Économie d'énergie

Les économies d'énergie résultent de la limitation de production et de consommation d'énergie, surtout d'énergie non-renouvelable produite à partir de combustibles fossiles : pétrole, gaz, charbon, tourbe



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Économie d'énergie - Économie du pétrole - Génie énergétique

Les économies d'énergie résultent de la limitation de production et de consommation d'énergie, surtout d'énergie non-renouvelable produite à partir de combustibles fossiles : pétrole, gaz, charbon, tourbe (qui se sont accumulés dans des périodes géologiques passées, et qui ne se reconstituent pas ou extrêmement lentement)

Aux énergies d'origine fossile dégageant du CO2 (dont il est urgent de diminuer massivement la consommation, compte tenu de la dégradation du climat et les problèmes d'acidification de l'océan mondial) s'opposent :

  1. les énergies renouvelables, issues du rayonnement du Soleil, soit directement via le panneau solaire, soit indirectement par la production d'hydrogène par électrolyse, et plus classiquement par l'utilisation de combustible végétaux (bois, produits agricoles, algues), par la récupération des déchets biologiques (biogaz), par l'écoulement de l'eau (moulins et turbines à eau, hydroélectricité) ou du vent (énergie éolienne), par la force musculaire d'animaux domestiques (cheval, bœuf, éléphant.. ) ou des humains ; il faut y ajouter l'énergie marémotrice qui ne résulte pas du rayonnement du soleil mais de la masse de la lune;
  2. l'énergie nucléaire, qui émet proportionnellement peu de gaz à effet de serre, mais contribue à réchauffer les milieux (fleuves et rivières), est une source de risques et dangers durables, pose des problèmes d'ordre politique et de traitement des déchets radioactifs, et détourne une quantité importante de fonds publics d'autres usages plus soutenables.

De la fin de la préhistoire au XVIIIe siècle, l'Homme n'a quasiment utilisé que des énergies renouvelables, avant que le charbon, brûlé pour chauffer la vapeur d'eau, ne joue un rôle central dans la 1re révolution industrielle (chemins de fer, usines.. )  ; à partir de la fin du XIXe siècle, le pétrole permet le développement du moteur à explosion puis Diesel et turboréacteurs, et par conséquent des véhicules routiers, des centrales thermiques, de l'aviation...

La seconde moitié du XXe siècle a été caractérisée par une croissance presque exponentielle :

et d'un gaspillage massif des énergies non-renouvelables.

Le pétrole source et consommatrice d'énergie

Le pétrole, depuis le début du XXe siècle, est le principal pourvoyeur d'énergie (tout en fournissant, par ses dérivés, la matière première des industries chimiques et pharmaceutiques).
En revanche, l'industrie pétrolière est habituellement un gros consommateur d'énergie. En effet, pour que les réactions de raffinage du pétrole se déclenchent, il faut porter les charges à des températures de 350 °C à 600 °C. Pour atteindre de telles températures, le raffinage doit brûler entre 5 % et 7 % de la charge.

D'autre part, les gros tankers pétroliers consomment aussi énormément de fioul.

La guerre du Kippour en 1973, qui déclencha la crise pétrolière et le renchérissement du brut, a inauguré une prise de conscience du problème d'économie d'énergie, mais presque sans mesures concrètes. Depuis lors, la hausse énorme des prix du brut rendrait rentables de massives économies d'énergie. Pourtant, depuis 1973, la production de pétrole, gaz et charbon a constamment augmenté.

Pour certains pays sans ressources pétrolières (par exemple la France) le problème d'économie d'énergie forme un enjeu majeur car la facture d'importation de l'énergie représente à peu près 75 % de l'énergie consommée. D'autres pays, quoiqu'ayant de grandes réserves d'hydrocarbures, rationnent sévèrement l'exploitation de ces ressources (par exemple, la Norvège) .

Impact environnemental ou empreinte sur le milieu

La déperdition thermique de constructions mal isolées (principalement via la toiture en zone tempérée, jusqu'à 30%, ou alors plus) a des impacts environnementaux globaux (Effet de serre, ou risque et déchets nucléaires) et un impact financier direct sur les ménages

En ramenant la consommation des différentes sources d'énergie (hydroélectricité, carburants) au watt (unité de puissance correspondant à la consommation d'un joule par seconde), on a calculé qu'actuellement la consommation moyenne par personne en Europe occidentale est d'environ 6 000 watts. Aux États-Unis environ deux fois plus.

