Energie – Mise en contexte Qu`est ce l`énergie ?

Transcription

Année académique 2005/06
Energie – Mise en contexte
Définition, unités, ordres de grandeur
Transformation de l’énergie, Formes d’énergie et convertisseurs
Recours à l’énergie et développement durable
Parcours de l’énergie
Diagramme de flux (Cas de la Région wallonne)
Comment réduire sa dépendance énergétique ?
Audit énergétique
Exposé n°01 du cours ENER002 « Energies non conventionnelles »
Bruxelles, 20 septembre 2005
Professeur : ir Michel Huart
Faculté des Sciences Appliquées de l ’ULB
ENER002 - ULB - 01 Energie (Mise en contexte) - Michel HUART – 20 septembre 2005
-1-
Qu’est ce l’énergie ?
L’énergie c’est ce qui permet de mettre la matière en mouvement.
Un corps est mis en mouvement ou modifie son énergie interne quand un
travail (W) y est exercé ou une quantité de chaleur (Q) lui est transmise.
La chaleur d’un corps est l’expression macroscopique du travail des particules
qui le composent.
L’énergie mécanique et la chaleur se ramènent à un travail, càd l’effet
d’une force sur un corps qui se déplace.
Il y a 4 forces fondamentales à l’origine de l’énergie:
Intensité
relative
Distance
Gravitationnelle
1
prop 1/d²
Attraction des masses
Electromagnétique
1026
1026
Interaction des charges électriques
1037
Nucléaire faible
7,3
Nucléaire forte
1039
m
10-17m
Interactions entre leptons
10-15 m
Attraction entre protons et neutrons
Cours ENER002 - ULB
-2-
1
Qu’est-ce la puissance?
Puissance = Energie développée dans un laps de temps.
La puissance est l’énergie transférée par unité de temps ou encore la capacité de
transférer de l’énergie dans un temps donné.
On dit qu’une machine est puissante quand elle peut faire un travail rapidement.
La puissance est exprimée en Watt (W)
(et les unités dérivées kW, MW, GW, TW préfixes multiplicateurs : k (kilo) 10³ , M
(Méga) 106, G (Giga) 109, T (Téra) 1012)
Dans le domaine de la mécanique, la puissance des machines est exprimée en
« Cheval-vapeur » : 1 CV = 736 W
« Horse power »: 1 HP = 746 W
-3-
Quelques chiffres de puissance
1 homme Pméca max
1 400 W
Pméca pdt effort longue durée
200 W
Pth repos
100 W
Pth sommeil
50-80 W
Puissance électrique d’une ampoule
électrique
Qq W à 150 W, voire bien plus
Puissance d’une télévision
Puissance d’une voiture
30 à 90 kW, voire bien plus
Irradiation solaire par ciel serein
1.000 W/m²
Puissance d’un écran d’ordinateur
20 à 200 W
Cours ENER002 - ULB
-4-
2
Unités d’énergie
Energie = Capacité à fournir un travail ou de la chaleur ou Ce qu’il faut fournir ou
enlever à un système pour le transformer exprimé en J, kWh, tep, kcal, BTU
TWh
ktep
GWh
MWh
GJ
kcal
kJ
tep
kWh
J
1
86
1.000
86.000 1.000.000
1,E+09
TWh
0,0116
1
11,6
1.000 1,16E+04
41.860
ktep
0,001 0,086
1
86
1.000
3.600 1.000.000 8,6E+05
3,6E+09 3,6E+09
GWh
1,16E-05 0,001
1/86
1 1000/86
3600/86 1000/0,086 1,0E+07
tep
1,0E-06 8,6E-05
0,001
0,086
1
3,6
1.000 8,6E+05
3,6E+06
MWh
1/3600
86/3.600
1/3,6
1
1000/3,6 238.892 1.000.000
GJ
3.600
0,086/1.000
0,001
0,0036
11000/1,16
kWh
MJ
0,086/3600
0,001
1/3,6
239
1.000
1,0E-07
4,186E-06 1,16/1000
1
4,186
kcal
1,0E-06
1/3.600
0,239
1
1.000
kJ
BTU
2,93E-10
2,93E-07
2,93E-04
0,252
1,055
1.055
0,001 4,186E-03
4,186
cal
1
J
1,602E-19
ev
1 baril de pétrole = 159 litres = 1/7,5 tep = ± 1.550 kWh
-6-
Pouvoir calorifique des combustibles
PC = Energie d’un combustible libérable par combustion.
