Ecole Nationale Polytechnique
Département de génie chimique
Laboratoire de Valorisation des Energies Fossiles
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eJournée de l’Energie : Hôtel Le Mas des planteurs: 15avril 2009
Thème : les Economies d’énergie et les Energies du futur Sujet : Efficacité énergétique et Audit de l’énergie
Auteurs : Chahinez.Tchekiken, Kenza.Bacha, Pr. Chems Eddine Chitour
Laboratoire de Valorisation des Energies Fossiles à l’Ecole Nationale Polytechnique. 10 Avenue Hassen Badi BP 182 Alger, Belfort.
Résumé : le but de cette étude est de définir l’efficacité énergétique et les variations de celle-ci selon la situation énergétique, le pouvoir d’achat ainsi que les changements climatiques. Nous commencerons donc par donner les tendances de l’efficacité énergétique dans les différentes régions du monde, puis dans les différents secteurs : industrie, transport, résidentiel, tertiaire .nous communiquerons quelques données concernant l’Algérie, et nous parlerons des politiques d’efficacité énergétique. Dans une seconde partie nous verrons l’audit énergétique son but sa procédure et les économies d’énergies engendrées grâce à l’utilisation rationnelle de l’énergie dans les différents secteurs. Pour conclure nous donnerons un exemple d’audit énergétique appliqué au froid.
Summary: The goal of this study is to define energy efficiency and variations thereof depending on the energy situation, the purchasing power and climate change. We therefore begin by giving trends of energy efficiency in different regions of the world and in different sectors: industry, transport, service sector.We share some information about Algeria, and we talk about efficiency policies energy. In a second part we will see the purpose of energy audit procedures and energy savings generated through the rational use of energy in different sectors.
To conclude we give an example of an energy audit applied cold.
Plan de travail : Introduction 1-Energie : 1-Définition
2-Chaine de conversion énergétique
3-Consommation de l’énergie dans le monde 3-1-les énergies fossiles
-charbon
-pétrole - gaz naturel
-nucléaire
-énergies renouvelables 2-Efficacité énergétique
1-définition de l’efficacité énergétique
1-1-intensité énergétique comme mesure de l’efficacité énergétique a-variation de l’intensité énergétique dans le monde
1-2- intensité énergétique finale
1-3- efficacité énergétique et émissions de co2 3-Efficacité énergétique dans :
1- Le transport 2 - L’industrie
3 - Le résidentiel et tertiaire
4-Efficacité énergétique : données pour l’ALGERIE 5-Politiques et mesures d’efficacité énergétique
6- L’Audit énergétique comme mesure de l’efficacité énergétique Introduction
1-Définition de l’audit énergétique 7-But de l’audit énergétique
8-Procédure d’un audit énergétique 9- Utilisation rationnelle de l’énergie
10- Comment faire des économies d’énergie a. Bâtiment
b. Eclairage c. Industrie d. Transport
e. Résidentiel et tertiaire 11-L’audit en Algérie 12-Exemple d’audit Conclusion
Bibliographie
Introduction :
En moins d'un siècle, le développement industriel a complètement bouleversé la situation énergétique mondiale. La consommation d'énergie n'est pas une fin en soi mais permet de répondre aux besoins essentiels des hommes. L’accès à une énergie sûre et bon marchée est l'enjeu de batailles violentes pour l'argent, le pouvoir, et le développement économique. La sécurité d'approvisionnement en énergie reste une préoccupation de tous les Etats tant l'activité économique et la puissance militaire sont dépendantes de l'accès à l'énergie, en effet beaucoup de décisions politiques et de situations géopolitiques sont motivées pour assurer une sécurité de l'approvisionnement. Face aux pénuries annoncées de pétrole, il semble inévitable de voir changer la façon de consommer de l'énergie, pour faire place aux énergies alternatives (solaire, éolien, géothermie) ces dernières ne se développerons que s'il y a une volonté politique forte car elles sont encore chères et absorbent des capitaux alors que les énergies fossiles sont "bon marché" et génèrent des profits importants et attirent les capitaux. Les questions énergétiques vont au delà des questions économiques puisqu'une des conséquences principales de la consommation d'énergie fossile est le rejet de gaz à effet de serre qui sont responsables du réchauffement climatique avec des conséquences fort problématiques pour l'environnement et la société. Face à cette situation, l'amélioration de l'efficacité énergétique et l'exploitation de
"gisement" d'économie doit être une priorité internationale, nationale et locale. Ceci permettrait à la fois de diminuer la dépendance énergétique et de réduire les émissions de gaz à effet de serre. La question énergétique soulève conjointement le problème de notre modèle de développement économique et de la satisfaction de nos besoins essentiels.
1-Energie :
1-Définition de l’énergie :
Dans la Grèce antique, plusieurs siècles avant Jésus-Christ, energeia voulait dire « en travail », « en action ». Le français a conservé cette signification. L’énergie, c’est au quotidien une force en action !
L'énergie caractérise la capacité à produire des actions, par exemple à engendrer du mouvement, modifier la température d'un corps ou à transformer la matière. L'énergie provient de différentes sources que l'on trouve dans la nature : le bois, le charbon, le pétrole, le gaz, le vent, le rayonnement solaire, les chutes d'eau, la chaleur interne de la terre, l'uranium. Elle peut prendre différentes formes : chaleur, énergie musculaire, énergie mécanique, chimique, énergie électrique. L’unité utilisée par les physiciens pour mesurer l’énergie est le joule (J). Les économistes utilisent plutôt la tonne d’équivalent pétrole (tep), les médecins nutritionnistes la calorie (cal).
La maîtrise de l’énergie est le moteur de l’activité humaine. L’homme doit la stocker, la transporter, ce que certaines formes d’énergie permettent mieux que d’autres. Pour ces raisons, il peut être conduit à transformer l’énergie. La découverte de l’électricité a ainsi constitué une révolution : toutes les formes connues d’énergie peuvent être transformées en énergie électrique. L’électricité peut ensuite être elle-même facilement transportée puis transformée en mouvement (moteur par exemple) ou en chaleur (radiateur par exemple) pour l’utilisateur final.
La quantité totale d’énergie ne varie pas quand l’énergie change de forme, mais une partie de l’énergie se transforme en chaleur et est le plus souvent perdue pour l’utilisateur. Le rendement d’une transformation est le pourcentage de l’énergie restant disponible pour l’utilisateur. Ce rendement est de 38 % pour une centrale électrique thermique, de 20 % pour un moteur de voiture et de 10 % pour une centrale électrique géothermique. Le rendement d’une opération de transformation dépend de la source d’énergie et des progrès techniques permettant l’amélioration des procédés industriels de cette transformation. Elle est limitée par des caractéristiques physiques non modifiables en l’état actuel des connaissances.
Le champ des choix énergétiques s’étend à toutes les techniques d’exploration, production puis conversion des sources d’énergie jusqu’au service énergétique. Il concerne aussi bien les utilisateurs d’énergie dans tous les secteurs d’activité (agriculture, industrie,
transport, résidentiel-tertiaire) que les concepteurs de procédés de conversion des sources finales (thermiciens, ingénieurs des bureaux d’étude), les équipementiers impliqués dans ces procédés (motoristes, chauffagistes), les professionnels façonnant les usages de l’énergie (architectes, constructeurs de véhicules), les responsables des grandes infrastructures (urbanistes, aménageurs).
2-Chaîne des conversions énergétiques :
mines, exploitation. Forestière aménagement. Hydraulique capteurs solaires
Charbon pétrole, gaz naturel bois, électricité hydro, nucléaire. et solaire
raffinage pétrole gazéification biomasse centrales thermiques
carburants pétroliers gaz de synthèse thermo-électricité
Gazoducs transmission électrique stockage produits.
pétroliers
toutes sources d’énergie rendues chez le consommateur final
chaudière, four moteur thermique lampe électrique
chaleur BT ou HT force motrice rayonnement lumineux accélération
thermique de l’habitat réseau de transport taux d’utilisation du parc de machines
confort thermique luminosité de l’habitat mobilité des personnes
Figure 1 : Chaîne des conversions énergétiques
3-consommation de l’énergie dans le monde : nous donnons dans les deux figures ci- dessous la consommation d’énergie en million de tonnes équivalent petrole.