L'objectif de la «société à 2 000 watts» est de diviser par trois la consommation énergétique moyenne par personne en Europe occidentale. De ces 2 000 W, seuls 500 devraient provenir de sources d'énergie non renouvelables, le reste de sources renouvelables.

Le label Minergie, qu'il est question de rendre obligatoire pour l'ensemble des nouvelles constructions, prévoyant une enveloppe étanche, une isolation et un dispositif d'aération, propose une consommation inférieure à 3 litres de fioul (ou mazout) par m² habitable par année, à un prix avantageux. La visée de BedZED (Beddington Zero Energy [fossil] Development, îlot résidentiel de 82 logements au sud de Londres) est plus ambitieuse : bilan carbone de zéro ou impact neutre, sans aucune utilisation d'énergies fossiles. BedZED fonctionne depuis 2000-2002. Les maisons passives, ont non seulement un bilan carbone faible ou alors nul, mais peuvent injecter de l'électricité sur le réseau. On sait que les «voitures propres», à hydrogène, sans rejet dans l'atmosphère autre que la vapeur d'eau, commencent à être commercialisés, malgré la résistance qu'y opposent les grands firmes automobiles. Il faut quand même noter que la production d'hydrogène, qu'il faut plutôt considérer comme une forme de stockage d'énergie que comme une source d'énergie, cette production consomme énormément d'énergie.

Le négaWatt est un néologisme proposé comme unité de mesure de l'économie d'énergie («l'énergie substituée pour assurer un même service»).

Maîtrise de l'énergie

La maîtrise de l'énergie (MDE) regroupe les techniques servant à diminuer la consommation d'énergie d'un bâtiment, d'un territoire, d'un pays, dans un souci d'économies financières (maîtrise des coûts) et de réduction de l'empreinte écologique. On parle aussi d'utilisation rationnelle de l'énergie (URE) .

Le proverbe «L'énergie la moins chère est celle qu'on ne consomme pas» pourrait résumer les démarches qui vont dans le sens de la MDE, si l'objectif ultime était le profit financier. «L'énergie qu'on ne consomme pas est celle qui peut perfectionner la vie humaine» pourrait être la devise de ceux qui veulent vraiment avancer dans les économies d'énergie.

Les mesures de maîtrise de l'énergie, par la sobriété et l'efficacité énergétiques, peuvent être prises à différents niveaux :

Selon de nombreux organismes français tels l'ADEME ou le CLER, c'est une démarche principale pour une politique énergétique en faveur des énergies renouvelables. Selon l'initiative allemande Aktion Klimaschutz, la maîtrise de l'énergie sert à contribuer à la protection du climat.

Un dispositif intelligent de gestion d'énergie (SIGE) sert à gérer l'énergie d'un bâtiment et de diminuer les gaspillages d'énergie.

Exemples de moyens de lutte individuelle contre les gaspillages

Exemples relatifs à la conception ainsi qu'à la construction de bâtiments en prenant en compte l'énergie

L'architecture bioclimatique ou les Bâtiments Basse Consommation combinent plusieurs techniques destinées, dès la conception, à la réduction de la consommation, surtout :

Sur les installations à construire, l'économie d'énergie peut se chiffrer à 30-40 %, quelquefois même jusqu'à 60 %.

La conception des bâtiments selon les principes de l'architecture bioclimatique et de maison passive permet des économies énergétiques majeures, préalable indispensable à l'utilisation des énergies renouvelables.

Réduction de consommation des installations industrielles existantes

Pour les dispositifs de préchauffage d'air par des fumées, sur les fours de distillation, on peut rentabiliser les investissements en moins de deux ans. Si la raffinerie se trouve dans une zone, où il existe d'autres raffineries chez les confrères (Rotterdam, Singapour), on peut aussi envisager l'exploitation des synergies énergétiques entre confrères.

Dans les dispositifs d'utilités (vapeur/électricité, réseau fuel gaz, eau de refroidissement, air comprimé), mais aussi dans les unités de traitement (choix des catalyseurs, objectif normatif des consommations d'énergie, simulation de procédés, fours pilotes, aide à la conduite des unités…) des économies substantielles sont réalisables.

