Économies d'énergie

Les économies d'énergie, dont font partie les comportements de sobriété énergétique et d'efficacité énergétique, sont des actions menées afin de limiter la consommation d'énergie ou d'éviter les pertes sur l'énergie produite^[1].

Elles sont devenues un objectif important des pays fortement consommateurs d'énergie vers la fin du XX^e siècle, notamment après le choc pétrolier de 1973 puis à partir des années 1990, afin de répondre à plusieurs inquiétudes : la crainte d'un épuisement des ressources matérielles, et particulièrement des combustibles fossiles ; le réchauffement climatique pouvant résulter des émissions de gaz à effet de serre liées à la forte consommation d'hydrocarbures ; les problèmes politiques et de sécurité d'approvisionnement dus à l'inégale répartition des ressources sur la planète ; le coût de l'énergie que la combinaison de ces phénomènes peut faire augmenter.

De la fin de la préhistoire jusqu'au XVIII^e siècle, l'humanité a surtout utilisé des énergies renouvelables (énergie hydraulique des moulins, énergie éolienne des moulins à vent, bois de chauffage…), avant que le charbon ne joue un rôle central au cours de la première révolution industrielle en permettant la création des chemins de fer et des centrales de production d'énergie. À partir de la fin du XIX^e siècle, le pétrole a permis le développement du moteur à explosion et des véhicules routiers et aériens. Tous ces dispositifs, récents dans l'histoire de l'espèce humaine, consommaient une énergie considérable à leurs débuts en raison d'un rendement très faible.

Les économies d'énergie s'obtiennent de diverses façons dont :

• la suppression ou la limitation d'une activité consommatrice, notamment par des changements de comportement (sobriété énergétique) ;
• la réduction de consommation d'une activité donnée à service égal, permise notamment par le progrès technique : c'est l'efficacité énergétique ;
• l'amélioration des processus de production industriels.
• , etc.

Impact environnemental et empreinte sur le milieu

La déperdition thermique de constructions mal isolées (essentiellement via la toiture en zone tempérée, jusqu’à 30 %, voire 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 W. Aux États-Unis c'est à peu près 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 toutes les nouvelles constructions, prévoyant une enveloppe étanche, une isolation et un système 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 voire nul, mais peuvent injecter de l'électricité sur le réseau. Les « voitures propres », à hydrogène, sans rejet dans l’atmosphère autre que la vapeur d’eau, commencent à être commercialisées, malgré la résistance qu’y opposent les grandes firmes automobiles. Il faut noter que la production d'hydrogène, qu'il faut plutôt considérer comme une forme de stockage d'énergie que comme une source d'énergie du fait qu'elle consomme beaucoup d'énergie électrique lorsque l'on utilise l’électrolyse de l'eau pour le fabriquer.

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

Actions de maîtrise de l'énergie

Le DPE (diagnostic performance énergétique) d'un logement permet de prendre conscience de sa consommation d'énergie et des moyens de la diminuer. Chacun peut faire son DPE via le site DPE.

La maîtrise de la demande en énergie (MDE) regroupe les techniques permettant de 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 ressource, de moindre pollution 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 peut améliorer la vie humaine et des autres espèces » pourrait être la devise des promoteurs des économies d'énergie.

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

• au niveau individuel et familial (en diminuant le chauffage, en renonçant à la climatisation, aux voyages lointains, à une partie des achats de produits importés par avion, etc.) ;
• au niveau local ou communal (amélioration des transports en commun, bicyclettes en libre usage (Vélib') incitations à renoncer aux trajets pendulaires individuels, chauffage par quartier, avantages aux industries peu polluantes) ;
• au niveau national (fiscalité incitative d’économies, lois anti-pollution, mesures pour favoriser le rail et les transports fluviaux au détriment de la route, encouragement à une agriculture moins mécanisée donc moins polluante et moins destructrice des sols) ;
• au niveau international (Nations Unies), en particulier pour stopper la progression des transports aériens et faire reculer ceux-ci, par une fiscalisation internationale du kérosène – dans ce domaine rien n’est fait, et les avions, qui ne paient aucun impôt sur le CO₂ qu’ils émettent, sont parmi les plus gros pollueurs de la planète.

Selon de nombreux organismes français tels l'ADEME ou le Comité de liaison énergies renouvelables, il s'agit d'une démarche essentielle pour une politique énergétique en faveur des énergies renouvelables. Selon l'initiative allemande Aktion Klimaschutz, la maîtrise de l'énergie permet de contribuer à la protection du climat.

Un système intelligent de gestion d'énergie (SIGE) permet de gérer l'énergie d'un bâtiment et de réduire les gaspillages d'énergie.

