Réaliser des économies

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1 Réaliser des économies Réaliser des économies Février 2008 / Livre blanc

2 Table des matières Résumé de l étude...3 Introduction...4 Situation actuelle...7 Pour une meilleure efficacité énergétique...9 L efficacité énergétique active dans le secteur de la construction...12 Solutions d efficacité énergétique pour les marchés commerciaux de moyenne à grande envergure...15 Solutions pour les petits marchés commerciaux et le secteur résidentiel...17 Solutions pour l industrie et les marchés d infrastructure...19 Conclusion...21

3 Résumé de l étude Réaliser des économies Le présent livre blanc vise à démontrer que les objectifs relatifs aux émissions de gaz à effet de serre définis par le protocole de Kyoto ne seront pas atteints si le principe d efficacité énergétique active n est pas rendu obligatoire. L efficacité énergétique active est définie comme un principe générateur de changements permanents via le calcul, la surveillance et le contrôle de la consommation d énergie. L efficacité énergétique passive, quant à elle, est définie comme la prise de mesures contre les pertes thermiques, l utilisation d équipements à faible consommation, etc. Bien que vitale, l adoption d équipements et de dispositifs écoénergétiques, tels que les ampoules économiques, reste insuffisante. En effet, sans contrôle adéquat, ces mesures limitent seulement les pertes d énergie sans réduire réellement la consommation énergétique ni transformer la façon dont elle est utilisée. Tout ce qui consomme de l énergie, que ce soit une consommation directe pour l éclairage, le chauffage ou les moteurs électriques (l impact de ces derniers étant très significatif) ou une consommation indirecte pour le contrôle des systèmes climatiques, des chaudières etc., doit faire l objet d une gestion active si l on veut réaliser d importantes économies. Cela implique également de faire évoluer les cultures et les mentalités de façon à modifier les comportements au travail comme à domicile, mais l utilisation accrue de moyens de contrôles techniques demeure une valeur sûre pour réduire les consommations. Réaliser des économies grâce à l efficacité énergétique Livre blanc sur l efficacité énergétique - 3

4 Introduction Cela ne fait aucun doute : pour beaucoup, l efficacité énergétique est désormais une priorité. Toutefois, personne ne s accorde encore sur les efforts qu implique l efficacité énergétique ni les mesures à prendre pour mettre en œuvre des initiatives éco-énergétiques. Réaliser des économies Voilà pourquoi certaines entreprises telles que Schneider Electric ont défini deux approches de l efficacité énergétique : l efficacité énergétique passive et, surtout, l efficacité énergétique active. Pour beaucoup, prendre des mesures éco-énergétiques revient essentiellement à traiter les problèmes thermiques des bâtiments en misant sur l isolation, le type de vitrage et la conservation de la chaleur. Pour d autres, c est l éclairage qui prime, même s ils se limitent généralement à l installation de systèmes à faible consommation d énergie. Dans d autres cas encore, lorsque les besoins en chauffage sont importants, la solution souvent considérée est d installer une chaudière performante. Tous ces efforts sont bien entendu louables et nécessaires, mais ce ne sont là que des mesures passives qui se contentent de limiter la perte d énergie plutôt que de réduire l énergie déployée. L efficacité énergétique active est donc un objectif atteignable lorsque les systèmes installés consomment peu ET sont contrôlés de façon à utiliser uniquement l énergie dont ils ont besoin. Le contrôle est un élément essentiel pour atteindre une efficacité maximale. Pour illustrer cela, prenons l exemple d une lampe à faible consommation restée allumée dans une pièce vide. Le seul avantage est qu elle gaspille moins d énergie qu une lampe ordinaire! En réalité, c est bel et bien la gestion de l énergie, à savoir le calcul, la surveillance et le contrôle de la consommation, qui peut induire des changements permanents. En outre, par rapport aux coûts (et au savoir-faire technique pour éviter les risques) nécessaires à l installation de solutions thermiques, le contrôle énergétique peut être mis en place à un prix relativement modique pour un retour sur investissement très rapide. En effet, la plupart des solutions de contrôle énergétique peuvent être amorties en quelques années seulement, surtout si l on tient compte des prix grimpants de l énergie. Un autre facteur susceptible de jouer un rôle très important dans la généralisation de l efficacité énergétique active est la nécessité d atteindre les objectifs ambitieux établis par les gouvernements et le protocole de Kyoto en matière de réduction des émissions de CO2. Dans le secteur de la construction, par exemple, il sera tout simplement impossible d atteindre les objectifs fixés pour 2020 si les bâtiments existants (mais aussi les nouveaux) ne sont pas efficaces d un point de vue énergétique. Transports 27 % Résidentiel 16 % Commercial 8 % Industriel 49 % Electricité 38 % Combustibles 62 % Electricité 50 % Combustibles 50 % Electricité 17 % Combustibles 85 % Les statistiques illustrent les domaines clés de la consommation d énergie. 49 % Chauffage des locaux 16 % Chauffage de l eau 7 % Eclairage 7 % Climatisation 5 % Réfrigération 5 % Cuisine 4 % Equipement électronique 4 % Lave-linge/Sèche-linge 3 % Autre 23 % Chauffage des locaux 17 % Eclairage 10 % Chauffage de l eau 8 % Climatisation 6 % Equipement électronique 5 % Réfrigération 4 % Ventilation 4 % Cuisine 23 % Autre 40 % Chaleur industrielle 27 % Chaudières vapeur 13 % Systèmes motorisés 5 % Chauffage des locaux 4 % Eclairage et autre 4 % Centrales électrocalogènes 2 % Refroidissement industriel 4 % Cuisine 5 % Autre 4 - Livre blanc sur l efficacité énergétique