PCI = PC sans récupération de la chaleur de condensation de la vapeur d’eau
provenant de la combustion de l’hydrogène.
PCS = PC avec récupération de la chaleur de condensation de la vapeur d’eau
provenant de la combustion de l’hydrogène. (Exemple : Les chaudières dites à
condensation peuvent récupérer l’énergie de condensation de la vapeur d’eau des
gaz de combustion).
PCI d ’1 m³ de gaz naturel = 37 MJ (= +/- 10 kWh)
PCI d ’1 m³ de propane = 92 MJ
PCI d ’1 litre de fioul domestique = 36,5 MJ (= +/- 10 kWh)
PCI d ’1kg de charbon = 35 MJ (= +/- 10 kWh)
PCI d ’1 kg de bois (feuillus : 20% d ’humidité) = 12,6 MJ
PCI d ’1 kg de bois (feuillus : 50% d ’humidité) = 6,8 MJ
Cours ENER002 - ULB
-7-
3
1 kWh
= 3.600 kJ = 862 kcal
= la quantité d’énergie contenue dans 100 ml d’essence
= un travail de 1 kW pendant 1 heure
= un travail de 100 W pendant 10 heures
= le travail d’élever 1 T à 360 m de hauteur
= l’énergie mécanique qu’un sportif peut fournir en 1 jour
= l’énergie cinétique d’un camion de 6,5T à 120 km/h
= la quantité de chaleur pour chauffer 20 litres d’eau de 12°C à 55 °C
1 kWh électrique coûte pour un particulier 17 cEUR!
-8-
Rappel « L’énergie se transforme »
Premier principe de la thermodynamique ou principe de conservation
« L’énergie de l’univers est constante » (Rudolf Emmanuel CLAUSIUS)
L’énergie du système est seulement transformée d’une forme d’énergie en une autre
L’énergie peut se présenter sous différents états
- Energie sensible = Energie qui peut être perçue (Exemples: énergie dans corps en
mouvement, Chaleur, )
- Energie potentielle = Energie cachée, emmagasinée, stockée; disponible pour effectuer un
travail si certaines conditions sont remplies
L’énergie peut se présenter sous différentes formes
- Cinétique
- Mécanique gravitationnelle
- Thermique (chaleur)
- Chimique (changement d’état physique ou de composition par réaction chimique)
- Électromagnétique (rayonnement)
- Electrique
- Atomique ou nucléaire
Deuxième principe de thermodynamique ou principe d’évolution
« L’entropie de l’univers tend vers un maximum » (Rudolf Emmanuel CLAUSIUS)
Il introduit la notion de réversibilité de la transformation d’énergie et de « dégradation de
l’énergie » dans la cas de transformations irréversibles.
Exemples : 1- La chaleur ne passe pas spontanément d’un corps froid vers un corps chaud.
2- Les frottements internes sont des opérations irréversibles.
-9ENER002 - ULB - 01 Energie (Mise en contexte) - Michel HUART – 20 septembre 2005
Cours ENER002 - ULB
4
Rappel « Caractériser les formes d’énergie »
(Notions qu’il faut connaître et savoir comment mesurer)
Cinétique ou mécanique
Masse (kg), Vitesse de rotation (t/m), Vitesse de déplacement (m/s), Accélération (m/s²)
Potentielle
Gravitationnelle : Masse (kg), Hauteur (m)
Pression : Volume (l, m³), Pression (Bar, Pa, N/m²)
Thermique ou chaleur
Solide : Masse (kg), Température (°C ou K), Cp (J/kg/K)
Fluide : p, V, T, Enthalpie (H), Titre (x), Entropie (S)
Chimique de composition
Changement de phase : Chaleur latente (kJ/kg)
Chimique de réaction
Energie de liaison dans les molécules
Dans le cas des combustions : PCI (J/kg), PCS (J/kg),
Électromagnétique (rayonnement)
Longueur d’onde (nm) ou fréquence
Intensité lumineuse (cd), Flux lumineux (lm), Eclairement (lux)
Electrique
Courant continu : Tension (V), Intensité (A), Capacité (Ah), …
Courant alternatif monophasé : Tension (V), Intensité (A), cos φ, Fréquence, Forme sinus…
Courant alternatif triphasé : + Notion d’équilibre entre phase
Atomique ou nucléaire
Energies de liaison dans les atomes (eV)
- 10 ENER002 - ULB - 01 Energie (Mise en contexte) - Michel HUART – 20 septembre 2005
Rappel « Exergie »
En général, nous souhaitons transformer l’énergie en une énergie mécanique ou en
chaleur (énergie utile) ou en un vecteur énergétique utile (électricité).