Exemples de moyens de lutte individuelle contre les gaspillages

• En hiver, réduire le chauffage de son domicile afin de ne pas dépasser 19 °C permet des gains importants. Selon Le Monde en 2008, « une augmentation de 1 °C augmente de 20 % les dépenses de chauffage. »^[2]
• ne pas laisser des appareils électroniques en veille et éteindre son ordinateur le soir. Le milliard d'écrans d'ordinateur existant dans le monde consommerait autant d'électricité que la Suède (130 000 GWh)^[3].
• Éviter autant que possible le recours à la climatisation, notamment en utilisant des stores/pare-soleil, grâce à la ventilation nocturne (forcée ou non), en réduisant les apports de chaleur interne (lumières, fours, machines…)
• Limiter sa consommation en termes généraux (par exemple, une feuille de papier représente l'équivalent en énergie d'une heure de fonctionnement d'une ampoule basse consommation. En moyenne, l'énergie dépensée pour la construction d'une voiture équivaut à la consommation de celle-ci pendant 50 000 kilomètres^[4])
• Préférer les appareils mécaniques aux appareils électriques.
• Éteindre la lumière dans les pièces non occupées.
• Les détecteurs de présence permettent d'allumer la lumière uniquement si la pièce est occupée.
• Choisir une automobile à basse consommation, ou un véhicule électrique.
• Éviter d'utiliser une voiture, favoriser l'utilisation du vélo.
• Repérer et éliminer les pertes d'énergie. Un réseau de chaleur limite les fuites thermiques avec l'utilisation d'isolants ; les chaudières et les fours sont à régler de façon à obtenir une combustion optimale.
• Cuisiner un plat au moyen d'un caisson isotherme permet d'économiser de 25% à 75% de l'énergie nécessaire à la cuisson de ce plat.
• Diminuer la quantité d'eau chaude d'une douche en utilisant un pommeau de douche économique et en réduisant le temps passé sous la douche.

Renonciation à une activité ou diminution de celle-ci

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

• climatisation, chauffage et éclairage de locaux peu utilisés,
• escaliers mécaniques, navettes fonctionnant en continu sans passager,
• diffusion de documents-papier peu lus,
• nettoyage de locaux non utilisés,
• courts séjours professionnels (voyages « d’affaires » ou « séminaires ») ou de loisirs,
• achat et entretien de véhicules sans commune mesure avec leur usage,
• emballages toujours plus sophistiqués des produits,
• « standby power » ou consommation d’appareils en veille,
• limitation à 100 km/h de la vitesse sur les autoroutes, qui permettrait des économies importantes, selon l'AIE^[5].

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

Économies d'énergie dans le secteur du bâtiment

Il existe différents types de travaux de constructions ou réhabilitation écologiques pour un bâtiment et favorisant les économies d'énergie. Ceux-ci sont généralement utilisés dans le cadre de bâtiments basse consommation. Ils se distinguent en deux types : les travaux permettant d'effectuer des économies d'énergies, et les travaux utilisant les énergies renouvelables. En France ils pourraient bientôt être facilité par un projet de Carte vitale du bâtiment.

Travaux d'isolation 

La majorité des déperditions thermiques d'une maison est la conséquence d'une isolation de mauvaise qualité. En moyenne, 70 % de l'énergie utilisée d'une maison sert pour le chauffage. Il est donc plus qu'important de posséder une isolation de qualité.

Isolation de la toiture 

Le toit d'un bâtiment est à l'origine des pertes de chaleur les plus importantes, elles s'élèvent en moyenne à 30 %. À l'instar de l'isolation des murs, l'isolation de la toiture est envisageable par l'intérieur notamment par l'isolation des combles. Dans le cas où les combles seraient encombrés, l'isolation par l'extérieur est recommandée.

Isolation des murs 

Les murs sont l'une des principales causes de déperdition thermique d'un bâtiment. Ainsi, on estime à 25 % les pertes de chaleur occasionnées par une mauvaise isolation des murs. Deux types d'isolation des murs sont pratiqués : l'isolation par l'intérieur et celle par l'extérieur. L'isolation par l'intérieur est une technique d'isolation permettant d'isoler un bâtiment à l'intérieur même de celui-ci alors que l'isolation par l'extérieur consiste à protéger les façades du bâtiment. Dans ces deux cas, l'isolation nécessite l'utilisation de matériaux très isolants comme la fibre de bois, la laine de chanvre, la ouate de cellulose…

Isolation du plancher 

Bien que 7 % des pertes de chaleur d'un bâtiment s'effectuent par le plancher, l'isolation de celui-ci est à prendre en considération. Selon la façon dont un bâtiment est agencé, plusieurs types d'isolation du plancher sont réalisables.

