03/04/2012| CSTB- Dpt Enveloppe & Revêtements | Div. Matériaux PAGE 1
Se loger, Se déplacer … vers la discrétion énergétique ?
Daniel QUENARD
CSTB / Enveloppe et Revêtements / Physique des Matériaux
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Congrès Eco-technologies 2012 Lille Grand Palais 12-13-14 juin 2012
Ménages dépenses de consommation
& émissions de CO2
Source : INSEE – Tableau de l’Economie Française - juin 2010 65 Millions d’habitants
33 Millions de Logements 28 Millions Résidences Principales 16 Millions Maisons Individuelles
31 Millions Véhicules Particuliers
T+L : 39% T+L : 66 %
Dépenses énergétiques des ménages 2006
2006 : 8,4 % budget (précarité : 10%) 4,8 % énergie du logement 3,6 % carburant automobile. LOGEMENT Chauffage Eau Chaude Sanitaire Cuisson Equipement électrique de la maison DEPLACEMENT Carburant pour les véhicules. Logement : surface d’habitation et source d’énergie utilisée pour le chauffage. Transport : éloignement des villes-centres est le facteur clé en terme de dépenses en carburant.
Source : http://www.lefigaro.fr/conso/2010/10/12/05007-20101012ARTFIG00753-energie-les-francais-depensent-2300euros-par-an.php
UN-ONU-WESS-2011
Augmentation de la consommation d’énergie depuis la première révolution industrielle,
1850-2000
Chauffage-Transport = Combustion Chaudières /Moteurs CI
1 : Epuisement des ressources
40 %
29 %
21 %
Bâtiments + Transports ~ 70 %
Consommation Finale d’Energie
Bâtiments
~ 70 % Chauffage/ECS
Chaudières : fioul-gaz-bois
( + électricité)
Transports
~ 50 % VP
Moteurs Combustion Interne
(98% pétrole)
Chiffres 2006
Uranium Hydraulique
Combustion 3 : Emissions Polluants / Santé
Source : Impact sanitaire de la pollution atmosphérique urbaine Estimation de l’impact lié à l’exposition chronique aux particules fines sur l’espérance de vie – AFSSE – 2005 Source : ZAPA – Ministère - AirParif
Ile-de-France / Airparif /Estimations 2000
Contribution en % des différents secteurs
d’activités aux émissions de polluants
« La pollution de l’air diminue l’espérance de vie de 9 mois pour chaque Français et l’exposition aux particules fines causerait 40 000 décès chaque année. C’est un enjeu de santé public » Nathalie KOSCIUSKO-MORIZET - décembre 2010
Particules (PM10) : B+T 60 % NOx : B+T 60 %
Des Bâtiments Economes & Producteurs d’Energie … mais des usagers qui restent « énergivores »
RT 2020
Manque l’Energie Grise des Equipements Electrodomestiques et de la Mobilité
2 autres usages + 1 impact
Conso.
… des bâtiments BBC, voire BEPOS … oui mais
Maison Zen - Cythelia Maison Air&Lumière - VELUX Maison Alliance Soleil
« Un effort de 80 kWh/m².an est annulé par 20 km parcouru en véhicule particulier par jour, ce qui pose le problème du lien urbanisme/transport …» (Source : Centre d’Analyse Stratégique - Commission Énergie - Avril 2007)
Source : Rolf Disch - PlusEnergieHaus Freiburg
Emissions (tCO2/pers/an)
0,00
0,50
1,00
1,50
2,00
1970 1980 1990 2000 2010
Chauffage
Voiture particulière
Source : JP Traisnel
Économie + Nucléaire
98 % pétrole
Energies de stocks - disponibles et concentrées … mais qui s’épuisent (Centrales/Chaudières/MCI …)
Passage des Energies de stocks à des Energies de flux
Energies de flux - dispersés & variables Convertisseurs/Stockage
Consommation annuelle mondiale
Pétrole
Gaz
Uranium
Charbon
Hydraulique
Eolienne
Photosynthèse
En
erg
ie s
ola
ire
an
nu
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Resso
urc
es
én
erg
éti
qu
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tota
les
SURFACE
Source ; http://www.stats.environnement.developpement-durable.gouv.fr/acces-thematique/territoire/occupation-des-sols-et-paysages/indicateurs-cle-occupation-des-sols.html
France : 543 965 km² 1,5 % Sols Bâtis 8142 km² 9,4 % Zones Artificialisées 51 447 km²
Consommation électrique française : 550 TWh/an - Energie solaire reçue par un carré de notre sol d'environ 25 km sur 25 km - PV : 10 % rendement - 5000 km²
5000 km² : 61 % Sols Bâtis 9.72 % Zones Artificialisées
Production locale / Surface disponible Occupation / Utilisation des sols
Europe : Surface au sol des bâtiments 22 000 km² (carré de 150 km de coté).