L’exergie est l’énergie mécanique que l’on peut en principe tirer d’une forme d’énergie
dans des conditions ambiantes données.
Dans le cas d’une machine à cycle thermique, le taux de transformation est limité par le
coefficient de Carnot θ = 1 - Ta/Tc.
Pour l’électricité et les autres formes d’énergie mécanique, le coefficient d’utilité
énergétique est de 1.
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- 11 -
5
Rappel « Fonctions d’état »
Une fonction d’état est une propriété macroscopique d’un système qui a une valeur
définie pour chaque état et est indépendante de la façon dont il est atteint. Il s’agit par
exemples :
P : Pression (Pa = N/m² ou Bar) = Force exercée sur une surface
T : Température (°C ou °K) = Etat thermique d’un système
V : Volume (m³ ou l)
U : Energie interne (J/kg ou kcal/mole) = la somme des énergies individuelles des
particules qui composent le système.
H : Enthalpie (J/kg ou kcal/mole) = U + PV (Dans une transformation à p cst, la chaleur
reçue par le système = sa variation d’enthalpie)
S : Entropie (J/kg/K ou kcal/mole/K) = Mesure de l’état de désordre interne d’un système
X : Titre (%)
- 12 -
Rappel « Caractériser les convertisseurs »
Génératrice électrique = Machine qui transforme une forme d’énergie en énergie
électrique
Moteur = Machine qui transforme une énergie en énergie mécanique
Puissance nominale
Puissance maximale
Rendement
COP
Héq
Prix de revient
Prix du marché
Echangeur de chaleur
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6
Pré requis en génie énergétique
Maîtriser le génie énergétique, c’est comprendre les transformations de
l’énergie selon les différentes formes.
Thermique – Chimique – Physique
Transfert de chaleur : Conduction – Convection - Rayonnement
Changement d’état
Mécanique
Mécanique physique
Thermodynamique
Mécanique des fluides
Electrotechnique
Circuits électriques
Machines électriques et transformateurs
Electronique de puissance et systèmes d’entraînement
Réseaux électriques
- 14 -
Pré-requis : Diagramme h(p) d’un fluide
ΦC
Liquide
p
3
2
Vapeur
1
4
P
h
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7
Comprendre le diagramme expliquant le
fonctionnement d’une PAC
ΦC
ΦC
P
P
- 16 -
Références bibliographiques
Pour les aspects scientifiques du génie énergétique
Domaine
Thermodynamique
chimique
Electrotechnique
ER, Energie
Thermodynamique
Mécanique des
fluides
Auteur
MAHAN Bruce
WILDI Théodore
SARLOS Gérard
BOCQUET Lyderic
FAROUX JP
RENAULT Jacques
Titre
Chimie
Electrotechnique
Systèmes énergétiques
Toute la Thermodynamique,
ma Mécanique des fluides et
les ondes mécaniques
Editeur
ISBN
InterEditions
DeBoeck
PPUR
2-7296-0065-7
2-7637-7593-4
2-88074-464-4
CUNOD
2-10005568-2
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- 17 -
8
Energie et développement durable
L’énergie est indispensable à la société
Le recours à l’énergie doit être analysé selon trois aspects :
• Environnement
• Social
• Economique
La notion de durable donne une dimension temporelle
- 18 -
Energie et environnement (1/2)
Transformation de la source d’énergie en énergie utile
• Impact des émissions de gaz de combustion (CO2, NOx, poussières, imbrûlés)
• Refroidissement, bruit & vibration, paysage, modification des écosystèmes
Equipements de transformation
• Energie grise
• Matériaux et produits mis en oeuvre
Extraction, transport, préparation des combustibles, gestion des déchets
• Pollutions (air, eau, sol, biosphère)
• Risque d’accident
• Déchets (cendres, déchets radioactifs, démantèlement)
• Agriculture intensive
• Gestion des réserves naturelles (hier, aujourd’hui et demain)
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- 19 -
9
Energie et environnement (2/2)
Emissions de CO2
La combustion d’1 litre de diesel produit 2,7 kg de CO2
La combustion d’1 litre d’essence produit 2,3 kg de CO2
La combustion d’1 m³ de gaz naturel produit 1,9 kg de CO2
La combustion d’1 kg de charbon produit 2,8 kg de CO2
Une TGV émet 456 g de CO2 par kWh d’électricité produite (Source CWaPE) :
Tenant compte de (1) Préparation du combustible, (2) Combustion, (3) Elimination
déchets, mais pas de l’énergie grise de construction.
