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![CCS & CCU : quels enjeux pour les électriciens
et les industriels ?
CONTEXTE
Les décisions en matière de
p o l i t i q u e e n v i r o n n e m e n -
tale ces der nières années
p e u ve n t l a i s s e r p e r p l e xe.
Tout d’abord avec des résul-
tats plutôt mitigés concernant
les accords de Paris établis
lors de la COP21. Puis avec
le retrait des Américains de
ces mêmes accords lors de la
COP23 en 2017, où les dirige-
ants de Washington ont mas-
sivement défendu les éner-
gies fossiles. Enfin, avec un
fort lobbying des entreprises
les plus polluantes au sein
même des négociations clima-
tiques internationales, comme
le rapporte l’ONG Corporate
Accountability [1].
Dans le monde, les émis-
sions de gaz à effet de serre
représentent 35 GtCO2
/an [2].
Plusieurs industries sortent
du lot en ce qui concerne
les émissions de CO2
directe-
ment liées à leur processus
de fabrication : on distingue
deux catégories d’industries
à for tes émissions carbon-
ées. D’une part, les centrales
de production d’électricité de
sources fossiles. D’autre part
les industries lourdes (métal-
lurgie, cimenterie et pétrochi-
mie). Ces sources représen-
tent respectivement 25% et
21% des émissions totales de
carbone dans le monde soit un
total de 16 GtCO2
/an [3].
D a n s c e c o n t e x t e , a b o r -
dons les différents moyens
existants de capture, de stock-
age et d’utilisation du CO2
.
Les technologies de capture
et de stockage du CO2
sont
appelées CCS (Carbon Capture
and Storage), les technologies
de capture et de valorisation
sont quant à elles appelées
CCU (Car bon Capture and
Utilisation).
E N J E U X T E C H N I Q U E S E T
TECHNOLOGIQUES
Quelles sont les méthodes de
capture du carbone ?
Le CO2
est formé lors de la
combustion de ressources
é n e r g é t i q u e s c o m m e l e
charbon, le pétrole, le gaz
naturel ou la biomasse. Ces
émissions de CO2
sont soit dif-
fuses (véhicules, chauffages
individuels…), soit concen-
trées (secteur industriel et
production d’énergie). Seules
les émissions concentrées
pourraient facilement être
captées. On distingue trois
grandes familles de procédés :
• La capture avant une com-
bustion : précombustion.
Cette technologie ne peut
s’appliquer que sur des
u n i té s n e u ve s c a r e l l e
nécessite de modifier le
processus de combustion.
• L a c a p t u r e a p r è s u n e
co m bu s tio n classi que :
p o s t c o m b u s t i o n . C e t t e
méthode est la plus facile
à mettre en place car elle
peut s’intégrer aux instal-
l at i o n s ex i s t a nte s s a n s
nécessiter de modifica-
tions trop importantes. La
capture se fait souvent à
l’aide d’un solvant, afin
de capturer le CO2
présent
dans les fumées de com-
bustion. Le solvant est
r é g é n é r é p a r a p p o r t
énergétique.
• L a c a p t u r e a p r è s u n e
combustion à l’ox ygène
p u r : o x y c o m b u s t i o n .
L’oxycombustion n’est pas
à proprement parler une
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
7CCU & CCS](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-7-320.jpg)
![méthode de captage du
CO2
: elle consiste à injecter
de l’oxygène pur (et non
pas de l’air) pour réaliser la
combustion. Cela permet
d’obtenir des fumées con-
te n a nt j u s q u’à 9 5 % d e
CO2
: des étapes de lavage
et de déshydratation des
fumées sont ensuite suf-
f i s a nte s p o u r i s o l e r l e
dioxyde de carbone à 99%.
Cette technologie néces-
site une reconfiguration
de l’installation existante,
et implique la produc -
tion de grandes quanti-
tés d’ox ygène très pur.
L’oxygène est obtenu par
séparation de l’oxygène
d e l ’ a i r, p r o c é d é t r è s
énergivore.
Quels sont les moyens de
stock age du CO2
et leurs
capacités ?
Il existe, depuis une ving-
t a i n e d ’a n n é e s d é j à , d i f -
férentes méthodes afin de
stocker le CO2
à long terme.
Ces méthodes sont pour la
majorité mises en œuvre par
le biais de projets pilotes qui
cherchent à tester ou démon-
trer l’efficacité de ces nou-
velles technologies. Les trois
principaux types de stock-
age existants sont résumés
dans le tableau ci-dessous.
Actuellement on recense 37
projets principaux selon le
Global CCS Institute [5]. Il y
en a 17 en exploitation, qui se
situent en majeure partie aux
États-Unis, 16 en développe-
ment, principalement locali-
sés en Chine, et 4 en construc-
tion. Au total, ces projets per-
mettraient de stocker au plus
70 MtCO2
/an, soit 0,20% des
émissions de CO2
mondiales.
Les deux principaux acteurs
dans l’utilisation des technol-
ogies CCS sont les États-Unis
et la Chine, qui produisent la
majeure partie de leur élec-
tricité par le biais du gaz de
schiste et du charbon, princi-
paux émetteurs de GES. « Dans
le scénario 2DS, près de 75%
du CCS déployé s’effectue en
dehors des pays de l’OCDE,
principalement en Chine, qui
accumule à elle seule 28%
(soit 26Gt) du CO2
capturé en
2050 » [6].
Les différentes méthodes de stockage de CO2
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
8 CCU & CCS](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-8-320.jpg)
![C C U : Q u e l l e s s o n t l e s
méthodes de valorisation du
CO2
?
D e p u i s d e n o m b r e u s e s
années, le potentiel de valo-
risation du CO2
est au centre
de travaux de recherche. En
effet, une valorisation du CO2
capturé ne serait-elle pas plus
viable que le stockage de ce
dernier ? Dans ce contexte, le
CO2
n’apparaitrait plus comme
une contrainte mais comme
une opportunité économique.
Dans les faits, l’industrie con-
somme déjà du CO2
pour fab-
riquer différents produits. Le
CO2
peut être utilisé comme
réactif (pour la fabrication
de l’urée ou de l’aspirine) ou
directement en tant que tel,
sans transformation du CO2
,
pour gazéifier les boissons
gazeuses, par exemple. Au
niveau mondial, l’utilisation
« historique » de CO2
s’élève à
153 MtCO2
/an [7]. Pour rappel,
les émissions anthropiques de
dioxyde de carbone représen-
tent quant à elles environ
35 GtCO2
/an [2]. L’utilisation
t r a d i t i o n n e l l e d u CO 2
n e
représente donc que 0,44%
des émissions de CO2
mondi-
ales annuelles.
L’enjeu majeur de la filière
CCU consiste à aller plus
loin dans l’usage actuel du
CO2
, mais aussi à trouver de
nouvelles applications, pour
aller au-delà des 153 MtCO2
/
an valor isées aujourd ’hui.
L’utilisation du CO2
brut est
déjà bien maitrisée par les
industriels. Les projets de
recherche se tournent donc
vers les voies de valorisation
par réaction chimique, mais
aussi vers des voies de valo-
risation par transformation
biologique. Les principales
méthodes de valorisation sont
résumées sur la figure de la
page suivante.
Schématisation des différentes possibilités pour le stockage géologique du CO2
© IFP Énergies nouvelles
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
9CCU & CCS](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-9-320.jpg)
![Cependant, la plupart de ces
voies de valorisation ne reti-
ennent pas le CO2
de façon
permanente. En effet, s’il est
piégé de façon permanente
dans le cas du CCS, le CO2
utilisé pour la production de
produits à valeur énergétique
ou pour la synthèse organique
est libéré dans l’atmosphère
lorsque le produit en question
est consommé.
L E S I M P A C T S
SOCIO-ECONOMIQUES
Quels seront les surcoûts et les
plus-values liés à l’intégration
du CCS et du CCU dans les
procédés de fabrication ?
Il va de soi que l’intégration
d’un tel système engendre un
surcoût de par l’infrastructure
à mettre en place, aussi bien
pour la capture, le transport
et le stockage du CO2
. Selon
l ’ U S E n e r g y I n f o r m a t i o n
Administration, ce surcoût
est de l’ordre de 30% dans
le cas d’une centrale de pro-
duction d’électricité [8]. Selon
une étude de l ’ADEME en
2013 [4], le coût total moyen
d’opération d’une installation
CCS s’élève à 60€/tCO2
, valeur
de référence également utili-
sée par le GIEC [9]. Mais en
réalité les coûts de capture
Ensemble des voies de valorisation du CO2
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
10 CCU & CCS](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-10-320.jpg)
![v a r i e n t f o r t e m e n t d ’ u n
procédé à l’autre. Ainsi, la
technologie CCS peut s’avérer
rentable ou non en fonction
du contexte du projet.
Une augmentation du prix du
CO2
sur le marché du carbone
pour pousser les industriels à
minimiser leurs émissions ?
Dans tous les cas, quelle que
soit la valeur du coût marginal
de produc tion, l’industriel
sera confronté à un choix :
investir dans des technolo-
gies CCS ou payer l’émission
de CO2
. La comparaison entre
le surplus du coût de produc-
tion lié à l’utilisation du CCS
et le prix de la taxe carbone
permettra de prendre la déci-
sion la plus intéressante sur
le plan économique. Tant que
le prix de la taxe sera inféri-
eur à celui du CCS, il sera alors
toujours plus rentable pour un
industriel de ne pas investir
dans une installation de CCS.
A c t u e l l e m e n t l e p r i x d u
carbone est de 7 €/tCO2
sur le
marché des quotas européens.
Même si l’on considère un prix
à 30 €/tCO2
, régulièrement
é v o q u é c o m m e r é fé r e n c e
selon les modèles prévision-
nels de la France pour valo-
riser le « fuel-switching », on
est encore assez loin du seuil
d’incitation à l’intégration du
CCS. Un tel prix pourrait per-
mettre de motiver les projets
les moins coûteux, comme
dans le cas des centrales à
charbon. Mais le développe-
ment massif de la filière ne
s e r a s a n s d o u t e p o s s i b l e
que dans un contexte poli-
tique taxant le CO2
à plus de
80€ la tonne, afin de couvrir
les frais de construction et
d’opération.
Le développement des tech-
nologies CCU pourrait- elle
permettre de transformer la
capture du carbone en un
procédé viable, voire rent-
able ?
En effet, la récupération assis-
tée des hydrocarbures (EOR)
est de plus en plus répandue,
car elle permet justement de
valoriser le CO2
extrait. Le CO2
injec té permet de pomper
d e p l u s gra n d e s q u a nt i té
d’hydrocarbures et ainsi de
maximiser le volume vendu.
Aujourd’hui, le CO2
de qualité
« industrielle » est facturé
entre 100 et 200€ par tonne
selon les volumes achetés et
la région. Le CO2
de qualité
« alimentaire » coûte quant
à lui de 150€ à 1000€ selon
les volumes achetés [10]. Ces
valeurs très élevées laissent
penser que la valorisation du
CO2
pourrait permettre de
rendre la capture de celui-
ci rentable, même s’il fau-
drait ajouter des frais pour
obtenir un CO2
d’une qualité
suffisante.
Quel avenir pour ces technol-
ogies ?
Nous pouvons espérer que
les conclusions de l’AIE sur
le scénario 2DS fassent pres-
sion sur la classe politique des
pays afin de bénéficier d’un
environnement favorable au
CCS. La nécessité d’investir
dans ces infrastructures est
d’autant plus importante car
les projets actuels sont peu
nombreux. Selon l’AIE « si tous
les projets de CCS actifs à large
échelle étaient considérés et
en fonctionnement, la capture
maximum de CO2
serait de
moins de 70 MtCO2 chaque
année en 2025, soit 15% des
chiffres annoncés dans le scé-
nario 2DS cette année pour
atteindre les objectifs fixés »
[11]. En effet, la prospection
pour augmenter les capaci-
tés de capture souffre d’un
manque de développement
de projets à large échelle
depuis 2014 et peu de projets
de grande envergure sont à
prévoir pour le moment.
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
11CCU & CCS](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-11-320.jpg)
![de garantir un stockage du
CO2
infini. Si une fuite survi-
ent dans le cas d’un stockage
sous-terrain, le CO2
pourrait
affecter la flore et l’acidité des
eaux potables. Dans le cas d’un
stockage sous-marin, la fuite
influerait sur le pH de l’eau et
sur la faune et la flore proche.
De même, le développement
massif de la culture des micro-
algues pourrait voir appara-
itre des conflits d’usage des
surfaces par exemple.
CONCLUSION
La capture du CO2
ainsi que
le stockage ou l’utilisation
de cette molécule est indis-
pensable pour diminuer les
émissions à effet de serre.
Ce p e n d a n t , c e s d e r n i è re s
années ces technologies ont
eu du mal à affirmer leur via-
bilité technico-commerciale.
D’une part, une réflexion sur
l’organisation générale de la
filière au niveau international
est nécessaire. Des mesures
incitatives, comme un con-
tex te réglementaire favor-
able, une augmentation con-
sidérable de la taxe carbone
ou un subventionnement des
projets, sont requises pour
améliorer la rentabilité des
projets de stockage du CO2
.
Il est d’autre part nécessaire
d’accentuer les effor ts de
recherche dans les domaines
du stockage et de la valori-
sation du CO2
. De même, il
devient impératif de valider
les bilans environnementaux
de ces voies. Un levier d’action
serait d’augmenter le nombre
de programme de recherche et
de financement de thèses sur
ces sujets ou encore de créer
des formations académiques
propres à ce domaine. En
France, d’après l’ADEME, les
axes de recherche prioritaires
sont la catalyse, la produc-
tion d’hydrogène de manière
décarbonée et l’optimisation
des cultures d’algues.
Certains pays comme la Chine
ou les Etats-Unis se sont posi-
tionnés comme leader des
technologies de capture et de
stockage du CO2
. La France, et
plus généralement l’Europe,
restent en retrait par rapport
à ces pays. Pourtant la France
dispose d’atouts majeurs pour
s’implanter sur ce marché. En
effet, la France dispose d’une
électricité très peu carbonée.
Elle dispose également de
compétences humaines et
techniques (industrie de haut
niveau) qui pourraient lui per-
mettre de jouer un rôle dans
le développement des voies
de valorisation du CO2
. Dans
ce but, des efforts sont néces-
saires pour bâtir une écono-
mie du CO2
: entre autres,
structurer la filière et stim-
uler les projets de recherche.
Baptiste METZ
& Axel FELIZOT
Sources :
[1] Corporate accountability, « Polluting Paris: how big polluters are undermining global climate policy », 2017.
[2] PBL Netherlands Environmental Assessment Agency, « Trends in global CO2 and total greenhouse gas emissions », Décembre
2017.
[3] Intergovernmental Panel on Climate Change, « Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change », 2014.
[4] AFHYPAC, « Captage et stockage géologique du CO2 », Novembre 2014.
[5] Global Carbon Capture and Storage Institute, « Large-scale CCS facilities », https://www.globalccsinstitute.com/projects/
large-scale-ccs-projects.
[6] AIE, « 20 Years of Carbon Capture and Storage », 2016.
[7] APESA, Projet GESTINN - Guide sur l’Eco-Innovation, 2008.
[8] US Energy Information Administration, « Capital Cost Estimates for Utility Scale Electricity Generating Plants », Novembre 2016.
[9] Connaissance des énergies, « Capture et stockage du CO2 », 18/08/2014.
[10] Decid&Risk – Gestion des risques en agriculture, « Etude de marché de la vente du CO2 en France », Août 2015.
[11] AIE, « Energy Technology Perspectives 2016 », 2016.
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
13CCU & CCS](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-13-320.jpg)
![un quartier permet de priv-
ilégier un moyen de produc-
tion décarboné, économise
momentanément les per tes
liées au transport et soulage
la zone où l’électricité était
initialement produite.
Des zones d’autoconsomm-
ation à l’échelle des villes
grâce à des micro -réseaux
h y b r i d e s s o n t d é s o r m a i s
largement envisageables tant
le développement des infra-
structures est coûteux et dif-
ficile. Dans ces situations, une
gestion favorisant le maximum
de renouvelables s’envisage
puisque les moyens de pro-
duction fossiles restent con-
stamment à disposition pour
effectuer les réglages de de
tension et de fréquence. Reste
toutefois à élaborer des stra-
tégies de gestion robustes
qui tiennent compte des pro-
blèmes techniques liées aux
p ro d u c t i o n s hy b r i d e s q u i
doivent fournir sous des con-
traintes fortes de disponibil-
ité et de qualité.
L a d é c e n t r a l i s a t i o n d e
l’énergie n’est toutefois pas
exempte de problèmes. Le
financement et la gestion
d’actifs dans des pays aux
conditions politiques et cli-
matiques difficile compli-
que for tement le montage
de projet de grande ampleur.
Pour cela, les sociétés natio-
nales intégrées devront jouer
un rôle majeur tant ils ont à
gagner des synergies avec
leur cœur de métier. Mais c’est
la formation de techniciens
compétents sur l’ensemble
de la chaîne de valeur qui
demeure probablement l’un
des plus grands challenges. Le
développement et la gestion
d’un réseau encore jamais vu
dans le monde font appel à
de nombreuses compétences,
n o u ve l l e s p o u r to u s. U n e
occasion pour l’Afrique de
mobiliser sa jeunesse pour se
placer aux premières lignes
de l’innovation bas carbone,
se battre pour son avenir, et
celui de la planète.
