Vers un système énergétique plus durable?

(1)

Conference Presentation

Reference

LACHAL, Bernard Marie

LACHAL, Bernard Marie. Vers un système énergétique plus durable? In: Leçon finale de Bernard Lachal, Université de Genève, 15 juin 2017, 2017

Available at:

http://archive-ouverte.unige.ch/unige:110374

Disclaimer: layout of this document may differ from the published version.

1 / 1

(2)

(3)

Vidéo

(4)

Plan de la présentation

1. Le système énergétique, un système en transition 2. Les retours d’expérience

3. L’apprentissage par usage

4. Conclusions

(5)

Un système en transition

100% 80% 60% 40% 20%

Renouvelables

0%

(6)

Un système en transition

100% 80% 60% 40% 20%

Renouvelables

0%

1850

(7)

Un système en transition

100% 80% 60% 40% 20%

Renouvelables

0%

1850 1900

(8)

Un système en transition

100% 80% 60% 40% 20%

Renouvelables

0%

1850 1900

1920

(9)

Un système en transition

100% 80% 60% 40% 20%

Renouvelables

0%

1850 1900

1920 1950

(10)

Un système en transition

100% 80% 60% 40% 20%

Renouvelables

0%

1850 1900

1920 1950 1970

(11)

Un système en transition

100% 80% 60% 40% 20%

Renouvelables

0%

1850 1900

1920 1950 1970 1990

(12)

Un système en transition

100% 80% 60% 40% 20%

Renouvelables

0%

1850 1900

1920 1950 1970 1990 2002

(13)

Un système en transition

100% 80% 60% 40% 20%

Renouvelables

0%

1850 1900

1920 1950 1970 1990 2002 2013

(14)

-1.50%

-1.00%

-0.50%

0.00%

0.50%

1.00%

1.50%

2.00%

2.50%

croissance démographique

H M L

-0.50%

0.00%

0.50%

1.00%

1.50%

2.00%

2.50%

3.00%

3.50%

4.00%

4.50%

1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100

croissance ppa

Production mondiale

Production mondiale / habitant

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00

1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100

Gtep / an

croissance +2%/an

IE : -1.5%/an

IE : -2%/an

IE : -2.5%/an

historique (Martin)

renouvelable

Un système en transition

(15)

-1.50%

-1.00%

-0.50%

0.00%

0.50%

1.00%

1.50%

2.00%

2.50%

croissance démographique

H M L

-0.50%

0.00%

0.50%

1.00%

1.50%

2.00%

2.50%

3.00%

3.50%

4.00%

4.50%

1700 1750 1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100

croissance ppa

Production mondiale

Production mondiale / habitant

0.00 5.00 10.00 15.00 20.00 25.00 30.00 35.00 40.00 45.00 50.00

1800 1850 1900 1950 2000 2050 2100

Gtep / an

croissance +2%/an

IE : -1.5%/an

IE : -2%/an

IE : -2.5%/an

historique (Martin)

renouvelable

Un système en transition

(16)

« Statistiques suisses de l’énergie 2015 », OFEN, 2016

Un système en transition

(17)

Consommation d’énergie de chauffage par habitant, Canton de Genève

« Décarboner le système énergétique à l’aide des réseaux de chaleur », Thèse N° 5056, Loic Quiquerez, 2017

Un système en transition

(18)

Canton de Genève, chaleur 2014.

Bâtiments

Un système en transition

(19)

1. L’objectif est la communication d’idées complexes avec clarté, précision et efficacité 2. Il faut donner à celui qui le regarde le plus grand nombre d’idées, dans le temps le

plus court, avec le moins d’encre et dans le plus petit espace possible.

3. Il doit dire la vérité sur les données.

Un système en transition

(20)

Canton de Genève, chaleur 2014.

Bâtiments

Un système en transition

(21)

Bâtiments

« Décarboner le système énergétique à l’aide des réseaux de chaleur », Thèse N° 5056, Loic Quiquerez, 2017

Canton de Genève, chaleur, une vision 2035.

Un système en transition

(22)

Bâtiments Canton

Suisse Pays voisins

(23)

« Bâtiments résidentiels locatifs à haute performance énergétique : objectifs et réalité », Thèse, J. M. Zgraggen, 2010

Un système en transition

(24)

« Wind effect on the performance of a large uncovered Solar collector field», Thèse, G. Branco 2005

Un système en transition

(25)

Un système en transition

(26)

Un système en transition

(27)

Un système en transition

(28)

Un système en transition

(29)

Un système en transition

(30)

Un système en transition

« Utilisation des réseaux d’eau lacustre profonde pour la climatisation et le chauffage», Thèse, P. A. Viquerat 2012

Réseau d’eau lacustre GLN, SIG, mis en service en 2007

(31)

Photos : Gilbert Garcin

(32)

(33)

(34)

(35)

(36)

(37)

(38)

(39)

L’implication des chercheurs par le retour d’expérience

L’implication : vient de plicare, plier, anciennement tresser -> com-pliqué, complexe : im-pliquer, ex-pliquer, ap-pliquer,

: implicite, explicite.