1 belge émet 12 tonnes de CO2 par an (1 américain 20)
- 20 -
Energie et aspects socio-économiques
Accès à l’énergie (ménages, entreprises)
Appropriation des solutions énergétiques
Indépendance énergétique
Développement économiques local et international
Emplois
Mécanismes financiers de soutien
Moyens dégagés pour la Recherche et développement
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- 21 -
10
Quelques chiffres énergie dans le ménage belge
(1/3)
Les besoins alimentaires de l’humain sont de 2.500 à 3.000 kcal/jour soit 2,9 à 3,5
kWh/jour soit 1.000 à 1.300 kWh/an
En moyenne un ménage consomme par an 40 500 kWh
57% Chauffage, 28% Déplacements, 7% ECS, 5.5% Electroménagers, 2,5% Cuisson
Eau chaude
sanitaire
10%
Dans le logement
Cuisson
4%
http://energie.wallonie.be
Electroménager
8%
Chauffage
78%
Soit 17.000 kWh/habitant/an (CF 2000) (2,39 personnes par ménage)
- 22 -
(2/3)
Consommation intérieure brute (CIB) wallonne en 2000 = 18,9 Mtep
⇒ 5,7 tep/habitant an soit 65.650 kWh/habitant an
Comparaison : Monde 1,7; Europe : 4; Amérique Nord: 8,1; Afrique 0,8
⇒ 1/3 d’énergie consommée + 2/3 d’énergie dans les produits (énergie grise)
(17 000 kWh + perte de transformation électrique / 65 650 = 1/3 )
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- 23 -
11
(3/3)
Consommations annuelles moyennes de clients résidentiels types en Wallonie
Client avec un comptage : 3 500 kWh (515 000 clients)
Client avec double comptage : 4 800 kWh (464 000 clients)
Client avec triple comptage : 12 800 kWh (42 000 clients)
Moyenne sur l’ensemble des clients : 4 473 kWh
Consommateur URE (hors chauffage, ECS et cuisson) = 2 000 kWh
Source : CWaPE, Comité de direction du 12/11/2003
- 24 -
Pourquoi chauffe-t-on un bâtiment ?
P KROLL - Mise au Point RTBF 04/09/2005
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- 25 -
12
Déperditions thermiques des bâtiments
Flux de chaleur au travers de parois planes
Φp = Déperdition de surface des parois = K S (ti -te)
Flux de chaleur des pertes par les liaisons entre parois (ponts thermiques)
(Ossature métallique entre deux parois – Liaison entre : Mur et menuiserie – Mur
extérieur et paroi intérieure – Liaison d’angle – Parois en contact avec le sol)
Φl = Déperdition sur la longueur des liaisons (parois et sol) = k L (ti -te)
Déperditions par renouvellement de l’air
Φi = Déperdition par infiltration = cv qi (tai – te)
cv =0,34 Wh/m³/K
Φv = Déperdition par ventilation = cv qv (tai – te)
Déperdition (W) = Φp + Φl + Φi + Φv
- 26 -
Energie pour le chauffage (Belgique)
K 55
K 45
K 35
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K < 15
- 27 -
13
Matériau
MJ/kg
Aggregat, général
roche pure
provenant de rivière
Aluminium "pur"
extrudé
extrudé, "anodisé"
extrudé, peint en usine
lame
feuille
Aluminium recyclé
extrudé
extrudé, "anodisé"
extrudé, peint en usine
lame
feuille
191
201
227
218
204
199
Tissu, étoffe
8,1
17,3