Louis POLLEUX
Sources :
[1] Christine Heuraux (2011), « L’électricité en Afrique ou le continent des paradoxes », IFRI
[2] AIE, WEO 2004
[3] Jannuzzi, G. D. and Goldemberg, J. (2012), « Has the situation of the ‘have‐nots’ improved? ». WENE, 1: 41-50. doi:10.1002/
wene.20
[4] The world Bank Data, « Access to electricity (% of population) « , disponible sur : https://data.worldbank.org/indicator/
EG.ELC.ACCS.ZS?locations=CI-BF-TG-GH&type=shaded
[5] Programme des nations unies pour le développement, « objectifs de développement durable », disponible sur : http://www.
undp.org/content/undp/fr/home/sustainable-development-goals.html
[6] The world bank, « The welfare impact of rural electrification, IEG Impact evaluation », 2008
[7] Brighter Africa, The growth potential of the sub-Saharan electricity secto Mc Kinsey February 2015
[8] The world Bank Data, « Firms experiencing electrical outages (% of firms) » , disponible sur : https://data.worldbank.org/
indicator/EG.ELC.ACCS.ZS?locations=CI-BF-TG-GH&type=shaded
[9] The world Bank Data, « Access to electricity, rural (% of rural population) » , disponible sur : https://data.worldbank.org/
indicator/IC.ELC.OUTG.ZS
[10] Bloomberg, 13 novembre 2017, « African Economic Growth Rides on Wireless Rails » consultable sur : “https://www.bloom-
berg.com/view/articles/2017-11-13/african-economic-growth-rides-on-wireless-rails
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
18 AFRIQUE](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-18-320.jpg)
![actions qui se sont déroulées
à la suite de la COP21.
Il s’agit de l’étude des déci-
sions stratégiques dans une
interaction de type jeu, c’est-
à-dire des situations où la
décision et le résultat d’un
joueur sont influencés par la
décision de l’autre joueur, et
inversement. Avec certaines
techniques, il est possible de
cartographier les actions de
prises de décision de chaque
acteur afin de trouver le point
d’équilibre optimal et prendre
la meilleure décision. Le but
ici est de prévoir les mou-
vements de «l’adversaire»,
en considérant qu’il joue, de
façon rationnelle, les options
qui lui conviennent le mieux.
Ainsi en application de la
Théorie des Jeux et en consi-
dérant l’atmosphère comme
un bien public partagé entre
tous les pays, chacun veut
payer aussi peu que possible
pour préserver la qualité de
ce bien [1], et engendre, de ce
fait, un terrain de jeu propice à
l’existence de passagers clan-
destins. L’hypothèse du pas-
sager clandestin en économie
surgit quand un ou plusieurs
agents économiques bénéfi-
cient d’un bien commun, sans
avoir (ou en ayant très peu)
contribué pour disposer de
cet avantage.
Face au défi indéniable du
changement climatique et
de ses conséquences, il peut
être dans l’intérêt individuel
de chaque pays de ne prendre
aucune mesure onéreuse, telle
que des investissements sig-
nificatifs pour le déploie -
ment des énergies renouvel-
ables, en espérant que tous
les autres pays supportent les
coûts nécessaires pour attein-
dre l’objectif commun. Dans
un tel cas, le passager clan-
destin profite des avantages
de la réduction des risques
liés à des événements cli-
matiques extrêmes, sans en
assumer les coûts. Cette posi-
tion peut apparaître comme la
plus rationnelle. Qu’un pays
participe ou non aux efforts
pour la limitation du réchauf-
fement climatique, il prof-
itera de ceux produits par
les autres, ce réchauffement
étant à une échelle globale.
Un gouvernement qui arrive à
persuader les pays voisins de
réduire leurs émissions de gaz
à effet de serre sans fournir
lui-même aucun effort, pour-
rait donc apparaître gagnant
: il évite toutes les dépenses
impliquées et échappe au
scénario de la catastrophe
climatique.
D’après Christian de Perthuis
qui écrit dans son livre Le
climat, à quel prix ? : « Les
p a y s é m e r g e n t s s e r a i e n t
d’accord pour s’engager, s’ils
ne suspectaient pas les pays
industrialisés de vouloir en
profiter pour échapper à leur
responsabilité. […] La stabil-
ité du climat constitue un bien
commun, dont la protection
exige une action partagée. »
[2].
A la suite de cet article, nous
proposons l’analyse de la situ-
ation économique et politique
de la Chine, grande puissance
mondiale, face aux défis de la
transition énergétique et aux
décisions issues de la COP21.
LA STRATÉGIE CHINOISE
Entre 1978 et 2012, le produit
intérieur brut (PIB) de la Chine
a augmenté de 9 à 10 % par
an. Au début de la décennie
2010, le pays est devenu la
deuxième plus grande écon-
omie du monde, derrière les
Ét at s - U n i s. Ce d y n a m i s m e
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
20 COP21](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-20-320.jpg)
![économique impressionnant
s’est inscrit dans un contexte
de développement industriel
et de modernisation qui a
entraîné des transformations
profondes de la structure pro-
ductive et sociale du pays.
La consommation d’énergie
par habitant est passée de
246,5 kWh en 1978 à 2 631,4
kWh en 2009, soit un taux de
croissance moyen de 30,2 %
par rapport à l’année précé-
dente [3].
La croissance économique
chinoise est le résultat du
dynamisme de son expansion
industrielle. En 2011, la Chine
avait dépassé les États-Unis
en devenant le plus grand
consommateur d’énergie au
monde. L’année suivante, plus
de deux tiers de l’énergie du
pays avait été consommés
p a r l e s e c te u r i n d u s t r i e l.
Cependant, les données par
habitant montrent que la pol-
lution en Chine est encore loin
derrière certains pays tels que
les États-Unis, le Japon ou le
Royaume-Uni [4]. Il serait donc
toujours possible de voir une
augmentation du volume de
ses émissions dans les années
à venir, en raison de sa crois-
sance économique, même en
tenant compte de toutes les
mesures présentées dans la
suite de ce rapport.
Les autorités chinoises affir-
ment qu’elles doivent encore
rattraper le temps perdu par
rapport à l’Occident en termes
d’industrialisation, et ne pour-
raient donc pas réduire dras-
tiquement leurs émissions, du
moins pour l’instant.
La dépendance de la Chine
au charbon pour la produc-
tion d’électricité est l’un des
principaux facteurs respon-
sables de la pollution de
l’environnement. Depuis les
années 1980, le pays con-
somme au moins la moitié du
charbon mondial, principale-
ment à des fins industrielles.
En outre, la majorité des cen-
trales à charbon du pays fonc-
tionne à un niveau d’efficacité
relativement faible. La part du
charbon dans les émissions de
gaz à effet de serre de la Chine
est colossale : le pays émet
aujourd’hui autant de CO2
que les États-Unis et l’Union
Européenne réunis.
Pa r a i l l e u r s , l a p o l l u t i o n
causée par le trafic de véhi-
cules génère de forts impacts
sur la qualité de l’air de villes
comme Shanghai, Chongqing
ou Pékin.
I l est estimé que plus de
1 , 6 m i l l i o n d e p e r s o n n e s
meurent tous les ans en Chine
(l’équivalent à 4000 personnes
par jour) du fait de problèmes
de santé liés à la qualité de
l’air du pays [6]. La croissance
économique à des taux à deux
chiffres a donc un prix humain
dévastateur, ce qui a obligé le
pays à remettre en cause ses
politiques environnementales.
Xi Jinping, président de la république populaire de Chine, à la COP21
© Shutterstock
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
21COP21](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-21-320.jpg)
![renouvelables et la relance de
l’énergie nucléaire dans cer-
tains pays peuvent conduire
à un bouleversement de la
configuration des puissances
énergétiques nationales, his-
toriquement basées sur les
ré s e r vo i r s d ’é n e rgi e s fo s-
siles. Au lieu de se concentrer
uniquement sur trois grandes
ressources : le charbon, le
pétrole et le gaz naturel, la
n o u ve l l e g é o p o l i t i q u e d e
l’énergie peut dépendre de
nombreux autres facteurs tels
que le stockage d’énergie, le
développement du renouvel-
able et l’adaptabilité aux nou-
velles politiques gouverne-
mentales [7].
La COP22 n’a laissé aucun
doute sur le renversement
de l’équilibre des forces dans
la géopolitique de l’énergie
qui passe des producteurs de
combustibles fossiles aux pays
développant des solutions à
faible émission de carbone
[8]. La Chine, par exemple, est
en voie de devenir un leader
des technologies nucléaires,
solaires et éoliennes, en les
utilisant à la fois dans le mix
énergétique interne de son
pays, mais aussi en renforçant
sa capacité d’exportation de
technologies bas carbone.
Un an après la COP22, la 23ème
Conférence des Nations Unies
sur le climat (COP23) organ-
isée par les Iles Fidji s’est
tenue fin 2017 à Bonn, en
Allemagne, pour discuter des
actions mondiales liées aux
émissions de gaz à effet de
serre et au réchauffement de
la planète. L’organisation de
cette COP par les Iles Fidji est
un symbole fort de l’urgence
du réchauffement climatique
face à ses conséquences dév-
astatrices comme la dispari-
tion des Iles. La clôture de
la réunion de 197 pays a été
marquée par l’adoption d’un
document sur les lignes direc-
trices de l’Accord de Paris, qui
ne devrait cependant pas se
concrétiser avant 2020. Malgré
la déclaration des États-Unis
de quitter l’Accord de Paris,
près de 200 délégations ont
réaffirmé leur engagement.
Le point clé abordé à Bonn
était la question du mécanisme
de financement qui doit être
mis en place par les pays les
plus développés, notamment
les États-Unis, l’Australie et
le Japon, pour financer les
mesures de lutte contre le
réchau f fem ent climat i que.
Émissions de CO2 par habitant – 2016 © Global Carbon Atlas
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
23COP21](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-23-320.jpg)
![Cette demande de prise de
responsabilité des pays dével-
oppés a occupé une grande
partie des négociations de la
COP23.
P l u s r é c e m m e n t , s u i t e à
l’annonce de Donald Trump
en juin 2017 de se retirer de
l’Accord de Paris, le président
français Emmanuel Macron a
décidé d’organiser un nouveau
sommet international sur le
climat, le One Planet Summit
qui s’est tenu à Paris le 12
décembre 2017, un mois après
la COP23. Ce sommet organisé
conjointement par la France,
l’ONU et la Banque Mondiale
a eu lieu exactement deux ans
après la signature de l’Accord
de Paris. Son objectif était
de « verdir la finance » et
« d’accélérer la mobilisation
des moyens financiers publics
et privés », en regroupant des
acteurs de ces deux secteurs,
r e p r é s e n t a n t u n e g r a n d e
majorité des pays au niveau
mondial.
Malgré l’enthousiasme général
provoqué par ces différents
sommets, force est de con-
stater que les mécanismes
réglementaires contraignants
manquent au bilan. Cette con-
statation peut conduire à une
remise en cause de l’efficacité
des instances internationales
dans la régulation du change-
ment climatique. En effet,
nombreux sont ceux qui con-
sidèrent que ces Sommets
n’amènent pas de mesures
concrètes puisque, in fine, les
pays peuvent agir selon leurs
propres intérêts.
Cependant, il faut admettre
q u e l ’a u gm e nt at i o n d e l a
fréquence de ces événements
internationaux ne peut être
que bénéfiques pour la con-
duite de la lutte du change-
ment climatique. La réunion
de quasiment l’ensemble des
pays mais aussi d ’ac teurs
privés, apparaît comme une
étape essentielle à une entente
globale pour lutter efficace-
ment contre le réchauffe -
ment climatique en fixant des
objectifs ambitieux (bien que
moraux seulement) acceptés
par tous d’un commun accord.
Daniel ERBESFELD
Sources :
[1] J. E. Stiglitz, « Sharing the Burden of Saving the Planet: Global Social Justice for Sustainable Development: Lessons from
the Theory of Public Finance ». 2009.
[2] Christian de Perthuis, Le climat, à quel prix ?, Odile Jacob. 2015.
[3] B. J. Barry J., The Chinese Economy: Transitions and Growth. MIT Press.
[4] C. Wang, A. Engels, et Z. Wang, « Overview of research on China’s transition to low-carbon development: The role of cities,
technologies, industries and the energy system », Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 81, p. 1350-1364, janv. 2018.
[5] « CO2 Emissions | Global Carbon Atlas ». [En ligne]. Disponible sur: http://www.globalcarbonatlas.org/en/CO2-emissions.
[Consulté le: 27-avril-2018].
[6] R. A. Rhode et R. A. Muller, « Air Pollution in China: Mapping of Concentrations and Sources ». Berkeley Earth and Dept of
Physics, 2015.
[7] A. Ghezloun, A. Saidane, et H. Merabet, « The COP22: New commitments in support of the Paris Agreement », Energy Procedia,
2017.
[8] GIEC, « Changements Climatiques 2014: Rapport de synthèse ».
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
24 COP21](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-24-320.jpg)
![Le numérique, atout ou obstacle à la transition
énergétique ?
LA RÉVOLUTION NUMÉRIQUE
EN MARCHE
A u j o u r d ’ h u i , e n t ê t e d e s
classements des entreprises
à plus grosses capitalisations
boursières se trouvent des
grands noms de la tech comme
A p p l e , A l p h a b e t ( m a i s o n
mère de Google), Microsoft,
Facebook ou encore Amazon.
Po u r t a n t , j u s q u’a u d é b u t
des années 2000, ces places
étaient plutôt occupées par
des grands industr iels de
l’énergie et pétroliers comme
E x xo n M o b i l e o u G e n e ra l
Electric. Ceci est un signe de
la révolution numérique en
cours. Intelligence artificielle,
Big data, Internet des Objets
e t C l o u d co m p u t i n g s o n t
autant de domaines en plein
essor qui pourraient significa-
tivement changer nos modes
de vie, comme les nouvelles
technologies de l’information
ont bouleversé le mode de vie
de milliards d’humains ces
dernières décennies, que ce
soit dans leur manière de tra-
vailler, de voyager, de commu-
niquer ou de se divertir.
L E N U M É R I Q U E, U N ATO U T
D E P O I D S DA N S L A LU T T E
C O N T R E L E C H A N G E M E N T
CLIMATIQUE...
Ces technologies ont large-
ment contribué à stimuler
l a c ro i s s a n ce é co n o m i q u e
en améliorant la productiv-
ité dans les pays développés
comme dans ceux en dével-
oppement. Aujourd’hui, le
numérique devrait être un
atout de poids pour améliorer
l’efficacité de nos systèmes
énergétiques et lutter contre
le réchauffement climatique
en réduisant nos émissions
de gaz à effet de serre. En
apportant des outils et des
s o l u t i o n s p o u r s u r ve i l l e r,
gérer et optimiser efficace-
ment nos systèmes, la digi-
talisation pourrait être la clé
d’une transition énergétique
réussie. Ainsi, le secteur de
l’IT (Information Technology)
pourrait permettre d’éviter
l’émission annuelle de 9.1 Gt
de CO2
eq en 2020, soit plus de
15% des émissions de CO2
glo-
bales anticipées [1].
…MAIS AUSSI UN SEC TEUR
D O N T L’ E M P R E I N T E E N V I -
RONNEMENTALE EXPLOSE
Toutefois, le développement
rapide du secteur de l’IT mène
à des impacts environnemen-
taux toujours plus alarmants.
Mauvaise gestion des déchets
électroniques envoyés vers
les pays en développement
d’Afrique ou d’Asie, utilisa-
tion de métaux précieux et de
terres rares dont les réserves
s’amenuisent, pollution de
l’air, des sols et de l’eau, con-
sommation énergétique en
croissance perpétuelle, sont
autant d’impacts causés par le
secteur [2].
© Shutterstock
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
25GREEN IT](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-25-320.jpg)
![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.
A Q U O I E S T D U E L A CO N -
SOMMATION ÉLECTRIQUE DU
SECTEUR ?
On décompte trois princi -
paux postes de consommation
d’électricité pour le secteur
de l’IT : les appareils élec-
troniques (ordinateurs, T V,
tablettes, téléphones, impri-
m a n t e s , v i d é o p r o j e c t e u r s
etc.), les data centers, corre-
spondant aux infrastructures
nécessaires au stockage et
au traitement des données,
et les réseaux par lesquels
t r a n s i t e n t c e s d o n n é e s
(réseaux locaux et globaux).
Il est d’autre part important
de considérer l’ensemble du
cycle de vie des équipements
et infrastructures pour dresser
le bilan environnemental du
numérique, de la production
en passant par l’utilisation et
la fin de vie du matériel. La
répartition de la consomma-
tion électrique du secteur de
l’IT est visible sur le graphe
ci-dessus.
LES TENDANCES FUTURES
L a c o n s o m m a t i o n é l e c -
trique de l’IT augmente à
un r ythme alarmant depuis
l’apparition du World Wide
Web et devrait continuer de
croître. Augmentant déjà plus
vite que la demande mondi-
ale, la demande électrique de
l’IT pourrait atteindre 14% de
la consommation électrique
mondiale d’ici 2020 [2].