Extraction ressources naturelles
Energie
Transformation
Energie
Transport –
Energie
Conversion finale
Energie utile
Infrastructures et conditions d’utilisation
Services
Figure2: Consommation, d’énergie de 1971 à 2005 Figure 3: Consommation d’énergie par habitant et par an
Source: EarthTrends 2008(Using energy data from the IEA and population data from the UN) 3-1-Les sources d’énergie fossile :
Pétrole : Chaque être humain (il y a 6 milliards d'êtres humains sur terre) consomme théoriquement en moyenne 2 litres brut de pétrole par jour. Mais les richesses ne sont pas réparties équitablement sur terre, certains ne consomment rien, d'autres énormément. Deux litres, ce n'est pas beaucoup, mais le facteur de multiplication démographique est énorme.
Quelle alternative au pétrole ? Les « biocarburants » A partir de blé, de betterave, de colza ou d'autres plantes ces dernières fixent le dioxyde de carbone lors du cycle de Calvin de la photosynthèse, lors de la combustion dans les moteurs des véhicules, ce carbone fixé par la plante et que l'on retrouve dans l'agro carburant (filière huile ou filière éthanol) est relâché dans l'atmosphère. Le bilan carbone est donc à peu près nul. Mais pour produire l'agro carburant, il faut des engrais dont la fabrication, le transport et la distribution est coûteuse en énergie. « Pile à combustible à dihydrogène » le dihydrogène se combine au dioxygène pour former de l'eau, cette réaction exothermique (l'enthalpie libre de la réaction varie entre -237 ou -229 kJ/mol en fonction du mode de production) libérant beaucoup d'énergie(Le rendement énergétique de la pile à combustible est de l’ordre de 80 %) que l'on transforme en énergie cinétique pour faire avancer le véhicule.
Gaz naturel : Conscients de la nécessité de diversifier leurs approvisionnements et de prendre en considération le changement climatique, nombre de pays sont séduits par les vertus du gaz naturel. Perspectives dans le domaine du gaz naturel : « L'énergie solaire couplée au gaz naturel » permet à la fois de préserver les ressources naturelles et de réduire les émissions de gaz carbonique..« La cogénération » La cogénération est un procédé qui consiste à produire de la chaleur et de l'électricité à partir d'un combustible. On parle de cogénération gaz lorsque ce système est appliqué à une installation utilisant le gaz naturel comme combustible. C'est notamment le cas des moteurs à gaz ou des turbines à gaz. Le rendement énergétique des systèmes de cogénération atteint 80 à 90 % donc une meilleure efficacité énergétique car un système de cogénération sur turbine à gaz naturel permet d'économiser de l'énergie vu que l’énergie thermique émise lors de la production d'électricité peut être transformée en électricité par une turbine vapeur, il y a donc une réduction des émissions de CO2 dans l'atmosphère de 1/3. «Rendement des gaz de pétrole liquéfiés » Les GPL offrent une puissance énergétique nettement supérieure aux autres énergies. Cette efficacité nous est indiquée par leur Pouvoir Calorifique
1kg de propane équivaut à
CHARBON 1,5 à 2 kg
Charbon :
L’indépendance énergétique assurée par le charbon constitue une forte motivation pour activer les recherches visant des utilisations plus propres. . De nombreuses améliorations sont en cours:
depuis les chaudières à charbon pulvérisé avec traitement des fumées très répandues, aux cycles supercritiques améliorant le rendement, puis aux futurs cycles ultra supercritiques, au lit fluidisé circulant éliminant le soufre, la combustion à l’oxygène facilitant la capture du CO2.
Nucléaire :
pourcentage 2000 2002 2004 2015 2030 dans
l'électricité 16,80
% 16,51
% 15,74
% 12,52
% 9,79
% dans
l'énergie primaire
1,99
% 1,82
% 1,74
% 1,57
% 1,38
% dans
l'énergie finale
3,03
% 2,66
% 2,55
% 2,31
% 2,03
%
Tableau1 : part de l’électricité nucléaire dans l’électricité et dans l’énergie dans le monde Source : international energy agency
Energies renouvelables : L’éolien :
.
Figure4: relation entre la taille des éoliennes et la production d’énergie source : L’économie d'énergie et les énergies renouvelables - Copyright Open Net 2006
La biomasse :
C’est l’ensemble des matières premières renouvelable d’origine végétale ou animale destinées à des utilisations non alimentaires
Ressources en biomasse:
Bois 3 à 6 kg
Fioul
1,29 litre Gaz
naturel 1 16m3
Electricité 13,8KWh
La production d’énergie éolienne dépend de:
-Le diamètre de la zone balayée par les pâles
-La vitesse du vent et sa variabilité -La densité de l’air
-La limite de Betz (60% de l’énergie maximum) Utilisation : production d’électricité
La part du nucléaire ne cesse de diminuer dans la production d'électricité, comme dans celle d'énergie primaire et dans l'énergie finale. L'électricité nucléaire ne représente que 15,7 % de l'électricité produite dans le monde en 2004, soit 1,7 % de l'énergie finale utilisée et 2,5 % de l'énergie primaire.
-Agricoles (biodiesel, bioéthanol) -Forestières (bûches, granulés, …) -Cogénération ou biométhanisation Figure5: équivalence énergétique
Source : L’économie d'énergie et les énergies renouvelables - Copyright Open Net 2006 Lesolaire :
L’ordre de grandeur de la consommation annuelle d’une famille de 3 à 5 personnes qui vit sans gaspiller l’énergie est de 1000 kWh. Ces 1000 kWh peuvent être fournis par 10 mètres carrés de capteurs solaires photovoltaïques placés sur le toit du logement.
L’hydroélectricité : L’énergie des rivières, des fleuves, des océans -Produire de l’énergie mécanique et de l’électricité (hydroélectricité) -P = 9,81QH (Q=débit m³/s, H=hauteur en m, P=puissance KW) -Rendement environ 80%
-Utilisée pour satisfaire les pointes de demandes d’électricité 2-Efficacité énergétique :
1-Définition de l’efficacité énergétique :
Thermodynamiquement: L'efficacité énergétique pour un système dépend de la vocation du système dans le cas d'un moteur il s'agit de : efficacité= ,où W est la quantité utile de travail produite par le système (en joules), et l'énergie est la quantité d'énergie (aussi en joules) utilisée pour faire fonctionner le système. dans le cas d'un réfrigérateur ou d'une pompe à chaleur il s'agit de : efficacité= Où Q est la chaleur utile échangée par le système (en joules), et l'énergie est la quantité d'énergie (aussi en joules) utilisée pour faire fonctionner le système.
Economiquement : C’est la production de biens et de services en consommant moins d’énergie, grâce à de nouveaux comportements et méthodes de travail ou à la mise en œuvre de technologies plus performantes.
Durant les 15 dernières années, le Protocole de Kyoto et, plus récemment, les préoccupations grandissantes en matière de sécurité d’approvisionnement énergétique, ont fait régulièrement croître l’intérêt public pour l’efficacité énergétique, et sa prise en compte au niveau politique.
Dans les pays en développement, la question de l’efficacité énergétique s’avère aussi importante que dans les pays industriels, même si les raisons peuvent en être différentes. En effet, la réduction des émissions de gaz à effet de serre ou de la pollution locale passe souvent au second plan dans les PVD, où la priorité reste d’abord aux investissements dans les infrastructures d’offre et dans une meilleure utilisation des capacités d’offre existantes.