5 Réaliser des économies La réduction des gaz à effet de serre est un objectif planétaire fixé lors du Sommet de la Terre tenu à Kyoto en 1997 et finalement ratifié par 169 pays en décembre Conformément au protocole de Kyoto, les pays industrialisés se sont engagés à réduire leurs émissions collectives de gaz à effet de serre de 5,2 % d ici 2012, l année de référence étant (Cette réduction est de 29 % inférieure à celle qui avait été prévue pour 2012 avant la signature du protocole.) En Europe, la réduction globale ciblée est de 8 %, pour une baisse de 20 % des émissions de CO2 d ici Le présente livre blanc analyse les approches d efficacité énergétique active susceptibles de s appliquer aux bâtiments neufs ou anciens des secteurs commercial, industriel, privé et résidentiel, mais aussi aux infrastructures manufacturière, industrielle et de transport. Emissions de CO 2 mondiales Evolution de la consommation énergétique mondiale, en milliards de tonnes de CO 2 Billiard Btu N O N Histoire Prévisions O C D E O C D E Sources : EIA 2003, International Energy Outlook 2007, World Resource Institute Livre blanc sur l efficacité énergétique - 5

6 Objectifs de l Union européenne pour la réduction des émissions Réaliser des économies Engagements de Kyoto Réduction des gaz à effet de serre de 5 % sur la période Engagements du Conseil européen du printemps 2007 Réduire d au moins 20 % les émissions de gaz à effet de serre avant fin 2020 L objectif pourrait être plus élevé en fonction des accords internationaux (post-kyoto) France, Allemagne, Royaume-Uni... Certains pays européens sont disposés à atteindre une réduction de 50 % d ici 2050 Données ci-dessus : Objectifs et calendrier de l UE en matière EU d émissions (année de réf. = 1990) 6 - Livre blanc sur l efficacité énergétique

7 Situation actuelle Réaliser des économies L énergie est utilisée de nombreuses manières dans tous les domaines de la vie quotidienne, depuis l approvisionnement en ressources essentielles telles que l eau, l essence et le gaz jusqu à l éclairage et au chauffage des habitations, en passant l alimentation en électricité des industries et des commerces. Même si la majeure partie de cette énergie est employée à bon escient, le gaspillage quotidien reste colossal. Il est dès lors crucial de trouver une solution au galvaudage et à l utilisation inefficace de l énergie. Le présent livre blanc propose une exploration approfondie de ous les aspects de l emploi de l électricité et de son impact sur l environnement. A l époque où les gaz à effet de serre sont au centre de toutes les discussions dans le monde, il devient essentiel pour tout un chacun de prendre des mesures d économie d énergie en utilisant intelligemment la technologie existante pour parvenir à une efficacité énergétique active. Dans cette perspective, l Europe a promulgué la Directive sur la performance énergétique des bâtiments. Cette dernière prévoit une classification de la performance énergétique de tous les bâtiments, notamment ceux du secteur résidentiel, similaire à celle existante pour les appareils ménager. Cette classification doit être visible de tous ou, dans le cas des bâtiments résidentiels, doit figurer dans les documents relatifs à la propriété. Certains Etats membres prévoient une diminution moyenne de 25 % de la consommation d énergie grâce à l application de cette directive. La portée de cette législation est telle, que son effet le plus important sur les entreprises sera sans doute une forte augmentation du coût de l énergie. Certains pays ont d ailleurs enregistré une augmentation d environ 74 % du prix de l électricité et du gaz entre février 2005 et février 2006, et le prix de l énergie a bondi de 27 % au Royaume-Uni en janvier Cette tendance représente un réel problème pour les entreprises, car leur marge bénéficiaire s en trouve réduite. Elles sont alors confrontées à un dilemme : assumer la baisse de leurs résultats ou répercuter le manque à gagner sur le prix de leurs produits et services, avec le risque de ne plus être compétitives. Gaz naturel à usage industriel : prix HTT Unité Figure 9.2 Prix de vente moyen de l électricité (Centimes par kilowattheure) Par secteur, Par secteur, mensuellement Belgique Allemagne Espagne France Italie Royaume-Uni Residential Prix du gaz à usage industriel en Europe Commercial Résidentiel Autre* Transport Transportation Industrial Commercial Industriel * Eclairage du réseau routier public, ventes entre les départements, autres ventes aux pouvoirs publics, agriculture et irrigation, transport (notamment le chemin de fer). Remarques : TTC. Voir «Prix nominal» dans le glossaire. Page web : Source : Tableau 9.9 Prix de l électricité aux Etats-Unis Livre blanc sur l efficacité énergétique - 7

