Transition énergétique : et si on se trompait de question ?

Energie - schéma exergie + anergie = énergie

Alors que le débat sur la transition énergétique - qui inclut ceux sur le nucléaire et les énergies renouvelables - est fortement médiatisé, trois concepts - négawatt, énergie grise et exergie - sont absents des discussions.

Ils sont pourtant indispensables pour trouver des solutions durables à la crise énergétique actuelle. Je vous les présente donc rapidement pour éclairer votre compréhension des débats publics en cours, et malheureusement prendre conscience que nous ne nous posons pas les bonnes questions.

Négawatt
Le concept de négawatt est simple mais puissant. Partant du constant que l’on dépense moins d’énergie à économiser l’énergie plutôt qu’à la produire, un négawatt quantifie une puissance « en moins », c’est-à-dire la puissance économisée grâce à un changement de technologie ou de comportement. Cette notion est due à Amory Lovins, fondateur du Rocky Mountain Institute, l’un des auteurs du fameux livre « Facteur 4 ». En France, l’association Négawatt porte ce concept.

La notion de négawatt est essentielle car elle met en lumière le rôle clé de la sobriété et des économies d’énergie dans le débat sur la transition énergétique. Plutôt que de chercher en priorité des sources d’énergie de substitution, nous devons surtout réduire notre consommation à la source, en adaptant nos comportements et en faisant évoluer nos technologies. Or, depuis 10 ans, le débat porte surtout sur les énergies de substitution et moins sur la réduction à la source. Un exemple simple pour illustrer mon propos : travailler sur les négawatts revient à développer le covoiturage en priorité par rapport à la voiture électrique (qui n’est qu’une substitution de source d’énergie). Or, la leçon des agro-carburants n’ayant pas suffit, très peu est fait pour le covoiturage, nos politiques préférant engloutir des milliards d’euros dans une solution technologique – la voiture tout électrique - qui est pour l’instant un échec.

Exergie et anergie
La transformation d’une énergie induit une dégradation de la quantité d’énergie utilisable sous une forme donnée. L’exergie quantifie cette dégradation en mesurant le travail maximal récupérable, c’est-à-dire l’énergie « utile », sous une forme donnée, contenue dans 1 joule d’énergie primaire. Le point clé : l’exergie mesure le potentiel de fonctionnement d’un système dans le milieu ambiant. En d’autres termes, l’exergie permet de tenir compte de scénarios ambiants précis alors que l’énergie considère que l’environnement n’a aucun impact.

Prenons un exemple simple. Admettons que je dispose de 10 kWh d’énergie électrique. Si j’éclaire une pièce avec une ampoule à incandescence en hiver ou en été, l’énergie « utile » ne sera pas la même selon la température extérieure. La transformation des électrons en photons (lumière) s’accompagne d’une dissipation thermique. En été, cette dissipation thermique est « inutile ». En revanche, en hiver, la dissipation thermique est « utile » puisque c’est autant de chaleur qu’une autre source n’aura pas à fournir. Cet exemple montre que les ampoules basses consommation ne font faire des économies d’énergie que durant les mois où les habitations ne sont pas chauffées. D’autant que l’énergie dépensée pour fabriquer l’ampoule basse consommation est plus importante. Le concept d’exergie permet donc de moduler une analyse énergétique en fonction de l’environnement : pour réaliser des économies d’énergie, les ampoules fluocompact sont intéressantes dans les pays chauds, mais pas dans les pays froid.

Le concept d’exergie est d’autant plus intéressant que les ressources énergétiques disponibles sont très différentes dans leur forme : combustibles, rayonnements, énergie éolienne, chaleur… Cette diversité des ressources, mais aussi des processus de transformation énergétique, a conduit au développement de diverses métriques spécifiques pour la caractérisation de la ressource énergétique. Ces métriques sont difficilement comparables entre elles : PCI et PCS pour les combustibles, pouvoir méthanogène, pression osmotique… En prenant en compte la « qualité » de l’énergie, l’analyse exergétique permet de comparer des formes d’énergie différentes de façon pertinente.