1-1-L’intensité énergétique comme mesure de l’efficacité énergétique :
L'intensité énergétique mesure la quantité d'énergie dont on a besoin pour produire une unité de PIB
L’évaluation globale de la performance en matière d'efficacité énergétique est basée sur l'intensité énergétique, on compare généralement les consommations énergétiques nationales en rapportant l’intensité énergétique par habitant au produit intérieur brut (PIB) par habitant, c’est- à-dire la quantité d’énergie primaire totale consommée, toutes sources confondues, par habitant et niveau d’activité économique. Pour éviter toute distorsion dans la comparaison, les PIB sont ajustés à parité de pouvoir d’achat (PPA). Plus cette intensité énergétique est faible, plus l’efficacité est grande.
Figure6: Indicateurs globaux de la consommation
d’énergie dans le monde (année 2004) , source : ENERDATA
énergétique, du rôle dominant des industries intensives en énergie, à même niveau de PIB, et de niveaux de prix des énergies généralement bas.
a-Variation de l’intensité énergétique dans le monde :
Au niveau mondial, l’efficacité énergétique mesurée par l’intensité énergétique s’est améliorée de 1,6 % par an de 1990 à 2006 Près des deux tiers des pays du monde ont baissé leur intensité énergétique, dont 40% de plus de 1%/an (70 pays) et un quart de plus de 2%/an (40 pays).
La Chine, qui a eu le niveau le plus élevé d'intensité énergétique du monde en 1980, a connu depuis l’amélioration la plus rapide de la productivité de l’énergie:, environ 7,5%/an entre1990et2000, Après 2000 cette tendance a cependant ralenti sensiblement : légèrement moins de 1%/an (avec même une hausse de l’intensité entre 2001 et 2005 suivie d’une nouvelle baisse en 2006) Avec une intensité énergétique qui se situe maintenant dans la moyenne mondiale, la Chine explique à elle seule environ un quart de l'amélioration globale de productivité de l’énergie du monde depuis 1990.
À l’échelle de l’UE on remarque une réduction de l’intensité énergétique de 40% en moyenne entre le début des années 1970 et 2000, en raison de l'effet combiné des prix de l'énergie croissants, des politiques ayant suivi le deuxième choc pétrolier (Dans les années 1970, en réponse aux deux chocs pétroliers, la plupart des pays ont promu les économies d'énergie et la diffusion de technologies plus efficientes au point de vue énergétique, limitant ainsi à la fois leur facture et leur dépendance énergétique ), des programmes de conservation d'énergie, et plus récemment de réduction des émissions de CO2. Les changements structurels dans l'économie, la hausse des prix du pétrole en 2005 et 2006 (1,5%/an comparé à une tendance moyenne de 1,3% sur la période 1990-2006) sont parmi les principaux moteurs de cette décroissance. L’augmentation de la productivité de l’énergie a permis d’économiser 4,4 milliards de tep d’énergie en 2006 et d’éviter l’émission de 10 milliards de tonnes de CO2 dont la moitié en Chine, 20% en Amérique du Nord et 10% en Europe.
Figure8: Variation de l'intensité énergétique primaire par pays (1990-2006) (%/an) Source: ENERDATA
1-2-intensité énergétique finale
L'Europe est la région du monde avec la plus faible intensité énergétique, d’un niveau inférieur de 30% à celui de l’Amérique du Nord ou du reste de l’Asie. L’intensité énergétique de la Chine est de 40% supérieure à celle de l'Europe. La CEI exige trois fois plus d'énergie par unité de PIB que l'Europe.
Au Moyen-Orient et dans les anciennes économies planifiées, les niveaux d’intensité sont beaucoup plus élevés que le reste du monde, du fait d’une faible efficacité
Figure7: Intensité énergétique primaire par région du monde année 2006 source : ADEME
Les gains de productivité énergétique ont été plus importants au niveau des consommateurs finaux (industrie, transport, ménages et services) qu’au niveau global (y compris le secteur de transformation d’énergie): l’augmentation des pertes dans la production d’électricité a effacé environ 20 % des gains réalisés par les consommateurs finaux .L’utilisation croissante de
l’électricité par les consommateurs finaux a induit de plus grandes pertes au niveau de la production d’électricité. la majeure partie de l’électricité étant produite à partir des centrales nucléaires ou thermiques
Figure9 : variation des intensités énergétiques primaires et finales année 2006 Source : ENERDATA
Intensité énergétique primaire : Rapport de la consommation d’énergie primaire au PIB Intensité énergétique finale ajustée : Ajustement à climat, structures économiques et industrielles et parités de pouvoir d’achat.
Les intensités énergétiques finales diminuent avec le développement économique dans les pays importateurs d'énergie, ainsi que dans les pays de l’OCDE dotés de ressources
énergétiques importantes (Etats-Unis, Canada, Australie). Plusieurs facteurs peuvent expliquer une telle tendance : des prix plus élevés, la saturation pour certains usages dans des pays de l’OCDE, l’effet des politiques d'efficacité énergétique. Les intensités énergétiques finales augmentent cependant dans les pays producteurs de pétrole n'appartenant pas à l'OCDE et, dans une moindre mesure, dans quelques pays dotés de ressources énergétiques importantes
(Thaïlande, Brésil par exemple).
En raison des grandes différences des intensités énergétiques parmi les régions du monde, tout changement de la part de chaque région dans le PIB du monde affecte automatiquement l’intensité énergétique moyenne du monde. Comme la croissance économique a été plus forte dans les régions de plus faible intensité énergétique, la
conséquence en a été une accélération de la diminution de l’intensité énergétique du monde. Si la structure du PIB était restée constante, l'intensité énergétique du monde aurait diminué moins rapidement:1,1% p.a. par rapport à 1,6% p.a. depuis 1990. En d'autres termes, un quart de la réduction a été dû aux différences dans les rythmes de croissance économique parmi les régions.
Figure10: Tendance de l’intensité énergétique finale et PIB par habitant (1990-2006) ENERDAT
1-3- efficacité énergétique et émissions de co2 :
L’amélioration de la productivité énergétique est le principal facteur de réduction des intensités en CO2.
Les émissions de CO2 liées à l’utilisation de l'énergie augmentent plus lentement que l'activité économique dans la plupart des régions du monde. Dans environ la moitié des pays, l'intensité en CO2 et l'intensité énergétique primaire diminuent et la majeure partie de la réduction de l'intensité de CO2 est induite par des améliorations de la productivité de l’énergie : les substitutions de combustibles ont donc joué un rôle mineur.
Figure11 : Répartition des émissions mondiales de CO2 liées à l’utilisation de l’énergie (2006)
Source : ENERDATA
Figure12 : Effet des substitutions d’énergie sur la variation de l'intensité en CO2 (variation 1990-2005) Source: ENERDATA
3- Efficacité énergétique dans : 1-Le transport :
Les transports représentent 30 % de la balance énergétique nationale des pays industrialisés, contre 12 à 20 % pour les pays en développement (PED), où les usages
domestiques de l’énergie sont encore prédominants. On estime que la demande énergétique du secteur des transports triplera d’ici à 2020, sous l’effet de la croissance économique et
démographique des PED (voir figure 13).
Il y aurait aujourd'hui 800 millions de véhicules sur la planète. On estime à 30 millions le nombre de ménages chinois susceptibles d'acheter une voiture aujourd'hui. La tendance
est donc à l'augmentation de la
consommation de pétrole Le problème posé par cette évolution peut
s’exprimer simplement: Comment ralentir la demande de pétrole sans sacrifier les bénéfices apportés par le transport en termes de développement économique et social? La solution est à la fois simple et complexe: en
améliorant l’efficacité énergétique du
transport.
a-Deux mesures de l’efficacité énergétique des transports :
L'efficacité énergétique d'un système ou d'un mode de transport peut se mesurer de deux manières:
• L’approche physique, à laquelle le concept d’efficacité énergétique des transports fait généralement référence, consiste à rapporter la consommation d’énergie à la quantité de marchandises transportée (tonnes-km) ou au kilométrage réalisé par voyageur (voyageurs-km).