42,9
34,3
20,1
14,8
3,4
Bitume
44,1
62
avec du feutre en-dessous
nylon
polyester
polyethylterephtalate (PET)
polypropylène
laine
72,4
18,6
148
53,7
107
95,4
106
ciment-mortier
plancher en fibres de ciment
ciment de sol
7,8
2
9,5
0,42
Tissu
Ciment
Céramique
brique
brique vitrifiée, vernie
tuyau
tuile
MJ/kg
Roofing (toit)
Asphalte (pavés)
Laiton
Matériau
0,10
0,04
0,02
2,5
7,2
6,3
2,5
Béton
bloc
0,94
brique
0,97
GRC
7,6
pavé
1,2
préfabriqué
2
mélangé, prêt : 17,5
Mpa
ENER002
-1 ULB
mélangé, prêt : 30 Mpa
1,3
mélangé, prêt : 40 MPa
1,6
0,81
Energie grise
70,6
Cuivre
cotton
polyester
143
53,7
flotté
renforcé
laminé
teinté
15,9
26,2
16,3
14,9
cellulose
fibre de verre
polyester
polystyrene (frigolite)
laine (recyclée)
3,3
30,3
53,7
117
14,6
Matériau
acier, pur, général
galvanisé
importé, de construction
Verre
Isolation
35,1
Plomb
Linoleum
116
Peinture
à base de solvant
à base d'eau
90,4
98,1
88,5
building
kraft
recyclé
papier-peint
36,4
25,5
12,6
23,4
36,4
Papier
4,5
6,1
Plâtre (gypse)
Plâtre (panneaux)
Plastiques
ABS
Polyethylène haute densité (HDPE)
Polyethylène basse densité (LDPE)
Polyester
Polypropylène
Polystyrène expansé
Polyuréthane
PVC
111
103
103
53,7
64
117
74
70
MJ/kg
Adhésifs et silicone
phenol formaldehyde
urea formaldehyde
acier recyclé
renforcé, sections
baguette métallique
32
34,8
35
10,1
8,9
12,5
Pierre, à dimension
locale
importée
0,79
6,8
Paille en ballots
0,24
Bois d'œuvre, bois tendre
séché à l'air
séché au four
séché à l'air, dégrossi
séché au four, dégrossi
moulages, ect
panneaux de bois
MDF
plancher
contre-plaqué
bardeaux
0,3
1,6
1,16
2,5
3,1
24,2
11,9
8
10,4
9
Bois d'œuvre, bois dur
séché à l'air, roughsawn
séché au four, roughsawn
0,5
2
Vinyl (sol)
79,1
Zinc
galvanisé, par kg d'acier
Caoutchouc
latex naturel
87
78,2
67,5
51
2,8
- 28 -
synthétique- Michel
110 HUART – 20www.arch.vuw.ac.nz
- 01 Energie (Mise en contexte)
septembre 2005
0,1
Sable
Isolants
Epaisseur et énergie grise
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- 29 -
14
Couverture des besoins en énergie par quel vecteur ?
Définir l’activité, les besoins et les vecteurs
Besoins
Vecteur énergétique
- 30 -
Quel est le parcours de l’énergie?
Depuis la ressource jusqu’à l’énergie utile
Sources
Chemin
Transformation (1ère et 2onde)
Consommation
Energie utile (Chaleur, Energie mécanique, Déplacements, …)
Cours ENER002 - ULB
- 31 -
15
Localisation des gisements
Produits pétroliers (Moyen Orient, Asie Centrale)
Gaz naturel (Russie, Moyen Orient = ¾ des réserves)
Charbon (Amérique du nord, Russie, Australie, Chine, Inde)
Uranium (Australie, Kazakhstan, Canada, Afrique du Sud)
Soleil, Vent, Cours d’eau, Bois, Chaleur naturelle (partout dans le monde)
- 32 -
Chemins du pétrole
Source : L’Energie (Total) – Mars 2005
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- 33 -
16
Chemins du gaz naturel
Source : L’Energie (Total) – Mars 2005
- 34 -
Bilan énergétique
Ex.
