Energie : Défis et Innovations - Didier Roux Académie des Sciences Académie des Technologies

 
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Energie : Défis et Innovations - Didier Roux Académie des Sciences Académie des Technologies
Energie : Défis et Innovations
           Didier Roux
      Académie des Sciences
     Académie des Technologies

                                 © G. Blot - Institut de France
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SCENARIOS DU GIEC

   CO2 peak at 490 ppm then decay

    Actual trajectory
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QUELQUES DEGRÈS DE PLUS?
                  EURIOPE – 20 000 ans
AUJOURD’HUI
                         -5°C
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CONSOMMATION MONDIALE D’ENERGIE
Energie : Défis et Innovations - Didier Roux Académie des Sciences Académie des Technologies
CONSOMMATION MONDIALE D’ENERGIE: AU PREMIER ORDRE
Energie : Défis et Innovations - Didier Roux Académie des Sciences Académie des Technologies
CONSOMMATION MONDIALE D’ENERGIE: 2ième ORDRE
             https://www.e-
 education.psu.edu/earth104/node/1347
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ENERGIE ET PIB
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CONSOMMATION MONDIALE D’ENERGIE: DE FORTES DIFFERENCES
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UTILISATION SUCCESSIVE DES ENERGIES FOSSILES

         60 Ans
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QU’APPRENONS NOUS DE CES COURBES ?
LES ENERGIES FOSSILES DOMINENT / LES RENOUVELABLES RESTENT FAIBLES
LES ECONOMIES D’ENERGIES :
   EXEMPLE DU BATIMENT
POPULATION MONDIALE
                  POPULATION MONDIALE : ACTUEL

                                              7.2bn

                                                    54%
2.5bn                                 URBAN

30%                                   RURAL         46%   21/0
                                                                 1
                                                          4/17
                                                                 2
70%                                                         –

  1950   1960    1970   1980   1990   2000   2010
POPULATION MONDIALE : PROJECTION

                                                                          9.5 bn

                                                                               66%
2.5bn                                       URBAN

30%
                                            RURAL                                34%
                                                                               21/04/17 –   13

70%
  1950   1960   1970   1980   1990   2000   2010   2020   2030   2040   2050
BATIMENTS : PREMIER
          BATIMENTS        POSTE
                    : PREMIER POSTEENERGIVORE  D’EUROPE
                                    ENERGIVORE D’EUROPE

MPet
800

700

600

500

400
            42%               26%               32%
300

200

100

  0

           Habitat         Transport         Industrie
BATIMENTS  : PREMIER
              BATIMENTS        POSTE
                        : PREMIER     ENERGIVORE
                                  POSTE ENERGIVORE EN FRANCE
                                                   D’EUROPE
CONSOMMATION FINALE ÉNERGÉTIQUE PAR SECTEUR
TOTAL : 144 Mtep en 2018
En Mtep (données corrigées des variations climatiques)
 160

 140

 120                                                                                                  32%
 100

  80

  60                                                                                                  46%

  40

  20                                                                                                  19%
   0                                                                                                  3%
                   95

                                      00

                                                         05
    90

                                                                        10

                                                                                          15

                                                                                                 17
                 19

                                    20

                                                       20
  19

                                                                      20

                                                                                        20

                                                                                               20
         Agriculture    Industrie     Résidentiel-tertiaire   Transports     Non affecté*
BATIMENTS NEUFS : DES PROGRES CERTAINS
        LES BATIMENTS ANCIENS SONT LES PUS ENERGIVORES
kWhpe/m2/year
  600                                             Electroménager
                                                  Eclairage
  500
                                                  ECS
  400                                             Chauffage
  300

  200

  100

    0
            Ancien      RT2005      RT 2012     Passive
BATIMENTS ANCIENS : LES PLUS NOMBREUX

                                        C-G
                                        96 %
BATIMENT : INNOVATIONS
ISOLER : MATERIAUX TRADITIONNELS

             Outside

             Inside
Vacuum Insulating Panels
             ISOLER      : un exemple
                    : MATERIAUX       de matériaux
                                  INNOVANTS,  VIP innovants
                       VIP : VACUUM INSULATING PANEL

                                                                                          Plaque de silice
                                                                                          amorphe mise
                                                                                          sous vide

                                                                                Protection mécanique
                                                                                en XPS

                                                       Film métallisé thermoscellé

                           λ
                     = 5.2 mW/(m.K)
                     Certifié ACERMI

                                                 Didier ROUX – L’habitat du futur - Collège de France        28/04/17 –   20
PERFORMANCE
                                 PERFORMANCE

     λ
= 5.2 mW/(m.K)

   ISOVIP

       Conductivité thermique mW/(m.K)

