde/environnement/pesticides/si-vous-ne-comprenez-rien-au-debat-sur-le-glyphosate-la- star-des-herbicides-lisez-cet-article_2412665.html [5] Planetoscope.com, « Emissions de CO2 par le trafic maritime mondial », Disponible sur : https://www.planetoscope.com/ co2/680-emissions-de-co2-par-le-trafic-maritime-mondial.html [6] images : shutterstock I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 27AGRICULTURE
  • 28. Depuis la nuit des temps, l’eau a été considérée par l’homme comme une ressource naturelle vitale, rare et sacrée. Son symbolisme a alimenté plu- sieurs croyances religieuses, et sa nécessité pour la vie de toutes les espèces a engendré beaucoup de conflits surtout dans les régions bioclima- tiques délicates. De nos jours la crise de l’eau se situe au premier rang des risques de premier ordre à venir dans les 10 prochaines années, selon le rapport « World Economic Forum, Global Risks Repor t 2016», au même rang que le risque d’un échec poten- tiel de la mobilisation pour le changement climatique. Cette position de la crise de l’eau se justifie du fait que 40 % de la population mondiale vit dans des régions pauvres en ressources hydriques (UN Water 2014). Cette crise se manifeste par des chiffres préoccupants : 780 millions de personnes n’ont pas accès à l’eau potable, et plus du tiers de la population mon- diale (2,5 milliards) n’ont pas accès à des installations sani- taires de base. Une corrélation claire s’établie avec l’énergie, en effet, plus de 1,3 milliard de personnes n’ont pas accès à l’électricité et 1,2 milliard ont accès à une électricité peu fiable. Partant de cette situ- ation incertaine, cet article aborde la problématique de l’eau sous une vision éner- gétique, visant à souligner le rapport de proximité et la nécessité inéluctable d’une planification conjointe entre les deux composantes pour apporter des solutions dura- bles. Avant de rentrer dans les détails de cette liaison qui a fait le sujet principal d’un rapport complet de l’agence international de l’énergie en 2016. La base de cette con- nectivité est simple : pour produire de l’énergie primaire et de l’électricité, nous avons besoin d’eau ; pour extraire, traiter et transpor ter l’eau, nous avons besoin d’énergie. L’eau et l’énergie... dans un contexte fragile I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 28 EAU & ÉNERGIE
  • 29. P O U R Q U O I A - T - O N B E S O I N D’EAU POUR LA PRODUCTION D’ÉNERGIE ET VICE-VERSA Parmi tous les secteurs consom- mateurs d’eau, l’agriculture reste la première source de la demande globale. Le secteur de l’énergie qui inclut la pro- duction de l’énergie primaire et la génération d’électricité partage une part non néglige- able qui varie entre 10% et 15% en prélèvement d’eau et 3% en consommation. Selon le scénario « New Policies » cette situation va connaitre une forte augmentation à l’horizon 2035 avec une augmentation de 20% pour le prélèvement et 85% pour la consomma- tion d’eau dans le secteur de l’énergie. A la maille d’un seul pays ces chiffres deviennent plus importants, et dépen- dent majoritairement du mix énergétique national. A titre d’exemple aux Etats-Unis, le prélèvement de l’eau douce pour la production thermique d ’é l e c t r i c i té co m p te p o u r 40%, au même niveau que l’agriculture et atteint 64% en Allemagne. Dans les pays en développement ou émergents la quantité d’eau utilisée dans le secteur de l’électricité peut augmenter si les unités con- ventionnelles de production d’électricité (hydraulique et turbines à gaz) sont installées à large échelle. L’eau utilisée au niveau des systèmes de refroidissement pour le maintien opérationnel des unités thermiques, néces- site la plus grande quantité d’eau, dont la consommation dépend for tement du type de technologie de la centrale thermique. En 2014, sur les 398 milliards de mètre cubes [3] [4] I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 29EAU & ÉNERGIE