Retours d’expérience

(40)

L’Uni n’a pas le rôle de constructeur d’infrastructures.

Il ne s’agit donc pas de réaliser des objets avant-gardistes pour montrer la voie mais de contribuer à un projet novateur par une création de connaissances et un apprentissage.

L’implication des chercheurs par le retour d’expérience : évaluation in situ des SE innovants en situation « commune »

Ils sont quelquefois remarquables, mais ils peuvent toujours être reproduits (exemplaires) :

Retours d’expérience

(41)

L’Uni n’a pas le rôle de constructeur d’infrastructures.

Il ne s’agit donc pas de réaliser des objets avant-gardistes pour montrer la voie mais de contribuer à un projet novateur par une création de connaissances et un apprentissage.

L’implication des chercheurs par le retour d’expérience : évaluation in situ des SE innovants en situation « commune »

Ils sont quelquefois remarquables, mais ils peuvent toujours être reproduits (exemplaires) :

• 1^er stockage saisonnier de chaleur de Genève, Marcinhes à Meyrin, 1988

• 1^er PV couplé au réseau à Genève, Coop CERA, Stade des trois Chênes à Chêne Bourg, 1989

• 1^ère cité solaire de suisse, Mairie de PLO, 1997

• 1^er immeuble Minergie à Genève, Pommiers à Genève, CIA, 2003,

• 1^er réseau 100% d’eau du Lac non corrigée non dédié au monde (GLN de SIG), 2006,

• 1^er rénovation Minergie du canton, Gros Chêne à Onex, 2008,

• 1^er programme d’économie d’électricité de Suisse pris en charge par un distributeur, éco21 de SIG, 2010

• La plus importante rénovation Minergie P en Suisse, 2015, La Cigale à Genève

• 1^er quartier Minergie A de Suisse , Les Vergers à Meyrin, 2017,

•………..

Retours d’expérience

(42)

Innovation

Ce n’est pas parce qu’une technologie est efficace qu’elle se développe, c’est parce qu’elle se développe qu’elle deviendra efficace.

« l’innovation est toujours une histoire, celle d’un processus. Elle permet de

transformer une découverte, qu’elle concerne une technique, un produit ou une conception des rapports sociaux en de nouvelles pratiques. Mais ce processus n’est pas mécanique, toute découverte ne se transforme pas en innovation. Une découverte peut fort bien demeurer à l’état d’invention ».

Alter, « L’innovation ordinaire », puf, 2000

(43)

Stade des Pionniers

Adoption croissante par diffusion et appropriation

Stade de normalisation

Innovation

(44)

Stade des Pionniers

Adoption croissante par diffusion et appropriation

Stade de normalisation

Innovation

(45)

Trois fondements pour se retrouver dans cette complexité :

• Plan de la situation, pour ne pas trop se perdre

• Des mots qui ont du sens, pour échanger

• Intégrer les aspects humains, qui font partie du système énergétique.

Retours d’expérience

(46)

• Plan de situation : le diagramme de Sankey

• Il faut le concevoir, le mesurer, l’élaborer, l’analyser, tirer les leçons (connaissances) et les faire savoirs : très structurant!

• Passer du macro au micro et vice-versa.

Retours d’expérience

(47)

Retours d’expérience

« Rapport Final « La Cigale » »,OFEN, Hollmuller et al,2017

(48)

Exemple à encourager ou à rendre obligatoire?

Retours d’expérience

« Rapport Final « La Cigale » »,OFEN, Hollmuller et al,2017

(49)

Le sens des mots

Ressource : Le déchet vert récupéré,

Retours d’expérience

« VIRAGE», Thèse, J. Faessler, 2011

Cas idéal

(50)

Le processus de bio méthanisation L’unité industrielle correspondante..

Retours d’expérience

Cas idéal

(51)

Produits intermédiaires : Le biogaz, Le digestat (50% énergie)

Retours d’expérience

Cas idéal

(52)

Le processus de purification Les unités industrielles correspondantes

Retours d’expérience

Cas idéal

(53)

Le processus de purification Les unités industrielles correspondantes

Valorisation : Énergie :Le méthane labellisé gaz vert

Matière : Le compost

Retours d’expérience

Cas idéal

(54)

(55)

(56)

(57)

Processus et technologie liée

• Etat des lieux et

amélioration des pratiques

• Pont avec la recherche in vitro

Retours d’expérience

(58)

Processus et technologie liée

• Etat des lieux et

amélioration des pratiques

• Pont avec la recherche in vitro

Analyse systémique de la filière de valorisation des déchets verts

• Rendements globaux réels

• Rôle fondamental de la valorisation matière

• Orientation des politiques publiques

Retours d’expérience

Master Annick Aeberhard, 2009

(59)

Aspects humains : fonctionnement et usage

Un premier constat: La différence observée entre théorie et réalité est toujours mise sur un

mauvais usage des habitants. L’idéal serait des bâtiments sans occupants, car ils se comportent mal (ou pas comme attendu par les concepteurs!)