Entropie :degré de désordre d’un système
Energie : capacité à produire un travail ou son équivalent
Exergie : travail maximal récupérable, c’est-à-dire l’énergie « utile »

Energie grise
Dernier concept clé, l’énergie grise comptabilise toute l’énergie dépensée sur un cycle de vie complet d’un service ou d’un produit : fabrication, commercialisation, utilisation et fin de vie. Ce concept est important car, dans 95 % des cas, les réflexions portent uniquement sur la phase d’utilisation. Or, dans de nombreux secteurs d’activité, et notamment dans l’informatique, il y a souvent plus d’énergie dépensée en dehors de la phase d’utilisation. Et le facteur d’émissions de gaz à effet de serre est bien plus important lors de la fabrication en Chine que lors de l’utilisation en France. Si bien que ne pas prendre en compte l’énergie grise revient à passer à côté du problème. On fait bien des économies d’énergie en partie pour limiter le réchauffement climatique, non ?

Prenons un exemple : la fabrication d’un iPhone 5 en Chine émet 57 kg de gaz à effet de serre (environ 50 kWh d’énergie) alors que son utilisation en France émet tout au plus quelques kg par an (moins de 15 kWh par an). Débrancher le chargeur c’est bien. Mais le geste le plus efficace pour faire des économies d’énergie est clairement d’utiliser le plus longtemps possible son smartphone avant d’en racheter un. Le raisonnement est le même pour tout les objets de la vie courante : maison, voiture, réfrigérateur, etc. D’autant qu’au-delà de l’énergie, le renouvellement compulsif des biens de consommation se traduit par des pollutions, épuisement des ressources non renouvelables, etc.

A lire aussi sur ce sujet:
- un article un peu expérimental, mais qui me semble important : Le facteur 8 ;
- l’exergie présentée sur France Culture.

Merci à Philippe Derouette pour le lien vers l’émission de France Culture.

Source : http://fr.wikipedia.org/wiki/Exergie, http://www.franceculture.fr/emission-science-publique-faut-il-passer-de-…, http://www.u-paris10.fr/actualites/colloque-international-l-exergie-de-l…, http://www.thermodynamique.com/spip.php?article19, http://www.negawatt.org/constats-et-enjeux-energetiques-actuels-pb12.htm…, http://www.enea-consulting.com/wp-content/plugins/download-monitor/downl…


Commentaires

@Fred très intéressant ! Il me semble manquer des choses dans la deuxième section : que veut dire anergie ? Pourquoi cette liste de mots (entropie, etc.) à la fin du paragraphe ?

Sur des sujets apparentés, je te conseille les réflexions de Jeremy Rifkin sur l’entropie, qui dépassent l’énergie et concernent toutes les ressources “concentrées” (métaux, etc.) que nous gaspillons sans vergogne actuellement.

Dans la même veine, le concept important de RoE (retour sur énergie), très intelligemment mis en scène dans le film Sans lendemain, illustre bien la tendance inéluctable aux rendements décroissants de la civilisation industrielle actuelle. À voir !

David Bourguignon (non vérifié) le 25/10/2013

Sur la voiture électrique, j’avais rédigé une bafouille qui décrit que remplacer tout le parc de voitures par de l’électrique est totalement infaisable, c’est ici : http://terrabuzz.blogspot.fr/2013/01/lelectricite-ne-sauvera-pas-la-voit…

Concernant le remplacement des appareils IT, c’est bien sur le point noir. Si on se concentre sur les smartphones, alors on voit que le souci est de décourager au maximum le concept d’applications mobiles (propres à un couple appareil/OS, donc qui incite au renouvellement), pour encourager le développement de sites mobiles (cible plus large, plus petit dénominateur commun de fonctionnalités, etc).

Mais c’est, c’est pas facile à faire passer comme message, comme j’ai pu m’en rendre compte récemment.

romu (non vérifié) le 25/10/2013

L’enjeu peut être abordé par le versant technique, mais le versant social est aussi important.
Voir Y. Rumpala, « Formes alternatives de production énergétique et reconfigurations politiques. La sociologie des énergies alternatives comme étude des potentialités de réorganisation du collectif », dans la revue Flux, n° 92, avril-juin 2013.

Anonyme (non vérifié) le 25/10/2013

@Anonyme : merci pour cette référence. C’est exactement le sens de ma réflexion lorsque j’oppose covoiturage et voiture électrique dans l’article. Le covoiturage est un changement de comportement (le versant social dont vous parlez) qui génère d’importantes économies d’énergie et d’émissions de gaz à effet de serre. Sans parler des nombreux effets positifs du réapprentissage du “vivre ensemble”.

admin le 25/10/2013

@Romu : merci pour le lien. Une excellente démonstration que nous n’aurons pas à faire !