Ventilation VMC 

La ventilation et l'isolation sont deux procédés très complémentaires. Une ventilation de qualité est nécessaire, voire législativement obligatoire pour les bâtiments bien isolés. Le renouvellement de l'air est important pour le bâtiment afin de le préserver de l'humidité, ainsi que pour les individus au sein du bâtiment afin d'évacuer les odeurs et de pouvoir mieux respirer. Une VMC double flux permet de récupérer une partie de l’énergie pour réchauffer l'air entrant. Ce système améliore le rendement énergétique et le confort (plus d'entrée d'air froid).

Fenêtre double vitrage 

Les pertes de chaleur liées aux fenêtres sont de l'ordre de 15 %. Il est possible d'installer une fenêtre double vitrage ou triple vitrage ainsi qu'un survitrage pour pallier ces pertes.

Installations à énergies renouvelables

Quelques installations permettent d’améliorer le bilan :

Panneaux photovoltaïques 

Le panneau photovoltaïque (à ne pas confondre avec le panneau solaire), permet de produire de l'électricité grâce à l'énergie procurée par le soleil. De plus l'électricité produite par les panneaux est directement rachetée par EDF, ce qui procure un revenu à son propriétaire.

Chauffe eau solaire 

Le chauffe eau solaire utilise la chaleur produite par le soleil et permet de chauffer un ballon d'eau grâce à des capteurs solaires par lesquels l'eau rentre en contact. Ces capteurs solaires peuvent également alimenter le chauffage d'un plancher chauffant.

Chauffe eau thermodynamique 

Le chauffe eau thermodynamique est constitué d'un ballon d'eau chaude (ECS) relié à une pompe à chaleur (Voir rubrique pompe à chaleur).

Éolienne 

Bien que les éoliennes soient régulièrement utilisées à des fins de production à grande échelle, la popularité de l'éolienne à petite échelle est grandissante. Elle peut être installée sur un toit ou bien dans un jardin. Ses dimensions sont évidemment moindres comparées à celles utilisées par EDF.

Chauffage écologique

Les modes de chauffage influent sur les économies réalisées :

Pompe à chaleur 

Les trois éléments que sont l'air, le sol et l'eau contiennent beaucoup d'énergie sous forme de "calories". Le principe de la pompe à chaleur est de puiser les calories contenues dans ces éléments afin de diffuser de l'air chaud ou froid dans un bâtiment ou bien pour chauffer de l'eau sanitaire. Il existe donc 3 types de pompes : la pompe à chaleur air-air, la pompe à chaleur air eau, et la pompe à chaleur eau eau. La pompe à chaleur permet de réduire la consommation énergétique d'un bâtiment d'environ 70 %.

Chaudières écologiques 

Il existe trois types de chaudières écologiques : chaudière gaz à condensation, chaudière à granulés de bois, chaudière basse température. Ces trois types de chaudières utilisent respectivement du gaz, du bois et de l'eau. Cependant l'optimisation de leur rendement leur permet d'être moins gourmandes en énergie.

Travaux de construction écologique

Quelques travaux peuvent améliorer le résultat:

Toiture végétalisée 

La pose de végétaux sur le toit d'un bâtiment à plusieurs effets. Premièrement, il permet une isolation du toit des plus naturelles. Ensuite l'étanchéité de ce bâtiment s'améliore. Et pour l'environnement, cela permet d'absorber du dioxyde de carbone. Plusieurs types de toitures végétalisées sont réalisables : toitures végétalisées intensives, semi-intensives, et extensives.

Systèmes de récupération d'eau de pluie 

Ce système a pour but de stocker l'eau de pluie dans des cuves, de la traiter, puis de l'utiliser à des fins sanitaires ou pour une utilisation jardinière.

Domotique 

La domotique regroupe l'ensemble des moyens automatisés permettant d'optimiser la gestion énergétique de votre bâtiment (Éclairage et chauffage adaptés et programmés selon vos envies, extinction des appareils en veille). Un système domotique pourra également s'occuper de la sécurité du bâtiment.

La conception des bâtiments selon les principes de l'architecture bioclimatique et d'habitat passif permet des économies énergétiques majeures, préalable nécessaire à l'utilisation des énergies renouvelables.

Le cas de l'immobilier (résidentiel, tertiaire) et les enjeux de l'habitat ancien

Selon l'AIE (2011)^[6],[7], L'immobilier peut diminuer de 24% ses émissions de CO₂ avant 2050, rien qu'avec les technologies disponibles, notamment en énergies renouvelables (pour les immeubles commerciaux ou habités et les bâtiments publics, ce sont 710 millions de tonnes équivalent pétrole qui seraient économisés.

L'habitat ancien est le plus consommateur, et le plus présent. La ville de 2050 était déjà construite à 70% en 2005, avec plus de 25 millions de logements individuels déjà construits qui constitueront plus de la moitié des 35 millions résidences principales en 2050^[8].