8 Réaliser des économies Il est facile de réaliser des économies sur la production et la distribution de l électricité, mais aussi sur son utilisation, surtout si elle est consommée intelligemment de façon à laisser place à des énergies alternatives. Les technologies existantes permettent d optimiser la distribution et l efficacité énergétique, notamment dans le cadre du contrôle de la consommation d énergie. Elles peuvent également être employées pour contrôler les dépenses et la distribution énergétique des bâtiments pour l éclairage, le chauffage et la surveillance. L éclairage, à lui seul, peut représenter 40 % de la consommation électrique d une entreprise. De plus, le développement vertigineux des technologies de l information et l arrivée des systèmes de climatisation de l air ont entraîné une explosion de la consommation électrique dans les bureaux. Par ailleurs, la «prolifération» des datacenters et des nouvelles industries a également contribué à l augmentation en flèche de la consommation. Il existe dors et déjà des systèmes fiables permettant de réduire les dépenses énergétiques occasionnées par les moteurs électriques et de contrôler plus efficacement l utilisation de l électricité dans les usines. En effet, les deux tiers de la consommation électrique de l industrie proviennent de l alimentation de moteurs. En outre, moins de 10 % de ces moteurs sont équipé d un système de contrôle. Il est dès lors impossible de les faire ralentir ou de les arrêter automatiquement. L automatisation et l utilisation de l énergie électrique, ainsi que de systèmes hydrauliques et pneumatiques inefficaces, ont également augmenté dans les régions industrialisées. A l échelle domestique, de nouveaux systèmes permettent de contrôler l éclairage et le chauffage, ce qui améliore le quotidien tout en offrant des économies d électricité. Dans la plupart des pays, chaque habitation (y compris les appartements) émet environ 6,5 tonnes de CO2 par an, soit une quantité de gaz suffisante pour remplir six montgolfières! Pourtant, le simple fait d éteindre la lumière dans les pièces inoccupées permettrait de réduire ce chiffre de 2,2 tonnes par foyer. De plus, les ordinateurs, les installations à plusieurs téléviseurs, les appareils électriques modernes et même l éclairage extérieur se sont largement répandus. Dans les économies occidentales, la consommation électrique domestique dépasse même celle de l industrie! En clair, il n y a aucune raison pour que nous ne puissions activement économiser l électricité et les autres types d énergie si nous comprenons les enjeux et voulons réellement faire quelque chose. D après la dernière étude d Enerdata datant de mai 2007, la consommation énergétique mondiale devrait augmenter de 30 % d ici On estime que TWh d énergie ont été consommés en 2005 et que 67 % de ce total proviennent de centrales au gaz, au pétrole et au charbon. Il est évident que la consommation électrique ne fera que croître dans les années à venir si aucune mesure n est prise pour réaliser des économies. Cette prévision est particulièrement avérée dans le tiers monde et les économies émergentes, où l utilisation de matériel électrique se généralise et où les populations de certaines régions, aujourd hui sans accès à l électricité, finiront par en disposer. La plupart des gens serait incapable d imaginer une vie sans électricité, mais cela ne signifie pas que la consommation ne doit pas être contrôlée dans le cadre du principe d efficacité énergétique active. En effet, si les entreprises ne décident pas d elles-mêmes d appliquer ce principe, les gouvernements seront contraints de légiférer en la matière pour avoir une chance d atteindre les objectifs fixés à Kyoto. 8 - Livre blanc sur l efficacité énergétique

9 Pour une meilleure efficacité énergétique Réaliser des économies Tout le monde peut agir de manière positive pour conserver de énergie ou l utiliser à meilleur escient. La technologie nécessaire est aujourd hui disponible, son coût d installation est quasiment nul dans la plupart des cas et son amortissement est rapide. Si l on part du principe qu il est impossible de gérer ce qui ne peut as être mesuré, pour les gros consommateurs d énergies (c està-dire les non résidentiels), le programme d efficacité énergétique active doit débuter par une évaluation de l utilisation de l énergie, ainsi que de la quantité consommée. Questions fondamentales pour tout organisme : Votre organisme possède-t-il les équipements nécessaires pour l efficacité énergétique? Les modifications de la législation et des réglementations contraignent les occupants des bâtiments à se préparer à la gestion de leurs émissions de CO2. Votre personnel est-il formé? Vos équipes financières s en sortent-elles avec les subventions et les primes offertes? Comment évalueriez-vous votre réussite? Etes-vous capable de l expliquer à vos clients? Pouvez-vous justifier 90 % de l énergie utilisée? Au Royaume-Uni par exemple, la réglementation sur les bâtiments prévoit la mesure et la justification de 90 % de la consommation énergétique annuelle, y compris l électricité, le gaz, l eau, le pétrole et la vapeur. Qui sont les utilisateurs de votre énergie? La mise en œuvre de mesures de contrôle et d objectifs efficaces en termes de consommation énergétique contribue à la réussite de l efficacité énergétique. Cependant, il est impossible de réaliser des économies sans le soutien des personnes qui utilisent l énergie dans l organisme. Contrôlez-vous la sensibilité et l attitude des gens vis-à-vis de l efficacité énergétique active dans votre entreprise? Evaluation supplémentaire : Connaissez-vous vos besoins? Pour déterminer où commencer, il est nécessaire de savoir où l on en est. Cependant, il peut être risqué de demander conseil, à moins que ce dernier soit avisé et fondé sur l expérience. Il convient de commencer par évaluer ses infrastructures en fonction de ses objectifs. Les conseils fournis vous aident-ils à y voir plus clair? Comprenez-vous les étapes à suivre? Qui s occupe de l efficacité énergétique? Vous tenez les rennes et savez qu un investissement opportun permet de réaliser des économies. Si un programme d efficacité énergétique n est pas correctement mis en œuvre, les chances d effectuer des économies peuvent être réellement compromises. Avez-vous les ressources nécessaires pour gérer l acquisition et l installation du matériel et vous assurer de rester en piste? Livre blanc sur l efficacité énergétique - 9