En complément, nous publierons dans les semaines qui viennent le résultat d’une analyse de cycle de vie entre véhicule traditionnel (moteur à explosion) et un véhicule électrique qui montre que les gains ne sont pas au rendez-vous. Comme c’est une approche unitaire, elle est parfaitement complémentaire de votre démonstration en grande masse.

admin le 25/10/2013

En ce qui concerne Jeremy Rifkin, de prime abord son approche est séduisante : réseau électrique décentralisé et intelligent, électrification du parc automobile, stockage d’énergie chez les particuliers. Mais cela n’est pas très réaliste quand on en analyse la faisabilité.

Voir la critique de Jean Gadrey ici :
http://www.reporterre.net/spip.php?article4350

Ou celle d’un enseignant chercheur ici :
http://www.rue89.com/2013/10/16/jeremy-rifkin-plait-beaucoup-maitrise-ma…

Je préfère l’approche de Jean-Marc Jancovici qui consiste principalement à augmenter fortement et progressivement le prix des énergies fossiles pour réorienter l’économie … Et par exemple détaxer le coût du travail en contre partie…

Mat (non vérifié) le 27/10/2013

@Mat : +1. On nous rabat les oreilles avec Rifkin, nouveau guru de l’ère post industrielle, qui ne fait qu’agréger des concepts connus, sans les maîtriser.

Remplacer le parc automobile actuel par des véhicules électriques est une hérésie. Cela revient à multiplier volontairement par 2 les impacts environnementaux des véhicules. Voir : http://www.greenit.fr/article/energie/vehicule-electrique-aucun-interet-…

Par ailleurs, comme les français(es) contraint(e)s d’utiliser leur véhicule ont rarement la possibilité de faire des économies pour remplacer leur véhicule, cela alourdirait leur endettement. Sans parler des impôts de toutes sortes pour recâbler la France entière en lignes haute-tension puisqu’on ne sait toujours pas stocker l’électricité. On va bien se marrer lorsque toute la population rechargera sa voiture électrique à 19h en hiver ! D’autant que sans changement de mentalité, on aura toujours 3 voitures par famille.

Malheureusement, les solutions simples et peu coûteuses - utiliser son véhicule le plus longtemps possible avant de le remplacer, covoiturer, prendre les transports en commun, etc. - ne sont pas perçues comme “hype” par l’inteligencia…

Dommage, car c’est l’avenir de nos gamins qu’on hypothèque.

admin le 28/10/2013

Bonjour,

Avez-vous des chiffres précis concernant l’histoire des ampoules basse consommation ? Ca fait plusieurs fois que je vois l’argument être utilisé sans aucune source citée derrière. Ca réchauffe tant que ça une petite ampoule à incandescence au plafond d’une pièce avec 8m3 d’air ??! Et si on divise la consommation d’énergie par 10 avec une fluocompacte, et qu’on augmente un petit peu la température du radiateur qui est juste à côté du canapé, c’est pas mieux ?
(Et je veux bien qu’on me sorte des arguments théoriques d’efficacité et de trucs qui sont transformés en chaleur, mais sachant que le filament est à l’intérieur d’une ampoule en verre, que le verre est un isolant et un mauvais conducteur de chaleur, que les ampoules sont placées au plafond et que la chaleur a tendance à monter, franchement ça me semble plus que contestable en pratique.)

D’autant plus que ça suppose un chauffage électrique individuel, alors que dans certaines grandes villes y’a des réseaux de chaleur qui sont peut-être plus performants que le chauffage électrique, et y’a aussi le chauffage central dans certains immeubles. Et si on un jour on développe la cogénération dans les centrales nucléaires, la chaleur est pour ainsi dire gratuite. Bref, même si le truc sur les ampoules était vrai (et ça me paraît intuitivement faux), il y aurait des contre-arguments.

En clair : montrez-moi une source qui dit que la quantité “consommation d’une ampoule + consommation d’un chauffage pour maintenir une pièce à X degrés” augmente si on passe d’une ampoule fluocompacte à une ampoule à incandescence, et le cas échéant essayez de calculer à partir de combien d’heures de chauffage par an la baisse de consommation de l’ampoule (qui passe en général de 80W à 15W) est annihilée par l’augmentation de la consommation du système “ampoule+chauffage”. Ou même un truc qui s’en approche, pas forcément tout à la fois, mais un début d’argument par quelqu’un de sérieux (ie des preuves, des mesures, de la science quoi).
Sans ça, je ne vois pas comment laisser le paragraphe sur l’exergie (plus précisément les assertions “on voit bien que les ampoules basse consommation ne sont utiles que l’été” et “les ampoules basse consommation ne font faire des économies d’énergie que dans les pays chauds”) en l’état.