Retours d’expérience

(60)

Les aspects humains sont FONDAMENTAUX;

• Ce ne sont pas des perturbations extérieures au système énergétique,

• Ils ne devraient pas être étudiés séparément de lui,

• L’objectif ne doit pas être de les remettre dans le droit chemin (celui de l’architecte, de l’ingénieur, du politique) mais de mieux comprendre. Passage du retour d’expérience à la manipulation, qui est l’appellation commune de l’expérience «in vitro».

Retours d’expérience

(61)

Les aspects humains sont FONDAMENTAUX;

• Ce ne sont pas des perturbations extérieures au système énergétique,

• Ils ne devraient pas être étudiés séparément de lui,

• L’objectif ne doit pas être de les remettre dans le droit chemin (celui de l’architecte, de l’ingénieur, du politique) mais de mieux comprendre. Passage du retour d’expérience à la manipulation, qui est l’appellation commune de l’expérience «in vitro».

Dans les retours d’expérience, mise en place systématique d’un groupe de suivi regroupant les acteurs principaux du projet.

Retours d’expérience

(62)

Retours d’expérience

« Rénovation thermique des bâtiments résidentiels collectifs», Thèse, J. Khoury, 2014

(63)

Objectifs : mieux comprendre l’usage des ouvertures pour :

• Informer / communiquer les bonnes pratiques aux habitants

• Orienter les solutions retenues par les architectes pour tenir compte de l’usage réel des fenêtres

Retours d’expérience

« Rénovation thermique des bâtiments résidentiels collectifs», Thèse, J. Khoury, 2014

(64)

Les REX créent les deux types de connaissances :

• les connaissances implicites : expérience propre au niveau du étudiant/chercheur, du groupe de recherche et du milieu lié au système énergétique évalué,

• les connaissance explicites : rapport, publication, codes de calcul, participation à la définition de normes,…

Retours d’expérience

(65)

Les REX créent les deux types de connaissances :

• les connaissances implicites : expérience propre au niveau du étudiant/chercheur, du groupe de recherche et du milieu lié au système énergétique évalué,

• les connaissance explicites : rapport, publication, codes de calcul, participation à la définition de normes,…

Retours d’expérience

« Heat pumps systems for multifamily Buildings», Thèse, C. Fraga, 2017

Impacts sur le système énergétique électrique de l’usage de pompes à chaleur selon la qualité de la source froide pour des systèmes bien adaptés. Obtenus par

simulation avec un modèle numérique validé par un retour d’expérience.

Faible impact

Fort impact

(66)

L’approche REX est un accélérateur de transformations silencieuses / lentes (F. Jullien).

L’apprentissage par usage

(67)

L’apprentissage par usage

Projet Innovant

(68)

L’apprentissage par usage

REX

(69)

L’apprentissage par usage

REX Apprentissage par usage Projet

Innovant

(70)

L’apprentissage par usage

REX Apprentissage par usage

Amélioration et diffusion des

« bonnes » pratiques Projet

Innovant

(71)

L’apprentissage par usage

« bonnes » pratiques Nouvelles

expériences Projet Innovant

(72)

L’apprentissage par usage

expériences

REX

(73)

L’apprentissage par usage

expériences

REX

Apprentissage par usage

(74)

L’apprentissage par usage

expériences

REX

Amélioration et diffusion des

« meilleures » pratiques

(75)

L’apprentissage par usage

expériences

REX

(76)

Cercle vertueux= diffusion et adoption plus rapides, qui permet :

• De fournir de l’information « crédible » sur les innovations, parce qu’universitaire avec des jugements non normatifs,

• De renforcer la confiance de la société % changements nécessaires à la transition énergétique,

• De modifier la perception de risques- jugés comme moins grands, plus d’adoptants et financement plus avantageux (placement de retraité).