                                          Didier ROUX – L’habitat du futur - Collège de France   28/04/17 –   21
VITRAGE  ACTIF
VITRAGE ACTIF
Le verre électrochrome   Ivanhoe Girls School,
                         Melbourne, Australia
ELECTROCHROMIC GLAZING
        UNE BATTERIE   : A BATTERY
                     DANS          INSIDE THE GLASS
                            VOTRE VITRAGE

            Verre                                                   Verre

      Laminating film                                          Laminating film
TCO                                                                                   TCO

                        WO3 + xH+ + xe-              HxWO3
       e-                                                                        e-
                          TRANSPARENT ELECTROLYTE
            H+                                                              H+
       e-               HxCE         CE + xH+ + xe-
                                      CE = Counter Electrode
                                                                                 e-

TCO                                                                                   TCO
            Verre                                                   Verre
DE NOUVEAUX
 NOUVEAUX     OUTILS
          OUTILS POUR POUR MESURER
                      MESURER         LA PERFORMANCE
                              LA PERFORMANCE          DES
                                             ENERGETIQUE   BATIMENTS
                                                         DES BATIMENTS

                                                    CAPACITE THERMIQUE
                                                 C = Cp * masse de materiaux

                                                      FUITES THERMIQUES
                                                 K = U * Surface de l’enveloppe

           1                       2
                                                   TEMPS CARACTERISTIQUE
      Changer la          Compenser les fuites             Rapport
   température des           thermiques               t = C / K = temps
      matériaux
                                                  En pratique plusieurs jours
 Capacité thermique : C       Isolation : U
        (inertie)
METHODE  DEPERTURBATION
            METHODE DE PERTURBATION
Chauffer Puis Stopper : On mesure la réponse du bâtiment

                                             1 °C / hour

                                             0,3°C / hour
BILAN :
Les bonnes et les mauvaises nouvelles
CONCLUSIONS
               LES BONNES NOUVELLES
INTENSITÉ ÉNERGÉTIQUE
En indice base 100 en 1990 (données corrigées des variations climatiques)
110
105
100
 95
 90
 85
 80
 75
 70
   90

                  95

                                00

                                                                   10
                                                 05

                                                                              15

                                                                                     18
 19

                19

                              20

                                                                 20
                                               20

                                                                            20

                                                                                   20
                        Consommation d’énergie primaire par unité de PIB
                        Consommation finale énergétique par unité de PIB

                                                                                          21/04/17 –   28
CONCLUSIONS
                   LES BONNES NOUVELLES
ÉMISSIONS DE CO2 LIÉES À LA COMBUSTION D’ÉNERGIE
Par habitant et par unité de PIB (données corrigées des variations climatiques)
Tonnes de CO2 par M€ 2018                                      Tonnes de CO2 par habitant
 350                                                                                              7
 300                                                                                              6
 250                                                                                              5
 200                                                                                              4
 150                                                                                              3
 100                                                                                              2
  50                                                                                              1
   0                                                                                              0
    90

                                                                     10
                     95

                                     00

                                                      05

                                                                                      15

                                                                                             18
  19

                                                                   20
                   19

                                   20

                                                    20

                                                                                    20

                                                                                           20
                           Émissions par unité de PIB      Émissions par habitant
Champ : France métropolitaine.
Sources : SDES ; Insee                                                                        21/04/17 –   29
DES OBJECTIFS REALISTES ?
CONCLUSIONS
                LES MOINS BONNES NOUVELLES
PART DES ÉNERGIES RENOUVELABLES DANS LA CONSOMMATION FINALE BRUTE
D’ÉNERGIE DE 2005 À 2017 (RÉALISÉ) ET TRAJECTOIRE PRÉVUE POUR ATTEINDRE
L’OBJECTIF DE 2020
En %
23
                                                                                                              23
20                                                                                                      (objectif 2020)

                                                                                         16,1
15                                                                                  (réalisé 2017)

10

 5

 0
  05

         06

                07

                       08

                              09

                                     10

                                            11

                                                   12

                                                          13

                                                                 14

                                                                        15

                                                                               16

                                                                                      17

                                                                                             18

                                                                                                       19

                                                                                                              20
20

       20

              20

                     20

                            20

                                   20

                                          20

                                                 20

                                                        20

                                                               20

                                                                      20

                                                                             20

                                                                                    20

                                                                                           20

                                                                                                     20

                                                                                                            20
                                             Réalisé       Trajectoire

                                                                                                                          21/04/17 –   31
CONCLUSIONS
                 CONCLUSION
https://www.ecologique-solidaire.gouv.fr/suivi-strategie-nationale-bas-carbone

                                                                                 21/04/17 –   32
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