40% des toitures et 15 % des façades : adaptées pour l’installation de panneaux PV. Rendement : 15% Production Potentielle : 1400 TWh = 40% consommation d’électricité en Europe Source : European Photovoltaic Industry Association (EPIA),
Consommation VE vs production PV (estimations)
« Entre 2 et 4 millions de véhicules électriques devraient être mis en circulation en France d'ici à 2020, soit environ 5%-10% du parc national »
« Entre 5 et 10 GWc de systèmes PV seront installés en France d'ici à 2020, soit 1% à 2% de la production d’énergie électrique nationale »
5-10 TWh/an* 5-10 TWh/an**
** Hypothèse : 1000 Wh/Wc/an * Hypothèses : 15000 km/an
180 Wh/km
Source CEA-INES – Franck Barruel
Consommation électrique française : 550 TWh/an
Consommation VE vs production PV (ordre de grandeur)
3000 kWh/an (1)
(1) Hypothèse sur la consommation électrique pour une maison de 100m² hors ECS (2) (2) Pour une système PV de 3 kWc (3) Pour une distance de 30 km/jour pendant 365j avec une consommation de 180 Wh/km (4) Pour une place de parking de 12m² recouverte de PV (soit environ 1500 Wc)
3000 - 4500 kWh/an (2)
2000 kWh/an (3)
1500 - 2300 kWh/an (4)
Source CEA-INES – Franck Barruel
RT 2012 100 m² - 50 kWh/m².an - 2000 kWh/an ECS - 2000 kWh/an Chauffage - 1000 kWh/an Eclairage
Stockage
2300 kWh/an
2000 kWh/an*
*Pour un VE avec une consommation de 150Wh/km parcourant 13000 km/an
CESI Chauffe-eau Solaire Individuel
VESI Véhicule Electrique Solaire Individuel
15-20m² 3-5 m²
Production
Consommation
Ballon 300 - 500 l
15/25 kWh
Batterie Electrochimique H2PAC
Appoint Bi-directionnel ?
CESI & VESI ?
Autonomie : un problème ?
La moitié des salariés travaillent à moins de 10 km de leur domicile. Plus de la moitié des véhicules est utilisée pour effectuer le trajet domicile-travail Distance moyenne domicile-travail = 25,9 km Distance médiane domicile-travail = 7,9 km 87 % des personnes font moins de 60 km/jour en voiture
Stationnement : 4 à 8h
Gares Parking Relais
Source – GM-SAE
La recharge ? Où sont les véhicules ?
France : 16 Millions Maisons Individuelles 16 Millions Prises ??
Les voitures ne sont utilisées que 5 % du temps, 1 heure par jour environ … reste donc 95 % du temps pour les recharger, 23 heures à l’arrêt
… je « fais le plein » à l’arrêt, je ne m’arrête pas pour « faire le plein »
La voiture électrique : Un nouvel équipement de la maison
Aujourd’hui : Alimentation d’un téléphone ou d’un ordinateur portable.
Demain : Prise : 100 V - Puissance : 1500 W - Batterie lithium-ion : 16 kWh,
Consommation d’un ménage pour environ 1, 5 jour
Projet NISSAN-Sekisui House
La batterie lithium-ion de la Nissan Leaf est capable de stocker jusqu'à 24 kW/h d'électricité, quantité d'énergie suffisante à l'alimentation d'un foyer japonais moyen pendant environ 48 heures
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Maison exposition à Berlin
Maison MFC2020 - Saint-Priest Maison OneTonLife - Suède
Villes étalées : Consommation Transport élevée mais potentialité de production ENR élevée (PV, éolien … )
Villes denses : Consommation Transport Réduite mais potentialité de production ENR faible
Villes Denses / Villes Etalées
Réduction Consommation / Potentialité de production
Source : CERTU – Newman & Kenworthy
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Courbe de Newman et Kenworthy Ville dense + énergie fossile transport
Ville étalée = surface Production ENR + VE
Source : Raphael Ménard ECEEE – 2011
1 kWh = 3,6 MJ
Villes Denses / Villes Etalées
Réduction Consommation / Potentialité de production
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