  • 30. prélevés pour le secteur de l’énergie, 58% étaient utilisés pour les centrales thermiques fossiles, 28% pour les cen- trales nucléaires, 12% pour la production d’énergie primaire (pétrole, gaz, charbon) et 2% pour les renouvelables. Un compromis entre utilisa- tion de l’eau et production d’énergie est à souligner à ce niveau, étant donné que l’efficacité thermique dépend fortement du fluide utilisé et de la technologie de refroid- issement. En d’autres mots une centrale thermique avec un système de refroidissement sec va bel et bien conduire à une diminution de la consom- mation d’eau, mais demande plus d’investissement et reste moins efficace, elle engendre par ailleurs une surconsomma- tion d’énergie primaire fossile et donc plus d’émissions de GES. La consommation de l’énergie dans le secteur de l’eau est importante et les projections du scénario « New Policies  » estiment une croissance de 2 , 3 % a n n u e l l e m e n t p o u r atteindre 1470 TWh en 2040, équivalent à deux fois la con- sommation d’électricité du Moyen Orient aujourd’hui. La plus grande consommation proviendra de l’augmentation des capacités de désalini- sation de l’eau de mer (et qui atteindra 20% en 2040) majoritairement concentré au Moyen-Orient et en Afrique du Nord. La seconde porte sur les projets de transfert d’eau, notamment le grand projet chinois nommé « South-North Water Transfer Project » et qui consommera environ 2% de la production d’électricité chi- noise en 2040 (180 TWh). LE PROJET THIRSTY ENERGY : VERS UNE APPROCHE INTÉ- G RÉ E P OUR LA P LA NIFIC A- TION LONG-TERME L’impact de la crise de l’eau sur le secteur énergétique a bien été ressenti dernière - ment par les grands énergé- ticiens. En effet 82% des entre- prises du domaine du pétrole et du gaz et 73% des opéra- teurs d’électricité ont indiqué dans un sondage effec tué [4] I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 30 EAU & ÉNERGIE
  • 31. dans le cadre du CDP Global Water Report en 2013, leur vulnérabilité face à l’impact de cette crise sur leurs inves- tissements. Néanmoins, les deux secteurs sont régulés indépendamment, et les exer- cices de planification sont con- duits de manière uni-sectori- elle. L’objectif de l’initiative dénommée « Thirsty Energy » vise d’une part à compren- dre les interac tions mutu- elles entre l’eau et l’énergie et d’autre part à combler le gap de la modélisation d’une planification conjointe entre les deux secteurs. L’Afrique du sud, la Chine et le Maroc ont constitué la base des études de cas fondamentaux réali- sées pour dresser les enjeux du sujet. UN FOCUS SUR L’AFRIQUE DU SUD « Jusque-là, c’était un secret bien gardé. Il y avait une ou deux personnes par jour qui remplissaient quelques bouteilles. Maintenant c’est la zizanie ! » Telle est le commen- taire d’un citoyen sud-afric- ain le 25 janvier dernier con- fronté à une sécheresse histo- rique qui dévaste le pays de Mandela. Dans ce pays pauvre en ressources hydriques, qui possède un mix énergétique dépendant du charbon à 90%, le gouvernement a donné son feu vert à l’autorisation de la frac turation hydrau- lique (Fraking) pour le dével- oppement du gaz de schiste dans la région de Karoo. La compétition entre les dif- férents secteurs pour accéder à l’eau va ainsi s’aggraver dans les années à venir : énergie vs agriculture. Dans ce contexte délicat, « Thirsty Energy » a pris l’initiative de procéder à une étude détail- lée du couplage eau/énergie en se basant sur la famille des modèles MarKal/TIMES (South Africa TIMES SATIM). La ques- tion principale de l’étude était de savoir comment des con- traintes additionnelles sur l’eau affecteront la planifi- cation énergétique du pays. Parmi les résultats phares de cette étude (figure ci- des- sous), l’approche dévelop- pée montre la grande sensi- bilité du mix énergétique aux contraintes d’utilisation de l’eau. En effet, pour un scé - nario sans coûts d’utilisation de l’eau le modèle recours à des technologies moins cou- teuses et très consommatrices d’eau. A contrario dès que le système énergétique incor- pore les coûts réels de l’eau, le modèle choisit des tech- nologies à refroidissement sec malgré la diminution de leur efficacité opérationnelle. Cette étude constitue ainsi une preuve de la nécessité d ’intégrer des contraintes d’eau dans les outils d’aide à la décision pour la planifica- tion énergétique. En 2012, la consommation électrique de l’IT représen- tait 7% de la consommation mondiale, soit 1 817 TWh. En d’autres termes, si le secteur de l’IT était un pays, il serait le troisième plus gros con- sommateur d’électricité du monde, derrière la Chine et les Etats-Unis [3]. C e r t a i n s c r a i g n e n t d o n c q u e l e s o p p o r t u n i t é s d’amélioration offertes par le numérique ne soient annulées par l’explosion de l’empreinte environnementale propre du secteur. Les bénéfices envi- ronnementaux permis par les technologies de l’information ne seront profitables que si leurs impacts directs restent acceptables. CONCLUSION En guise de conclusion, et loin de toute technicité sur le sujet, nous pouvons livrer ici une réflexion du PDG du plus grand fournisseur d’eau I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 31EAU & ÉNERGIE