10 Réaliser des économies Il est opportun de commencer par des audits sur la onsommation d énergie et par demander des conseils. Il existe désormais des outils de mesure et de contrôle de la consommation extrêmement précis, peu coûteux et faciles à installer permettant d identifier et de gérer le gaspillage d énergie. Schneider Electric a pour objectif de réduire la onsommation électrique de ses clients en leur offrant une large gamme de produits d efficacité énergétique active et de services tels que les conseils, les stratégies de mise en œuvre, les solutions de surveillance et de contrôle et les produits conformes, bénéficiant tous d une assistance excellente qui permet de continuer à réaliser des économies. Etudes de l énergie Les consultants spécialisés en énergie peuvent mesurer et analyser les dépenses énergétiques d un site ou d une entreprise afin de déterminer les secteurs susceptibles de générer des économies. Surveillance à distance de la consommation énergétique Les responsables de la gestion de l énergie ou les experts externes peuvent surveiller à distance la consommation énergétique par le biais d un réseau câblé ou sans fil relié aux installations électriques. Ces experts donnent ensuite des conseils applicables en temps réel en fonction des données récoltées. Entraînements à vitesse variable Les moteurs électriques sont responsables d une part importante de la consommation (ils représentent 66 % de l énergie utilisée par l industrie). C est pourquoi il est préférable d utiliser des entraînements à vitesse variable qui permettent une gestion plus efficace du matériel énergivore tel que les systèmes de ventilation, de pompage et d air comprimé. Ils peuvent être installés dans une nouvelle usine ou être utilisés pour améliorer une installation Livre blanc sur l efficacité énergétique

11 Réaliser des économies Solutions techniques Les solutions techniques d optimisation des installations électriques peuvent inclure une large gamme de produits, équipements, contrôleurs intelligents et périphériques de contrôle, mais elles sont relativement peu coûteuses et permettent généralement de réduire la consommation d énergie des installations commerciales ou industrielles de 20 %. Solutions d éclairage Il existe désormais des solutions de contrôle qui permettent d optimiser les systèmes d éclairage en termes de fonctionnement (confort et sécurité) et de consommation d énergie. En effet, l éclairage représente près de la moitié de la consommation électrique totale d un bâtiment commercial. Qualité de l alimentation Les harmoniques et le facteur de puissance sont deux aspects souvent négligés. Ces caractéristiques invisibles du système électrique sont susceptibles d influencer la consommation, le coût, voire la durée de vie du matériel. Il existe une législation européenne en matière d harmoniques et d interférences électromagnétiques mais, même sans cela, il est de la responsabilité des entreprises de s assurer qu elles ne nuisent pas à l infrastructure d alimentation électrique avec les harmoniques rejetés (au Royaume-Uni, ils sont mesurés jusqu au 50e harmonique). Cependant, le facteur de puissance a un impact direct encore plus important. Les consommateurs dont le facteur de puissance est faible gaspillent l électricité, ce qui entraîne des coûts supplémentaires souvent à leur insu. Toutefois, les systèmes de correction du facteur de puissance sont faciles à obtenir et à installer. Par ailleurs, les condensateurs, placés au centre du système de correction du facteur de puissance, se détériorent naturellement et il peut dès lors être nécessaire de les mettre à niveau pour conserver le facteur de puissance le plus élevé possible. L optimisation des économies passe donc obligatoirement par une maintenance correcte. Examinons maintenant les domaines spécifiques auxquels des mesures d efficacité énergétique active peuvent être appliquées. Livre blanc sur l efficacité énergétique - 11