Cette approche ne dit rien de la qualité du transport, mais permet de comparer différents modes quand le service fourni est identique, ou encore permet de juger de l’évolution dans le temps de l’efficacité énergétique d’un mode donné pour un service donné.
• L’approche économique consiste à rapporter la consommation d’énergie à la valeur du service rendu. Elle vise à refléter le fait que la valeur d’un service de transport ne dépend pas tant de la valeur en soi de la marchandise transportée, que de la qualité du service rendu, liée à la nécessité que la marchandise soit livrée dans de bonnes conditions au bon endroit, au bon moment.
b-Variation de l’efficacité énergétique du transport selon les régions du monde :
L'Amérique du Nord et la CEI sont parmi les quelques régions pour lesquelles la consommation d'énergie du transport augmente beaucoup plus lentement que le PIB. En Europe, la consommation d'énergie du transport augmente légèrement moins rapidement que l'activité économique depuis 1990. En Asie et Pacifique OCDE, il n’y a presque pas de réduction. Ces évolutions ne sont pas en ligne avec l'amélioration de l'efficacité énergétique des véhicules (25-30% en Europe depuis 1973) et les mesures mises en œuvre, car des facteurs non techniques (congestion, véhicules plus grands et plus puissants) ont eu des effets opposés. Ces dernières années (depuis 2000), la consommation d'énergie du transport est restée relativement stable, ou sa croissance a sensiblement ralenti dans plusieurs pays européens et au Japon, en raison de la hausse des prix et, aussi, en raison des politiques mises en œuvre.
c-Problèmes observés et solutions techniques :
L’objectif d’une politique d’efficacité énergétique dans les transports n’est pas de réduire à tout prix la consommation d’énergie mais plutôt d’améliorer le rendement énergétique du secteur, c’est-à-dire d’obtenir le même service en consommant moins d’énergie ou encore, à consommation inchangée, d’obtenir un service meilleur. Cette efficacité a pu augmenter dans les pays industrialisés, sous l’effet de
• L’amélioration du rendement des véhicules encouragé par la hausse des prix du carburant (principalement en Europe) ou par des politiques normatives, comme les normes américaines «CAFE» sur l’efficacité des véhicules imposées aux constructeurs.
• L’amélioration de l’infrastructure routière, sous l’effet de l’extension du réseau autoroutier (surtout en Europe), qui a favorisé le transport par camions plus gros et à meilleur rendement énergétique par tonne transportée.
Les PED n’ont que très partiellement bénéficié de ces progrès, notamment parce qu’une fraction importante de leurs véhicules est constituée de véhicules d’occasion, parfois très usagés, importés des pays du nord, et de véhicules neufs produits localement mais selon des modèles souvent obsolètes. (Voir figure15)
• L’importance de la qualité des infrastructures routières :
La dégradation de la qualité des infrastructures routières fait augmenter la consommation d’essence des véhicules et nuit donc fortement à l’efficacité énergétique du transport routier.
(Voir figure 14)
Figure15 : Efficacité énergétique des différents modes de transport source : IEPF
• Augmenter les taxes sur les carburants dans les pays où elles sont faibles :
En général, le gazole est moins taxé que l’essence pour ne pas trop pénaliser le camionnage et le transport par autocar. Une taxe additionnelle sur le gazole présenterait le double avantage de fournir des ressources pour l’entretien routier et de décourager l’évasion fiscale des automobilistes qui achètent des voitures diesel pour bénéficier des conditions accordées aux transporteurs.
Dans les PED, le taux de motorisation étant fortement corrélé avec le revenu familial, la taxation des carburants a un effet très semblable à celui d’un impôt sur le revenu à taux progressif .Afin d’éviter les effets néfastes sur les plus pauvres.
• La technologie : Les objectifs sont fixés à une consommation moyenne de 5.25 litres (gazole) à 5.8 litres (essence) aux 100 km, soit -25% par rapport à 1998 à partir de 2008/2009 l’entreprise Total par exemple entend fournir à ses clients des produits « économiseurs » d’énergie. En avril 2005, Total Excellium Diesel et Total Excellium98 ont étoffé l’offre proposée aux automobilistes qui ont le choix entre deux essences sans plomb (95 et 98) et deux carburants diesel aux performances différentes. Ces carburants réduisent la consommation des véhicules, avec des gains de 15 à 50 km supplémentaires par plein selon le type et les conditions d’utilisation du véhicule. Ils réduisent aussi les rejets de CO2 jusqu’à 5 % ainsi que ceux de polluants réglementés (CO, fumées…). (Voir figure16)
• Les pneumatiques : la résistance au roulement explique jusqu'à 20% de la consommation de carburant (soit 1 plein d’essence sur 5) dans le cas des véhicules de tourisme, et jusqu’à 30-40% pour les poids lourds et constitue donc l’un des axes de recherche les plus dynamiques chez les fabricants de pneumatiques. Par ailleurs, sous-gonflés, les pneus peuvent engendrer une surconsommation de 4% (selon la Commission européenne, 45% à 70% des véhicules rouleraient avec au moins un pneu sous-gonflé !).
Note: L'Indice de Rugosité International (IRI) est une mesure de la dégradation de la qualité des routes.
La valeur 3 correspond à des routes bien entretenues, la valeur 15 correspond à des routes mal
entretenues. L’indice de consommation par km des véhicules est basé sur la valeur 100 pour des routes bien entretenues (IRI=3). Source: Kerali, H., « Energy Balance Framework for Road Transport Analysis
», DFID – Energy, Issue 7, Nov. 98, University of Birmingham, UK
Figure14 : variation de l’indice de consommation des véhicules par km en fonction de l’indice de rugosité.
Source : IEPF
• Le style de conduite : la conduite douce favorise jusqu’à 40% d’économies de carburant.
Figure 16: Consommation spécifique des voitures neuves (litres/100km) de 1975 a 2005 Source: Odyssee
2- L’industrie :
Au cours des dix dernières années, l’industrie a été globalement économe en énergie.
De 1993 à 2002 l’intensité énergétique de la production a diminué de 24 %, soit une baisse annuelle de 3 %.Alors que la valeur ajoutée (la richesse créée par une entreprise ou une administration) augmentait de 37 %, la performance énergétique de l’industrie a limité à +4 % la progression des consommations d’énergie. Un tiers de cette performance découle de changements technologiques et rend compte des efforts des industriels. Les deux autres tiers sont dus à un effet de structure qui tient au rééquilibrage de la production en faveur de secteurs peu consommateurs. Les « poids lourds » restent le verre et les matériaux de construction, la chimie, la sidérurgie et le papier carton, qui regroupent 62 % des dépenses énergétiques de l’industrie alors que leur part dans la valeur ajoutée industrielle n’est que de 11%.
a-Intensité énergétique d’un secteur d’activité :
Il s’agit de la quantité d’énergie consommée par unité de valeur ajoutée. La consommation d’énergie est fournie par l’EACEI (Enquête annuelle sur les consommations d'énergie dans l'industrie) la valeur ajoutée est issue des comptes nationaux. La méthode retenue consiste à décomposer l’évolution de l’intensité énergétique de l’industrie en une somme de deux termes :
Le premier mesure l’impact des changements technologiques : il prend en compte les variations de l’intensité énergétique de chaque secteur en les pondérant par le poids du secteur dans la consommation totale d’énergie. On parlera d’effet technologique.
Le deuxième mesure l’effet de structure : il rend compte de l’impact sur la consommation globale des variations au cours de la période d’observation des poids des secteurs dans la valeur ajoutée manufacturière.
b-Contributions sectorielles à l’évolution de l’intensité énergétique de l’industrie : La figure 17 nous donne la répartition de la consommation d’énergie par secteur d’activité de l’industrie
Selon les données utilisées par la Commission européenne pour mesurer les émissions de CO2, la moyenne des émissions des voitures vendues en Europe est passée de 1,1 tonne en 1995 à environ 1.4 tonne en 2006. Un accord volontaire passé entre l’Union européenne et l’industrie automobile prévoyait de ramener les émissions de CO2 des nouvelles voitures à 120gr/CO2/km, d’ici 2010.
figure17 :Sources:Sessi - EACEI, Insee - les comptes nationaux année 2002
La figure 18 nous donne les contributions sectorielles à l’évolution de l’intensité énergétique d’ensemble cette dernière nous permet de mesurer l’efficacité énergétique d’un secteur.