Hugo L. (non vérifié) le 01/11/2013

Et si je peux me permettre de réagir à ton commentaire précédent sur les voitures électriques : comment peux-tu affirmer que les voitures électriques reviennent à “multiplier volontairement par 2 les impacts environnementaux des véhicules”, alors que ton analyse montre qu’en moyenne sur les pays de l’OCDE, les émissions de GES diminuent de 10% à 15% sur l’ensemble du cycle de vie, qu’un commentaire montre une source qui dit qu’en France c’est -50%, et que ton article souligne que ça augmenterait les émissions en Allemagne et en Australie parce qu’ils utilisent le charbon à fond (et on peut penser que la part du charbon va décroître dans les prochaines années, notamment en Allemagne, vu l’essor des renouvelables et l’urgence climatique).
D’autant plus que les technologies de la voiture électrique (notamment les batteries) sont jeunes, et qu’on peut penser que leur coût (économique et environnemental) baissera à mesure qu’on les perfectionne.

Je comprends ton argument principal (les transports en commun et le covoiturage c’est très efficace et on devrait pousser à faire ça bien plus qu’on ne le fait désormais), et c’est vrai que tout remplacer par des voitures électriques ne changera rien aux problèmes d’embouteillages et de sécurité routière (pire, on peut penser que puisque le prix de l’essence en ce moment peut pousser les gens à covoiturer, une voiture qui marche à l’électricité pas chère rendra les gens beaucoup moins sensibles à ces problématiques). Cependant il faut faire attention à vérifier les calculs avant de déclarer abruptement que “Véhicule électrique : aucun intérêt pour l’environnement” : le titre est racoleur, mais ne correspond ni à la réalité, ni aux chiffres énoncés dans l’article…

Hugo L. (non vérifié) le 01/11/2013

@Hugo L. : je n’ai pas de source sur les ampoules basse conso. C’est juste un raisonnement logique : si j’utilise 60 % de l’énergie à la prise pour éclairer et dissipe les 40 % restant en chaleur, c’est autant de moins à chauffer avec un radiateur. Tu as deux arguments intéressants. Le premier sur la disposition des ampoules au plafond. Dans la vraie vie, elle ne sont pas toutes au plafond. Il y en a aussi beaucoup à hauteur de la tête en éclairage d’appoint (pour lire par exemple), au niveau des équipements de la cuisine, dans la salle de bain, etc. Pour le second argument du verre qui est un isolant, je n’ai pas de réponse.

Sur le second point, qui porte sur un autre article publié ici : http://www.greenit.fr/article/energie/vehicule-electrique-aucun-interet-…, “multiplier volontairement par 2 les impacts environnementaux des véhicules”, je fais allusion au fait de remplacer volontairement des véhicules thermiques qui roulent par des véhicules électriques. On a alors une sorte de double peine : l’empreinte liée à la fabrication et à la fin de vie du premier véhicule qui fonctionne encore et l’empreinte de la fabrication de la nouvelle voiture électrique. Les fabricants et le gouvernement nous ont poussé à cette aberration avec le bonus / malus sur la vignette automobile en fonction des émissions de GES et avec la prime à la casse.

Enfin, sur le titre : tu as raison. Mais, malheureusement, c’est avec un titre un peu caricatural que l’on pousse un grand nombre de personne à lire une information plus mesurée. L’objectif principal de ce second article est de contrer le greenwashing du gouvernement et des constructeurs automobiles qui ont réussi à faire croire qu’un véhicule électrique n’émet pas de gaz à effet de serre. J’espère que les lecteurs un peu moins pointus que toi sur ce sujet, retiendront que les VE émettent des gaz à effet de serre, et même une grande quantité selon cette ACV. Au final, c’est mon objectif principal, et il semble qu’il soit atteint. Même si je regrette un peu la méthode utilisée.

admin le 01/11/2013

@admin: Pour moi, le fait que le verre ne conduit pas la chaleur est le plus gros obstacle, et empêche une transmission efficace de cette énergie perdue en chaleur dans la pièce. Mais pour être totalement sûr, j’ai envoyé un mail à l’ADEME, en espérant qu’ils me répondent :) (je te tiendrai au courant?)
Après, c’est vrai que si jamais les ampoules rayonnent bien de la chaleur dans la pièce et qu’on change pour des basses consommation et qu’on se chauffe au fioul (cas auquel je n’avais pas pensé), dans le cas là la réduction des gaz à effet de serre n’est pas évidente :/