12 L efficacité énergétique active dans le secteur de la construction L efficacité énergétique active dans les nouveaux bâtiments publics et commerciaux Réaliser des économies Il est difficile de comprendre pourquoi, de nos jours, le nombre de bâtiments inefficaces d un point de vue énergétique est encore si élevé. En effet, le principe d efficacité énergétique active peut être introduit à plusieurs stades de l évolution d un bâtiment, depuis sa conception à son occupation finale, en passant par son développement et sa construction. Toutefois, les divergences d intérêts des personnes intervenant dans la conception et l utilisation finale d un bâtiment, loin d encourager à la gestion de l énergie, peuvent parfois l empêcher. Les architectes, par exemple, considèrent souvent la conservation de l énergie en termes de matériaux et d isolants utilisés, ce qui relève du principe d efficacité énergétique passive. Il est rare que les systèmes de gestion de l énergie soient envisagés dès la phase de conception, car cela est souvent relégué aux équipes d ingénierie en mécanique du bâtiment. Malheureusement, les entreprises de construction ne se sentent que très rarement, voire jamais, concernées par les problèmes d énergie, leur préoccupation première étant de respecter les budgets, de réduire les coûts de construction et d éviter les clauses pénales. C est seulement lorsqu elles reçoivent des instructions strictes en la matière, qu elles intègrent des systèmes de contrôle ou de gestion de l énergie dès la phase de construction. Les ingénieurs en mécanique du bâtiment sont généralement les plus enclins à envisager les systèmes de contrôle des bâtiments. Cependant, même pour eux, l accent est plutôt mis sur les valeurs ajoutées, telles que le confort, le contrôle d accès, l éclairage d ambiance et les installations informatiques de pointe, que sur la gestion de l énergie. Lorsqu il s agit de sites commerciaux, ce sont parfois les utilisateurs finaux eux-mêmes qui ne se soucient guère des systèmes de conservation ou de mesure de l énergie. En effet, occupant souvent les lieux pour de courtes périodes, et même s ils payent la facture l électricité, les locataires ont souvent l impression de n avoir aucun pouvoir ou d arriver trop tard pour changer quoi que ce soit. Pour résumer, l installation de systèmes d efficacité énergétique active adéquats et performants est beaucoup plus facile lorsqu elle est intégrée aux autres offres obligatoires de gestion des bâtiments. En outre, cela peut également générer des économies lors des phases d installation en permettant une utilisation partagée de câblages structurés, un tirage combiné des câbles de données et d alimentation et une mise en place orchestrée des accessoires (prises de données et contrôle de l alimentation, du chauffage, des accès et de l éclairage via des réseaux communs) Livre blanc sur l efficacité énergétique

13 Réaliser des économies Motivations législatives Pour beaucoup, la «Climate Change Levy» (taxe britannique sur l utilisation industrielle ou commerciale de l énergie) a eu beaucoup moins d effet que prévu sur la conservation de l énergie. Bien que les exigences soient plus importantes en matière de contrôle des systèmes de ventilation ou de chauffage, par exemple, il n y a eu que peu de travaux de mises à niveau des dispositifs déjà existants. Aujourd hui, cependant, la prise de mesures de gestion de l énergie est rendue obligatoire par de nouvelles lois. En juillet 2004, Lord Rooker, alors Ministre d Etat auprès du Bureau du Vice-Premier ministre britannique, expliquait dans une déclaration ministérielle : «L énergie utilisée dans les bâtiments est responsable de près de la moitié des émissions de dioxyde de carbone du Royaume-Uni. Optimiser l efficacité énergétique de nos bâtiments est donc indispensable si l on veut atteindre les objectifs que nous nous sommes fixés en matière de réduction de CO 2.» Il n est pas exagéré d affirmer que, dans la majorité des cas, l argument de la réduction des coûts a plus de poids que celui du «sauvetage» de la planète. Le prix de l électricité est indiscutablement la raison principale pour laquelle les gens se tournent vers l efficacité énergétique. Aujourd hui, néanmoins, les lois sur l environnement et l impact de l éco-responsabilité sur la réputation des entreprises jouent un rôle crucial. La Directive européenne sur la performance énergétique des bâtiments poussera également de nombreuses entreprises à évaluer régulièrement leurs performances énergétiques et à publier les résultats, «boostant» ainsi leur visibilité, leurs activités et leur image d entreprise éco-responsable. L utilisation d équipements à efficacité énergétique (Efficacité énergétique passive) est vitale mais ne fait pas tout. Pour être efficaces d un point de vue énergétique, les sites doivent être surveillés, gérés et contrôlés, le tout afin d obtenir des performances homogènes et d éviter la détérioration. L approvisionnement, l exploitation, l administration et la maintenance sont des enjeux tout aussi importants que les changements physiques des installations. Par ailleurs, la réduction des dépenses et des émissions de CO 2 est souvent rapide et réalisable à un coût raisonnable. Directives sur l efficacité énergétique Performance énergétique des bâtiments Déc 02 EPB 2002/91 Indication de la consommation d énergie des appareils électroménagers Juillet 03 ELDA 2003/66 Système d échange de quotas d émission de gaz à effet de serre Oct 03 ETS 2003/87 Promotion de la cogénération Fév 04 CHP 2004/8 Produits consommateurs d énergie Juillet 05 Eco-conception 2005/32 Utilisation finale de l énergie et services énergétiques Avril 06 EUE & ES 2006/32 Communications Juin 05 Livre vert sur l efficacité énergétique Oct 06 Plan d action pour l efficacité énergétique Jan 07 Energy Package La Commission européenne impose un champ d action dynamique via des directives et des communications permanentes axées sur l efficacité énergétique. Livre blanc sur l efficacité énergétique - 13