Figure 18: contributions sectorielles à l’évolution de l’intensité énergétique d’ensemble Sources: Sessi
Lecture : Les points représentent la position des secteurs. L’axe des abscisses (horizontal) mesure la contribution sectorielle à l’effet technologique. Une valeur négative des abscisses caractérise une contribution à la baisse de l’intensité énergétique via L’effet technologique. Les abscisses positives mesurent les contributions à la hausse. L’axe des ordonnées (vertical) mesure la contribution sectorielle à l’effet de structure. Une valeur négative des ordonnées caractérise une contribution à la baisse de l’intensité énergétique via l’effet de structure. Les ordonnées positives mesurent les contributions à la hausse. La somme des cordonnées d’un point donne la contribution totale d’un secteur à la baisse de l’intensité énergétique d’ensemble.
• Le verre et les matériaux de construction contribuent le plus à la diminution de l’intensité énergétique : Les matériaux de construction, et plus précisément l’industrie cimentière, ont partiellement délaissé les combustibles classiques pour des produits de substitution tels les farines animales ou les pneus…
• la chimie organique et la sidérurgie maîtrisent mieux leurs consommations d’énergie en contribuant fortement à la diminution de l’intensité énergétique. Pour ces deux secteurs l’effet technologique prime, Le développement de catalyseurs plus performants allié à une récupération calorifique plus efficace contribue notamment à ce phénomène.
Pour la sidérurgie la performance énergétique provient de la réorientation de procédé opéré dans le secteur, la filière électrique l’emportant sur la filière « fonte intégrée ». Cette dernière, traitant le minerai de fer dans les hauts-fourneaux, et particulièrement énergivore, a stabilisé sa production d’acier au cours des dix dernières années. En revanche, la production issue de la
filière électrique, partant de la ferraille récupérée et beaucoup plus économe en énergie, a progressé de plus de 51 %.
• Les métaux non ferreux et le papier-carton moins performants
Les industries du papier-carton et des métaux non ferreux sont les secteurs les moins performants en matière de maîtrise d’énergie. Pour les métaux non ferreux, l’évolution interne du secteur touche des productions fortement consommatrices d’énergie. En effet, la production d’aluminium de première fusion progresse de 9 % ; elle nécessite près de 60 % des énergies consommées dans le secteur des non ferreux et correspond au tiers du chiffre d’affaires qui y est réalisé. En revanche, l’activité faiblement consommatrice d’énergie des demi-produits, ceux du cuivre notamment, est en forte baisse.
L’industrie du papier-carton regroupe le secteur de fabrication de la pâte à papier, de papier et de carton et celui de la fabrication d’articles en papier et en carton. La mauvaise performance d’ensemble résulte exclusivement du premier, qui consomme 88 % des énergies de cette industrie.
c-évolution des consommations d’énergie, de l’intensité énergétique de la production et de la valeur ajoutée :
Figure19 : évolution des consommations d’énergie, de l’intensité énergétique de la production et de la valeur ajoutée ; source : SESSI
d-intensité énergétique de l’industrie des différents pays :
Dans des pays d'OCDE, la tendance générale est à la diminution de l'énergie requise par unité de valeur ajoutée. En Europe de l'Ouest, l'Amérique du Nord, CIS et Japon, la réduction de l'intensité énergétique de l’industrie s’est ralentie dans les années 90 et s’est même renversée en Océanie. L'Afrique et le Moyen-Orient ont connu une augmentation de l'intensité énergétique de l'industrie. Les niveaux d'intensité énergétique de l’industrie de l'Amérique du Nord, du Japon et de l'Europe de l'Ouest convergent actuellement.
Dès le premier choc pétrolier1973, le secteur industriel et tout
particulièrement la grande industrie, grâce à la maîtrise de ses outils de fabrication a été naturellement porté à réduire ses consommations d’énergie de manière à optimiser sa performance économique.
La performance énergétique a été particulièrement remarquable pendant les années d’embellie économique.
Figure20 : intensité énergétique de l’industrie des différents pays en 1980 ; 1990 ; 2002 Source : ENERDATA
3- Le résidentiel et le tertiaire : 1-le résidentiel:
On appelle consommation énergétique du bâtiment ou indice énergétique la consommation totale d'énergie du bâtiment nécessaire au chauffage divisée par la surface chauffée1.
La consommation d'énergie est exprimée en kilowattheures (kWh), elle comptabilise les besoins de chauffage du bâtiment, et les besoins pour la production d'eau chaude sanitaire ;
La surface de référence énergétique est exprimée en mètres carrés (m2).
La consommation énergétique, ou indice énergétique, est donc exprimée en kilowattheures par mètre carré (kWh/m2)
En matière d’efficacité énergétique, deux réflexions émergent ces dernières années.
• La première est la Haute performance énergétique (HPE) ou l’énergie passive qui s’exprime en kilowattheures par m2 et par an. Toutefois, ce ratio est purement technocratique car nous chauffons des volumes (en m3) et non des surfaces (m2) la HPE s’impose assez naturellement dans les bâtiments anciens dont il faut réduire les consommations. Elle implique de restructurer et de rénover des bâtiments existants en les isolant. Si leur orientation par rapport au soleil ne peut pas être modifiée, il est en revanche possible d’y introduire des systèmes de production ou d’économie d’énergie et surtout d’y promouvoir l’« éco-gestion », attitude dynamique et participative des usagers.
• La deuxième approche est celle des bâtiments à énergie positive qui, sur l’année, produisent davantage d’énergie qu’ils n’en consomment concerne plutôt les bâtiments neufs.
Ce modèle donne une part importante aux techniques de production d’énergie renouvelable telle que le solaire thermique.
La thermographie met en évidence, à l’aide de l'infrarouge, que la construction passive (à droite) perd beaucoup moins de calories (couleurs chaudes) qu'une construction classique (au fond).
Figure 21: Source : Eco-énergie
1-1-Amélioration de l’efficacité énergétique dans les bâtiments:
Figure22 : consommation d’énergie dans les logement ;Source : document de Valérie Leger formation TC en ENR
A. Le chauffage : Logements actuels : consommation divisée par 2 grâce :
• à l'isolation thermique,
• l'utilisation de menuiseries et de vitrages performants,
• Installation d'équipements de chauffage moderne.
• Le chauffage représente 87% de la consommation d'énergie globale dans les logements anciens et seulement 30% dans les logements les plus performants.
B.L'électricité spécifique (Éclairage et équipement électrique) La consommation a tendance à augmenter dans tous logements à cause de l'accroissement du nombre des équipements ménagers et de loisirs.
C. La cuisson : Pas de changements francs.
D. L'eau chaude sanitaire La consommation d'énergie pour produire de l'eau chaude est en légère augmentation, car le niveau de confort recherché dans les logements actuels est supérieur aux conditions acceptées dans le passé. Dans les logements anciens, ce poste ne représente que 6% de la consommation d'énergie globale, mais avec la réduction des besoins de chauffage, le poste "production d'eau chaude sanitaire" représente près de 30% de la consommation d'énergie dans un logement moderne.
