Comment réduire les consommations électriques d un lycée?

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1 Octobre 2013 Fiche action nº 34 - les bonnes pratiques Comment réduire les consommations électriques d un lycée? L exemple du lycée Nicolas Appert Le Lycée Nicolas Appert, à Orvault, est un établissement scolaire proposant des formations générales (ES, L et S) et technologiques. Il forme élèves et étudiants dans les domaines des sciences et technologies industrielles (STI) et de l hôtellerie et la restauration pour lesquels il est labellisé «Lycée des métiers». Le Lycée Nicolas Appert accueille environ élèves dont 190 internes. Ses bâtiments se développent sur m², pour quelques 500m de long. La consommation énergétique du lycée Nicolas Appert représente un poste budgétaire conséquent pour le lycée : la facturation EDF s élève à pour l année 2011, soit 12 % du budget total du lycée. L équipe pédagogique s est penchée sur cette problématique pour essayer de trouver des économies, et réduire de ce fait l empreinte écologique. Une analyse de la consommation électrique de l établissement a été faite, et des actions ont été menées par les BTS électrotechniques.

2 Comprendre la facturation EDF Les lycées relèvent du tarif vert A5 pratiqué par EDF pour les collectivités. Ce tarif présente les caractéristiques suivantes : N N L abonnement est souscrit sur la base d un niveau de puissance maximal (kw) autorisé. Si ce niveau maximal est dépassé, des pénalités sont appliquées. N N L énergie (kwh) est facturée en fonction de la période horo-saisonnière. Cinq tarifs différents sont appliqués : heures creuses et pleines d été, heures creuses et pleines d hiver, heures de pointe d hiver. Les heures creuses se situent la nuit et le dimanche ; les heures de pointe de 8 h à 10 h puis de 18 h à 20 h en décembre, janvier et février. La facturation d été court d avril à octobre. N N Des pénalités sont appliquées en cas de dépassement de la puissance souscrite et en cas de consommation excessive d énergie réactive. La facturation dépend donc de trois facteurs principaux : le premier est la puissance souscrite (en kw) ; le second est le volume de la consommation (l énergie électrique consommée en kwh) ; le troisième est le moment de cette consommation (le prix du kwh varie suivant l heure et la date). La démarche entreprise dans le cadre du BTS électrotechnique La section de techniciens supérieurs en électrotechnique s est préoccupée de ces questions depuis son ouverture en Différents projets ont été menés : N N La première analyse, en 1993, a montré que le lycée consommait une grande quantité d énergie réactive et payait de fortes pénalités. Des batteries de condensateurs ont été mises en place dans chaque TGBT (locaux électriques). Le retour sur investissement a été de l ordre de 2 ans ½, période au bout de laquelle le matériel était amorti. N N En 2003, une analyse poussée des factures et des relevés EDF a été effectuée et a mis en évidence que les pénalités pour dépassement de puissance souscrite constituaient une partie non négligeable de la facture, de l ordre de 2 %. Ne pensant pas pouvoir supprimer ces dépassements, le lycée a alors décidé une augmentation de puissance souscrite pour la porter de 440 kw à 480 kw. Les pénalités pour dépassement ont depuis quasiment disparu. N N En 2009, deux nouveaux projets ont été menés. Avec l évolution des matériels, le lycée consommait à nouveau de l énergie réactive. Celle-ci a été éliminée à la source en mettant en place des condensateurs au niveau des ventilations de cuisine. NN D autre part, un partenariat a été établi avec la section hôtelière pour sensibiliser les élèves et les enseignants hôteliers sur le coût d usage de l énergie électrique. Un afficheur graphique a été installé en cuisine n 1, indiquant la consommation en temps réel et en coût, couplée à une formation des enseignants. Un afficheur identique a été installé dans l atelier d électrotechnique. Les données ont été enregistrées en temps réel, pour analyse présentée ci-dessous.

3 Les résultats obtenus N N Le premier graphique montre une diminution constante de la consommation globale du lycée depuis 2001 de l ordre de 10 %, N N Ces 3 dernières années, la facture globale a augmenté de plus de 22 %. L abonnement a augmenté de 36 %, les autres postes de 109 %, dont certains sont récents (location du compteur, acheminement CTA, taxe TICFE, contribution service public CSPE). N N La baisse de la consommation a limité l impact de l augmentation du prix de l énergie. La limitation de l augmentation de la facture a été obtenue : N N par une baisse des consommations dans toutes les tranches horaires, bien que la consommation en heures de pointe ait tendance à remonter ; N N par une diminution des pénalités sur l énergie réactive depuis 1993, pénalités nulles depuis 2009 ; N N par une quasi suppression des pénalités pour dépassements de puissance depuis que l abonnement est passé de 440 kw à 480 kw en 2004.