14 Réaliser des économies L efficacité énergétique active dans les bâtiments publics et commerciaux existants Petit à petit, les gens commencent à se pencher sur la consommation énergétique des bâtiments pendant la phase d exploitation. En effet, une gestion inefficace des bâtiments pendant cette phase peut être à l origine d un véritable gaspillage énergétique. Etre capable de mesurer l énergie de manière intelligente permet d effectuer un diagnostic vital de la consommation d un bâtiment et d identifier les zones susceptibles de générer des économies. En outre, les faits montrent que les coûts d exploitation d un bâtiment sont généralement trois fois supérieurs à son coût d investissement et de maintenance et qu ils peuvent même représenter jusqu à deux fois les coûts de construction. C est pourquoi investir dans des systèmes qui aident à la réduction de la consommation énergétique permet, par la même occasion, de réduire les coûts d exploitation. Jusqu à aujourd hui, la maintenance était plutôt un travail réactif. Avec les systèmes intelligents de contrôle des bâtiments, les tâches de maintenance sont devenues plus intuitives ; elles peuvent donc être planifiées, programmées et budgétisées plutôt qu envisagées lorsque le besoin s en fait sentir. En effet, de telles pratiques entraînent souvent le retard, voir l oubli, des travaux de maintenance. En outre, il est désormais possible de contrôler les différentes sources d énergie d un bâtiment (gaz, électricité, eau, air, vapeur) à partir d un seul et unique système. Le calcul précis des données est l élément principal de l évaluation de l efficacité énergétique. Hormis la simplification des rôles de maintenance, la gestion intelligente de l énergie est financièrement abordable. En effet, d après une étude récente menée au Royaume-Uni par l Energy Savings Trust, l installation d un dispositif de mesure et de contrôle de la consommation énergétique présente un délai moyen de rentabilisation de moins de six mois. D autre part, une légère augmentation des coûts d investissement peut considérablement réduire les coûts d exploitation. Des études empiriques montrent que les solutions de mesure réduisent les factures d électricité des bâtiments de 5 % en moyenne. Mais les avantages financiers ne s arrêtent pas là. Non seulement l optimisation des équipements peut générer entre 2 et 5 % d économies, mais l amélioration de la fiabilité des systèmes peut, quant à elle, générer jusqu à 10 % d économies! Quand mise à niveau ne rime pas avec désagréments Pour beaucoup, la «Climate Change Levy» (taxe britannique sur l utilisation industrielle ou commerciale de l énergie) a eu beaucoup moins d effet que prévu sur la conservation de l énergie. Bien que les exigences soient plus importantes en matière de contrôle des systèmes de ventilation ou de chauffage, par exemple, il n y a eu que peu de travaux de mises à niveau des dispositifs déjà existants. Aujourd hui, cependant, la prise de mesures de gestion de l énergie est rendue obligatoire par de nouvelles lois Livre blanc sur l efficacité énergétique

15 Solutions d efficacité énergétique pour les marchés commerciaux de moyenne à grande envergure Réaliser des économies Bâtiments Les rénovations peuvent dégager une économie d énergie de 30 %. Contrôle des systèmes climatiques Contrôle de l éclairage Systèmes de gestion des bâtiments Correction du facteur de puissance Produits o Atténuateurs de lumière, temporisateurs, détecteurs de mouvement et de présence, interrupteurs o Thermostat, système de contrôle du chauffage au sol o Entraînements à vitesse variable pour les systèmes climatiques, les pompes, les ventilateurs et les moteurs o Systèmes de compensation de l alimentation et de filtrage Systèmes de gestion o Systèmes de gestion de bâtiment o Surveillance et analyse de l alimentation 20 % de l énergie totale 3 domaines clés : les systèmes de climatiques, l éclairage et les solutions intégrées au bâtiment. Les moteurs représentent 35 % de la consommation électrique. Services à valeur ajoutée o Audits de sites o Collecte de données et analyse o Analyse financière et validation du retour sur investissement o Planification de plans d amélioration o Surveillance à distance et optimisation On craint souvent que l installation d une telle technologie pendant la mise à niveau soit onéreuse et perturbe trop les occupants du bâtiment. Or, en réalité, l équipement et les systèmes peuvent être installés à moindre coût et sans causer de problème, que ce soit dans des installations nouvelles ou non. Dans les deux situations, il est possible d utiliser un réseau Ethernet existant et par conséquent, les connaissances en informatique des personnes en interne sont généralement suffisantes pour s en occuper. Les technologies sans fil et Ethernet utilisent le «plug-and-play» et font converger les informations pour centraliser le contrôle. En effet, cette technologie a été installée dans tous les bâtiments de Schneider Electric au Royaume-Uni pendant la mise à niveau. Ce type d installation permet en outre d évaluer facilement les économies d énergie effectuées. Les effets et avantages de la gestion intelligente de l énergie sont d autant plus évidents pour un bâtiment ayant fonctionné pendant un certain temps sans cette technologie. Livre blanc sur l efficacité énergétique - 15