2-Le tertiaire :
• Éclairage : jusqu’à 40% d’économies potentielles à l’échelle mondiale :
Tous secteurs confondus, l’Éclairage consomme à l’échelle mondiale jusqu’à 15% de plus que la production hydroélectrique ou que le nucléaire, pour un coût total estimé à 360 Md$
(énergie, équipements, main-d’œuvre), soit environ 1% du PIB mondial (source : IEA, 2006).L’IEA pronostique par ailleurs une croissance des consommations d’éclairage de 80% à l’échelle mondiale à l’horizon 2030, tous secteurs confondus selon l’IEA, l’utilisation des technologies les plus efficientes actuellement disponibles pourrait réduire les consommations d’éclairage de 40% grâce à l’optimisation des niveaux d’éclairage (normalisation) et la maximisation de la lumière naturelle. en 2005, l’Europe a consommé 42 méga lumen-heure par personne (Mlmh/pers) contre 72 Mlmh/pers pour le Japon et 101 Mlmh/pers pour l’Amérique du Nord !
Le transport et la distribution d'électricité s’accompagnent de pertes sur les réseaux électriques pouvant atteindre jusqu’à 10% en moyenne dans l'UE (jusqu'à 2% en transport et jusqu'à 8% en distribution) ;
La production d’électricité, selon la technologie utilisée, peut engendrer de l'ordre de 66% de pertes moyennes. En effet, entre 25% et 60%(centrales à cycle combiné les plus efficientes) des combustibles utilisés sont convertis en électricité. Plusieurs réponses peuvent être combinées pour palier aux pertes, par exemple :
• Le remplacement des centrales les moins efficientes : l’efficacité énergétique moyenne du parc électrique mondial serait aujourd’hui de 30%, d’après le World Energy Council .l’efficacité énergétique de centrales à cycle combiné au gaz naturel ou au charbon peut atteindre jusqu’à 85%-90% contre 40% pour les centrales conventionnelles.
• La cogénération à haute efficacité : production simultanée d'électricité et de chaleur. En sous- jacent, jusqu'à 10% d'économies par rapport à la production de chaleur et d'électricité à partir de sources distinctes.
• La production décentralisée : production d’électricité près du point de consommation finale, avec pour conséquence immédiate la réduction des pertes de transport et de distribution.
4- Efficacité énergétique données pour l’Algérie :
1-Quelques indicateurs d´efficacité énergétique:
• L’Intensité énergétique : 0,591tep/1000$ (PIB Constant hors Hydrocarbures).
• L’Intensité énergétique : 0,357tep/1000$ PIB Constant avec HC)
• La Consommation moyenne : 0,694 tep/hab
• Les émissions dues à l’énergie : 1,22kg équivalent CO2 /hab
Figure23 : évolution de l’intensité énergétique en Algérie tep/1000$ ; source : APRUE Figure24: état comparatif des intensités énergétiques ; source : APRUE
En Algérie, l’intensité énergétique s’est stabilisé entre 2000 et 2003 autour de 0.6 tep / 1000 $. Elle s’est améliorée entre 2000 et 2005 en passant à 0,36 tep / 1 000 $ .Cette amélioration est due à une optimisation du taux d’utilisation des capacités (TUC) du système de production.
2- données techniques dans les transports :
• Longueur du réseau routier est de 107 324 km
• Parc véhicules est de 3 millions de véhicules dont 30% diesel
• Parc véhicule convertis au GPL est de120 000 véhicules
• Longueur du réseau ferroviaire : 4 200 km
• Parc ferroviaire est constitué de 220 locomotives et 460 voitures fourgons
• Flotte maritime : 38
• Nombre de ports : 10 ports marchands et 35 ports de pêche
• Flotte aérienne : 55
• Nombre d’aéroports : 35
La Consommation énergétique du secteur des transports a atteint 6 millions de tep en 2005.
3-données techniques dans l’industrie:
La Consommation énergétique du secteur de l’industrie a atteint 3 millions de tep en 2005 Par branche, cette consommation se répartie comme suit :
I.S.M.M.E Industries Sidérurgique, Métallurgique, Mécanique et Electrique : 14% et une valeur ajoutée de (126394 MDA).Matériaux de Construction 55% ; valeur ajoutée (73788 MDA), Chimie de base : 2% ; valeur ajoutée (60974 MDA) Industries Agro- Alimentaires : 6% ; valeur ajoutée (462953 MDA), Industrie manufacturière : 2% ; valeur ajoutée (86084 MDA) Industries diverses : 20% ; valeur ajoutée (57727 MDA).
Le rapport entre l’évolution des consommations énergétiques du secteur et l’évolution de la valeur ajoutée (en dinars constants) met en évidence une hausse de l’intensité énergétique. En effet la valeur ajoutée progresse de 6% tandis que les consommations énergétiques croissent de 7.7%.
4-données techniques dans le résidentiel et le tertiaire :
• Le parc logement est de 5 745 645 dont 62% urbain
• Le Taux d’occupation est de 6 personnes par logement`
• Le taux d’équipement des ménages est de 70%
• Taux d’électrification est de 98%.
• Taux de raccordement au réseau gaz naturel est de 36%.
• La consommation énergétique moyenne annuelle d’un logement est de 1,050 tep.
• L’emploi dans le tertiaire est de 4 392 844 emplois
• Le nombre d’établissements du secteur de la santé est de 6 443 unités, avec une capacité de 37 575 lits
• Le nombre d’établissements du secteur de l’éducation est de 22 369 unités, avec une capacité de 8564451places
• Le nombre d’établissements du secteur hôtelier est de 1 057 unités avec une capacité de 82 034 lits
• La consommation énergétique moyenne par rapport à l’emploi est de 0.231tep La consommation énergétique du secteur tertiaire a atteint 1 million de tep en 2005 Par branche d’activité, cette consommation se répartie comme suit :
Commerce : 39%, Administration centrale : 19%, Tourisme : 8%, Santé : 12%, Education : 8% Eclairage public : 5%, Autres : 5%
5-Politique d’efficacité énergétique : 1-Fixation des prix de l'énergie
Une fixation adéquate des prix de l’énergie est une condition nécessaire de l'efficacité énergétique. La première étape de n'importe quelle politique d'efficacité énergétique devrait être d'ajuster les prix de l'énergie de façon à donner les bons signaux aux consommateurs. Bien que la plupart des décideurs soient d'accord avec cet objectif, ils doivent souvent tenir compte d'autres facteurs, tels que la fourniture de services aux ménages de faible revenu. Dans les pays de l’EU15 et au Japon, qui sont des importateurs de pétrole, le prix des carburants a toujours été élevé comparé au reste du monde, du fait d’une lourde taxation. Les automobilistes européens et japonais payaient autour de 1.1US$95 / litre d’essence en 2002, alors que dans la plupart des autres pays, les prix variaient entre 0,3 et 0,4 US$/litre.
2-Institutions et programmes
Une agence d'efficacité énergétique est habituellement centrée sur l'exécution de la politique nationale d'efficacité énergétique. De telles agences ont les compétences techniques nécessaires
et leur tâche est de concevoir, mettre en application et évaluer les programmes et les mesures, de communiquer avec les autres acteurs, tels que des compagnies énergétiques, les autorités locales ou les O.N.G., et, en conclusion, d'assurer la coordination avec les administrations internationales, nationales, régionales et locales.
3-Labels et normes d'efficacité pour les appareils électroménagers
Pour ralentir la croissance de la consommation de l'électricité des ménages et renverser même la tendance dans les régions industrialisées, beaucoup de pays ont présenté des programmes d'efficacité énergétique pour les appareils électroménagers. Les programmes de labellisation et de normes minimales de performance énergétique (NMPE) se sont avérés très efficaces. Ils incluent généralement les réfrigérateurs, les machines à laver et séchoirs, les chauffe-eau et les climatiseurs.
Dans les pays en voie de développement, la labellisation n’est pas très habituelle et rarement obligatoire : les appareils de seconde main occupent une grande part du marché, et ceci réduit d’autant la portée et le potentiel des mesures concernant les nouveaux appareils, y compris la labellisation. Figure25 : Exemples de labels (Thaïlande, Brésil, Iran) source : ENERDATA
4-Les fonds innovants pour l'efficacité énergétique : un mélange de fonds publics et privés
La difficulté d'obtenir le financement nécessaire est souvent une barrière importante aux projets de maîtrise de l’énergie. Beaucoup de gouvernements ont établi des fonds dédiés à l’efficacité énergétique, la plupart du temps sous forme de subventions.