Le bâtiment et l'habitat anciens, mal isolés, sont les plus énergivores, en particulier pour les constructions de l'entre-deux-guerre pour lesquelles la solution la plus rentable est aujourd'hui une réhabilitation avec isolation par l'extérieur (1/3 des maisons, mais responsable de 45 % des consommations domestiques de chauffage selon l'étude « Habitat Facteur 4 »^[8]). En 2010, en France, le crédit d'impôt encourage l'isolation par l'extérieur (150 €/m2 pour une isolation par l'extérieur, et 100 €/m² par l'intérieur. Une réhabilitation thermique d'habitat coûte en France en 2010 de 12 700 à 24 200 € HT (hors rénovation des équipements énergétiques et de ventilation) ^[8].
Selon l'IDRI^[9] le seul moyen d'atteindre le Facteur 4, en complément d'un gros effort sur les diminutions de consommation énergétique dans les autres secteurs. Des difficultés se posent avec les périmètres de protection nombreux dans les villes anciennes, qui interdisent ou freinent fortement l'isolation par l'extérieur.

Économies dans le secteur de l'industrie

Réduction de consommation des installations industrielles existantes

Pour les systèmes 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 également envisager l'exploitation des synergies énergétiques entre confrères.

Dans les systèmes d'utilités (vapeur/électricité, réseau fioul gaz, eau de refroidissement, air comprimé), ainsi que 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.

Souvent, l'efficacité énergétique est soutenue par de réseau de capteurs sans fil, comme le montre l'exemple du Japon^[10].

Mise à jour dans l'industrie

Cet article ou cette section est à actualiser. Des passages de cet article sont obsolètes ou annoncent des événements désormais passés. Améliorez-le ou discutez des points à vérifier.

Les équipements industriels ont tous été conçus avec le baril de pétrole brut à 20 $. Or en 2007 le baril s'échange à un prix supérieur à 90 $, et en mai 2008 se situe au-delà de 137 $. 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 et 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 en général fossiles.
Une fois les sources et les puits identifiés, la tâche est de trouver les couplages qui vont permettre de revaloriser l'énergie des sources sur les puits, ceci avec un TRI (temps de retour sur investissement) court terme.

Économies dans le secteur de l'informatique

Les professionnels de l'informatique se sont rendu compte que les centres de traitement de données consommaient de plus en plus d'énergie, essentiellement de l'électricité. Le gouvernement américain a lancé depuis 1992 un programme d'énergie appelé 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. Par exemple, le Green500 List classe les superordinateurs du TOP500 selon ces critères, en FLOPS par Watt.

Dans le domaine des appareils électroniques, notamment informatique et télécommunication, il est important de prendre en compte la consommation d'énergie durant le cycle de vie complet de l'équipement (fabrication, utilisation, fin de vie). Il faut en effet environ 1 000 kWh pour fabriquer un ordinateur de bureau qui en consomme moins de 250 par an.

Économies d'énergie dans les transports

Les transports sur rail offrent une très bonne efficacité énergétique (voir écocomparateur), meilleure que celle des transports routiers ou aériens. C'est donc tout naturellement que, parmi les cinq grandes mesures préconisées par Réseau Action Climat-France pour lutter contre les changements climatiques, figure la relance du train et du vélo ^[11].

Droit et politique publique

En France, la loi du 13 juillet 2005 de programme fixant les orientations de la politique énergétique, 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 toutes les directives européennes en œuvre dans le domaine à cette date.

De nouvelles démarches techniques (haute qualité environnementale) 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 quand 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 réalise les travaux, se finance avec le revenu issu des économies réalisées). Le Grenelle de l'environnement a en octobre 2007 repris cette proposition, avec pour les particuliers un système « simple et forfaitisé »^[12].

Notes et références

Voir aussi

Bibliographie

• Maîtrise de l'énergie dans les collectivités locales, édité par le CSTB, téléchargeable sur CSTB
• Maîtrise de l'énergie pour un monde vivable, de Bernard Laponche, édité par ICE (International Conseil Énergie) en 1997
• Les Économies d'énergie dans l'habitat existant, de Olivier David et Adeline Fabre, édité par les Presses de l'École des Mines en 2007
• Serge Meyer, Économies d'énergie et confort dans l'habitat, Éd. SAEP (ISBN 2-7372-4654-7)
• Le signal consommation fait le comportement vertueux, par R. Cyssau - septembre 2013 -

Articles connexes

Liens externes

• Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Énergie (France)
• (en) Agence internationale de l'énergie
• Page du portail du risque Écologie et Économie d'énergie IUT HSE Université de Bordeaux (France)
• Plus que l’efficience énergétique, la pertinence économique (France)

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