16 Réaliser des économies Aux Etats-Unis, l Energy Policy Act de 2005, section 103, prévoit l installation, dans toutes les Agences fédérales, d un système de mesure avancé d ici fin La nouvelle version du Building Bulletin 87 (BB87) Guidelines for Environmental Design in Schools (Directives pour une conception écologique des écoles) au Royaume-Uni exige que toutes les écoles du pays soient conformes à la réglementation sur les bâtiments concertant la conservation des combustibles et de l énergie (Building Regulation Part L2 Conservation of Fuel and Power). En outre, le gouvernement britannique a lancé l initiative Building Schools for the Future (Construire des écoles pour l avenir) dans le but de remettre tous les bâtiments des écoles secondaires à neuf d ici 15 ans. Le facteur humain Il existe également un aspect humain aux arguments en faveur de l efficacité énergétique active. En effet, les occupants étant généralement la principale préoccupation dans les bâtiments, aucune concession ne peut être faite en termes de confort et de sécurité. Au cours de sa vie, un bâtiment est habituellement utilisé à différentes fins. C est pourquoi la facilité avec laquelle ces changements peuvent être opérés, dont l impact sur le problème de la gestion de l énergie peut être substantiel, doit être prise en considération dans le coût. Et, dernier argument mais non des moindres, les systèmes de contrôle intelligent et d efficacité énergétique active n impliquent aucune contrainte d installation. Le résultat final est un bâtiment attractif, dont les occupants profitent directement en termes de confort, de commodité, de fonctionnalité et de coût, et grâce aux économies d énergie à long terme qu il permet de réaliser Livre blanc sur l efficacité énergétique

17 Solutions pour les petits marchés commerciaux et le secteur résidentiel Réaliser des économies Secteur résidentiel Les produits d efficacité énergétique peuvent réduire la consommation d électricité de 10 à 40 %. Contrôle de l éclairage Contrôle du chauffage Commande des volets Produits o Produits d éclairage : atténuateurs de lumière, temporisateurs, détecteurs de mouvement et de présence, interrupteurs spécifiques, interrupteurs photosensibles o Systèmes de compensation de l alimentation et de filtrage : thermostat, système de contrôle du chauffage au sol Systèmes de gestion o Systèmes de commande des volets o Systèmes de contrôle de l éclairage o Systèmes de domotique 20 à 25 % de l énergie consommée (UE et Etats-Unis) Le chauffage représente 30 % de l énergie consommée. L éclairage et l électroménager plus de 40 %. L efficacité énergétique active dans les bâtiments résidentiels Les bâtiments résidentiels permettent rarement, voire jamais, une prise de mesures et des calculs précis. Toutefois, il est toujours possible de tendre vers des pratiques d efficacité énergétique active. Ce secteur ne faisant pas figure d exception, l accent est généralement mis sur les mesures d efficacité énergétique passive. Isolation des murs creux, isolation des combles, double vitrage, et élimination des courants d air, etc., toutes ces pratiques sont répandues, dans les bâtiments neufs comme dans les anciennes bâtisses. D autre part, la disparition, dans les magasins, des ampoules à tungstène au profit des luminaires à baisse consommation va favoriser les initiatives d efficacité énergétique passive. Livre blanc sur l efficacité énergétique - 17

18 Réaliser des économies Il n est pas faux de penser que la réduction de la consommation d énergie des foyers passera par la modification des habitudes de la population. Mais le processus sera de longue haleine. Il va falloir du temps, par exemple, pour que le réflexe d éteindre les appareils en veille (les voyants des téléviseurs, lecteurs DVD, chaînes Hi-fi, PC, etc., consomment, à eux seuls, de grandes quantités d énergie) devienne une habitude. En attendant, il existe des technologies qui peuvent nous aider à réaliser d importantes économies. L une des possibilités qui s offrent à nous, par exemple, est d installer des systèmes de contrôle de l éclairage. Ceux-ci vont des dispositifs de domotique sophistiqués aux simples capteurs de présence dans une pièce. Les parents d adolescents savent qu il n est pas rare que toutes les lumières de la maison soient allumées alors qu une seule pièce est occupée! Dans les bâtiments comprenant plusieurs habitations, tels que les immeubles, il est possible d appliquer le principe d efficacité énergétique active aux parties communes en installant des systèmes de contrôle de l éclairage, du chauffage et de la ventilation. En outre, avec l augmentation des bâtiments à usage mixte, c est-à-dire dont les appartements se trouvent au-dessus de locaux commerciaux, les gains dus aux systèmes de mesure peuvent être multiples. Enfin, n oublions pas que les systèmes intelligents de contrôle de l éclairage et du chauffage ont leur rôle à jouer Livre blanc sur l efficacité énergétique