5-Accords volontaires : une bonne acceptation politique mais des résultats peu clairs
Les accords volontaires / négociés ont été développés dans les années 90 pour apporter une réponse au sentiment répandu que la réglementation environnementale, en particulier en ce qui concerne le changement climatique, avait atteint ses limites, et qu’en même temps les instruments économiques semblaient trop coûteux (subventions) ou trop impopulaires (impôts sur l’énergie ou le CO2).
6-Centres locaux d’information sur l’efficacité énergétique
Une des barrières principales aux actions d'efficacité énergétique est le manque d’information du consommateur. Pour tenter de régler cette question, tout un éventail d'actions d'information a été conçu : campagnes dans les médias, brochures techniques, formation, prix d’efficacité énergétique.
6- L’Audit énergétique comme mesure de l’efficacité énergétique :
Avec la libéralisation du marché de l’énergie et l’offre qui a commencé à se diversifier, les entreprises ont été amenées, ces dernières années, à se pencher plus que jamais sur leurs coûts énergétiques et leur consommation d’énergie.
Avec, en outre, les prix de l’essence et du gaz qui n’ont cessé de grimper tout au long de ces dernières années, les questions liées à l’utilisation de l’énergie sont même plus que jamais d’actualité. Elles
comptent d’ailleurs parmi les priorités auxquelles sont désormais extrêmement attentifs la plupart des patrons et autres directeurs financiers et/ou contrôleurs de gestion car elles participent de fait à l’équilibre financier des entreprises dont ils ont la charge.
Dans le même temps, un courant nouveau pousse aussi à entrevoir nos besoins énergétiques sous des angles différents, davantage orientés vers la protection de notre milieu, écologiques diront certains…
Une conscientisation nouvelle a émergé au sortir des années nonante quant à des modèles de consommation effrénée et à l’explosion des habitudes industrielles en la matière. Mieux gérer ses besoins énergétiques est alors devenu la règle…
Les marchés financiers en crise, le réchauffement climatique et de manière plus générale la nécessité d’une prise de conscience économique et écologique sont au cœur des débats. En réponse, il existe un geste simple : économie d’énergie.
La plupart du temps, lorsque l’on investit c’est pour générer des revenus complémentaires. C’est pour sa retraite, c’est pour ses enfants et de manière plus globale pour améliorer sa qualité de vie. Alors on investit sur les marchés, ce qui est un placement risqué et qui se fait souvent au détriment de notre planète, car il est trop souvent lié à l’exploitation abusive des énergies fossiles.
A l’inverse, comme pour beaucoup qui l’ont déjà compris, investir dans la planète, dans le futur, dans l’écologie, est devenu la clé d’un revenu « propre » et conséquent, à vie. Pour cela, on doit établir un code qui conduit à une bonne consommation d’énergie sans gaspillage et qui s’applique dans chaque domaine et même dans notre vie courante, ce code là s’appelle l’audit énergétique.
Définition de l’audit énergétique
L’audit énergétique est une méthode d’évaluation qui évalue les caractéristiques énergétiques d'un processus de production comme celles d’un bâtiment et de ses installations. Il a pour objectif d’identifier les points d’amélioration de l’efficacité énergétique en fonction des possibilités technico- économiques.
L’audit énergétique, doit permettre, à partir d’une analyse détaillée des données du site, de dresser une proposition chiffrée et argumentée de programme(s) d’économie d’énergie et amener le maître d'ouvrage à décider des investissements appropriés.
7-But de l’audit énergétique
L’audit énergétique a pour but la conception d’une société moderne dans laquelle l’éducation des gens pour garder un environnement propre et sain et pour mettre fin au gaspillage illogique d’énergie, sans diminuer le confort du consommateur, représentent la garantie
pour la vie saine des générations à venir. Elle permet pour une société quelconque les choses suivantes :
• Réduction des factures d’énergie ;
• Amélioration de la compétitivité ;
• Limitation des émissions de Gaz à Effet de Serre ;
• Lutte contre le réchauffement climatique.
Optique Objectif
Utilisation
Réduire la facture énergétique
• Négociation du prix de l’énergie au près des fournisseurs
• Modification du mode d’approvisionnement (ex. augmentation de la capaci ligne électrique)
Changer de combustible
rationnelle de l’énergie
• Dimensionnement optimal des équipements
• « Revamping » d’équipements existants (par ex. chaudières)
• Emissions de CO (accords de branches CO2) Installer une unité de cogénération
• Investissement et définition de la taille optimale Intégrer le procédé
• Récupération de l’énergie du procédé Intégrer le procédé au site de production
• Partage de l’énergie avec d’autres procédés du même site de production
• Exportation d’énergie
• Installation d’un système de transformation d’énergie centralisé Augmentation
de capacité et/ou de performances
Utiliser de manière optimale les équipements existants
• Produire plus
• Utiliser moins de matières premières
• Augmenter le recyclage
Intégrer des nouvelles méthodes de production
• Renouvellement de l’équipement
• Nouvelles technologies
Opération du procédé
Maintenance
• Maintenance possible sans arrêts
• Intégration d’un système de nettoyage en continu Opérabilité
• Encrassement moins rapide
• Meilleure stratégie de contrôle
• Système plus facile à contrôler par l’utilisation des utilitaires
• Simplification du système
Optimisation des conditions de fonctionnement
Emissions- Environnement
Diminuer les rejets dans l’air
• Combustion :NOx, CO2, SO2
• Procédé (ex. récupération de condensats)
• Intégration de technologies de traitement Utiliser l’eau de manière rationnelle :
• Eau de refroidissement : économie d’énergie = économie de refroidissem bilan)
• Support de production (agent de dilution et de transport) Réduction des rejets polluants
• Intégration de technologies de traitement
• Réduire les rejets solides
• Valorisation énergétique des déchets
• Recyclage
• Intégration de technologies de traitement
Tableau 2: objectifs qui peuvent être poursuivis lors de la réalisation d’un audit énergétique.
Source : laptop.epfl.ch/webdav/site/laptop/shared/import/migration/Cahier_audit_2.pdf
8-Procédure d’un audit énergétique
Les besoins en énergie varient d’une entreprise à l’autre. Un supermarché n’a pas les mêmes besoins qu’une agence bancaire, une exploitation agricole ne présente aucun caractère commun avec une unité de production de papier. Or, si l’on peut tracer de grandes lignes et souligner les tendances qui se
dessinent en matière d’utilisation rationnelle de l’énergie, et plus largement de développement durable, il faut en permanence conserver à l’esprit que chaque cas est particulier. Autrement dit, pour chaque entreprise, il faudra analyser exactement les besoins et les coûts énergétiques avant de mettre sur pied une politique d’utilisation rationnelle et de consentir les investissements nécessaires à son application.
En la matière, nous allons analyser quatre stades définis de manière graduelle, qui vont du simple audit à la mise en œuvre d’une nouvelle organisation.
Figure 26 : Optimisation de la consommation énergétique à l’aide d’un audit.
Source : www.mag-audit.fr
Etape 1: Collecte et analyse des données
Une analyse globale des flux énergétiques doit être faite, à savoir les consommations d’énergie pour au moins les trois dernières années écoulées (si disponible), et ceci par vecteur énergétique (gaz, fuel, électricité, charbon, etc.) exprimées en unités physiques (kWh, tonne, litre, …).
L’ensemble doit aboutir à un tableau des consommations finales converti en énergie primaire (MWh).
Avant la mise en place de toute nouvelle approche de la dimension énergétique de l’entreprise, il convient de dresser un état des lieux initial censé juger sans concession de l’état global de la structure.