C e c i e s t t o u t d ’ a b o r d
d û a u n o m b r e c r o i s s a n t
d’utilisateurs d’Internet, passé
de 3 millions à 2,73 milliards
de personnes entre 1990 et
2013 [4, 5]. Le taux d’accès
Internet dans le monde se
situant toujours en dessous de
40%, cette tendance devrait se
poursuivre. De plus en plus de
personnes accèdent au Web
chaque année, notamment en
Afrique et en Asie, si bien que
le nombre d’internautes pour-
rait atteindre 5 milliards d’ici
2020 [5].
U n d e u x i è m e f a c t e u r e s t
l ’a p p a r i t i o n d e n o u v e a u x
usages tels que le développe-
ment du Big Data, du Cloud ou
des plateformes de streaming.
Le trafic mondial de données
devrait ainsi augmenter : s’il
représentait moins de 5 exa-
octets en 2005, il était estimé
à 4 423 exaoctets/an en 2015
et pourrait atteindre 10 457
exaoctets/an en 2019 [3]. Cela
Répartition de la consommation électrique du secteur de l’IT en 2012 et 2017
© Green Peace
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
26 GREEN IT](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-26-320.jpg)
![augmenterait considérable -
ment la consommation élec-
trique des réseaux.
De plus, le Big Data, le Cloud
computing, l’IoT (Internet des
Objets) et le nombre croissant
d’utilisateurs tireront vers le
haut les besoins en serveurs
de stockage et de traitement
des données, augmentant la
demande électrique des data
centers [6].
Cependant, d’autres dével-
oppements pourraient aider à
contrebalancer la croissance
de la demande électrique du
secteur de l’IT. Par exemple,
l’amélioration du PUE (Power
Usage Effectiveness), corre-
spondant à l’efficacité des
data centers, ou encore la
virtualisation croissante des
serveurs, moins énergivores,
pourrait contribuer à com-
penser l’augmentation de la
consommation d’énergie des
data centers [2].
D e p l u s, l e s é q u i p e m e nt s
i n f o r m a t i q u e s d e v r a i e n t
devenir de plus en plus effi-
caces, avec l’utilisation crois-
sante d’appareils fonction-
nant sur batterie (portables,
tablettes, smartphones) par
nature moins énergivores, et
avec l’adoption de normes de
plus en plus strictes pour les
labels énergétiques des équi-
pements informatiques |6].
DÉVELOPPEMENT DURABLE ?
Saurons-nous combiner digi-
talisation et développement
durable ?
On l’a vu, plusieurs tendances
s e d é g a g e n t c o n c e r n a n t
l’évolution de la demande
énergétique du numérique.
Des progrès techniques per-
mettant une amélioration de
l’efficacité des équipements
informatiques pourraient en
partie contrebalancer la crois-
sance des usages attendue.
Il est toutefois très difficile
de prédire si la révolution
n u m é r i q u e m è n e r a à u n e
explosion de la consommation
d’électricité. Nous sommes
aujourd ’hui à un moment
décisif : le numérique pourrait
tout aussi bien nous aider à
réduire nos émissions de gaz à
effet de serre que les dégrader.
Pour faire converger écologie
et numérique, il sera essen-
tiel de prendre en compte
les enjeux environnementaux
et sociaux lors de la concep-
tion et de l’opération de nos
systèmes d’information, par
exemple, en développant des
démarches de Green IT.
Chloé POTIER
Sources :
[1] GeSI et BCG, “SMARTer2020: The role of ICT in driving a sustainable future”, 2012.
[2] W. V. Heddeghem, S. Lambert, B. Lannoo, D. Colle, M. Pickavet, et P. Demeester, “Trends in worldwide ICT electricity con-
sumption from 2007 to 2012”, Computer Communications, vol. 50, pp. 64–76, 2014.
[3] GreenPeace, Clicking clean : Who is winning the race to build a green Internet?, 2017.
[4] World Economic Forum and INSEAD, The Global Information Technology Report 2010–2011, Transformations 2.0, S. Dutta
and I. Mia, Eds. World Economic Forum, 2011.
[5] International Energy Agency, More Data, Less Energy, Making Network Standby More Efficient in Billions of Connected
Devices. 2014
[6] “La révolution numérique fera-t-elle exploser nos consommations d’énergie ?”, Décrypter l’énergie, 7 Dec. 2017. [En
ligne]. http://decrypterlenergie.org/larevolution-numerique-fera-t-elle-exploser-nos-consommations-denergie (visité le
12/05/2018).
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
27GREEN IT](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-27-320.jpg)
![en tant qu’acheteurs ou ven-
deurs d’électricité, selon leur
propre libre arbitre.
N é a n m o i n s , l a t e c h n o l o -
gie Blockchain présente des
inconvénients, notamment
techniques, et soulève des
questions juridiques, socié -
tales et réglementaires.
A u n i v e a u t e c h n i q u e , l a
fréquence de traitement est
limitée. En effet, au sein d’un
microgr id, les utilisateurs
doivent pouvoir vendre et
acheter de l’énergie dans un
cour t laps de temps. Ainsi,
u n e f ré q u e n c e d e t r a i t e -
ment de données élevée est
nécessaire. Cela signifie que
chaque nouveau block doit
être traité, ajouté puis trans-
mis rapidement. Ce délai est
déterminé, d’une part, par la
capacité de transaction et,
d’autre part, par le temps de
latence. Pour des raisons de
sécurité, la capacité de trans-
ac tion est volontairement
limitée, le temps de latence
étant quant à lui limité par la
technologie. Outre l’aspect
fréquentiel, la Blockchain est
confrontée au problème de
taille, et donc de stockage et
de traitement. À chaque trans-
action, un bloc est ajouté à
la chaîne. La taille de celle-
ci est donc continuellement
croissante. À titre indicatif,
une transaction bitcoin con-
sommerait aujourd’hui autant
d ’é n e r g i e q u ’ u n m é n a g e
a m é r i c a i n m o y e n e n u n e
semaine, soit 215 kWh. Afin
de limiter cette consomma-
tion impressionnante, la récu-
pération d’énergie au sein des
data-center est une solution
déjà utilisée. L’efficacité des
centres est améliorée à travers
la récupération de la chaleur
émise par les ordinateurs.
Concernant les aspects socié-
taux, juridiques et réglemen-
taires, des questions subsis-
tent. En effet, en l’absence
d ’ u n e a u t o r i t é c e n t r a l e ,
l’utilisateur est seul face aux
problèmes tels que la perte
de mot de passe ou l’oubli
de transaction. Par ailleurs,
par son fonctionnement, il
e s t e x t rê m e m e n t d i f f i c i l e
d ’e f f a ce r u n e i n fo r m at i o n
inscrite dans la blockchain.
Le droit à l’oubli n’est donc
pas respecté avec cette tech-
nologie. Enfin, les utilisa -
teurs fixent eux-mêmes les
prix d’achat et de vente et
les transactions ne sont pas
réper toriées en dehors du
microgrid. Il est donc impos-
sible pour l’État de contrôler
les transactions et d’y appli-
quer des taxes.
Afin de combler ces défauts,
plusieurs solutions sont d’ores
et déjà envisageables. Une
réglementation plus stricte
des structures et de la tech-
nologie Blockchain semble
ê t r e l a p r e m i è r e é t a p e .
Cependant, comme le montre
l e q u e s t i o n n e m e nt a c t u e l
autour du Bitcoin, de nom-
breux aspects restent pour le
moment incertains. Cette évo-
lution témoigne néanmoins de
la volonté croissante des par-
ticuliers de s’impliquer dans
la gestion de l’énergie.
Haris DJOUBRI
Sources :
[1] Mattila, J. : « The Blockchain Phenomenon – The disruptive potential of Distributed Consensus Architecture », ETLA Working
Papers N°38, Mai 2016.
[2] http://www.energie.sia-partners.com/20170323/que-proposent-les-fournisseurs-delectricite-pour-repenser-la-relation-
avec-leurs-clients.
[3] https ://motherboard.vice.com/fr/article/qv3z83/une-unique-transaction-bitcoin-utiliseautant-denergie-quune-maison-
en-une-semaine.
[4] Pavel, I. : « La blockchain – Les défis de son implémentation », Annales des Mines - Réalités industrielles 2017/3, Août 2017,
p. 20-24.
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
31PEER-TO-PEER](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-31-320.jpg)
![Rénovation énergétique des logements
existants
S e l o n l ’A D E M E , l a Fr a n c e
compte plus de 33,5 millions
d e l o g e m e nt s d o nt d e u x-
tiers ont été construits avant
1975, en dehors de toute
régl em entat io n th er mi que
(la première réglementation
thermique date de 1975). Le
secteur résidentiel et tertiaire
représente aujourd’hui la part
la plus importante en termes
de consommation d’énergie,
avec près de 69 Mtep de con-
sommation annuelle, cette
p a r t r e p r é s e n t e p r è s d e
4 5 % d e n o t re co n s o m m a-
tion d’énergie finale (30%
pour le résidentiel et 15%
pour le ter tiaire). De plus,
l’ensemble de ces bâtiments
sont extrêmement énergivo-
res, avec une consommation
moyenne de 186 kWhep/m2
dont un tiers des résidences
principales avec une étiquette
DPE F ou G (soit une consom-
mation énergétique supéri-
eure à 330 kWhep/m²). Ceux-ci
constituent un immense gise-
ment d’économies d’énergie
[1].
Pour pallier cette situation,
la France s’est engagée dans
une démarche d’obligation
et d’incitation à réaliser des
travaux de rénovation ther-
mique. La rénovation complète
est généralement gênante et
coûteuse, 300 €/m² minimum
selon le Conseil Economique
p o u r l e D é v e l o p p e m e n t
Durable. De plus, la rentabilité
économique de ces travaux de
rénovation n’est pas assurée
aux prix actuels de l’énergie.
Et donc la question suivante
se pose : comment financer les
travaux de rénovation éner-
gétique des logements en
France ?
Pour accomplir les objectifs de
la loi Transition Energétique
© Shutterstock
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
32 RÉNOVATION](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-32-320.jpg)
![p o u r l a C r o i s s a n c e Ve r t e
(LTECV ) ainsi que les autres
lois qui définissent le cadre
réglementaire en France (la
loi POPE, le Paquet Energie
Climat, etc.), de nombreuses
initiatives ont été prises par
l’état pour encourager les
particuliers à effectuer des
travaux de rénovation. Nous
pouvons définir les dispositifs
existants de financements les
plus connus comme ci-des-
sous [2]:
• Subventions : programme
« H a b i t e r M i e u x » d e
l ’A g e n c e N a t i o n a l e d e
l’Habitat, prime de rénova-
tion énergétique et aides
accordées par les collectiv-
ités locales
• Prêts bonifiés : éco-prêt à
taux zéro (Eco-PTZ), prêt
action logement et prêt
sur le livret développe -
ment durable
• Incitations fiscales : T VA
à taux réduit, exonéra-
tion de Taxe Foncière sur
la Propriété Bâtie (TFPB) et
crédit d’impôt pour la tran-
sition énergétique (CITE)
• Le s a i d e s d e s fo u r n i s -
seurs d’énergie: dispositif
de Certificat d’Economie
d’Energie (CEE)
• La répartition des coûts et
des bénéfices : Contrat de
Performance Energétique
(CPE), Bail à réhabilitation.
Synthèse des aides et leurs conditions d’attribution respectives
© Ministre de la Transition écologique et solidaire
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
33RÉNOVATION](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-33-320.jpg)
![Sources :
[1] ADEME, « Climat, air et énergie ». 2015.
[2] Ministère de l’Environnement, « Bilan de l’énergie 2015 ». 2015.
[3] Ministre de la Transition écologique et solidaire, « Aides financières à la rénovation énergétique ». 2018.
[4] Sia Partners, « La rénovation énergétique, un atout clé pour la transition énergétique et la société, mais qui peine encore
à décoller ». 2017.
[5] M. DOMERGUE, « LOGEMENTS : PRIORITÉÀ LA RÉNOVATION THERMIQUE », 2012.
Le tableau ci-après montre
une synthèse des aides et
leurs conditions d’attribution
respectives [3].
Malgré les mécanismes de
f i n a n c e m e n t e x i s t a n t s, l e
rythme des rénovations ther-
miques des logements reste
très insuffisant pour atteindre
les objectifs de la LTECV, avec
seulement 145 000 logements
rénovés en 2012 et 160 000
en 2013 au lieu des 500 000
envisagés pour 2017 dont la
moitié doit être effec tuée
sur des ménages aux revenus
modestes [4].
En effet, les principaux freins
pour encourager les inves-
tissements d’efficacité éner-
g é t i q u e s o n t l e s c r i t è re s
d’éligibilité contraignants.
Pa r e x e m p l e , l ’o b t e n t i o n
d’une subvention de l’Agence
Nationale de l’Habitat se fait
uniquement pour une rési-
dence principale achevée de
plus de 15 ans et sous des
conditions de ressources. En
plus, selon une étude menée
par Sia Par tners, le temps
d’amor tissement moyen de
ces travaux avec une subven-
tion de l’Anah varie entre 3
et 16 ans selon la nature des
travaux réalisés [5].
On observe également, une
diminution de l’utilisation
d e l ’é co - p rê t à t a u x zé ro
(éco-PTZ), ce mécanisme est
réservé uniquement à l’issue
des travaux pour une rési-
d e n ce p r i n c i p a l e a c h e vé e
avant le 1er janvier 1990 et
après 1948, s’ajoute à cela
la complexité des dossiers
de prêts, la pusillanimité des
banques qui ont été chargées
de monter les dossiers pour
les particuliers. Et ça ne les
intéresse pas. Il semble donc
nécessaire de mettre en place
des dispositifs facilitant les
investissements de long terme
propres aux rénovations ther-
miques lourdes.
Par exemple, la mise en place
d ’ u n m o d è l e é c o n o m i q u e
innovant « tiers-financement »
consistant à faire financer
u n e r é n o v a t i o n d u b â t i -
ment par un tiers. Les écon-
omies d’énergies réalisées à
la suite des travaux sont cal-
culées et ser vent au rem-
boursement progressif de cet
investissement.
Enfin, le succès de la rénova-
tion thermique des logements
en France devra passer par une
mobilisation des différents
acteurs socio- économiques
( p a r t i c u l i e r s , s o c i é t é s d e
service énergétique, état, …).
N é a n m o i n s, l ’a m é l i o rat i o n
de la per formance énergé -
tique doit être prioritaire sur
la question des moyens si on
veut espérer s’approcher des
niveaux d’efficacité énergé -
tique fixés par la LTECV.
Adnane HATIM
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
34 RÉNOVATION](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-34-320.jpg)
![« Oxygene » : le pneu végétal du futur
A l’occasion du salon inter-
national de l’automobile qui
s’est tenu à Genève en mars
dernier, le fabricant américain
de pneus Goodyear a révélé
sa dernière innovation baptisé
Oxygene : un concept de pneu
« ver t » inspiré des princi-
pes de l’économie circulaire,
qui serait capable de purifier
l’air de nos villes grâce à ses
jantes végétalisées avec de la
mousse.
UN CONCEPT POUR UN DÉVEL-
O P P E M E N T U R B A I N P L U S
DURABLE
S elon ses concepteurs, la
mousse végétale présente
d a n s l e p n e u a b s o r b e l e
dioxyde de carbone contenu
d a n s l ’ a t m o s p h è r e p u i s
le transforme en ox ygène
par photosynthèse. À titre
d’exemple, l’entreprise estime
que si 2,5 millions de véhi-
c ules circulaient avec les
p n e u s Ox yg e n e d a n s u n e
ville comme Paris, environ
3 0 0 0 t o n n e s d ’o x y g è n e
seraient produites par an et
4000 tonnes de dioxyde de
carbone seraient absorbées
[1]. Ces chiffres prennent
d’autant plus de sens quand
on sait que la part de la pop-
ulation mondiale migrant vers
les mégalopoles augmente en
continu, avec deux tiers des
humains qui devraient vivre
en ville en 2050.
Pour que la mousse naturelle
ne se dessèche pas et continue
à réaliser la photosynthèse, il
lui faut de l’eau. C’est ce que
permet la bande de roulement
intégrer à la surface du pneu
qui absorbe l’humidité de la
route et draine l’eau vers la
mousse végétale. L’adhérence
du pneu sur route mouillée
se trouve alors améliorée par
rapport à un pneu classique.
U N P N E U I N N O VA N T U T I L -
ISANT INTELLIGENCE ARTIFI-
CIELLE ET IMPRESSIONS 3D
Le p n e u d e l a p h o to s y n-
t h è s e , c o m m e c e r t a i n l e
nomme, serait aussi capable
de générer de l’électricité par
ce processus bioénergétique.
L’électricité produite serait
suffisante, selon Goodyear,
p o u r a l i m e n te r u n e é l e c -
tronique embarquée et des
LED chargées d’envoyer des
signaux d ’information aux
autres usagers et aux piétons,
comme le font les clignotants
par exemple. Ox ygene est
doté par ailleurs d’un système
de communication par lumière
visible, ou LiFi, permettant un
échange de données de véhi-
cule à véhicule ( V2V ) et de
véhicule à infrastructure (V2I)
[2].