  • 32. minérale au monde, Nestlé : « L’eau est bien sûr la matière première la plus importante sur terre. La question est de savoir s’il faut privatiser ou non l’alimentation en eau. Deux points de vue s’affrontent à ce sujet. Le premier que je quantifierai d’extrême est représenté par les O.N.G pour qui l’accès à l’eau devrait être nationalisé. Autrement dit, tout être humain doit avoir accès à l’eau… et l’autre qui dit que l’eau est une denrée alimentaire, et que comme toute denrée, elle a une valeur marchande. Il est préférable selon moi de donner une valeur à une denrée afin que nous soyons tous conscients qu’elle a un coût et que l’on prenne des mesures adaptées pour les franges de la popula- tion qui n’ont pas accès à cette eau ». A vous d’en juger… Yacine ALIMOU Sources : [1] World Economic Forum, Global Risks Report 2016, 11th Edition. www3.weforum.org/docs/GRR/WEF_GRR16.pdf [2] UN-Water Annual Report 2013, www.unwater.org/publications/un-water-annual-report-2014/ [3] IEA, Water-Energy Nexus Excerpt from the World Energy Outlook 2016. [4] Institute for Advanced Sustainability Studies (IASS), Secure and Sustainable Power Generation in a Water-Constrained World. [5] CDP Global Water Report 2013 : Moving beyond business as usual. [6] Le journal Le Monde, Crise de l’eau en Afrique du Sud : Le Cap se prépare au « jour zéro ». [7] The World Bank, Modeling the Water-Energy Nexus How Do Water Constraints Affect Energy Planning in South Africa? [7] I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 32 EAU & ÉNERGIE
  • 33. Rencontre avec Bioxegy : quelles solutions nous apporte la nature dans le domain énergétique ? Tout d’abord, une petite présentation de toi et de Bioxegy ? Je suis ingénieur en biotechnologies, diplômé de l’école Sup’Biotech de Paris, avec une majeure R&D et une mineure environnement. J’ai réalisé plusieurs stages au cours de ma formation, dans différentes start-ups, puis à la NASA, en astrobiologie pendant 6 mois pour mon stage de fin d’études. Lors de mon retour en France, je me suis mis à la recherche d’un emploi lié à l’environnement. Je me suis dès lors heurté à la prépondérance du domaine de la pharmacologie, de la santé et du biomédical dans les biotechnologies, qui ne m’attiraient pas : mon souhait était de trouver un domaine où pouvoir faire émerger des idées innovantes et monter des projets. Après 6 mois de recher- ches infructueuses, j’ai décidé de monter ma propre structure avec Alexandra, l’actuelle designer de Bioxegy. Alexandra et moi avions eu l’idée d’allier design et biologie. Nous avons ensuite rencontré Sidney qui montait Bioxegy avec Anne. Le courant est très bien passé, et nous avons rapidement décidé de rejoindre le projet pour participer à son essor, ce qui a donné lieu à l’entreprise Bioxegy telle qu’elle existe aujourd’hui ! Notre équipe réunit des profils variés : nous sommes six au total, avec trois scientifiques, deux commerciaux et une designer. Ensemble, nous assurons les deux activités principales de Bioxegy : La première dite de « management de l’innovation » est une activité de conseil consistant à rencontrer des industriels de milieux variés et les sensibiliser au biomimé- tisme et à la bio-inspiration afin d’étendre le champ des possibilités en faisant du biomimé- tisme une méthode d’innovation. Notre but est de mettre à profit notre expertise en biomimétisme et bio-inspiration aux entre- prises souhaitant le faire. Nous travaillons avec des entreprises déjà engagées dans cette démarche, et leur proposons une méthodolo- gie structurée en trois étapes indépendantes : une première phase de décryptage, menant à la rédaction d’une étude de faisabilité détail- lée, avec enfin un accompagnement et une co-conception du projet. Nous voulons créer une relation de confiance avec le client, qui lui permet de s’engager dans un projet con- struit en en comprenant les avantages. Ces projets sont réalisés à l’aide de notre expertise interne, mais également avec un réseau d’experts, scientifiques et chercheurs que nous faisons intervenir lorsque la situ- ation l’exige. Ceux-ci sont issus de tous les domaines car le biomimétisme touche aussi bien aux sciences dures – mathématiques, chimie, physique – qu’au design et à la bioin- génierie. Nous souhaitons créer des synergies entre ces acteurs afin de monter des projets qui n’auraient pas vu le jour sans notre rôle d’interfaçage. I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 33BIOXEGY