Bien réalisé, l’audit permet d’évaluer l’équipement existant ainsi que son utilisation, il donne une photographie supposée imparfaite qu’il convient de toiletter pour la rendre idéale... Pour ce faire, il est évidemment souhaitable de faire appel à des spécialistes qui pourront établir ledit bilan énergétique, mais également mettre le doigt sur toute une série de dysfonctionnements ou d’erreurs qui se cachent souvent derrière des habitudes ou du matériel auxquels on ne songe pas de prime abord, comme les factures par exemple.
En fait, l’audit énergétique consiste en une collecte et une analyse des données disponibles en rapport à l’énergie afin d’établir la ventilation de la consommation énergétique d’une entreprise selon les départements et les procédés et ainsi à identifier des possibilités d’économie d’énergie dans les divers équipements ou procédés de l’entreprise. Pointu, quoi qu’il arrive, cet audit peut être simple ou détaillé en fonction des cas et/ou les espoirs d’économie.
Simple
L’audit simple, le moins coûteux, permet d’obtenir un examen qualitatif de l’installation en vue de repérer les possibilités d’économies immédiates, ainsi que les équipements et procédés qui nécessitent un examen plus approfondi.
Généralement, il permet de pointer des possibilités d’économies d’énergie relativement simples qui peuvent être des mesures liées à l’entretien des équipements telles que le réglage des chaudières et des fours, le remplacement des purgeurs de vapeur, l’isolation de tuyauteries, l’arrêt de certains équipements lorsqu’ils ne sont pas utilisés, le colmatage de fuites d’air comprimé... Cela peut également concerner les habitudes de travail, comme le fait d’éteindre la lumière dans des bureaux vides, de ne pas chauffer nécessairement toutes les pièces dès le matin, de veiller à éteindre le matériel informatique inutilisé, de ne pas systématiquement mettre en marche toute une chaîne de production si la nécessité d’utilisation de certaines machines n’est requise qu’à un moment donné de la journée...
Détaillé
L’audit détaillé est effectué pour les équipements ou les procédés pour lesquels l’audit simple indique un potentiel intéressant d’économies d’énergie ou pour lequel le benchmarking (étalonnage par rapport à des procédés comparables) montre que des gains appréciables semblent possibles. Il peut englober l’analyse détaillée du système de production et de distribution de vapeur en vue d’abaisser la pression de vapeur et d’augmenter la production d’électricité, l’optimalisation de gros fours ou de chaudières de puissance ainsi que l’analyse approfondie des procédés «énergivores», tels que les colonnes à distiller, les séchoirs de machine à papier, les évaporateurs...
Etape 2: Amélioration du système énergétique
Cette étape consiste en l’optimalisation des résultats obtenus de la 1ère étape. Pour cela, on doit faire :
• L’exploitation et le traitement des données par calculs ;
• L’interprétation des résultats pour mettre en évidence les points d’amélioration de l’efficacité énergétique à envisager, ces points seront classés par ordre de priorité avec une estimation de leur rentabilité;
• L’indication pour chaque intervention de son coût, des économies à en attendre et du temps de retour brut des investissements.
La chasse aux déperditions et la traque des dysfonctionnements (débits trop faibles ou trop élevés, régulation inadaptée de la température…) doivent constituer une priorité permanente. Trop souvent, des installations souffrant d’erreurs de conception, de mises en œuvre inadaptées, de réglages défaillants ou encore d’un entretien insuffisant deviennent vite des gouffres à énergie. Quelques modifications ou adaptations, légères parfois, sont susceptibles d’apporter de rapides améliorations. Bien entendu, toute amélioration atteint tôt ou tard ses limites.
Ou plus précisément, il arrive un moment où les efforts à consentir pour gagner encore quelques petits dixièmes d’économie ne valent plus la peine. Il est alors temps de penser à remplacer les équipements en cause en intégrant dès le départ la dimension énergétique. Ce que ne faisaient pas toujours les techniciens d’hier, travaillant sur d’autres bases et avec des données énergétiques sans commune mesure avec ce qu’elles sont aujourd’hui.
La maitrise des méthodes de calculs adaptées aux équipements considérés et le recours à l’informatique sont indispensables pour la réalisation de cette étape.
Etape 3: Réorganisation du système énergétique
L’audit doit permettre d’élaborer un plan d’action global visant à l’amélioration de l’efficacité énergétique ou d’évaluer la pertinence d’un investissement à réaliser visant à utiliser plus
rationnellement l’énergie, à recourir aux sources d’énergies renouvelables ou à la cogénération de qualité.
De ce fait, il y a lieu de proposition(s) de programmes de travaux cohérents adaptés aux caractéristiques propres de chaque équipement étudié, ces propositions sont présentées à part, dans le rapport de synthèse directement utilisable par le maître d'ouvrage, pour lui permettre d'orienter son choix de travaux dans les meilleures conditions de coût, de rentabilité et de délai, accompagnées d'un outil de suivi des consommations permettant d'en apprécier les résultats.
Le diagnostic ne préconise pas seulement des solutions pour réduire les consommations mais doit également examiner des substitutions d'énergie possibles (biomasse, solaire, réseaux,...).
Lors du remplacement d’équipements, l’aspect énergétique devient aujourd’hui de plus en plus important. Si les nouveaux équipements sont toujours plus performants et intègrent davantage de technologie, ils ne sont pas nécessairement moins «énergivores »pour autant. Que du contraire. Il semble que les fabricants d’équipements - à la différence des constructeurs automobiles - n’aient pas encore vraiment intégré la problématique énergétique. Ce sont donc les clients qui vont, à terme, attirer l’attention des fabricants et amener ces derniers à proposer des installations plus économes. Outre des machines moins consommatrices d’énergie, il est aussi important d’investir dans du matériel qui s’intègre parfaitement et à moindre coût (énergétique) dans les installations existantes. On peut également, à l’occasion de remplacement de matériel, et en fonction des possibilités, opter pour des outils utilisant d’autres types d’énergie.
Etape 4 : Méthodologie anticipative
Au-delà de toutes les améliorations et renouvellement d’équipements possibles, on peut aussi, à long terme, se fixer comme objectif de repenser son activité tant en termes d’infrastructures qu’en termes d’organisation. Un revirement total en quelque sorte, presqu’une manière de se convertir à l’URE (l’Utilisation Rationnelle de l’Energie) pour ses bienfaits sur le portefeuille de l’entreprise comme sur le milieu naturel. Et s’il ne fait pas de doute que l’organisation du travail dépend de chaque entreprise et de sa stratégie de développement, nul ne contestera qu’une nouvelle approche peut parfois engendrer des économies encore plus conséquentes.
En témoigne la déconvenue d’un entrepreneur luxembourgeois prêt à investir dans le développement durable, mais qui, finalement, a dû remettre au placard une partie de ses bonnes intentions.
«Nous sommes pleins de bonne volonté, disposés à investir. Mais, les budgets nécessaires sont colossaux, souligne Bernard Pelsser, directeur d’Activeroad Transports. Nous n’avons pas les moyens de construire un hall logistique en utilisant exclusivement les matériaux les plus écologiques. Si vous prenez, par exemple, le bardage… les coûts explosent déjà! En moyenne, les panneaux recyclés coûtent presque le triple du métal.
Et, quand vous avez 5.000 m² à couvrir, le calcul est vite fait. Pareil pour les cellules photovoltaïques qui constituent un investissement financier beaucoup trop important à l’échelle des PME. Ce qui m’attriste le plus, c’est que, dans le cadre de notre projet en particulier, tout le monde voulait aller dans ce sens-là.
L’architecte est un peu dépité. Quant à moi, je me vois contraint de faire marche arrière… Nous allons donc opter pour une construction traditionnelle, en intégrant toutefois le maximum de technologies et de matériaux durables». Si l’utilisation rationnelle de l’énergie est aujourd’hui une nécessité, la mise en place d’une politique énergétique utilisant le maximum de matériaux techniques et services écologiques n’a de sens que si elle s’inscrit clairement dans une politique conduisant à plus ou moins court terme à de substantielles économies.
9-Utilisation rationnelle de l’énergie