Le pneu recèle d’autres inno-
vations. Il n’est pas fabriqué
de façon classique mais par
impression 3D, à par tir de
Pneu végétal développé par Goodyear © Goodyear
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
35INNOVATION](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-35-320.jpg)
![poudre issue de pneus recy-
clés, et adopte ainsi les prin-
cipes d’économies circulai-
res. Il en résulte une structure
u n i q u e n o n - p n e u m a t i q u e,
légère et amortissante, garan-
tissant une longue durée de
vie et supprimant les prob-
lèmes de gonflage et crevai-
son. D’après le fabricant, ce
pneu écologique serait par-
faitement adaptable à notre
mode de conduite.
Cette technique de fabrication
fait échos au Concept Vision
du fabricant français Michelin,
inauguré en juin 2017, pneu
increvable et imprimé en 3D
qui, de la même façon, n’est
pas rempli d’air.
D É B AT O U V E R T S U R L A
MOBILITÉ INTELLIGENTE E T
DURABLE
Pour l’entreprise américaine,
la présentation de ce proto-
type fait par tie d’une stra-
tégie de stimulation de cré-
a t i v i té p o u r s e s é q u i p e s.
Chris Delaney, le président
de Goodyear Europe, Moyen-
Orient et Afrique, déclare
vouloir « remettre en ques-
tion notre façon de penser
et contribuer à alimenter le
débat autour d’une mobilité
intelligente, sûre et durable
pour l’avenir » [2]. Le succès
d’Oxygene au salon de Genève
témoigne d’un bon départ.
Le développement industriel
d u p ro to t y p e re s te n é a n -
moins à suivre, notamment
sur son adaptabilité aux infra-
structures routières existan-
tes et son coût de commer-
cialisation, compte tenu de
l’énergie grise nécessaire à sa
fabrication.
Nalini GASCON
Oxygene, pneu connecté utilisant le LiFi © Goodyear
Sources :
[1] L. Hespel, « Biomimétique, imprimé en 3D, recyclé, connecté… voici le pneu du futur », We Demain, 19 Mars 2018. Disponible
sur : https://www.wedemain.fr/Biomimetique-imprime-en-3D-recycle-connecte-voici-le-pneu-du-futur_a3217.html
[2] M. Lamoureux, « Genève 2018 : Goodyear présente un concept de pneu végétal », Flottes Automobiles, 14 mars 2018.
Disponible sur : https://www.flotauto.com/geneve-2018-goodyear-oxygene-20180314.html
[3] Vidéo « Goodyear Oxygene – A concept tire designed to support cleaner and more convenient urban mobility », Goodyear
Tires. Disponible sur : https://www.youtube.com/watch?time_continue=157&v=Ba-hRW6SP4o
I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8
36 INNOVATION](https://image.slidesharecdn.com/infosemai2018-180606120421/85/Inf-OSE-mai-2018-36-320.jpg)
Inf'OSE mai 2018
- 1. http://eleves-ose.cma.mines-paristech.fr/ @mastereose Mastère SpécialiséOSE Retrouvez tous les numéros sur le site des élèves, et l’actualité du mastère sur Twitter et Facebook ! Les réseaux électriques de demain en Afrique >>> page 14 Objectif CO2 : Stockage, traitement, COP, Green IT... >>> page 7, 19, 25... Mensuel sur l’énergie et l’environnement N° 133Mai 2018 © shutterstock
- 2. ADRESSE E-MAIL infose@mastere-ose.fr TELEPHONE 04 9715 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. Dans ce numéro de mai, nous vous pro- posons d’aborder des sujets aussi variés que d’actualité dans notre course pour la réduction des émissions de gaz à effet de serre. La plupart des articles synthétisent des projets auxquels nous nous sommes consacrés durant notre semestre d’étude et constituent des réflexions originales mêlant économie et énergie. S’il semble difficile de trouver une articulation au regard du sommaire, la prise de recul et le travail bibliographique font systématiquement émerger des limites à certaines solutions technologiques et politiques sur lesquelles nombre d’acteurs de la transition énergétique se reposent. Selon un volet technique, un dossier pointe les limites environnemen- tales et économiques des technologies de capture et valorisation du carbone. Un autre article nous emmène en Afrique de l’Ouest et se consacre aux opportunités de prise de leadership de ces pays dans le développement des réseaux de demain, leviers de leur développe- ment économique. Sera aussi abordé le paradoxe entre l’ahurissante empreinte environnementale de l’IT ou de la Blockchain face à la meilleure gestion des énergies qu’elle permet. Un autre volet nous livrera une réflexion sur les faiblesses de la COP21 et les « évasions » qui s’ensuivent naturellement. Un bref état de l’art du cadre des rénovations thermiques fermera cette partie. Paradoxalement, c’est à l’heure de l’explosion de l’influence des nou- velles technologies sur la modification de nos modes de vie que se pose urgemment la question de la soutenabilité de ces modes de vie… Bonne lecture ! Raphaël CLUET I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 2 ÉDITORIALCONTACTS
- 3. ACTUALITÉS ARTICLES 04 - Californie: L’installation de panneaux solaires est rendue obligatoire pour tous les nouveaux logements 04 - Total rachète Direct Energie 05 - Une première pour le transport mari- time : un accord internationnal pour réduire les émissions du secteur 05 - La France en déficit écologique dès le 5 mai 06 - La première centrale nucléaire flot- tante au monde a été mise à l’eau 07 - CCS & CCU : quels enjeux pour les élec- triciens et les industriels ? 14 - A l’aube d’une révolution des réseaux électriques : l’Afrique peut se placer en tête 19 - Les passagers clandestins de la COP21 : Stratégie chinoise et avenir des COP 25 - Le numérique, atout ou obstacle à la transition écologique ? 28 - Les plateformes Peer-to-Peer d’échange d’énergie 32 - Rénovation énergétique des logements existants 35 - “Oxygène” : le pneu végétal du futur 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 I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 3SOMMAIRE
- 4. ACTUALITÉS MAI 2018 Dhekra BOUSNINA CALIFORNIE : L’INSTALLATION DE PANNEAUX SOLAIRES EST RENDUE OBLIGATOIRE POUR TOUS LES NOUVEAUX LOGEMENTS Dans le but de réduire de 50% la consommation énergé - tique des nouveaux bâtiments résidentiels et de faire baisser leurs émissions de gaz à effet de serre, la commission cali- fornienne de l’énergie a voté, le 9 mai, de nouvelles normes de construction qui entreront en vigueur dès le 1er janvier 2020. Ces nouvelles normes font de la Californie le premier état améri- cain à exiger l’installation de panneaux solaires sur les toits des nouveaux logements. Bien q u’e l l e s s o i e n t s u s c e p t i b l e s d’engendrer une augmentation des prêts immobiliers résiden- tiels de 40 dollars par mois en moyenne, elles contribueront cependant à baisser de 80 dollars la facture énergétique liée au chauffage, à la climatisation ou à l’éclairage. Par ailleurs, la baisse des émissions de gaz à effet de serre qui en résultera sera équiv- alente à celle qu’on réaliserait si on retirait 115 000 voitures ther- miques de la circulation. Sources : • Le Figaro, 10/05/2018, http://www.lefigaro.fr/flash-eco/2018/05/10/97002-20180510FI LWWW00043-usa-la-californie-rend- obligatoire-les-panneaux-solaires-sur-les-nouveaux-batiments.php • G a b r i e l N e d e l e c , L e s E c h o s , 1 2 / 0 5 / 2 0 1 8 , h t t p s : / / w w w . l e s e c h o s . f r / i n d u s t r i e - s e r v i c e s / e n e r g i e - environnement/0301668387172-californie-les-panneaux-solaires-rendus-obligatoires-sur-les-nouveaux-batiments-2175320. php#formulaire_enrichi::bouton_google_inscription_article TOTAL RACHÈTE DIRECT ENERGIE Le géant français du pétrole a annoncé, le 18 avril dernier, avo i r s i gn é u n a cco rd p o u r a cq u é r i r 7 4 , 3 3 % d u p re m i e r fournisseur alternatif d’électricité et de gaz en France Direct Energie. Cette action s’inscrit, selon le PDG de Total Patrick Pouyanné, « dans la stratégie du groupe d’intégration sur l’ensemble de la chaîne de valeur du gaz-électric- ité ». Après avoir acquis en 2016 le fournisseur d’électricité Belge Lampiris, et lancé en 2017 son offre Total Spring sur le marché des par ticuliers, le pétrolier français poursuit aujourd’hui, avec cette nouvelle opération, sa stratégie pour se position- ner comme acteur majeur sur la chaine de valeur de l’électricité « de la pompe à la prise ». Sources : • Nabil Wakim, Le Monde Energie, 18.04.2018, http://www.lemonde.fr/energies/article/ 2018/04/18/total-va-acheter-74-de- direct-energie-pour-1-4-milliard-d-euros_5286891_1653054.html • L e Po i n t , 1 8 . 0 4 . 2 0 1 8 , h t t p : / / w w w. l e p o i n t . f r / e c o n o m i e / t o t a l - r a c h e t e - d i r e c t - e n e r g i e - p o u r - 1 - 4 - m i l l i a r d - d - euros-18-04-2018-2211548_28.php I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 4 NEWS
- 5. UNE PREMIÈRE POURLE TRANSPORT MARITIME : UN ACCORD INTERNATIONAL POUR RÉDUIRE LES ÉMISSIONS DU SECTEUR L’ O r g a n i s a t i o n M a r i t i m e Internationale (OMI) a adopté, à travers un accord qu’elle avait conclu le 13 avril dernier, une stratégie pour réduire d’au moins 50% les émissions mondiales de gaz à effet de serre provenant des navires, à l’horizon de 2050. L’accord fixe également comme objec- tif de réduire d’ici 2030 le volume de CO2 (en tonnes par kilomètres) émis par les navires d’au moins 40% par rapport à son niveau en 2008. Il est à noter que c’est la pre- mière fois que le transpor t maritime, aujourd’hui respon- sable d’environ 3% des émis- sions mondiales de gaz à effet de serre, se fixe comme objec- tif de réduire ses émissions de CO2 , et que si aucune action n’est pr ise, ces émissions pourraient augmenter de 50 à 250% à l’horizon de 2050. Il est à noter également, que les transpor ts maritimes et aériens sont aujourd’hui les seuls secteurs pour lesquels les négociations sur leur con- tribution à la limitation du réchauffement climatique se font directement sur le plan international. Sources : • Cyrille Vanlerberghe, Le Figaro, 13.04.2018, http://www.lefigaro.fr/sciences/2018/04/13/01008-20180413ARTFIG00353-cli- mat-accord-historique-pour-le-transport-maritime.php • M inistère de la transition écologique et solidaire, 16.04.2018, https://w w w.ecologique -solidaire.gouv.fr/ gouvernement-salue-conclusion-dun-accord-international-reduction-des-emissions-gaz-effet-serre-du LA FRANCE EN DÉFICIT ÉCOLOGIQUE DÈS LE 5 MAI Un rapport du WWF publié le 04 mai annonce que le jour de dépassement écologique de la France pour l’année 2018 sera le 05 mai. Autrement dit, si tous les habitants de la planète vivaient comme les français, on aurait déjà con- sommé, le 05 mai, toutes les ressources que la terre est capable de renouveler en une année, et on aurait ainsi besoin de 2,9 terres pour finir l’année ! Le rapport rappelle que malgré une amélioration continue de ce chiffre depuis une dizaine d’années, la date du dépassement écologique Évolution de l’empreinte et de la biocapicité de la France (1961-2018) © WWF I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 5NEWS
- 6. Sources : • WWF,l’autre déficit de la France, rapport disponible sur https://www.wwf.fr/sites/default/files/doc-2018-05/180504_rapport_ jour_du_depassement_france.pdf • Pierre Le Hir, Le Monde Planète, 04.05.2018, https://www.lemonde.fr/planete/article/2018/05/04/la-france-creuse-la-dette- ecologique_5294070_3244.html n’a pas cessé de se dégrader depuis 2015, année pourtant de la COP21. La France et ses vo i s i n s e u ro p é e n s co m m e l’Allemagne et le Royaume - Uni, voient leur jour de déficit écologique venir cependant bien plus tard que celui des Etats-Unis, de l’Australie, du Canada ou du Qatar. LA PREMIÈRE CENTRALE NUCLÉAIRE FLOT TANTE AU MONDE A ÉTÉ MISE À L’EAU A l’issue de travaux de con- s t r u c t i o n q u i a u r a i e n t d u ré 1 0 a n s e t n é ce s s i té p r è s d e 2 3 2 m i l l i o n s d e d o l l a r s d ’i n v e s t i s s e m e n t , l’énergéticien russe Rosatom vient d’annoncer la mise à l ’eau de la première cen- trale nucléaire flottante du monde, baptisée Ak ademik Lomonosov. L’unité de pro- duction est formée de deux réacteurs à eau pressurisée de 35 MW chacun. L’Akademik Lomonosov, dont la mise en service est prévue pour 2019, est en route vers la Sibérie où elle ser vira à alimenter une ville de 100.000 habi- tants dans les régions rec- ulées, mais aussi des plate- formes pétrolières pour dével- opper l’activité d’extraction de pétrole dans l’Arctique. M a l g r é l e s c o m m u n i q u é s officiels russes qui affirment l ’a b s e n c e d e d a n g e r, l e s organisations environnemen- t a l e s c o m m e G r e e n p e a c e n’ont pas hésité à exprimer leur inquiétude par rapport au « Titanic nucléaire » ou encore au « Tchernobyl flottant » évo- quant les catastrophes liées à un risque d’accident nucléaire en pleine mer. Sources : • Nabil Wakim, Le Monde Economie, 04.05.2018, https://www.lemonde.fr/economie/article/2018/05/04/la-premiere-centrale- nucleaire-flottante-du-monde-en-route-pour-la-siberie_5294500_3234.html • Mr Mondialisation, 03.05.2018, https://mrmondialisation.org/la-premiere-centrale-nucleaire-flottante-inquiete-le-monde/ Centrale nucléaire flottante Akademik Lomonosov © Rosenergoatom I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 6 NEWS
- 7. CCS & CCU: quels enjeux pour les électriciens et les industriels ? CONTEXTE Les décisions en matière de p o l i t i q u e e n v i r o n n e m e n - tale ces der nières années p e u ve n t l a i s s e r p e r p l e xe. Tout d’abord avec des résul- tats plutôt mitigés concernant les accords de Paris établis lors de la COP21. Puis avec le retrait des Américains de ces mêmes accords lors de la COP23 en 2017, où les dirige- ants de Washington ont mas- sivement défendu les éner- gies fossiles. Enfin, avec un fort lobbying des entreprises les plus polluantes au sein même des négociations clima- tiques internationales, comme le rapporte l’ONG Corporate Accountability [1]. Dans le monde, les émis- sions de gaz à effet de serre représentent 35 GtCO2 /an [2]. Plusieurs industries sortent du lot en ce qui concerne les émissions de CO2 directe- ment liées à leur processus de fabrication : on distingue deux catégories d’industries à for tes émissions carbon- ées. D’une part, les centrales de production d’électricité de sources fossiles. D’autre part les industries lourdes (métal- lurgie, cimenterie et pétrochi- mie). Ces sources représen- tent respectivement 25% et 21% des émissions totales de carbone dans le monde soit un total de 16 GtCO2 /an [3]. D a n s c e c o n t e x t e , a b o r - dons les différents moyens existants de capture, de stock- age et d’utilisation du CO2 . Les technologies de capture et de stockage du CO2 sont appelées CCS (Carbon Capture and Storage), les technologies de capture et de valorisation sont quant à elles appelées CCU (Car bon Capture and Utilisation). E N J E U X T E C H N I Q U E S E T TECHNOLOGIQUES Quelles sont les méthodes de capture du carbone ? Le CO2 est formé lors de la combustion de ressources é n e r g é t i q u e s c o m m e l e charbon, le pétrole, le gaz naturel ou la biomasse. Ces émissions de CO2 sont soit dif- fuses (véhicules, chauffages individuels…), soit concen- trées (secteur industriel et production d’énergie). Seules les émissions concentrées pourraient facilement être captées. On distingue trois grandes familles de procédés : • La capture avant une com- bustion : précombustion. Cette technologie ne peut s’appliquer que sur des u n i té s n e u ve s c a r e l l e nécessite de modifier le processus de combustion. • L a c a p t u r e a p r è s u n e co m bu s tio n classi que : p o s t c o m b u s t i o n . C e t t e méthode est la plus facile à mettre en place car elle peut s’intégrer aux instal- l at i o n s ex i s t a nte s s a n s nécessiter de modifica- tions trop importantes. La capture se fait souvent à l’aide d’un solvant, afin de capturer le CO2 présent dans les fumées de com- bustion. Le solvant est r é g é n é r é p a r a p p o r t énergétique. • L a c a p t u r e a p r è s u n e combustion à l’ox ygène p u r : o x y c o m b u s t i o n . L’oxycombustion n’est pas à proprement parler une I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 7CCU & CCS
- 8. méthode de captagedu CO2 : elle consiste à injecter de l’oxygène pur (et non pas de l’air) pour réaliser la combustion. Cela permet d’obtenir des fumées con- te n a nt j u s q u’à 9 5 % d e CO2 : des étapes de lavage et de déshydratation des fumées sont ensuite suf- f i s a nte s p o u r i s o l e r l e dioxyde de carbone à 99%. Cette technologie néces- site une reconfiguration de l’installation existante, et implique la produc - tion de grandes quanti- tés d’ox ygène très pur. L’oxygène est obtenu par séparation de l’oxygène d e l ’ a i r, p r o c é d é t r è s énergivore. Quels sont les moyens de stock age du CO2 et leurs capacités ? Il existe, depuis une ving- t a i n e d ’a n n é e s d é j à , d i f - férentes méthodes afin de stocker le CO2 à long terme. Ces méthodes sont pour la majorité mises en œuvre par le biais de projets pilotes qui cherchent à tester ou démon- trer l’efficacité de ces nou- velles technologies. Les trois principaux types de stock- age existants sont résumés dans le tableau ci-dessous. Actuellement on recense 37 projets principaux selon le Global CCS Institute [5]. Il y en a 17 en exploitation, qui se situent en majeure partie aux États-Unis, 16 en développe- ment, principalement locali- sés en Chine, et 4 en construc- tion. Au total, ces projets per- mettraient de stocker au plus 70 MtCO2 /an, soit 0,20% des émissions de CO2 mondiales. Les deux principaux acteurs dans l’utilisation des technol- ogies CCS sont les États-Unis et la Chine, qui produisent la majeure partie de leur élec- tricité par le biais du gaz de schiste et du charbon, princi- paux émetteurs de GES. « Dans le scénario 2DS, près de 75% du CCS déployé s’effectue en dehors des pays de l’OCDE, principalement en Chine, qui accumule à elle seule 28% (soit 26Gt) du CO2 capturé en 2050 » [6]. Les différentes méthodes de stockage de CO2 I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 8 CCU & CCS
