Survol des 30 dernières années

D’après l’Insee, en France de 1960 à 1970 la consommation d’énergie électrique dans les foyers a augmenté de 5,5 % par an. Depuis 2012 la consommation énergétique est stabilisée notamment à l’aide des nouvelles technologies en chauffage par exemple.

En 1990 la consommation d’énergie finale dans le monde était d’environ 8  000 Mtep (millions de tonnes d’équivalent pétrole). En 2017 cette valeur a atteint 13 511,2 Mtep et 14 050 Mtep selon l’AIE (Agencement Ingénierie Étude Électricité), marquant une augmentation de près de 2 % par rapport à 2016, et de 40 % depuis 2000.

Malgré la trajectoire définie par la COP21, les émissions sont donc reparties à la hausse.

On constate ici que l'électricité ne représente que 25 570 TWh de notre consommation d’énergie, sachant que celle-ci est majoritairement produite à l’aide d’énergie fossile et qu’une partie de l’énergie est perdue lors de la production.

Technologies et gestion d’énergie

L’une des principales applications de ces domaines est le développement de méthodes de prévision de la consommation d’énergie, en utilisant l’apprentissage profond et l’analyse de régression.

Le chauffage et l'électricité sont divisés en appartements pour individualiser le coût de ces services. Les consommateurs ne paient que ce qu’ils utilisent et participent ainsi à la consommation citoyenne. Ils sont encouragés à ne pas allumer les chauffages lorsque ce n’est pas nécessaire ou à ne pas oublier d’éteindre les lumières en sortant de la pièce.

C’est la conception solaire passive : elle peut être utilisé pour réduire considérablement les besoins en énergie de chauffage.

Causes d’évolution de la demande énergétique

Malgré le fait que ces nouvelles technologies nous permettent une meilleure gestion de l’énergie au quotidien, la demande énergétique reste croissante. En voici les principaux facteurs :

• accroissement de la population mondiale (9 à 10 milliards d’habitants à l’horizon 2050)
• efforts des pays en voie de développement pour combler leur décalage économique (croissance de 8 à 10 % en Chine et en Inde)
• maintien d’une légère croissance de la demande énergétique dans les pays développés, la demande d’énergie primaire poursuit sa croissance mais sa répartition géographique se modifie.

C’est ainsi que la zone Asie-Pacifique absorbe aujourd’hui plus de 30 % de la consommation mondiale contre moins de 20 % au début des années soixante-dix. Corrélativement, le poids relatif des régions développées diminue (USA de 28 à 20 %, Union Européenne de 19 à 15 %).

Les experts tablent sur une croissance moyenne de l’ordre de 1,7 % par an pour les prochaines décennies ce qui conduit à prévoir le doublement de la demande mondiale soit une consommation de 20 milliards de tep dans les années 2040 – 2050.

Dans cette augmentation de la demande d’énergie primaire, la part des pays en voie de développement (Chine, Inde, Brésil…) représentera plus de 70 %.

À partir de ce constat, des visions prospectives sur notre manière de consommer l’énergie ont été imaginées, elles ont pour but de réduire notre consommation d'énergie fossile mais aussi notre consommation générale en apprenant à mieux la gérer.

Quelques exemples de visions prospectives

Énergie

Mix électrique : (>80 %) d’énergie électrique renouvelable dans les pays développés.

Consommateurs et fournisseurs : l’émergence des nouvelles technologies permettra au consommateur de prendre le contrôle sur son approvisionnement énergétique et sa consommation.

Stockage d’électricité : en tant qu’instrument de flexibilité, le stockage par batteries deviendra une composante essentielle du système électrique.

Démographie

Révolution du partage : la dynamique principale vient de l’évolution des modes de vie. On passe un seuil dans la ville dense qui devient encore plus dense mais moins rythmée par l'alternance des déplacements entre le domicile et le travail.

Saturation urbaine : le manque de place, le prix des logements et de la vie quotidienne, le bruit, la pollution, les pics de chaleur, les risques d'inondation, les transports saturés détériorent la qualité de vie en ville.

Nomadisme numérique et nouveaux services : un habitat accueillant, modulable et évolutif mobilisera de nouvelles technologies. Il suppose des choix techniques dès la conception des bâtiments, en ce qui concerne l’infrastructure mais aussi un usage des nouvelles technologies tourné vers des utilisations variées et souples des lieux.

Quels sont les usages énergétiques ?

L’ensemble des pratiques, habitudes d’un ménage sur sa consommation électrique.

La consommation annuelle moyenne d’un ménage est estimée à 4 753 kWh en 2019 selon Enedis.

L’énergie électrique est consommée par des appareils qui nécessitent une source d’énergie pour fonctionner. La consommation énergétique d’un logement s’exprime en kW/m²/an.

La consommation électrique d’un foyer est plus importante si le logement est tout à l’électricité (chauffage + eau chaude + cuisson + éclairage/électroménager) que si l’électricité est utilisée seulement pour l’éclairage et l’électroménager.

Le chauffage représente la plus grosse part de consommation électrique d’un foyer. Elle représente environ 2/3 de la consommation électrique d’un ménage.

Facteurs de variation de la consommation

La consommation électrique d’un foyer peut varier selon plusieurs facteurs : les habitudes de consommation des occupants, les heures de présence dans le logement, le nombre de personnes qui l’occupent, le nombre et la performance énergétique des appareils électriques/électroménagers.