Production
Transformation
1ère - 2onde
Consommation
finale
Energie utile
Gisement
pétrolier
Raffinerie
Essence à la pompe
Déplacement
Electricité au
compteur
Eclairage
GN au robinet
Chauffage
Gisement
charbon
Combustible
Centrale électrique
Lignes électriques
Gisement
GN
Liquefaction ou
pipeline
Centrale gaz
Rayonnement
solaire
Eau chaude
circuit primaire
Eau chaude réservoir
Chauffage
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- 35 -
17
Diagramme de flux
Consommation Int. Brute (CIB) = Importation nette + Production locale – Export. nette
Consommation finale (CF) = CIB – Pertes de transformation et de distribution
CIB = 18,9 Mtep
Diagramme des flux (RW, 2001)
- 36 -
CF = 13,8 Mtep
Secteur (Mtep)
%
Industrie (6,6)
48%
[Sidérurgie (2,7)
Min non métal
(1,6)
Chimie (1,2)
Autres (1,1)
Domestique (4,2)
30% :
[Logement (3,1),
Tertiaire (1,0),
Agricole (0,1)]
Transport (3,0)
22%
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- 37 -
18
Consommation finale d'énergie (ktep)
Répartition deRégion
la cons omwallonne
m ation finale(2001)
d'énergie en Région
w allonne (année 2001) (ktep)
3109
998
97
Industrie
1165
Industrie
1045
Logement
Tertiaire
Domestique (logement – Tertiaire – Agriculture)
Agriculture
Transport (Industrie – Ménages
– Tertiaire)
2986
Transport Industrie
Transport Ménages
776
Transport Tertiaire
6630
Source : Tableau de bord de l’environnement wallon 2004, MRW
- 38 -
Evolution de la consommation finale par secteur
wallonne
(2001)en Région wallonne
ConsommationRégion
finale d'énergie,
par secteur,
Base 100 (1990 = 100)
150
Tertiaire
140
Transport
130
Logement
Total
120
Industrie
110
Agriculture
100
90
80
199019911992199319941995199619971998199920002001
Source : Tableau de bord de l’environnement wallon 2004,
- 39MRW
-
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19
Intensité énergétique de l’activité
Intensité énergétique
de l'activité (2001)
en Région w allonne
Région wallonne
120
PIB
Base 100 (1995=100)
Intensité énergétique = PIB (Million EUR)/CIB (ktep)
CIB énergie
110
Intensité
énergétique
100
90
80
1995
1996
1997
1998
1999
2000
2001
- 40 -
Evolution des vecteurs énergétiques de la CIB
Région wallonne
Principaux com bustible s utilisé s pour couvrir la cons om m ation inté rieure
brute d'énergie e n Région w allonne
Base 100 (1990 = 100)
150
140
Uranium 235 - (5,6 Mtep – 31%) 2001
130
Produits pétroliers - (5,9 Mtep – 29%) 2001
120
110
100
90
Gaz naturel
Produits pétroliers
Total
Gaz naturel - (3,8 Mtep – 20%) 2001
Nucléaire
Charbons, Coke, Terrils - (3,3 Mtep – 18%) 2001
Combustibles solides
SER - (0,4 Mtep – 2%) 2001
80
70
60
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
- 41 -
Cours ENER002 - ULB
20
Consommation finale par vecteur
Région wallonne (2000)
1%
4%
Combustibles solides
15%
15%
Produits pétroliers
Gaz naturel
Electricité
Energies renouvelables
23%
Autres sources
42%
- 42 -
Evolution de la production à partir de SER
Région wallonne (2002)
Production d'énergie renouvelable en Région w allonne
500
Hors biom asse
Production primaire (ktep)
Autres
400
Hydroélectricité
300
Biogaz
200
Incinération déchets
ménagers (organiques)
Déchets forestiers
100
Bois de chauffage
0
1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002
Biom asse
- 43 -
Cours ENER002 - ULB
21
Evolution de la consommation pour produire de l’électricité
Principaux com bustibles utilisé s dans les centrales é le ctriques
Région
(2001)
en wallonne
Région w allonne
300
Gaz naturel
Base 100 (1990 = 100)
250
200
150
100
50
Uranium 235 – 74% CIB – 60% CF
Récupérations,
renouvelables
Gaz naturel – 12% CIB – 20% CF
Nucléaire
Charbon et dérivé – 9% CIB
Autres gaz
Autre et récupération E-SER – 2,8% CF
Produits
pétroliers
Charbon, terril
0
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
- 44 -
Evolution de la consommation d’électricité
Région
wallonne
(2001)
Consom m ation finale
d'électricité
, par se cteur,
e n Ré gion w allonne
150
Base 100 (1990 = 100)
140
130
23 TWh (2001)
Industrie
54 %
Logement 27 %
Tertiaire
19 %
Tertiaire
Logement
Industrie
120
110
100
90
1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001
- 45 -
Cours ENER002 - ULB
22
Notes complémentaires
« Tableau de bord de l’environnement – Aspect Energie » DGRNE du
MRW – http://environnement.wallonie.be
Atlas énergétique de la RW. DGTRE du MRW – http://energie.wallonie.be
- 46 -
Réduire sa dépendance énergétique
En consommant moins et mieux
(URE – utilisation rationnelle de
l’énergie)
Solution qui privilégie la dépense
énergétique la plus petite
• Opportunité
• Sobriété
• Chasse aux gaspillages
• Efficacité énergétique
• Faible contenu énergétique
En exploitant les énergies
renouvelables (ER)
• Bâtiments basse énergie (Architecture
climatique)
• Biocarburants
• Biogaz
• Chauffage au bois
• Cogénération au bois
• Puits géothermiques
• Pompes à chaleur
• Centrales hydroélectriques
• Systèmes solaires photovoltaïques
• Chauffe-eau solaires (eau sanitaire,
chauffage, piscines)
• Réfrigération solaire
• Séchage solaire
Cours ENER002 - ULB
- 47 -
23
Comment réduire la dépendance énergétique d’une zone ?