- 9. C C U: Q u e l l e s s o n t l e s méthodes de valorisation du CO2 ? D e p u i s d e n o m b r e u s e s années, le potentiel de valo- risation du CO2 est au centre de travaux de recherche. En effet, une valorisation du CO2 capturé ne serait-elle pas plus viable que le stockage de ce dernier ? Dans ce contexte, le CO2 n’apparaitrait plus comme une contrainte mais comme une opportunité économique. Dans les faits, l’industrie con- somme déjà du CO2 pour fab- riquer différents produits. Le CO2 peut être utilisé comme réactif (pour la fabrication de l’urée ou de l’aspirine) ou directement en tant que tel, sans transformation du CO2 , pour gazéifier les boissons gazeuses, par exemple. Au niveau mondial, l’utilisation « historique » de CO2 s’élève à 153 MtCO2 /an [7]. Pour rappel, les émissions anthropiques de dioxyde de carbone représen- tent quant à elles environ 35 GtCO2 /an [2]. L’utilisation t r a d i t i o n n e l l e d u CO 2 n e représente donc que 0,44% des émissions de CO2 mondi- ales annuelles. L’enjeu majeur de la filière CCU consiste à aller plus loin dans l’usage actuel du CO2 , mais aussi à trouver de nouvelles applications, pour aller au-delà des 153 MtCO2 / an valor isées aujourd ’hui. L’utilisation du CO2 brut est déjà bien maitrisée par les industriels. Les projets de recherche se tournent donc vers les voies de valorisation par réaction chimique, mais aussi vers des voies de valo- risation par transformation biologique. Les principales méthodes de valorisation sont résumées sur la figure de la page suivante. Schématisation des différentes possibilités pour le stockage géologique du CO2 © IFP Énergies nouvelles I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 9CCU & CCS
- 10. Cependant, la plupartde ces voies de valorisation ne reti- ennent pas le CO2 de façon permanente. En effet, s’il est piégé de façon permanente dans le cas du CCS, le CO2 utilisé pour la production de produits à valeur énergétique ou pour la synthèse organique est libéré dans l’atmosphère lorsque le produit en question est consommé. L E S I M P A C T S SOCIO-ECONOMIQUES Quels seront les surcoûts et les plus-values liés à l’intégration du CCS et du CCU dans les procédés de fabrication ? Il va de soi que l’intégration d’un tel système engendre un surcoût de par l’infrastructure à mettre en place, aussi bien pour la capture, le transport et le stockage du CO2 . Selon l ’ U S E n e r g y I n f o r m a t i o n Administration, ce surcoût est de l’ordre de 30% dans le cas d’une centrale de pro- duction d’électricité [8]. Selon une étude de l ’ADEME en 2013 [4], le coût total moyen d’opération d’une installation CCS s’élève à 60€/tCO2 , valeur de référence également utili- sée par le GIEC [9]. Mais en réalité les coûts de capture Ensemble des voies de valorisation du CO2 I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 10 CCU & CCS
- 11. v a ri e n t f o r t e m e n t d ’ u n procédé à l’autre. Ainsi, la technologie CCS peut s’avérer rentable ou non en fonction du contexte du projet. Une augmentation du prix du CO2 sur le marché du carbone pour pousser les industriels à minimiser leurs émissions ? Dans tous les cas, quelle que soit la valeur du coût marginal de produc tion, l’industriel sera confronté à un choix : investir dans des technolo- gies CCS ou payer l’émission de CO2 . La comparaison entre le surplus du coût de produc- tion lié à l’utilisation du CCS et le prix de la taxe carbone permettra de prendre la déci- sion la plus intéressante sur le plan économique. Tant que le prix de la taxe sera inféri- eur à celui du CCS, il sera alors toujours plus rentable pour un industriel de ne pas investir dans une installation de CCS. A c t u e l l e m e n t l e p r i x d u carbone est de 7 €/tCO2 sur le marché des quotas européens. Même si l’on considère un prix à 30 €/tCO2 , régulièrement é v o q u é c o m m e r é fé r e n c e selon les modèles prévision- nels de la France pour valo- riser le « fuel-switching », on est encore assez loin du seuil d’incitation à l’intégration du CCS. Un tel prix pourrait per- mettre de motiver les projets les moins coûteux, comme dans le cas des centrales à charbon. Mais le développe- ment massif de la filière ne s e r a s a n s d o u t e p o s s i b l e que dans un contexte poli- tique taxant le CO2 à plus de 80€ la tonne, afin de couvrir les frais de construction et d’opération. Le développement des tech- nologies CCU pourrait- elle permettre de transformer la capture du carbone en un procédé viable, voire rent- able ? En effet, la récupération assis- tée des hydrocarbures (EOR) est de plus en plus répandue, car elle permet justement de valoriser le CO2 extrait. Le CO2 injec té permet de pomper d e p l u s gra n d e s q u a nt i té d’hydrocarbures et ainsi de maximiser le volume vendu. Aujourd’hui, le CO2 de qualité « industrielle » est facturé entre 100 et 200€ par tonne selon les volumes achetés et la région. Le CO2 de qualité « alimentaire » coûte quant à lui de 150€ à 1000€ selon les volumes achetés [10]. Ces valeurs très élevées laissent penser que la valorisation du CO2 pourrait permettre de rendre la capture de celui- ci rentable, même s’il fau- drait ajouter des frais pour obtenir un CO2 d’une qualité suffisante. Quel avenir pour ces technol- ogies ? Nous pouvons espérer que les conclusions de l’AIE sur le scénario 2DS fassent pres- sion sur la classe politique des pays afin de bénéficier d’un environnement favorable au CCS. La nécessité d’investir dans ces infrastructures est d’autant plus importante car les projets actuels sont peu nombreux. Selon l’AIE « si tous les projets de CCS actifs à large échelle étaient considérés et en fonctionnement, la capture maximum de CO2 serait de moins de 70 MtCO2 chaque année en 2025, soit 15% des chiffres annoncés dans le scé- nario 2DS cette année pour atteindre les objectifs fixés » [11]. En effet, la prospection pour augmenter les capaci- tés de capture souffre d’un manque de développement de projets à large échelle depuis 2014 et peu de projets de grande envergure sont à prévoir pour le moment. I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 11CCU & CCS
- 12. Quels sont leslimites tech- niques, technologiques et sociales pour les systèmes CCS et CCU ? La consommation d’énergie de ces procédés est un facteur primordial dans l’exploitation d’une installation de capture de CO2 . De ce fait, les limites de ces modèles sont à regarder de près. En effet, d’après une méthode de calcul d’ACV com- plète de la technologie CCS, la séquestration du CO2 ne serait pas toujours réductrice en termes d’émission et serait parfois même, à l’inverse, sur- génératrice de pollution. Le schéma ci-après, issu d’une étude de l’école des Mines de Nancy, illustre ces propos. On remarque que la principale technologie utilisée (EOR) a un bilan supérieur à 100%... Ces résultats sont obtenus à par tir de mix électriques « classiques », intégrant en grande par tie des énergies fossiles. Pour améliorer les performances des CCS, il faut donc nécessairement utiliser des énergies à faible émis- sion de CO2 pour produire la chaleur ou l’électricité utilisée pour les différentes étapes du procédé. Pour ces raisons, la validation des bilans envi- ronnementaux est un enjeu m a j e u r p o u r l ’e n s e m b l e des voies de stockage et de valorisation. Un autre verrou concerne l ’a c c e p t a b i l i t é s o c i a l e d e ces procédés. D’un cer tain point de vue, ces technol- ogies sont appréciées car elles permettent de limiter les émissions de CO2 dans l’atmosphère. Les entreprises en jouent parfois pour afficher u n e v i s i o n é c o l o g i q u e, à l’instar des énergies renouv- elables. D’un autre point de vue, ces projets de séques- tration et d’utilisation du CO2 peuvent être contestés. Dans le cas du stockage par exemple, les projets représen- tent un poids pour les généra- tions futures. En effet, en raison de la méconnaissance de ces technologies sur le long terme, il est impossible ACV de différentes technologies CCS et de la valorisation par microalgues © Ecole des Mines de Nancy I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 12 CCU & CCS
- 13. de garantir unstockage du CO2 infini. Si une fuite survi- ent dans le cas d’un stockage sous-terrain, le CO2 pourrait affecter la flore et l’acidité des eaux potables. Dans le cas d’un stockage sous-marin, la fuite influerait sur le pH de l’eau et sur la faune et la flore proche. De même, le développement massif de la culture des micro- algues pourrait voir appara- itre des conflits d’usage des surfaces par exemple. CONCLUSION La capture du CO2 ainsi que le stockage ou l’utilisation de cette molécule est indis- pensable pour diminuer les émissions à effet de serre. Ce p e n d a n t , c e s d e r n i è re s années ces technologies ont eu du mal à affirmer leur via- bilité technico-commerciale. D’une part, une réflexion sur l’organisation générale de la filière au niveau international est nécessaire. Des mesures incitatives, comme un con- tex te réglementaire favor- able, une augmentation con- sidérable de la taxe carbone ou un subventionnement des projets, sont requises pour améliorer la rentabilité des projets de stockage du CO2 . Il est d’autre part nécessaire d’accentuer les effor ts de recherche dans les domaines du stockage et de la valori- sation du CO2 . De même, il devient impératif de valider les bilans environnementaux de ces voies. Un levier d’action serait d’augmenter le nombre de programme de recherche et de financement de thèses sur ces sujets ou encore de créer des formations académiques propres à ce domaine. En France, d’après l’ADEME, les axes de recherche prioritaires sont la catalyse, la produc- tion d’hydrogène de manière décarbonée et l’optimisation des cultures d’algues. Certains pays comme la Chine ou les Etats-Unis se sont posi- tionnés comme leader des technologies de capture et de stockage du CO2 . La France, et plus généralement l’Europe, restent en retrait par rapport à ces pays. Pourtant la France dispose d’atouts majeurs pour s’implanter sur ce marché. En effet, la France dispose d’une électricité très peu carbonée. Elle dispose également de compétences humaines et techniques (industrie de haut niveau) qui pourraient lui per- mettre de jouer un rôle dans le développement des voies de valorisation du CO2 . Dans ce but, des efforts sont néces- saires pour bâtir une écono- mie du CO2 : entre autres, structurer la filière et stim- uler les projets de recherche. Baptiste METZ & Axel FELIZOT Sources : [1] Corporate accountability, « Polluting Paris: how big polluters are undermining global climate policy », 2017. [2] PBL Netherlands Environmental Assessment Agency, « Trends in global CO2 and total greenhouse gas emissions », Décembre 2017. [3] Intergovernmental Panel on Climate Change, « Climate Change 2014: Mitigation of Climate Change », 2014. [4] AFHYPAC, « Captage et stockage géologique du CO2 », Novembre 2014. [5] Global Carbon Capture and Storage Institute, « Large-scale CCS facilities », https://www.globalccsinstitute.com/projects/ large-scale-ccs-projects. [6] AIE, « 20 Years of Carbon Capture and Storage », 2016. [7] APESA, Projet GESTINN - Guide sur l’Eco-Innovation, 2008. [8] US Energy Information Administration, « Capital Cost Estimates for Utility Scale Electricity Generating Plants », Novembre 2016. [9] Connaissance des énergies, « Capture et stockage du CO2 », 18/08/2014. [10] Decid&Risk – Gestion des risques en agriculture, « Etude de marché de la vente du CO2 en France », Août 2015. [11] AIE, « Energy Technology Perspectives 2016 », 2016. I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 13CCU & CCS
- 14. L’Afrique de l’Ouestest l’un des meilleurs exemples d’un accès inégal à l’électricité. Le taux d’électrification de 40%, égal à la moyenne Africaine1 , stagne dans de nombreux pays. Pourtant, le lien entre développement économique e t é n e r g i e e s t i d e n t i f i é depuis longtemps. En 2004, l‘AIE proposait dans le World Energy Outlook2 un nouvel indicateur : l’indice de dével- oppement énergétique dont la comparaison à l’indice de développement humain a ren- forcé ces conclusions3 . Ce lien est ainsi visible sur les deux courbes ci-dessous4 : le taux d’électrification discrimine le développement économique de pays pourtant voisins dont les échanges commerciaux sont importants. On comprend alors pourquoi le programme de développe- ment des nations unies a fait de l’accès à l’énergie un des 17 objectifs mondiaux pour A l’aube d’une révolution des réseaux électriques, l’Afrique peut se placer en tête Evolution du PIB (haut) et du taux d’accès à l’électricité (bas) dans les pays d’Afrique de l’Ouest entre 1990 et 2016 © The World Bank Data L’ÉNERGIE : UN CARBURANT ESSENTIEL DU DÉVELOPPEMENT ÉCONOMIQUE ET SOCIAL I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 14 AFRIQUE
- 15. éradiquer la pauvreté5 .Mais l’amélioration de l’accès à l’électricité est un problème à plusieurs variables qu’il faut résoudre dans des territoires qui avancent souvent à deux vitesses. RÉDUIRE LA PAUVRETÉ DANS LES CAMPAGNES, FAVORISER L E S I N D U S T R I E S DA N S L E S VILLES Si l’on se contente de regarder la situation à l’échelle mac- roscopique, le développe - m e n t d ’ a c t i v i t é s i m p o r - t a n t e s d a n s l e s v i l l e s e t l’urbanisation massive qui en découle viennent gommer les situations d’extrême pré- carité qui règnent dans les campagnes. Avec des ter- ritoires à deux vitesses, les pays en développement se trouvent confrontés à deux enjeux majeurs : la réduc- tion de la pauvreté dans les zones rurales et le développe- ment industriel dans les villes. On peut alors trouver des réponses dans l’énergie : par l‘électrification rurale pour le premier et l’amélioration de la fourniture pour le second. S anjit Bunker R oy, fonda - teur du Barefoot College et instigateur du mouvement « solar mamas » explique s i m p l e m e n t c o m m e n t s e traduit l’électrification rurale : « Dès lors que l’électricité pénètre dans l’habitat, elle rend l’individu indépendant de la nuit ». Et c’est bien de cela qu’il s’agit d’après la Banque Mondiale6 : éclairer les villages pour augmenter le temps d’étude des enfants, améliorer leurs conditions de lecture, étendre les horai- res des petits commerces et enfin contribuer à une meil- leure sécurité des habitants. L’éclairage individuel con- cours ainsi à réduire consi- dérablement la pauvreté dans les zones rurales. D’autre part, dans une étude conduite en 2015, Mc Kinsey qualifiait de « critique » le rôle de la continuité et de la qualité de la fourniture élec- t r i q u e d a n s l a c ro i s s a n ce économique7 . Si les villes d’Afrique sub-saharienne sont bien mieux électrifiées que les campagnes (75% contre 25% environ8 ), le problème de qualité de fourniture per- siste et l’impact sur l’industrie est flagrant : Au Burkina Faso par exemple, près de 90% des entreprises connaissent des délestages réguliers (voir carte ci-dessus9 ). Pourtant, si l’Afrique entend c o n n a î t r e l e m ê m e e s s o r i n d u s t r i e l q u e l ’As i e, s o n développement passera par la montée en puissance de secteurs for tement concur- rentiels : l’industrie manu- facturière, la chimie de base ou encore la métallurgie. Ce Proportion d’entreprises subissant des délestages en Afrique de l’Ouest (%) I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 15AFRIQUE