  • 34. Notre seconde activité est le développement de concepts en interne ou par le biais de con- trats d’innovation. Nous cherchons à travailler avec des acteurs de tous horizons (startups, chercheurs, étudiants…) afin de mettre à leur service notre expertise commerciale, notre temps et nos ressources, dans le but de dével- opper avec eux leur innovation et de créer de nouveaux produits issus de la bio-inspiration. Notre objectif à long terme est la promotion et la valorisation des innovations sur le marché, dans les domaines que sont la bio-inspiration et les technologies environnementales. En résumé, nous nous plaçons comme une interface entre les acteurs de la recherche et de la science, et ceux des industries et entreprises. *** Comment définis-tu le biomimétisme ? Tu as qualifié votre démarche de « bio-inspiration ». Qu’est-ce qui différencie ce domaine du bio- mimétisme ? Le biomimétisme est formalisé en tant que concept la première fois par Janine Benyus vers le milieu des années 90. Dans les faits, ce concept est beaucoup plus vieux. Nous pensons tout de suite à Léonard de Vinci qui réalisait au XVème siècle des prototypes d’avion calqués sur des ailes de chauve-souris. La démarche est d’innover en observant la nature, puis en la reproduisant. La logique sous-jacente est de se fier aux 3,8 milliards d’années de R&D du vivant, qui a su affronter de nombreux obsta- cles – comment voler, résister à la chaleur, au froid, au manque d’eau, … Ainsi, il est prob- able que la nature ait déjà rencontré notre problème, et y ait déjà répondu. Cette logique vise à s’inspirer de cette solution et l’adapter à notre problème. Il s’est avéré au cours de nos rencontres que le terme bio-inspiration était plus adapté. Dans le biomimétisme il y a une notion de « calquer ». C’est une démarche qui peut parfois être pertinente, mais qui est trop souvent restreinte à quelques applications spéci- fiques  : par exemple l’avant du Shinkansen, le TGV japonais, est calqué sur le bec d’un martin pêcheur, qui répond précisément au problème rencontré par ce train. La bio-inspi- ration est une approche plus large qui vise non seulement à observer la nature et comprendre la solution employée, mais ensuite à adapter cette solution au problème posé et l’optimiser dans l’optique de résoudre ce problème. On ne se limite pas aux savoirs de la nature, les stratégies sont également très importantes : croissance, allocation des ressources, de Projet de biopile “Bloom Garden” I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 34 BIOXEGY
  • 35. l’énergie,… En bio-inspiration, une économie d’énergie dans la nature, chimique ou mus- culaire par exemple, se traduit par une écon- omie de carburant, une réduction de la fric- tion, et autant de pistes améliorant une per- formance globale. *** Passons maintenant au domaine de l’énergie. Peux-tu nous donner quelques exemples de bio-inspiration appliquée au domaine éner- gétique ? Le premier exemple auquel nous pensons est arrivé par hasard : un chercheur a observé que les nageoires d’une baleine étaient pourvues de « tubercules », des sortes de picots. Après modélisation du phénomène, il a montré qu’en incluant ces picots sur une éolienne, la friction en était limitée et l’aérodynamisme amélioré. Cela a infirmé l’idée de l’aérodynamisme uni- versellement associé au « lisse ». Nombre de structures observées dans la nature peuvent contribuer à la création de micro vortex amé- liorant l’aérodynamisme. Ce qui cause chez la baleine une économie d’effort via un mei- lleur hydrodynamisme et une réduction de la traînée, se traduit dans l’industrie par une réduction des déperditions énergétiques grâce aux mêmes principes de dynamiques des fluides, dans l’air cette fois. Cela a donné lieu à WhalePower, une entreprise développant des pales d’éoliennes équipées de tubercules. Un autre exemple grandissant nous vient de EEL Energy qui développe une hydrolienne « trainant » dans le courant à la manière d’une nageoire de poisson. En énergie, la nature nous donne les clés pour une meilleure gestion des ressources. Nous cherchons à comprendre comment font les animaux pour conserver et rentabiliser au maximum l’énergie qu’ils produisent en s’alimentant. A cet effet, le « winglet » que nous observons au bout des ailes d’avion est inspiré des plumes périphériques de nom- breux rapaces lorsqu’ils désirent stabiliser leur vol. Ceci entraîne une réduction de 3,5% de carburant sur les avions de ligne. Un dernier exemple concerne les termites. Des scientifiques ont observé que la struc- ture des termitières permet une circulation d’air frais, et un maintien d’une température fraîche même dans les environnements les plus arides. Ce