(1) Définir la zone d’intervention càd délimiter l’espace ou l’activité dans
laquelle on souhaite agir.
Par exemples le ménage, l’entreprise, les installations de génie climatique,
la centrale électrique, la commune, la région, la Belgique, l’Europe, le
monde.
(2) Définir votre domaine d’intervention càd ce qui est votre portée ou le
niveau de pouvoir que vous pouvez influencer pour une prise de décision.
Eq Ind
Cons
Eq Ind
ER
Eq Coll
Cons
Eq Coll
ER
Comp
En grise
- 48 -
Comment réduire la dépendance énergétique d’une « zone »?
Réduire la consommation directe
• Conception et localisation (réduire les besoins)
• Comportement des utilisateurs (réduire les consommations)
• Equipements performants (Objectif : transformer l’énergie source en
énergie utile avec le meilleur rendement) : Efficacité énergétique, bon usage et
entretien)
• Bâtiments énergétiquement performants
• Chasse aux gaspillages et aux pertes (réduire les consommations)
Réduire la consommation indirecte
(fabrication et élimination de l’objet)
• Diminuer la consommation de produits (Augmenter la durée de vie des
produits et réduire les achats inutiles)
• Choisir les produits ayant une « énergie grise » moindre
Utiliser des ressources locales et renouvelables
Cours ENER002 - ULB
- 49 -
24
Audit énergétique (1/2)
Méthodologie ICEDD pour la Région wallonne (www.icedd.be)
(1) Définition de la zone d’intervention
(2) Analyse des factures de consommation (élec, combustibles, carburants, eau)
- connaître les consommations globales
- comparer (indicateurs d’activités)
-> Partie de droite du diagramme de flux (Importations)
(3) Identification des postes « énergie »
- répertorier les activités et leur impact sur la consommation en énergie
- répertorier les équipements et les éléments de l’enveloppe
- mesurer ou estimer les consommations sur base des besoins, des puissances
d’équipement et des périodes de fonctionnement
- identifier les pertes et gaspillages
-> Partie de gauche et centrale du diagramme de flux (transformation, consommation,
productions locales, pertes)
- 51 -
Audit énergétique (2/2)
Méthodologie ICEDD pour la Région wallonne (www.icedd.be)
(4) Caractérisation des améliorations possibles (économie d’énergie, émission de
CO2 évitée, investissement)
- identifier les améliorations
- estimer l’économie d’énergie, la réduction des émissions de CO2 et le gain.
- estimer le coût de l’amélioration
- calcul économique (par exemple TR)
(5) Classement des améliorations
- obligatoire / indispensable / envisageable / non envisageable
- nécessité d’une étude complémentaire
(6) Organisation d’un planning d’actions d’amélioration
(7) Suivi de la mise en œuvre et analyse des résultats
Nécessité de la collaboration des utilisateurs et du gestionnaire
Cours ENER002 - ULB
- 52 -
25
Analyse de l’enveloppe
• Diagnostic enveloppe
Selon conditions extérieures et selon usages intérieurs
• Analyse de la surchauffe
Avant la climatisation, agir sur la cause
- 53 -
Analyse des équipements
• Climatisation – Ventilation
• Chauffage
• Eau chaude sanitaire
• Energie de process
• Equipements électriques (dont éclairage)
A chaque fois,
• Dimensionnement
• Localisation
• Réglage
• Utilisation
• Entretien
Cours ENER002 - ULB
- 54 -
26

Energie – Mise en contexte Qu`est ce l`énergie ?

Transcription

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