- 16. sont autant defilières élec- tro-intensives dont les inves- tissements massifs requis ne pourront être justifiés sans des garanties sur la qualité du courant. L’industrie n’est pas la seule opportunité de développement pour le con- tinent Africain. Comme au Ghana, les s er vices po u r- ront être un des vecteurs de la croissance avec en tête l e s té l é co m s, s u i v i s d e s banques et des assurances10 . Ces industries fortement dig- italisées devront s’appuyer sur une fourniture fiable de l’électricité pour garantir des prestations compétitives. LE MODÈLE EUROPÉEN DIFFI- CILEMENT IMITABLE En Europe, une réponse simple au problème a été trouvée : un réseau électrique descendant, composé de lignes à haute tension et de nombreuses interconnexions, s’appuyant sur des moyens de produc- tions centralisés. Celle -ci a été reproduite en Afrique de l‘Ouest avec le développe - ment de grandes infrastruc- tures de transport et le dével- oppement d’interconnexions. La création d’un organisme de coopération des opérateurs ( West-African Power pool) a pour but de converger vers un marché unique de l’électricité, mais la volonté des décideurs manque cruellement à l’appel pour guider une transition efficace. Si la coopération des états panafricains dans le secteur énergétique est une vérita- ble réussite politique qui se doit d’être soulignée, elle se trouve confrontée à de nom- b re u s e s l i m i te s. Pl u s i e u r s dizaines de milliards d’euros s e ra i e n t n é ce s s a i re s p o u r couvrir l’intégralité du ter- ritoire et construire de nou- velles capacités de produc- tion. Même avec le support d’organisations internation- ales, la capacité de finance- ment des états fait grande - ment défaut. L’accumulation des dettes publiques et la multiplication des conflits armés fait peser un risque trop important sur les inves- tisseurs pour envisager la mise en place d’un tel plan d’investissement. A cela s’ajoute la contrainte c l i m a t i q u e à l a q u e l l e l e s états africains sont particu- lièrement vulnérables alors que les moyens de produc- tion centralisés et fossiles y s o nt m a j o r i t a i re s. D a n s l ’architec ture ac tuelle, ils restent la solution la moins coûteuse sur le court-terme. Plus qu’une perspective de développement durable, la décarbonation de l’énergie est le passage obligatoire pour la survie de nombreuses popu- lations. Elle entre en conflit avec une vision à court-terme des enjeux d’électrification qui privilégie un développe- ment déraisonné des réseaux de transport et de distribu- tion conduisant à la combus- tion de toujours plus de res- sources fossiles. D É C E N T R A L I S E R P O U R RATIONALISER Avec la baisse fulgurante du coût des énergies renouvel- ables, la production décen- tralisée connait un regain d’intérêt. Ces solutions se sont largement démocrati- sées à travers le déploiement de groupes électrogène qui fonctionnent au diesel mais leur carburant coûteux et pol- luant est incompatible avec QUELLE RÉPONSE DE LA PART DES RÉSEAUX ÉLECTRIQUES ? I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 16 AFRIQUE
- 17. les enjeux dedéveloppement. Lorsqu’elle est pensée dans un périmètre défini et pour des usages locaux, la génération renouvelable ou hybride (cou- plage d’une ressource fossile et renouvelable) sous forme de micro-réseaux prend alors tout son sens. Fort d’une res- source solaire importante sur la quasi-totalité de son ter- ritoire, l’Afrique possède un potentiel considérable. Dans les zones d’habitation reculées, le déploiement de p e t i te s i n s t a l l at i o n s p r i v- ilégiant l ’autonomie jour- n a l i è r e c o m m e l e s k i t s - solaires permet une électri- fication massive, rapide et à coût réduit. Il peut être facile- ment supporté par des organ- ismes de micro-finance et des subventions individuelles et facilite le bourgeonnement de petites activités économiques. To u j o u r s d a n s d e s z o n e s à l ’é c a r t d u r é s e a u , d e s microgrids de plus grande p u i s s a n c e p r i v i l é g i a n t l a fiabilité peuvent se dével- opper pour alimenter des complexes miniers et touris- tiques. Ils participent à la cré- ation d’importantes activités économiques dans les zones rurales et rendent les inves- tissements moins vulnérables car indépendants des évène- ments affectant les lignes. Financés par des entreprises privées, ils allègent les plans de développement énergé - tique des gouvernements. DANS L E S ZONE S É LE C T RI - FIÉES, DES COMPLÉMENTARI- TÉS ÉVIDENTES E n E u r o p e , l e s c o n - cepts de « smar t-grid » et « demand-response » sont la nouvelle mode chez les opéra- teurs de réseau. Nul ne pourra contester que l’Afrique est pionnière dans le domaine ! En organisant des coupures tour- nantes dans les aggloméra- tions, les gestionnaires savent mieux que personne comment une gestion intelligente et digitalisée de l’énergie peut améliorer la qualité de four- niture. Là encore, la décen- tralisation de l’énergie peut jouer un rôle majeur. Couplée à un pilotage des moyens con- ventionnels et des moyens de stockage si nécessaire, elle vient améliorer la résilience et soulager les lignes d’export entre les moyens de produc- tion et les villes distantes de plusieurs centaines de kilo- mètres. Une gestion intelli- gente d’un parc renouvelable dans une ville moyenne ou Caractéristique d’un micro-réseau selon les usages I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 17AFRIQUE
- 18. un quartier permetde priv- ilégier un moyen de produc- tion décarboné, économise momentanément les per tes liées au transport et soulage la zone où l’électricité était initialement produite. Des zones d’autoconsomm- ation à l’échelle des villes grâce à des micro -réseaux h y b r i d e s s o n t d é s o r m a i s largement envisageables tant le développement des infra- structures est coûteux et dif- ficile. Dans ces situations, une gestion favorisant le maximum de renouvelables s’envisage puisque les moyens de pro- duction fossiles restent con- stamment à disposition pour effectuer les réglages de de tension et de fréquence. Reste toutefois à élaborer des stra- tégies de gestion robustes qui tiennent compte des pro- blèmes techniques liées aux p ro d u c t i o n s hy b r i d e s q u i doivent fournir sous des con- traintes fortes de disponibil- ité et de qualité. L a d é c e n t r a l i s a t i o n d e l’énergie n’est toutefois pas exempte de problèmes. Le financement et la gestion d’actifs dans des pays aux conditions politiques et cli- matiques difficile compli- que for tement le montage de projet de grande ampleur. Pour cela, les sociétés natio- nales intégrées devront jouer un rôle majeur tant ils ont à gagner des synergies avec leur cœur de métier. Mais c’est la formation de techniciens compétents sur l’ensemble de la chaîne de valeur qui demeure probablement l’un des plus grands challenges. Le développement et la gestion d’un réseau encore jamais vu dans le monde font appel à de nombreuses compétences, n o u ve l l e s p o u r to u s. U n e occasion pour l’Afrique de mobiliser sa jeunesse pour se placer aux premières lignes de l’innovation bas carbone, se battre pour son avenir, et celui de la planète. Louis POLLEUX Sources : [1] Christine Heuraux (2011), « L’électricité en Afrique ou le continent des paradoxes », IFRI [2] AIE, WEO 2004 [3] Jannuzzi, G. D. and Goldemberg, J. (2012), « Has the situation of the ‘have‐nots’ improved? ». WENE, 1: 41-50. doi:10.1002/ wene.20 [4] The world Bank Data, « Access to electricity (% of population) « , disponible sur : https://data.worldbank.org/indicator/ EG.ELC.ACCS.ZS?locations=CI-BF-TG-GH&type=shaded [5] Programme des nations unies pour le développement, « objectifs de développement durable », disponible sur : http://www. undp.org/content/undp/fr/home/sustainable-development-goals.html [6] The world bank, « The welfare impact of rural electrification, IEG Impact evaluation », 2008 [7] Brighter Africa, The growth potential of the sub-Saharan electricity secto Mc Kinsey February 2015 [8] The world Bank Data, « Firms experiencing electrical outages (% of firms) » , disponible sur : https://data.worldbank.org/ indicator/EG.ELC.ACCS.ZS?locations=CI-BF-TG-GH&type=shaded [9] The world Bank Data, « Access to electricity, rural (% of rural population) » , disponible sur : https://data.worldbank.org/ indicator/IC.ELC.OUTG.ZS [10] Bloomberg, 13 novembre 2017, « African Economic Growth Rides on Wireless Rails » consultable sur : “https://www.bloom- berg.com/view/articles/2017-11-13/african-economic-growth-rides-on-wireless-rails I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 18 AFRIQUE
- 19. Les passagers clandestinsde la COP21 : Stratégie chinoise et avenir des COP Dans le contexte de sévères changements climatiques, la 21ème Conférence des Nations Unies sur les changements cli- matiques (COP21) a eu lieu entre novembre et décembre 2015 à Paris. La Conférence a abouti à un accord signé par 195 pays, après un long agenda de conférences et évé- nements, et est considérée, pour de nombreux observa- teurs, comme historique. A la suite de la COP 21, une nouvelle architecture mon- diale de gouvernance envi- ronnementale a émergé. A l’inverse du Protocole de Kyoto qui imposait des engagements juridiquement contraignants à chaque pays, ce nouvel accord s’en tient à des inci- tations auprès des gouverne- ments nationaux à s’adapter au changement climatique en réduisant de manière signifi- cative l’utilisation des éner- gies fossiles et en encourag- eant le développement des énergies renouvelables. Cet accord peut paraître certes plus laxiste, car non con- traignant, mais le Protocole de Kyoto a montré par son échec, que des engagements contraignants n’étaient pas forcément la bonne solution pour impliquer tous les pays, notamment les gros pollueurs. R é a f f i r m a n t l ’o b j e c t i f d e l i m i te r l ’a u gm e nt at i o n d e la température mondiale de 2°C, l’Accord de Paris propose un engagement moral pour chaque pays à réduire les émissions de CO2 et recon- naît que les pays industrial- isés devraient contribuer à l’adaptation des pays en dével- oppement, sur le plan finan- cier mais aussi technologique. En outre, il reconnaît qu’un processus fort de décarboni- sation de l’économie mondiale peut favoriser un développe- ment véritablement durable. La mise en place d’objectifs c h i f f r é s , s p é c i f i q u e s à chaque pays pour limiter l’augmentation de la tempéra- ture moyenne planétaire, rend le suivi de l’atteinte de ces objectifs accessible aux citoy- ens. Cependant, ces objectifs moraux, juridiquement non contraignants, laisse place à un fort risque d’interprétation et d’opérationnalisation de l’Accord de Paris variable et subjectif pour chaque pays. En outre, l’Accord de Paris est basé sur le principe de laisser tous les pays et tous l e s s e c te u r s é co n o m i q u e s décider des efforts qu’ils sou- haitent réaliser dans la réduc- tion des émissions, ce qui peut sembler être une straté- gie effrayante, et constituera le sujet du présent article. L E S P A S S A G E R S CALANDESTINS L’Accord de Paris sur le climat peut être conceptualisé par un jeu d’échec, joué sur un échi- quier à 150 pièces, nombre d e c h e fs d ’é t at s p ré s e nt s à l’ouver ture de la COP21. Les pièces ne peuvent être bougées isolément puisque leur mouvement doit être réfléchi en tenant compte de l’ensemble des positions des autres pièces de l’échiquier. Dans ce contexte, la Théorie des Jeux peut donner des outils pour mieux comprendre les I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 19COP21
- 20. actions qui sesont déroulées à la suite de la COP21. Il s’agit de l’étude des déci- sions stratégiques dans une interaction de type jeu, c’est- à-dire des situations où la décision et le résultat d’un joueur sont influencés par la décision de l’autre joueur, et inversement. Avec certaines techniques, il est possible de cartographier les actions de prises de décision de chaque acteur afin de trouver le point d’équilibre optimal et prendre la meilleure décision. Le but ici est de prévoir les mou- vements de «l’adversaire», en considérant qu’il joue, de façon rationnelle, les options qui lui conviennent le mieux. Ainsi en application de la Théorie des Jeux et en consi- dérant l’atmosphère comme un bien public partagé entre tous les pays, chacun veut payer aussi peu que possible pour préserver la qualité de ce bien [1], et engendre, de ce fait, un terrain de jeu propice à l’existence de passagers clan- destins. L’hypothèse du pas- sager clandestin en économie surgit quand un ou plusieurs agents économiques bénéfi- cient d’un bien commun, sans avoir (ou en ayant très peu) contribué pour disposer de cet avantage. Face au défi indéniable du changement climatique et de ses conséquences, il peut être dans l’intérêt individuel de chaque pays de ne prendre aucune mesure onéreuse, telle que des investissements sig- nificatifs pour le déploie - ment des énergies renouvel- ables, en espérant que tous les autres pays supportent les coûts nécessaires pour attein- dre l’objectif commun. Dans un tel cas, le passager clan- destin profite des avantages de la réduction des risques liés à des événements cli- matiques extrêmes, sans en assumer les coûts. Cette posi- tion peut apparaître comme la plus rationnelle. Qu’un pays participe ou non aux efforts pour la limitation du réchauf- fement climatique, il prof- itera de ceux produits par les autres, ce réchauffement étant à une échelle globale. Un gouvernement qui arrive à persuader les pays voisins de réduire leurs émissions de gaz à effet de serre sans fournir lui-même aucun effort, pour- rait donc apparaître gagnant : il évite toutes les dépenses impliquées et échappe au scénario de la catastrophe climatique. D’après Christian de Perthuis qui écrit dans son livre Le climat, à quel prix ? : « Les p a y s é m e r g e n t s s e r a i e n t d’accord pour s’engager, s’ils ne suspectaient pas les pays industrialisés de vouloir en profiter pour échapper à leur responsabilité. […] La stabil- ité du climat constitue un bien commun, dont la protection exige une action partagée. » [2]. A la suite de cet article, nous proposons l’analyse de la situ- ation économique et politique de la Chine, grande puissance mondiale, face aux défis de la transition énergétique et aux décisions issues de la COP21. LA STRATÉGIE CHINOISE Entre 1978 et 2012, le produit intérieur brut (PIB) de la Chine a augmenté de 9 à 10 % par an. Au début de la décennie 2010, le pays est devenu la deuxième plus grande écon- omie du monde, derrière les Ét at s - U n i s. Ce d y n a m i s m e I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 20 COP21
- 21. économique impressionnant s’est inscritdans un contexte de développement industriel et de modernisation qui a entraîné des transformations profondes de la structure pro- ductive et sociale du pays. La consommation d’énergie par habitant est passée de 246,5 kWh en 1978 à 2 631,4 kWh en 2009, soit un taux de croissance moyen de 30,2 % par rapport à l’année précé- dente [3]. La croissance économique chinoise est le résultat du dynamisme de son expansion industrielle. En 2011, la Chine avait dépassé les États-Unis en devenant le plus grand consommateur d’énergie au monde. L’année suivante, plus de deux tiers de l’énergie du pays avait été consommés p a r l e s e c te u r i n d u s t r i e l. Cependant, les données par habitant montrent que la pol- lution en Chine est encore loin derrière certains pays tels que les États-Unis, le Japon ou le Royaume-Uni [4]. Il serait donc toujours possible de voir une augmentation du volume de ses émissions dans les années à venir, en raison de sa crois- sance économique, même en tenant compte de toutes les mesures présentées dans la suite de ce rapport. Les autorités chinoises affir- ment qu’elles doivent encore rattraper le temps perdu par rapport à l’Occident en termes d’industrialisation, et ne pour- raient donc pas réduire dras- tiquement leurs émissions, du moins pour l’instant. La dépendance de la Chine au charbon pour la produc- tion d’électricité est l’un des principaux facteurs respon- sables de la pollution de l’environnement. Depuis les années 1980, le pays con- somme au moins la moitié du charbon mondial, principale- ment à des fins industrielles. En outre, la majorité des cen- trales à charbon du pays fonc- tionne à un niveau d’efficacité relativement faible. La part du charbon dans les émissions de gaz à effet de serre de la Chine est colossale : le pays émet aujourd’hui autant de CO2 que les États-Unis et l’Union Européenne réunis. Pa r a i l l e u r s , l a p o l l u t i o n causée par le trafic de véhi- cules génère de forts impacts sur la qualité de l’air de villes comme Shanghai, Chongqing ou Pékin. I l est estimé que plus de 1 , 6 m i l l i o n d e p e r s o n n e s meurent tous les ans en Chine (l’équivalent à 4000 personnes par jour) du fait de problèmes de santé liés à la qualité de l’air du pays [6]. La croissance économique à des taux à deux chiffres a donc un prix humain dévastateur, ce qui a obligé le pays à remettre en cause ses politiques environnementales. Xi Jinping, président de la république populaire de Chine, à la COP21 © Shutterstock I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 21COP21