Fréquemment, l'efficacité énergétique est soutenu par de réseau de capteurs sans-fil, comme le montre l'exemple du Japon.

Enfin, pour les installations industrielles dont les automatismes utilisent l'énergie pneumatique (industrie automobile, agro-alimentaire, médicale, électronique), les consommations peuvent être optimisées et réduites

Mise à jour dans l'industrie

Les équipements industriels ont tous été conçus avec le baril de pétrole brut à 20 dollars. Or en 2007 le baril s'échange à un prix supérieur à 90 dollars, et aujourd'hui (mai 2008) se situe au-delà de 137 dollars. La place de l'énergie dans l'industrie a fortement changé ; la conception des équipements industriels doit être adaptée et optimisée.

Pour les équipements industriels existants, une analyse minutieuse doit identifier les "sources" c'est-à-dire les flux qui permettent de récupérer de l'énergie inexploitée ainsi qu'à l'opposé identifier les "puits" c'est-à-dire des flux qui permettent de réinjecter l'énergie ainsi récupérée sur les sources à la place des énergies primaires généralemente fossiles. Une fois les "sources" et les "puits" identifiés, la tâche est de trouver les couplages qui vont permette de revaloriser l'énergie des "sources" sur les "puits", ceci avec un TRI (Temps de Retour sur Investissement) court terme.

Renonciation à une activité ou diminution de celle-ci

Plusieurs pistes peuvent être tracées de gaspillages collectifs d'énergie, surtout :

Toutes les économies décrites ci-dessus pour des entreprises sont transposables pour les particuliers.

Économies dans le secteur de l'informatique

Les professionnels de l'informatique se sont rendus compte que les centres de données consommaient de plus en plus d'énergie, principalement de l'électricité. Le gouvernement américain a lancé depuis 1992 un programme d'énergie nommé Energy Star, afin d'endiguer la croissance de la consommation d'énergie des ordinateurs. Les performances des ordinateurs sont de plus en plus évaluées en termes d'efficacité énergétique, selon des critères de performance par Watt. A titre d'exemple, le Green500 List classe les superordinateurs du TOP500 selon ces critères, en FLOPS par Watt.

Exemple de changements législatifs

En France, la Loi Programme des orientations de la politique énergétique du 13 juillet 2005 (dite Loi POPE) établit les économies d'énergie comme la priorité absolue de la politique énergétique française. Elle définit des mesures purement nationales (certificats d'économie d'énergie, par exemple) tout en transposant l'ensemble des directives européennes en œuvre dans le domaine à cette date.

De nouvelles démarches techniques (HQE) et plus collaboratives (Agenda 21, Grenelle de l'Environnement en France) émergent. Outre une fiscalité encourageant les économies d'énergie (bonification des prêts, assouplissement des conditions d'épargne-logement lorsque les travaux sont à visée énergétique).. des pistes nouvelles se dessinent, dont par exemple un encouragement à grande échelle à gager les futures économies d'énergie pour financer les travaux (sous forme de «contrat de performance énergétique» par lesquels un «tiers investisseur» (l'entreprise qui exécute les travaux) se finance avec le revenu issu des économies réalisée. Le Grenelle de l'environnement a en octobre 2007 repris cette propositions, avec pour les particuliers, un dispositif «simple et forfaitisé»[5].

Controverses

Des controverses importantes persistent sur la question du nucléaire et des agrocarburants, ou alors sur les espoirs suscités par la pile à combustible et l'hydrogène.

Notes et références

  1. Le Monde, 5 juin 2008, page 19
  2. Le Monde, 5 juin 2008, page 19. Cependant la source ne précise pas s'ils s'agit de l'électricité totale consommée par les ordinateurs ou uniquement en phase d'inactivité
  3. Chiffres calculés à partir du Guide des facteurs d'emissions, ADEME, 2007 [1]
  4. Le Monde, 5 juin 2008, page 19
  5. Le Grenelle environnement - Rapport du rapporteur général - Thierry Tuot, octobre 2007 (voir page 11, chapitre "La maîtrise des consommations énergétiques") [pdf]

Bibliographie

Voir aussi

Liens externes

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