constat pourrait entraîner la création de systèmes de ventilation passive gardant le bâtiment au frais. D’autres projets souhaitent reproduire les cel- lules électriques des anguilles pour faire des micro-batteries fixées sur des Pacemakers, par exemple. Il y a du potentiel d’innovation à tous les niveaux, même si les innovations bio- mimétiques touchant la production d’énergie sont plus rares. A ce sujet, nous nous tourn- erons davantage vers la bio-inspiration, ou encore vers les technologies environnementa- les : nous y découvrons le monde des micro- algues, cyanobactéries et micro-organismes en général capables de produire énormément d’énergie sous forme de biocarburant ou indi- rectement de l’électricité à travers un procédé de génération. *** I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 35BIOXEGY
  • 36. Les microorganismes constituent donc une source d’inspiration majeure dans ce domaine ? Pas vraiment. Quand on parle de micro-organ- ismes, nous parlons plus d’observation de leurs propriétés que d’inspiration. Nous cher- chons à réemployer leurs propriétés. Prenons l’exemple d’une cyanobactérie. Nous pouvons employer son procédé de photosynthèse – conversion du CO2 en oxygène par la lumière naturelle – pour purifier l’air en créant de la biomasse, réutilisée comme combustible. L’intérêt de la photosynthèse est donc double. Il existe de nombreuses technologies utilisant ces propriétés, comme par exemple celle du puits de carbone. *** La nature peut-elle inspirer des usages en stockage d’énergie ? Il existe des prototypes de petites batteries bio-inspirées, mais nous rencontrons là le phénomène de « biomimwashing ». A l’image du greenwashing, il ne faut faire de la bio- inspiration une méthode absolue: une bat- terie Lithium-Ion est aujourd’hui beaucoup plus efficace qu’une batterie bio inspirée, sur tous les niveaux. La Nature n’a pas vraiment de réponse à la question des batteries, car elle ne possède pas cette problématique de stocker de l’électricité en grande quantité comme le fait le monde moderne. De mon humble avis personnel, les prochaines découvertes dans le monde du stockage de l’énergie seront davantage des découvertes d’ingénierie que des découvertes de biomimé- tisme. Néanmoins, tout dans la Nature est une piste pour améliorer l’économie de ressources, et optimiser une rentabilité énergétique. Dans la Nature, les mouvements naturels peuvent être transformés en sources d’énergie (EEL par exemple), tandis que le vivant présente une formidable optimisation dans la consomma- tion de ressources. La bio-inspiration inter- vient donc plus dans la production et la con- sommation responsable de cette énergie que dans son stockage à proprement parler. Il existe par ailleurs des dispositifs appelés biopiles, qui permettent d’utiliser le vivant, notamment des micro-organismes, afin de produire de l’électricité. *** Sur quels projets travaillez-vous en ce moment ? Nous travaillons actuellement au développe- ment du premier projet de notre pôle de conception. Il s’agit d’un projet de biopile dans lequel j’étais investi avant de rejoin- dre l’équipe. L’idée est d’utiliser la croissance d’une plante pour générer de l’électricité. Le produit prend la forme d’un bac à plantes sur lequel nous branchons un chargeur de télé- phone. Ce projet révèle l’essence et tous les avantages de la bio-inspiration puisqu’on peut l’intégrer dans la vie de tous les jours pour ajouter une rentabilité aux actions du quoti- dien, sans pour autant modifier les habitudes de chacun. Tout le monde a déjà fait pousser une plante ou bien n’est pas étranger à la pra- tique, et de l’agrégation de ces sources de production pourrait survenir un changement important. *** I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 36 BIOXEGY
  • 37. Clément LAPIERRE Partner-in-Charge Innovation & Bioengineering clement.lapierre@bioxegy.com +33 (0)6 09 25 80 39 Sidney ROSTAN Founder & CEO sidney.rostan@bioxegy.com +33 (0)6 15 11 86 61 CONTACTS Une dernière question, quels concepts pen- sez-vous développer ? Il est encore trop tôt pour le dire. Cependant, nous gardons un regard large sur la bio-inspi- ration, afin d’innover dans le plus de domaines possibles. Nous sommes actuellement en train de travailler à la création de notre struc- ture visant à travailler avec les acteurs de la bio-inspiration pour développer de nombreux projets, et espérons en faire un centre majeur de l’innovation bio-inspirée à l’avenir. propos : Clément LAPIERRE interview & rédaction : Raphaël CLUET I N F ’ O S E | J u i n - J u i l l e t 2 0 1 8 37BIOXEGY