- 22. Ce changement politiquemet en avant une volonté de la part de la Chine de limiter ses émissions de CO2 et de pro- mouvoir une transition vers un nouveau niveau économique et productif plus conforme aux principes de développe- ment durable, alignant le pays sur les ambitions de la COP21. Des effor ts financiers très i m p o r t a n t s o n t d é j à é t é faits par le pays en faveur du développement de tech- n o l o gi e s b a s c a r b o n e. E n effet, si aujourd’hui la tech- nologie photovoltaïque a pu atteindre des prix aussi bas et compétitifs par rappor t aux énergies fossiles, c’est en grande partie grâce à la poli- tique d’investissement massif menée par la Chine. On voit donc que les investissements en recherche et développe- ment de ce pays ont un impact décisif sur le progrès tech- nologique au niveau mondial. Une nouvelle question se pose alors : la Chine se présente- elle comme un acteur fiable de la transition énergétique globale ou se voit-elle forcée à sortir de sa position de pas- sager clandestin uniquement à cause de ses problèmes nationaux (de santé publique notamment) ? QUELLES ÉVOLUTIONS DEPUIS LA COP21 À AUJOURD’HUI ? L’Accord de Paris ne résout p a s l e s p r o b l è m e s r e l a - tifs au changement clima- tique, mais ne permet que de créer un environnement poli- tique plus favorable pour que les objec tifs formellement approuvés par les 195 pays soient atteints. L’Accord a créé une nouvelle dynamique pour la lutte contre le change- ment climatique en adoptant un régime de coopération multilatérale. Les décisions prises à la COP21 ont le potentiel de transformer radicalement la consomma- tion d’énergie mondiale ali- mentée par un mix de combus- tibles fossiles vers des tech- nologies à faibles émissions d e c a r b o n e. É v i d e m m e n t , si cela se produit, les pays produc teurs de combusti- bles fossiles devront ajuster leurs économies pour reflé- ter les gains plus faibles des exportations de pétrole, de charbon et de gaz naturel. Le développement des énergies Pays les plus émetteurs de CO2 – 2016 © Global Carbon Atlas I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 22 COP21
- 23. renouvelables et larelance de l’énergie nucléaire dans cer- tains pays peuvent conduire à un bouleversement de la configuration des puissances énergétiques nationales, his- toriquement basées sur les ré s e r vo i r s d ’é n e rgi e s fo s- siles. Au lieu de se concentrer uniquement sur trois grandes ressources : le charbon, le pétrole et le gaz naturel, la n o u ve l l e g é o p o l i t i q u e d e l’énergie peut dépendre de nombreux autres facteurs tels que le stockage d’énergie, le développement du renouvel- able et l’adaptabilité aux nou- velles politiques gouverne- mentales [7]. La COP22 n’a laissé aucun doute sur le renversement de l’équilibre des forces dans la géopolitique de l’énergie qui passe des producteurs de combustibles fossiles aux pays développant des solutions à faible émission de carbone [8]. La Chine, par exemple, est en voie de devenir un leader des technologies nucléaires, solaires et éoliennes, en les utilisant à la fois dans le mix énergétique interne de son pays, mais aussi en renforçant sa capacité d’exportation de technologies bas carbone. Un an après la COP22, la 23ème Conférence des Nations Unies sur le climat (COP23) organ- isée par les Iles Fidji s’est tenue fin 2017 à Bonn, en Allemagne, pour discuter des actions mondiales liées aux émissions de gaz à effet de serre et au réchauffement de la planète. L’organisation de cette COP par les Iles Fidji est un symbole fort de l’urgence du réchauffement climatique face à ses conséquences dév- astatrices comme la dispari- tion des Iles. La clôture de la réunion de 197 pays a été marquée par l’adoption d’un document sur les lignes direc- trices de l’Accord de Paris, qui ne devrait cependant pas se concrétiser avant 2020. Malgré la déclaration des États-Unis de quitter l’Accord de Paris, près de 200 délégations ont réaffirmé leur engagement. Le point clé abordé à Bonn était la question du mécanisme de financement qui doit être mis en place par les pays les plus développés, notamment les États-Unis, l’Australie et le Japon, pour financer les mesures de lutte contre le réchau f fem ent climat i que. Émissions de CO2 par habitant – 2016 © Global Carbon Atlas I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 23COP21
- 24. Cette demande deprise de responsabilité des pays dével- oppés a occupé une grande partie des négociations de la COP23. P l u s r é c e m m e n t , s u i t e à l’annonce de Donald Trump en juin 2017 de se retirer de l’Accord de Paris, le président français Emmanuel Macron a décidé d’organiser un nouveau sommet international sur le climat, le One Planet Summit qui s’est tenu à Paris le 12 décembre 2017, un mois après la COP23. Ce sommet organisé conjointement par la France, l’ONU et la Banque Mondiale a eu lieu exactement deux ans après la signature de l’Accord de Paris. Son objectif était de « verdir la finance » et « d’accélérer la mobilisation des moyens financiers publics et privés », en regroupant des acteurs de ces deux secteurs, r e p r é s e n t a n t u n e g r a n d e majorité des pays au niveau mondial. Malgré l’enthousiasme général provoqué par ces différents sommets, force est de con- stater que les mécanismes réglementaires contraignants manquent au bilan. Cette con- statation peut conduire à une remise en cause de l’efficacité des instances internationales dans la régulation du change- ment climatique. En effet, nombreux sont ceux qui con- sidèrent que ces Sommets n’amènent pas de mesures concrètes puisque, in fine, les pays peuvent agir selon leurs propres intérêts. Cependant, il faut admettre q u e l ’a u gm e nt at i o n d e l a fréquence de ces événements internationaux ne peut être que bénéfiques pour la con- duite de la lutte du change- ment climatique. La réunion de quasiment l’ensemble des pays mais aussi d ’ac teurs privés, apparaît comme une étape essentielle à une entente globale pour lutter efficace- ment contre le réchauffe - ment climatique en fixant des objectifs ambitieux (bien que moraux seulement) acceptés par tous d’un commun accord. Daniel ERBESFELD Sources : [1] J. E. Stiglitz, « Sharing the Burden of Saving the Planet: Global Social Justice for Sustainable Development: Lessons from the Theory of Public Finance ». 2009. [2] Christian de Perthuis, Le climat, à quel prix ?, Odile Jacob. 2015. [3] B. J. Barry J., The Chinese Economy: Transitions and Growth. MIT Press. [4] C. Wang, A. Engels, et Z. Wang, « Overview of research on China’s transition to low-carbon development: The role of cities, technologies, industries and the energy system », Renew. Sustain. Energy Rev., vol. 81, p. 1350-1364, janv. 2018. [5] « CO2 Emissions | Global Carbon Atlas ». [En ligne]. Disponible sur: http://www.globalcarbonatlas.org/en/CO2-emissions. [Consulté le: 27-avril-2018]. [6] R. A. Rhode et R. A. Muller, « Air Pollution in China: Mapping of Concentrations and Sources ». Berkeley Earth and Dept of Physics, 2015. [7] A. Ghezloun, A. Saidane, et H. Merabet, « The COP22: New commitments in support of the Paris Agreement », Energy Procedia, 2017. [8] GIEC, « Changements Climatiques 2014: Rapport de synthèse ». I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 24 COP21
- 25. Le numérique, atoutou obstacle à la transition énergétique ? LA RÉVOLUTION NUMÉRIQUE EN MARCHE A u j o u r d ’ h u i , e n t ê t e d e s classements des entreprises à plus grosses capitalisations boursières se trouvent des grands noms de la tech comme A p p l e , A l p h a b e t ( m a i s o n mère de Google), Microsoft, Facebook ou encore Amazon. Po u r t a n t , j u s q u’a u d é b u t des années 2000, ces places étaient plutôt occupées par des grands industr iels de l’énergie et pétroliers comme E x xo n M o b i l e o u G e n e ra l Electric. Ceci est un signe de la révolution numérique en cours. Intelligence artificielle, Big data, Internet des Objets e t C l o u d co m p u t i n g s o n t autant de domaines en plein essor qui pourraient significa- tivement changer nos modes de vie, comme les nouvelles technologies de l’information ont bouleversé le mode de vie de milliards d’humains ces dernières décennies, que ce soit dans leur manière de tra- vailler, de voyager, de commu- niquer ou de se divertir. L E N U M É R I Q U E, U N ATO U T D E P O I D S DA N S L A LU T T E C O N T R E L E C H A N G E M E N T CLIMATIQUE... Ces technologies ont large- ment contribué à stimuler l a c ro i s s a n ce é co n o m i q u e en améliorant la productiv- ité dans les pays développés comme dans ceux en dével- oppement. Aujourd’hui, le numérique devrait être un atout de poids pour améliorer l’efficacité de nos systèmes énergétiques et lutter contre le réchauffement climatique en réduisant nos émissions de gaz à effet de serre. En apportant des outils et des s o l u t i o n s p o u r s u r ve i l l e r, gérer et optimiser efficace- ment nos systèmes, la digi- talisation pourrait être la clé d’une transition énergétique réussie. Ainsi, le secteur de l’IT (Information Technology) pourrait permettre d’éviter l’émission annuelle de 9.1 Gt de CO2 eq en 2020, soit plus de 15% des émissions de CO2 glo- bales anticipées [1]. …MAIS AUSSI UN SEC TEUR D O N T L’ E M P R E I N T E E N V I - RONNEMENTALE EXPLOSE Toutefois, le développement rapide du secteur de l’IT mène à des impacts environnemen- taux toujours plus alarmants. Mauvaise gestion des déchets électroniques envoyés vers les pays en développement d’Afrique ou d’Asie, utilisa- tion de métaux précieux et de terres rares dont les réserves s’amenuisent, pollution de l’air, des sols et de l’eau, con- sommation énergétique en croissance perpétuelle, sont autant d’impacts causés par le secteur [2]. © Shutterstock I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 25GREEN IT
- 26. En 2012, laconsommation 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. A Q U O I E S T D U E L A CO N - SOMMATION ÉLECTRIQUE DU SECTEUR ? On décompte trois princi - paux postes de consommation d’électricité pour le secteur de l’IT : les appareils élec- troniques (ordinateurs, T V, tablettes, téléphones, impri- m a n t e s , v i d é o p r o j e c t e u r s etc.), les data centers, corre- spondant aux infrastructures nécessaires au stockage et au traitement des données, et les réseaux par lesquels t r a n s i t e n t c e s d o n n é e s (réseaux locaux et globaux). Il est d’autre part important de considérer l’ensemble du cycle de vie des équipements et infrastructures pour dresser le bilan environnemental du numérique, de la production en passant par l’utilisation et la fin de vie du matériel. La répartition de la consomma- tion électrique du secteur de l’IT est visible sur le graphe ci-dessus. LES TENDANCES FUTURES L a c o n s o m m a t i o n é l e c - trique de l’IT augmente à un r ythme alarmant depuis l’apparition du World Wide Web et devrait continuer de croître. Augmentant déjà plus vite que la demande mondi- ale, la demande électrique de l’IT pourrait atteindre 14% de la consommation électrique mondiale d’ici 2020 [2]. C e c i e s t t o u t d ’ a b o r d d û a u n o m b r e c r o i s s a n t d’utilisateurs d’Internet, passé de 3 millions à 2,73 milliards de personnes entre 1990 et 2013 [4, 5]. Le taux d’accès Internet dans le monde se situant toujours en dessous de 40%, cette tendance devrait se poursuivre. De plus en plus de personnes accèdent au Web chaque année, notamment en Afrique et en Asie, si bien que le nombre d’internautes pour- rait atteindre 5 milliards d’ici 2020 [5]. U n d e u x i è m e f a c t e u r e s t l ’a p p a r i t i o n d e n o u v e a u x usages tels que le développe- ment du Big Data, du Cloud ou des plateformes de streaming. Le trafic mondial de données devrait ainsi augmenter : s’il représentait moins de 5 exa- octets en 2005, il était estimé à 4 423 exaoctets/an en 2015 et pourrait atteindre 10 457 exaoctets/an en 2019 [3]. Cela Répartition de la consommation électrique du secteur de l’IT en 2012 et 2017 © Green Peace I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 26 GREEN IT
- 27. augmenterait considérable - mentla consommation élec- trique des réseaux. De plus, le Big Data, le Cloud computing, l’IoT (Internet des Objets) et le nombre croissant d’utilisateurs tireront vers le haut les besoins en serveurs de stockage et de traitement des données, augmentant la demande électrique des data centers [6]. Cependant, d’autres dével- oppements pourraient aider à contrebalancer la croissance de la demande électrique du secteur de l’IT. Par exemple, l’amélioration du PUE (Power Usage Effectiveness), corre- spondant à l’efficacité des data centers, ou encore la virtualisation croissante des serveurs, moins énergivores, pourrait contribuer à com- penser l’augmentation de la consommation d’énergie des data centers [2]. D e p l u s, l e s é q u i p e m e nt s i n f o r m a t i q u e s d e v r a i e n t devenir de plus en plus effi- caces, avec l’utilisation crois- sante d’appareils fonction- nant sur batterie (portables, tablettes, smartphones) par nature moins énergivores, et avec l’adoption de normes de plus en plus strictes pour les labels énergétiques des équi- pements informatiques |6]. DÉVELOPPEMENT DURABLE ? Saurons-nous combiner digi- talisation et développement durable ? On l’a vu, plusieurs tendances s e d é g a g e n t c o n c e r n a n t l’évolution de la demande énergétique du numérique. Des progrès techniques per- mettant une amélioration de l’efficacité des équipements informatiques pourraient en partie contrebalancer la crois- sance des usages attendue. Il est toutefois très difficile de prédire si la révolution n u m é r i q u e m è n e r a à u n e explosion de la consommation d’électricité. Nous sommes aujourd ’hui à un moment décisif : le numérique pourrait tout aussi bien nous aider à réduire nos émissions de gaz à effet de serre que les dégrader. Pour faire converger écologie et numérique, il sera essen- tiel de prendre en compte les enjeux environnementaux et sociaux lors de la concep- tion et de l’opération de nos systèmes d’information, par exemple, en développant des démarches de Green IT. Chloé POTIER Sources : [1] GeSI et BCG, “SMARTer2020: The role of ICT in driving a sustainable future”, 2012. [2] W. V. Heddeghem, S. Lambert, B. Lannoo, D. Colle, M. Pickavet, et P. Demeester, “Trends in worldwide ICT electricity con- sumption from 2007 to 2012”, Computer Communications, vol. 50, pp. 64–76, 2014. [3] GreenPeace, Clicking clean : Who is winning the race to build a green Internet?, 2017. [4] World Economic Forum and INSEAD, The Global Information Technology Report 2010–2011, Transformations 2.0, S. Dutta and I. Mia, Eds. World Economic Forum, 2011. [5] International Energy Agency, More Data, Less Energy, Making Network Standby More Efficient in Billions of Connected Devices. 2014 [6] “La révolution numérique fera-t-elle exploser nos consommations d’énergie ?”, Décrypter l’énergie, 7 Dec. 2017. [En ligne]. http://decrypterlenergie.org/larevolution-numerique-fera-t-elle-exploser-nos-consommations-denergie (visité le 12/05/2018). I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 27GREEN IT
- 28. Les Plateformes Peer-to-Peerd’échange d’énergie Avec la dérèglementation des marchés de l’énergie depuis le 1er juillet 2007 pour les particuliers, les consomma- teurs ont d’abord pris con- science qu’ils pouvaient agir sur leurs modes de consom- mation. Aujourd’hui, au-delà des motivations économiques engendrées par cette direc- tive, les consommateurs cher- chent à être plus impliqués à la racine même : la production d’énergie. Ainsi, tout en con- tinuant à développer en par- allèle une âme de plus en plus écologique, les consomma- teurs deviennent des acteurs à part entière de la transi- tion énergétique en instal- lant des capacités de pro - duction décentralisées. Par conséquent, souvent organ- isés sous la forme de micro- réseaux, ils deviennent capa- bles de vendre et d’acheter (dans le cas d ’usagers ne bénéficiant pas de source d ’é n e r g i e ) l ’é l e c t r i c i t é p ro d u i t e l o c a l e m e n t s a n s passer par un intermédiaire via une plateforme en ligne, réduisant ainsi les coûts. En outre, le développement d e s a p p a re i l s i nte l l i g e nt s p e r m e t u n m e i l l e u r s u i v i des consommations et pro- duc tions énergétiques des usagers. Combiné aux plate- formes sur Internet mettant e n re l at i o n l e s d i f fé re nt s producteurs et consomma- teurs d’un même réseau, cela permet l’essor des marchés de Peer-to-Peer (particulier à par- ticulier) d’échange d’énergie. Le développement croissant de ces plateformes de Peer- to-Peer d’échange d’énergie est à relier à l’avènement tout aussi grandissant de la tech- nologie Blockchain dans le domaine du numérique. A u j o u r d ’ h u i , a v e c l e développement des capacités de production décentralisées, plusieurs petits fournisseurs s o u haitent revendre leurs énergies. De plus, grâce à l’apparition d’appareils intel- ligents tels que les compt- eurs, les stocks de production et de consommation peuvent être connus précisément et à tout moment. Ainsi, des éner- géticiens classiques ainsi que de nombreuses star t-up se sont lancés dans ce marché des plateformes de Peer-to- Peer d’échange d’énergie en se plaçant comme des inter- m é d i a i r e s e n t r e l e s p r o - ducteurs et les consomma- teurs d’électricité ou comme © Shutterstock I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 28 PEER-TO-PEER