4 Prix de l énergie (kwh) On constate qu après une baisse de 4,5 % en 2003, les prix moyens du kwh ont subi une augmentation de 20 % en 4 ans. Les prix varient énormément, de 1 à 8 environ, entre les heures de pointe en hiver et les heures creuses en été. Il est à noter que les pointes de consommation du lycée ont lieu en heures pleines, et non en heures de pointe. Perspectives Les résultats déjà obtenus sont significatifs. Chacun est conscient des enjeux et a réalisé des efforts. La consommation de fond a été réduite, en coupant de nombreux équipements le soir, le week-end et pendant les vacances. Des évolutions des équipements, comme la mise en place de luminaires d une meilleure efficacité énergétique, contribuent aussi à une diminution de l énergie consommée. Il reste une source importante d économies. Il faudrait pouvoir réduire les puissances maximum atteintes (les pointes de puissance). Cela permettrait d envisager une réduction de l abonnement, de l ordre de 10 %, ce qui réduirait la facture d environ 2 %. De plus, les périodes de consommation maximale du lycée sont celles où l énergie est d un coût élevé. Une réduction de la consommation en pointe réduirait de façon significative la facture, de l ordre de 3 %. L enjeu porte donc sur 5 % du total, ce qui représente /an. Le site e-lyco des établissements éco-responsables présente une analyse détaillée basée sur les mesures effectuées de juillet 2009 à septembre Les pistes à explorer y sont développées. ( et )

5 Conclusion : l impact écologique Agir sur les effets de seuil, c est-à-dire limiter la puissance maximale appelée, n est pas uniquement pertinent d un point de vue financier. Si les modalités de facturation pratiquées par EDF sont évidemment à la base de cette recherche d économie, l impact écologique d une baisse de consommation est fondamental. Une analyse détaillée des consommations amène le lycée à observer les pics en début d heure. Ceci est dû à la mise en route des PC. On peut penser que l informatique est responsable d une part non négligeable de la consommation du lycée. Celle-ci est à son maximum de 10 h à 13 h, tranche horaire imputable aux cuisines, où l électricité a une place majeure pour la cuisson des aliments, mais aussi pour le lavage (des pistes de cuisson douce, de nuit seraient à étudier). La conservation des aliments est énergivore, mais cette consommation (frigos) est incompressible. Le choix de privilégier l électricité sur le gaz en cuisine, pour des raisons de sécurité, amène à des pointes de consommation en milieu de journée. Le seul gisement d économies possibles serait de diminuer la puissance souscrite. Il faudrait pour cela diminuer sensiblement la puissance appelée en cuisine, ce qui semble difficile à court terme. Il existe certainement encore des possibilités d économies, difficilement décelables aujourd hui. Globalement, la prise de conscience du coût de l énergie et de son impact environnemental, ainsi que la compréhension des mécanismes de facturation, ont permis de contenir l augmentation inéluctable de la facture. Produire au moment des pointes de consommation nécessite la mise en œuvre de tous les moyens disponibles. On utilise donc, en plus des centrales nucléaires et des centrales hydrauliques, les centrales au charbon comme Cordemais, mais aussi des centrales à gaz. Ces moyens sont coûteux et polluants en CO 2. Une réduction des consommations de pointe à l échelle du pays permettrait de réduire les émissions de CO 2.

6 Chiffres clés Les bâtiments contribuent à eux seuls pour 43% de l énergie consommée en France et pour 22% aux rejets de gaz à effet de serre. Le budget pour la consommation énergétique du lycée Nicolas Appert est de 12 % du budget total du lycée. En savoir plus Mise en page Le Square D Cette étude a été menée par Jean-Pierre Picheny, professeur de génie électrique au lycée Nicolas Appert, 24 Avenue de la Cholière, Orvault. Tél. : Mail : [email protected] Région des Pays de la Loire octobre 2013 Imprimé sur papier recyclé