19 Solutions pour l industrie et les marchés d infrastructure Réaliser des économies Industrie et infrastructure Une usine type peut réduire sa consommation de 10 à 20 %. Moteurs électriques Mesure de l alimentation Systèmes de gestion de l énergie Solutions d automatisation Produits o Entraînements à vitesse variable pour moteurs o CPL pour la production via l optimisation et la gestion de l arrêt des machines Systèmes de gestion o Contrôle et analyse de l alimentation o Systèmes de contrôle de processus Services à valeur ajoutée o Audits de sites o Collecte de données et analyse o Analyse financière et validation du retour sur investissement o Planification de plans d amélioration o Surveillance à distance et optimisation Des réductions de 25 % représenteraient 7 % d économie d électricité à l échelle mondiale. Les moteurs les plus énergivores représentent plus de 60 % de la consommation en électricité. L efficacité énergétique active dans le secteur de l industrie La consommation énergétique dans l industrie dépend fortement du secteur d activité. Il existe en effet de nombreuses entreprises très énergivores telles que les fabriques de verre, les fonderies et, plus largement, toutes les usines impliquant la production de chaleur. Cependant, même si l on part du principe que l énergie utilisée dans le processus de fabrication est indispensable, il reste néanmoins de nombreux domaines où des économies d énergies substantielles peuvent être réalisées, et ce quel que soit le type d industrie. Pour les besoins de ce livre blanc, les applications liées au processus ont été séparées de celles concernant l infrastructure du site ou le bâtiment. Livre blanc sur l efficacité énergétique - 19

20 Réaliser des économies Le bâtiment et l infrastructure du site Les questions d infrastructure d un site industriel sont similaires en de nombreux aspects à celles de n importe quel autre bâtiment. En effet, même s il semble évident que le gaspillage en termes d éclairage, de chauffage et de ventilation doit être évité, il en va de même pour les systèmes complémentaires tels que les dispositifs d extraction des fumées ou de l air (sans transiger sur la sécurité bien entendu). L approvisionnement en air comprimé se poursuit généralement même quand cela n est pas nécessaire, tout comme les tapis roulants, qui continuent habituellement à fonctionner alors qu ils ne transportent rien. Les huiles et les fluides frigorigènes circulent également indépendamment du besoin, etc. Il existe d innombrables secteurs où les gaspillages passent inaperçus et restent donc non résolus. La prise de mesures intelligente peut justement permettre de les pointer du doigt, comme pour les autres bâtiments commerciaux. En outre, un facteur de puissance faible est également susceptible d avoir un effet significatif. Ce facteur est en effet lié à l électricité utilisée pour alimenter les bobines internes des éléments matériels. En réalité, le facteur de puissance peut être influencé par une multitude d équipements différents nécessaires dans les usines de fabrication, tels que les ordinateurs, les variateurs de vitesse et même les ballasts d éclairage fluorescent. Il est dès lors difficile d évaluer clairement les quantités d énergie gaspillées. La solution est simple et les systèmes de correction du facteur de puissance (voir l illustration) qui emploient des condensateurs pour stocker l énergie sont dors et déjà disponibles. Processus et exigences techniques requises Les deux tiers de la consommation électrique totale du secteur de l industrie proviennent de l alimentation de moteurs électriques. Cette affirmation s applique à presque tous les pays industrialisés du monde. Il a également été prouvé que, dans la plupart des pays, moins de 10 % de ces moteurs étaient contrôlés. Cependant, dans la pratique, l économie d énergie peut se heurter à des questions d ordre plus technique. Quant à eux, les systèmes à base de fluides (hydrauliques, pneumatiques et d autres utilisant le mouvement de l air) sont souvent une solution pour parvenir à limiter le gaspillage. Des ailettes et des évents mécaniques, par exemple, sont régulièrement utilisés pour acheminer l air. Un variateur de vitesse peut facilement être installé pour contrôler la mise en route et l arrêt de la ventilation. De plus, ce type de système (tel que les ventilateurs centrifuges) peut généralement être ralenti sans diminution importante des performances. La réduction de la vitesse de 50 Hz à 47 Hz d un ventilateur de 22 kw permet d amortir à la fois son prix et les coûts d installation au terme de la première année! Cependant, l application du principe d efficacité énergétique au secteur industriel relevant principalement du domaine technique, sa mise en œuvre ne se fait généralement pas sans encombres. Les besoins fondamentaux du secteur de l industrie en termes de consommation électrique doivent non seulement être considérés au niveau de la gestion des bâtiments, mais également du site. La plupart des responsables de chaînes de production se concentrent principalment sur l augmentation des volumes tout en diminuant les coûts, plutôt que sur les coût «superflus» tels que l énergie. Non seulement les variateurs de vitesses sont faciles à installer et à utiliser, mais ils permettent également d économiser des quantités importantes d énergie Livre blanc sur l efficacité énergétique