- 29. des agrégateurs deproduc- t i o n s d é c e n t r a l i s é e s . C e s entreprises sont spécifiées sur la figure ci-dessous. Le secteur de l’énergie pour- rait donc utiliser la tech- n o l o g i e B l o c k c h a i n p o u r renouveler la confiance entre les consommateurs finaux et les fournisseurs d’énergie en permettant aux consomma- teurs de voir d’où vient leur énergie. Littéralement, une Blockchain désigne une chaine de blocs, des conteneurs numériques s u r l e s q u e l s s o nt s to c k é s des informations de toutes natures : transactions, con- trats… L’ensemble de ces b l o c s fo r m e u n e b a s e d e données semblable aux pages d’un grand livre de comptes. Ce livre de comptes est décen- tralisé ; c’est-à-dire qu’il n’est pas hébergé par un serveur unique mais par une partie des utilisateurs. Les informa- tions contenues sur les blocs sont protégées par plusieurs procédés cr yptographiques innovants si bien qu’il est impossible de les modifier a posteriori. Enfin, la Blockchain est créatrice d’une cr ypto- monnaie qui lui permet de rémunérer cer tains nœuds du réseau qui supportent son infrastructure. La Blockchain est la combinaison de 3 tech- nologies suivantes : • U n j e u d e c l e f c r y p - t o g r a p h i q u e p u b l i q u e / p r i vé e. Le s d e u x c l e fs s o n t l i é e s m a t h é m a - tiquement de sor te que la clef publique (connue de tous) permet de coder un message tandis que la clef privée (connue par l’utilisateur seul) permet de le décoder. Ainsi, une c l e f p r i vé e p e r m e t d e c a l c u l e r u n e c l e f p u b - lique mais l’inverse est impossible. • Un réseau distribué avec un registre partagé, • Une incitation à assurer le service des transactions, de l’archivage et de la Plateformes de Peer-to-Peer d’échange d’énergie dans le monde © Sia Partners I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 29PEER-TO-PEER
- 30. sécurité du réseau. L’élémentdisruptif essen- t i e l d a n s l a t e c h n o l o g i e Blockchain est la capacité à maintenir un consensus sur le contenu d’une base de données partagée entre des noeuds équivalents qui ne se connaissent pas. Les solutions basées sur la Blockchain sont particulière- ment bien adaptées aux bases de données où tout le monde peut accéder à l’information mais où aucune partie ne peut avoir le contrôle total sur comment et par qui la base de données peut être modi- fiée. C’est en ce sens que la Blockchain permet le passage d’un marché bilatéral sans plateforme à un marché mul- tilatéral reposant sur le con- trôle d’une plateforme décen- tralisée comme représenté sur la figure ci-dessus. La technologie Blockchain pourrait ainsi faciliter de nou- velles architectures de plate- formes avec un contrôle sans intermédiaires externes. A i n s i , l ’ u n d e s o b j e c t i f s majeurs de la décentralisa- tion des systèmes énergé - tiques réside dans le fait que les entités puissent répar- tir l’électricité entre elles de manière autonome, de sorte q u e l ’a l l o c at i o n s o i t e f f i- cace, autosuffisante et non contrôlée par un intermédi- aire externe. Cer tains con- cepts mettant l’accent sur l ’a l l o c at i o n d e re s s o u rce s d’énergie renouvelable dis- tribuées entre les ménages voisins en utilisant la tech- nologie Blockchain ont déjà été élaborés. Certains d’entre eux ont même été réalisés en pratique. Des études plus récentes sont même allées un peu plus loin dans ces con- cepts et ont esquissé un cas d’utilisation provisoire pour les transactions d’électricité d ’a p p a re i l à a p p a re i l. E n créant un marché distribué a l i m e n t é p a r l ’ u t i l i s a t i o n d’une architecture de consen- sus, la Blockchain, les appar- eils intelligents peuvent agir Passage à une plateforme décentralisée via la Blockchain © ETLA Working Papers I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 30 PEER-TO-PEER
- 31. en tant qu’acheteursou ven- deurs d’électricité, selon leur propre libre arbitre. N é a n m o i n s , l a t e c h n o l o - gie Blockchain présente des inconvénients, notamment techniques, et soulève des questions juridiques, socié - tales et réglementaires. A u n i v e a u t e c h n i q u e , l a fréquence de traitement est limitée. En effet, au sein d’un microgr id, les utilisateurs doivent pouvoir vendre et acheter de l’énergie dans un cour t laps de temps. Ainsi, u n e f ré q u e n c e d e t r a i t e - ment de données élevée est nécessaire. Cela signifie que chaque nouveau block doit être traité, ajouté puis trans- mis rapidement. Ce délai est déterminé, d’une part, par la capacité de transaction et, d’autre part, par le temps de latence. Pour des raisons de sécurité, la capacité de trans- ac tion est volontairement limitée, le temps de latence étant quant à lui limité par la technologie. Outre l’aspect fréquentiel, la Blockchain est confrontée au problème de taille, et donc de stockage et de traitement. À chaque trans- action, un bloc est ajouté à la chaîne. La taille de celle- ci est donc continuellement croissante. À titre indicatif, une transaction bitcoin con- sommerait aujourd’hui autant d ’é n e r g i e q u ’ u n m é n a g e a m é r i c a i n m o y e n e n u n e semaine, soit 215 kWh. Afin de limiter cette consomma- tion impressionnante, la récu- pération d’énergie au sein des data-center est une solution déjà utilisée. L’efficacité des centres est améliorée à travers la récupération de la chaleur émise par les ordinateurs. Concernant les aspects socié- taux, juridiques et réglemen- taires, des questions subsis- tent. En effet, en l’absence d ’ u n e a u t o r i t é c e n t r a l e , l’utilisateur est seul face aux problèmes tels que la perte de mot de passe ou l’oubli de transaction. Par ailleurs, par son fonctionnement, il e s t e x t rê m e m e n t d i f f i c i l e d ’e f f a ce r u n e i n fo r m at i o n inscrite dans la blockchain. Le droit à l’oubli n’est donc pas respecté avec cette tech- nologie. Enfin, les utilisa - teurs fixent eux-mêmes les prix d’achat et de vente et les transactions ne sont pas réper toriées en dehors du microgrid. Il est donc impos- sible pour l’État de contrôler les transactions et d’y appli- quer des taxes. Afin de combler ces défauts, plusieurs solutions sont d’ores et déjà envisageables. Une réglementation plus stricte des structures et de la tech- nologie Blockchain semble ê t r e l a p r e m i è r e é t a p e . Cependant, comme le montre l e q u e s t i o n n e m e nt a c t u e l autour du Bitcoin, de nom- breux aspects restent pour le moment incertains. Cette évo- lution témoigne néanmoins de la volonté croissante des par- ticuliers de s’impliquer dans la gestion de l’énergie. Haris DJOUBRI Sources : [1] Mattila, J. : « The Blockchain Phenomenon – The disruptive potential of Distributed Consensus Architecture », ETLA Working Papers N°38, Mai 2016. [2] http://www.energie.sia-partners.com/20170323/que-proposent-les-fournisseurs-delectricite-pour-repenser-la-relation- avec-leurs-clients. [3] https ://motherboard.vice.com/fr/article/qv3z83/une-unique-transaction-bitcoin-utiliseautant-denergie-quune-maison- en-une-semaine. [4] Pavel, I. : « La blockchain – Les défis de son implémentation », Annales des Mines - Réalités industrielles 2017/3, Août 2017, p. 20-24. I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 31PEER-TO-PEER
- 32. Rénovation énergétique deslogements existants S e l o n l ’A D E M E , l a Fr a n c e compte plus de 33,5 millions d e l o g e m e nt s d o nt d e u x- tiers ont été construits avant 1975, en dehors de toute régl em entat io n th er mi que (la première réglementation thermique date de 1975). Le secteur résidentiel et tertiaire représente aujourd’hui la part la plus importante en termes de consommation d’énergie, avec près de 69 Mtep de con- sommation annuelle, cette p a r t r e p r é s e n t e p r è s d e 4 5 % d e n o t re co n s o m m a- tion d’énergie finale (30% pour le résidentiel et 15% pour le ter tiaire). De plus, l’ensemble de ces bâtiments sont extrêmement énergivo- res, avec une consommation moyenne de 186 kWhep/m2 dont un tiers des résidences principales avec une étiquette DPE F ou G (soit une consom- mation énergétique supéri- eure à 330 kWhep/m²). Ceux-ci constituent un immense gise- ment d’économies d’énergie [1]. Pour pallier cette situation, la France s’est engagée dans une démarche d’obligation et d’incitation à réaliser des travaux de rénovation ther- mique. La rénovation complète est généralement gênante et coûteuse, 300 €/m² minimum selon le Conseil Economique p o u r l e D é v e l o p p e m e n t Durable. De plus, la rentabilité économique de ces travaux de rénovation n’est pas assurée aux prix actuels de l’énergie. Et donc la question suivante se pose : comment financer les travaux de rénovation éner- gétique des logements en France ? Pour accomplir les objectifs de la loi Transition Energétique © Shutterstock I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 32 RÉNOVATION
- 33. p o ur l a C r o i s s a n c e Ve r t e (LTECV ) ainsi que les autres lois qui définissent le cadre réglementaire en France (la loi POPE, le Paquet Energie Climat, etc.), de nombreuses initiatives ont été prises par l’état pour encourager les particuliers à effectuer des travaux de rénovation. Nous pouvons définir les dispositifs existants de financements les plus connus comme ci-des- sous [2]: • Subventions : programme « H a b i t e r M i e u x » d e l ’A g e n c e N a t i o n a l e d e l’Habitat, prime de rénova- tion énergétique et aides accordées par les collectiv- ités locales • Prêts bonifiés : éco-prêt à taux zéro (Eco-PTZ), prêt action logement et prêt sur le livret développe - ment durable • Incitations fiscales : T VA à taux réduit, exonéra- tion de Taxe Foncière sur la Propriété Bâtie (TFPB) et crédit d’impôt pour la tran- sition énergétique (CITE) • Le s a i d e s d e s fo u r n i s - seurs d’énergie: dispositif de Certificat d’Economie d’Energie (CEE) • La répartition des coûts et des bénéfices : Contrat de Performance Energétique (CPE), Bail à réhabilitation. Synthèse des aides et leurs conditions d’attribution respectives © Ministre de la Transition écologique et solidaire I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 33RÉNOVATION
- 34. Sources : [1] ADEME,« Climat, air et énergie ». 2015. [2] Ministère de l’Environnement, « Bilan de l’énergie 2015 ». 2015. [3] Ministre de la Transition écologique et solidaire, « Aides financières à la rénovation énergétique ». 2018. [4] Sia Partners, « La rénovation énergétique, un atout clé pour la transition énergétique et la société, mais qui peine encore à décoller ». 2017. [5] M. DOMERGUE, « LOGEMENTS : PRIORITÉÀ LA RÉNOVATION THERMIQUE », 2012. Le tableau ci-après montre une synthèse des aides et leurs conditions d’attribution respectives [3]. Malgré les mécanismes de f i n a n c e m e n t e x i s t a n t s, l e rythme des rénovations ther- miques des logements reste très insuffisant pour atteindre les objectifs de la LTECV, avec seulement 145 000 logements rénovés en 2012 et 160 000 en 2013 au lieu des 500 000 envisagés pour 2017 dont la moitié doit être effec tuée sur des ménages aux revenus modestes [4]. En effet, les principaux freins pour encourager les inves- tissements d’efficacité éner- g é t i q u e s o n t l e s c r i t è re s d’éligibilité contraignants. Pa r e x e m p l e , l ’o b t e n t i o n d’une subvention de l’Agence Nationale de l’Habitat se fait uniquement pour une rési- dence principale achevée de plus de 15 ans et sous des conditions de ressources. En plus, selon une étude menée par Sia Par tners, le temps d’amor tissement moyen de ces travaux avec une subven- tion de l’Anah varie entre 3 et 16 ans selon la nature des travaux réalisés [5]. On observe également, une diminution de l’utilisation d e l ’é co - p rê t à t a u x zé ro (éco-PTZ), ce mécanisme est réservé uniquement à l’issue des travaux pour une rési- d e n ce p r i n c i p a l e a c h e vé e avant le 1er janvier 1990 et après 1948, s’ajoute à cela la complexité des dossiers de prêts, la pusillanimité des banques qui ont été chargées de monter les dossiers pour les particuliers. Et ça ne les intéresse pas. Il semble donc nécessaire de mettre en place des dispositifs facilitant les investissements de long terme propres aux rénovations ther- miques lourdes. Par exemple, la mise en place d ’ u n m o d è l e é c o n o m i q u e innovant « tiers-financement » consistant à faire financer u n e r é n o v a t i o n d u b â t i - ment par un tiers. Les écon- omies d’énergies réalisées à la suite des travaux sont cal- culées et ser vent au rem- boursement progressif de cet investissement. Enfin, le succès de la rénova- tion thermique des logements en France devra passer par une mobilisation des différents acteurs socio- économiques ( p a r t i c u l i e r s , s o c i é t é s d e service énergétique, état, …). N é a n m o i n s, l ’a m é l i o rat i o n de la per formance énergé - tique doit être prioritaire sur la question des moyens si on veut espérer s’approcher des niveaux d’efficacité énergé - tique fixés par la LTECV. Adnane HATIM I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 34 RÉNOVATION
- 35. « Oxygene »: le pneu végétal du futur A l’occasion du salon inter- national de l’automobile qui s’est tenu à Genève en mars dernier, le fabricant américain de pneus Goodyear a révélé sa dernière innovation baptisé Oxygene : un concept de pneu « ver t » inspiré des princi- pes de l’économie circulaire, qui serait capable de purifier l’air de nos villes grâce à ses jantes végétalisées avec de la mousse. UN CONCEPT POUR UN DÉVEL- O P P E M E N T U R B A I N P L U S DURABLE S elon ses concepteurs, la mousse végétale présente d a n s l e p n e u a b s o r b e l e dioxyde de carbone contenu d a n s l ’ a t m o s p h è r e p u i s le transforme en ox ygène par photosynthèse. À titre d’exemple, l’entreprise estime que si 2,5 millions de véhi- c ules circulaient avec les p n e u s Ox yg e n e d a n s u n e ville comme Paris, environ 3 0 0 0 t o n n e s d ’o x y g è n e seraient produites par an et 4000 tonnes de dioxyde de carbone seraient absorbées [1]. Ces chiffres prennent d’autant plus de sens quand on sait que la part de la pop- ulation mondiale migrant vers les mégalopoles augmente en continu, avec deux tiers des humains qui devraient vivre en ville en 2050. Pour que la mousse naturelle ne se dessèche pas et continue à réaliser la photosynthèse, il lui faut de l’eau. C’est ce que permet la bande de roulement intégrer à la surface du pneu qui absorbe l’humidité de la route et draine l’eau vers la mousse végétale. L’adhérence du pneu sur route mouillée se trouve alors améliorée par rapport à un pneu classique. U N P N E U I N N O VA N T U T I L - ISANT INTELLIGENCE ARTIFI- CIELLE ET IMPRESSIONS 3D Le p n e u d e l a p h o to s y n- t h è s e , c o m m e c e r t a i n l e nomme, serait aussi capable de générer de l’électricité par ce processus bioénergétique. L’électricité produite serait suffisante, selon Goodyear, p o u r a l i m e n te r u n e é l e c - tronique embarquée et des LED chargées d’envoyer des signaux d ’information aux autres usagers et aux piétons, comme le font les clignotants par exemple. Ox ygene est doté par ailleurs d’un système de communication par lumière visible, ou LiFi, permettant un échange de données de véhi- cule à véhicule ( V2V ) et de véhicule à infrastructure (V2I) [2]. Le pneu recèle d’autres inno- vations. Il n’est pas fabriqué de façon classique mais par impression 3D, à par tir de Pneu végétal développé par Goodyear © Goodyear I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 35INNOVATION
- 36. poudre issue depneus recy- clés, et adopte ainsi les prin- cipes d’économies circulai- res. Il en résulte une structure u n i q u e n o n - p n e u m a t i q u e, légère et amortissante, garan- tissant une longue durée de vie et supprimant les prob- lèmes de gonflage et crevai- son. D’après le fabricant, ce pneu écologique serait par- faitement adaptable à notre mode de conduite. Cette technique de fabrication fait échos au Concept Vision du fabricant français Michelin, inauguré en juin 2017, pneu increvable et imprimé en 3D qui, de la même façon, n’est pas rempli d’air. D É B AT O U V E R T S U R L A MOBILITÉ INTELLIGENTE E T DURABLE Pour l’entreprise américaine, la présentation de ce proto- type fait par tie d’une stra- tégie de stimulation de cré- a t i v i té p o u r s e s é q u i p e s. Chris Delaney, le président de Goodyear Europe, Moyen- Orient et Afrique, déclare vouloir « remettre en ques- tion notre façon de penser et contribuer à alimenter le débat autour d’une mobilité intelligente, sûre et durable pour l’avenir » [2]. Le succès d’Oxygene au salon de Genève témoigne d’un bon départ. Le développement industriel d u p ro to t y p e re s te n é a n - moins à suivre, notamment sur son adaptabilité aux infra- structures routières existan- tes et son coût de commer- cialisation, compte tenu de l’énergie grise nécessaire à sa fabrication. Nalini GASCON Oxygene, pneu connecté utilisant le LiFi © Goodyear Sources : [1] L. Hespel, « Biomimétique, imprimé en 3D, recyclé, connecté… voici le pneu du futur », We Demain, 19 Mars 2018. Disponible sur : https://www.wedemain.fr/Biomimetique-imprime-en-3D-recycle-connecte-voici-le-pneu-du-futur_a3217.html [2] M. Lamoureux, « Genève 2018 : Goodyear présente un concept de pneu végétal », Flottes Automobiles, 14 mars 2018. Disponible sur : https://www.flotauto.com/geneve-2018-goodyear-oxygene-20180314.html [3] Vidéo « Goodyear Oxygene – A concept tire designed to support cleaner and more convenient urban mobility », Goodyear Tires. Disponible sur : https://www.youtube.com/watch?time_continue=157&v=Ba-hRW6SP4o I N F ’ O S E | M a i 2 0 1 8 36 INNOVATION
- 37. I N F’ O S E | M a i 2 0 1 8 37RÉNOVATION