L’apprentissage par usage

expériences

REX

(77)

Objectif intermédiaire YY GWh/an 20XX

Programme d’actions Avec données

d’économies énergie de base

Objectif éco21 67 GWh/an 2013

L’apprentissage par usage

« Proposition pour l’évaluation du programme éco21 de SIG», B. Lachal, T. Seal, 2009

L’approche REX est une «boucle de rétroaction» pour le système énergétique en usage

(78)

Evaluation Par sous-action et action

Récolte Complément Normalisation Agrégation Correction Objectif éco21

67 GWh/an 2013

L’apprentissage par usage

L’approche REX est une «boucle de rétroaction» pour le système énergétique en usage

(79)

Economie d’énergie nette totale

attribuable à éco21 en 20XX Objectif

intermédiaire YY GWh/an 20XX

Récolte Complément Normalisation Agrégation Correction

Agrégation Corrections Objectif éco21

67 GWh/an 2013

L’apprentissage par usage

L’approche REX est une «boucle de rétroaction» pour le système énergétique en usage

(80)

Evaluation

67 GWh/an 2013

L’apprentissage par usage

L’approche REX est une «boucle de rétroaction» pour le système énergétique en usage

(81)

Evaluation

Evaluation Par sous-action et action Ajustements

Année 20XX+1

67 GWh/an 2013

L’apprentissage par usage

L’approche REX est une «boucle de rétroaction» pour le système énergétique en usage

(82)

Ajustements Année 20XX+1

Objectif éco21 67 GWh/an 2013

L’apprentissage par usage

L’approche REX est une «boucle de rétroaction» pour le système énergétique en usage

(83)

Evaluation

Année 20XX+1

67 GWh/an 2013

L’apprentissage par usage

L’approche REX est une «boucle de rétroaction» pour le système énergétique en usage

(84)

Evaluation

Année 20XX+1

67 GWh/an 2013

2013

L’apprentissage par usage

L’approche REX est une «boucle de rétroaction» pour le système énergétique en usage

(85)

L’apprentissage par usage

Economies d’électricité réalisées par éco21 selon l’évaluation de UniGe.

P. Le Strat, J.L. Bertholet, D. Cabrera, Séminaires Energie-environnemement, UniGe, 2016-2017

(86)

Apprentissage à travers la recherche fondamentale et appliquée

Connaissances liées à la CONCEPTION d’un objet

L’apprentissage par usage

(87)

Apprentissage à travers la fabrication

(learning by doing) recherche appliquée

Connaissances liées à la FABRICATION d’un objet

L’apprentissage par usage

(88)

Apprentissage à travers la fabrication

(learning by doing) recherche appliquée

Connaissances liées à la FABRICATION d’un objet

Apprentissage à travers l’usage

recherche impliquée

Connaissances liées à

l’UTILISATION d’un objet

L’apprentissage par usage

(89)

In workshop AIE « Experience curves : a tool for Energy Policy Analysis and Design », 22-24 january 2003.

retour à l’éolien : Dannemand Andersen

L’apprentissage par usage

(90)

Pertinence des 5 points formels de Nowotny et al sur l’approche par problème (mode 2):

1. Les connaissances sont créées dans le contexte des technologies en usage, où l’aspect humain est totalement intégré

2. Elles sont en partie importante implicites chez le chercheur, son équipe et toutes les personnes impliquées (« l’expérience »)

3. Le monde académique reconnait qu’il y a d’autres modes de fabrication du savoir qui émergent. La société a des attentes % à l’Université sur son implication dans ce

processus, principalement l’évaluation ou la validation de ces savoirs. L’université jouit d’une grande crédibilité

4. Passage de la culture de l »autonomie » à celle de la « responsabilité »; donner du sens : contribuer à réussir la transition énergétique

5. Problème de l’évaluation des chercheurs pratiquant cette recherche : – Qui : définitions des « pairs »

– Quoi : questions de recherche plus larges, implication dans un processus complexe – Sur quels critères : comment juger l’implication et la production de connaissances dont

une partie importante sont implicites? Comment juger l’expérience?

Nowotny Helga, Peter Scott and Michael Gibbons « Mode 2 revisited ; The new Production of Knowledge », Minerva 2003

« Repenser la sciences », Belin, Paris, 2003, 318 p.

Conclusions ( recherche impliquée version hard)

(91)

1. « Tu me dis, j’oublie; tu m’enseignes, je me souviens; tu m’impliques, j’apprends », B.

Franklin

Conclusions (version soft de la recherche impliquée)

(92)

1. « Tu me dis, j’oublie; tu m’enseignes, je me souviens; tu m’impliques, j’apprends », B.

Franklin

2. « La connaissance s’acquiert par l’expérience, tout le reste n’est qu’information », A. Einstein

Conclusions (version soft de la recherche impliquée)

(93)

1. « Tu me dis, j’oublie; tu m’enseignes, je me souviens; tu m’impliques, j’apprends », B.

Franklin

2. « La connaissance s’acquiert par l’expérience, tout le reste n’est qu’information », A. Einstein 3. « Le monde a des problèmes, l’université des

départements ». Anonyme souvent cité. A

Genève, elle a aussi des centres interfacultaires depuis 40 ans (1976 : CUEH, 1978 : Cuepe, 2007 : ISE)!! .

Conclusions (version soft de la recherche impliquée)

(94)