Les avantages

La consommation d’énergie pour les maisons individuelles est 2,2 fois plus importante que pour les appartements.

Les logements récents sont les logements les plus économes en énergie. Plus le logement est ancien, plus la consommation moyenne par m² est élevée. Avant 1974, il n’y avait aucune norme pour l’isolation des bâtiments.

Les ménages propriétaires consomment en moyenne un peu plus d’énergie par m² que les ménages locataires.

Les équipements collectifs permettent de répartir les coûts mais cette option laisse moins de souplesse qu’un équipement individuel comme le fait que les dates de début et fin de la saison de chauffe sont imposées.

Par ailleurs, dans le cas d’un défaut de conception de l'installation, il n’est pas rare que dans un même immeuble, certains occupants soient surchauffés et d’autres souffrent du froid.

Le cas des installations collectives peut engendrer des disparités au sein d’un immeuble ou d’un groupe d’habitations telles que des demandes de chauffage différentes.

Question ouverte

Plus un logement est équipé, plus la consommation énergétique sera importante.

Exemple de la cuisine :

C’est la pièce où la consommation électrique est la plus forte : voici les gros appareils électriques énergivores tels que : le réfrigérateur, le congélateur, le four (1000 kWh/an en moyenne).

À noter

Le confort personnel de chacun va avoir un impact sur la consommation énergétique du chauffage, de cuisson, de l'éclairage, des appareils électroménagers, de la production d'eau chaude. En effet, chacun habite son logement de manière différente avec des usages divers.

Définition : l’énergie monitoring

Pour comprendre ce qu’est le monitoring énergétique, ou surveillance de la consommation, il suffit de suivre le cheminement de l’information.

Cette dernière est récoltée par des capteurs. Une fois numérisée, elle est transmise puis stockée dans une base de données. Elles sont traitées, analysées puis retransmises au travers d’une plateforme de visualisation.

Le management, puis le monitoring d'énergie ont fait surface au cours des années 80 avec l'apparition des ordinateurs personnels (appelés à l'époque micro-ordinateur).

Typologie : exemple de la masse thermique

Il existe plusieurs typologies d’énergie, il sera, par exemple, intéressant d’étudier la masse thermique qui se base sur le phénomène d’inertie thermique.

Le chauffage et l'électricité sont divisés en appartements pour individualiser le coût de ces services. Les consommateurs ne paient que ce qu'ils utilisent et participent ainsi à la consommation citoyenne. Ils sont encouragés à ne pas allumer les chauffages lorsque ce n’est pas nécessaire ou à ne pas oublier d'éteindre les lumières en sortant de la pièce.

C’est la conception solaire passive : elle peut être utilisé pour réduire considérablement les besoins en énergie de chauffage.

Les outils de gestion de consommation

La domotique permet de programmer et automatiser les services de la maison par le biais d’une interface. On peut ainsi contrôler nos consommations à distance.

L’apparition des smartphones a vu naître bon nombre d'applications reliées à des appareils connectés (Nest, Netatmo) ou même d'autres intermédiaires (Google Home, Alexa), donnant un nouveau souffle à la domotique instaurée depuis les années 80.

Les menaces

Il faut prendre en compte les problèmes de piratage, de détournement et de surveillance induits par ces technologies afin de préserver la confiance entre les occupants et les fournisseurs.

Les avantages

Baisse de la consommation d’énergie

Simplification du quotidien

Implication des utilisateurs

Les inconvénients

Coût du matériel

Compatibilité des équipements

Détournement/piratage

Surveillance

Définition : Consommation citoyenne

La consommation citoyenne ou civique se caractérise par un comportement d’achat où les consommateurs ont tendance à prendre conscience des biens et services qu’ils utilisent afin de respecter l'environnement et les conditions de travail.

Consommer en tant que citoyen c’est avoir conscience que nos achats ont un impact sur la société, l'économie et l'environnement (gestion d’énergie : électricité, chauffage, eau…).

Consommation dans les bâtiments collectifs

À partir du 1^er janvier 2022, il sera interdit d’installer une chaudière au fioul ou au charbon neuve.

Le chauffage et l’électricité sont divisés en appartements pour individualiser le coût de ces services. Les consommateurs ne paient que ce qu’ils utilisent et participent ainsi à la consommation citoyenne. Ils sont encouragés à ne pas allumer les chauffages lorsque ce n’est pas nécessaire ou à ne pas oublier d’éteindre les lumières en sortant de la pièce.

Smart Grids

Smart Grids (ou réseaux intelligents) : réseaux d’électricité qui ajustent les flux d’électricité entre fournisseurs et consommateurs. Les Smart Grids, déjà utilisés par des start-up comme Power Ledger et We Power. Les coûts d’installation élevés rendent les Smart Grids difficiles à démocratiser.

Étude de cas de SolarVille

www.solarville.com

Technologie blockchain pour fournir de l’énergie solaire aux villes via un Smart Grid.

Elle se caractérise par :

Flexibilité : Favorise l’intégration des sources d’énergies renouvelables sur l’ensemble du réseau.

Fiabilité : Améliore l’efficacité et la sécurité des réseaux.

Accessibilité : Apporte une meilleure gestion du système, des économies d’énergie et une diminution des coûts (à la production comme à la consommation).

Économie : Mieux gérer l’équilibre entre production et consommation.