En ce qui concerne les voitures électriques : ah, je comprends mieux en effet l’argument (au lieu d’utiliser les voitures jusqu’au bout, on veut que les gens changent leurs voitures, potentiellement neuves, pour des électriques), et cette thématique d’allonger la durée de vie des équipements au maximum est une thématique que les lecteurs de GreenIT.fr doivent bien connaître ;) Le titre est en effet un peu caricatural (surtout que je ne me tiens pas au courant des effets marketing et que pour moi la voiture électrique n’était pas zéro carbone, juste “bien moins de carbone”). Mais fondamentalement c’est vrai que développer le covoiturage et les transports en commun est la solution la plus efficace ; il me semble que certaines collectivités locales ont poussé ces solutions (pas mal de grandes villes ont des sites de covoiturage et développent les réseaux de bus et tram), mais on attend toujours un grand “Plan Mobilité Durable” au niveau national qui mettrait l’accent dessus… (et pourquoi le feraient-ils, ils s’escriment à sauver Renault et Peugeot…)

Hugo L (non vérifié) le 02/11/2013

La meilleure énergie est celle qu’on ne consomme pas, mais dans notre société capitaliste, cette notion est taboue.

Olivier68 (non vérifié) le 02/11/2013

La vrai question n’est elle pas : Pourquoi économiser l’énergie? et là il y a plusieurs réponses :
- pour limiter le réchauffement climatique
- pour réduire notre dépendance aux hydrocarbures
- pour réduire notre déficit commercial national (idem ci-avant)
- pour limiter le recours au nuke (avec tout ce qui va derrière)
- pour paraitre plus vert que vert
Suivant le problème auquel vous vous attaquez vous pouvez mettre en place des mesures différentes (compter l’énergie finale ou primaire, prendre en compte les émissions sur le cycle de vie ou sur le territoire national…)
Je ne suis pas sur que nos décideurs sachent quelle est la question et quelle réponse ils apportent…

constructioncarbone (non vérifié) le 04/11/2013

@Hugo L: D’accord avec vous sur l’intérêt de l’apport de chauffage d’une ampoule… pour faire le calcul, suffit de connaitre la consommation (pas la puissance) d’un radiateur pour une pièce donnée. Pour 25M², disons un radiateur de 2 à 3KW, mais il ne consommera pas cette puissance en permanence, d’où la nécessité de connaitre sa consommation moyenne journalière. Pour l’ampoule, disons une ampoule de 100W utilisé environ 6h/jour, avec émission de 40% en chaleur, cela fait 100*6*0.4 = 240wh/jour de chauffage économisé. Mais sur combien ? Cela nous donnerais un pourcentage d’économie sur la consommation de chauffage, et validerait ou pas l’intérêt de la chose…

Quant à la conduction thermique du verre… de toute façon, et les physiciens seront d’accord avec mois, la chaleur émise par l’ampoule finira dans la pièce. A moins qu’elle soit “strictement” isotherme, auquel cas elle serait encore et toujours chaude après extinction, où bien même elle fonderait durant l’utilisation ; )
Pour extrapoler ce point, aucun objet de la vie courante ou de notre environnement n’est isotherme, et toute chaleur émise se retrouvera dans l’environnement. Exemple: vous faites cuire un poulet dans votre four, la chaleur émise est utilisé dans votre four, mais finira ou bout d’un certain temps dans votre cuisine, puis en dehors de la maison, par déperdition…

En revanche je trouve plus pertinent de parler de l’énergie grise des ampoules basse conso pour les discréditer…

stef (non vérifié) le 04/11/2013

@Stef : énergie grise ampoule basse conso -> +1.

D’autant que l’empreinte environnementale (hors conso d’énergie) des ampoules basse conso est bien pire que celle d’une ampoule à incandescence.

Il faut en effet ajouter (à la conso d’énergie) l’épuisement des ressources non renouvelables, les pollutions en fin de vie (métaux lourds, etc.), et les émissions électromagnétiques lors de l’utilisation (voir le reportage ici : http://www.greenit.fr/article/materiel/ampoules-economiques-fluocompacte…)

admin le 04/11/2013

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