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DIAGNOSTIC ENERGETIQUE Economies dénergie Licence professionnelle E2D2.

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1 DIAGNOSTIC ENERGETIQUE Economies dénergie Licence professionnelle E2D2

2 Diagnostic énergétique : Pourquoi ? Raréfaction des énergies fossiles –S–Système fermé ! +100 Millions /an ! Millions de TEP /an !

3 Diagnostic énergétique : Pourquoi ? Même avec le charbon, une croissance de 2% de la consommation dénergie fossile ne « passe pas » le siècle (pic tous fossiles au plus tard entre 2050 et 2100, dans tous les cas de figure). Source : Jancovici, 2007 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

4 Diagnostic énergétique : Pourquoi ? Impact visible sur lenvironnement mettant en péril notre survie sur terre

5 Diagnostic énergétique : Dans quel cadre ? Objectifs de maîtrise des coûts (facture énergétique) Démarche de management environnemental, DPE, BC et politique damélioration continue Projet de remplacement de matériel en fin de vie, de réhabilitation de patrimoine Projet dextension ou de rénovation, création de nouveaux sites

6 Lénergie : formes et unités Énergie = travail que peut fournir une force en action = N.m = Joule Puissance dun système = capacité à échanger une énergie en un temps donné P = énergie /temps en Joule /s = Watt

7 Energie primaire : potentiel énergétique de la ressource naturelle –Pétrole brut au fond de son puits, charbon dans la mine mais aussi minerai duranium, vent, réserve deau, flux solaire. Energie finale : ce que jarrive à exploiter et à livrer (énergie commerciale) –Produits pétroliers à la pompe, charbon de bois, électricité Energie utile : ce que jen fais…dutile –Energie mécanique dun moteur, flux lumineux dune lampe, chaleur, etc. Energies : Différents stades de transformation Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

8 De lénergie primaire à lénergie finale Moi consommateur : je paye Mais physiquement que se passe-t-il? Pertes production fuites Pertes en ligne Coût énergétique extraction Rendement Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

9 11,7 Gtep primaire 8,1 Gtep final LENERGIE FINALE (ma facture) LENERGIE PRIMAIRE (le prélèvement aux ressources) De lénergie primaire à lénergie finale Monde %69% Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

10 De lénergie finale à lénergie utile Utile Energie mécanique Energie lumineuse Energie thermique Energie mécanique Energie thermique Carburant Finale Electricité

11 De lénergie finale à lénergie utile Energie mécanique Électricité > 90 % Energie lumineuseÉlectricité < 15 % Air comprimé Energie mécanique < 20 % Carburant Energie mécanique Energie thermique Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME ~ 30 % > 80 %

12 Etiquettes du DPE Consommation énergétique en kWh EP /m 2.an Emissions de gaz à effet de serre en kg CO 2 /m 2.an

13 SI : Energie = joule = watt.seconde A léchelle du citoyen : –Litre de carburant –Stère de bois –m 3 de gaz –kWh électrique A léchelle dun pays ou planétaire : –TEP, MTEP ou GTEP –TWh élec Energies : Différentes unités 1kWh = 36OOkJ (1 kcal = 4,18 kJ) 1 TEP = kWh = 7,33 barils 1MWh = 0,086 TEP

14 Pétrole1t= 1 TEP GPL1t= 1,095 TEP Carburants liq1t= 1,048 TEP Gaz naturel1t sur PCS = 1,117 TEP Houille1t= 0,619 TEP Bois1 t = 1,7 stère= 0,257 TEP Electricité 1000 KWhe = 0,2606 TEP ou = 0,267 TEP 1- Observatoire : 33% 2- Office statistique des communautés européennes : 32,2% Equivalence dénergie

15 Que peut-on faire avec un kWh ? Combien ça coûte un kWh ? Combien de CO 2 dans un kWh ? Quest-ce quun kWh ? Pour économiser…. Il faut dabord apprendre à compter ! Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

16 Que peut faire un kWh ( utile) ? Combien de CO 2 par kWh (final) ? Quest-ce quun kWh (final) ? Electricité : cuire une tarte ! Mécanique : remonter 360 tonnes de sable dun mètre Carburant, gaz, électricité, bois, etc… Mais pas le travail mécanique humain ! Electricité : entre quelques grammes et 1 kg Combustibles : entre 0 et 600 g 1 gobelet dessence 300 g de bois sec 2 boulets de charbon (pour ceux qui sen souviennent !) ….mais…. 18 m 3 deau qui chutent de 20 mètres Quelques ordres de grandeur Combien ça coûte un kWh (final) ? Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

17 Production et consommation !! Quelques ordres de grandeur ! ! ! ! -1 homme travaillant 8h produit 0,05 kWh dénergie méca -1 l dessence produit 5 kWh soit 800h dhommes -1 français consomme 4,6 TEP/an soit kWh/an soit léquivalent de 10 6 journées de travail humain (2700 ans) -La consommation moyenne mondiale est de 1,7 TEP/an -1TEP = chute de 10m de t deau = fission de 0,5g U235

18 Prix des énergies en euros/100 KWh Informations actualisées sur lObservatoire de lénergie : Fioul domestique 8,93 Chauffage urbain 6,60 Propane11,72 Charbon 6,75 Bois bûches 0,5m 3,60 granules vrac5,18 Electricité simple tarif ~15,00 double tarif ~12,00 Gaz de ville ~10,10

19 Le diagnostic énergétique-méthodologies Analyse de la situation énergétique actuelle de lentité (bilans énergétiques) Mesures physiques sur site (puissances, débits, températures, relevés compteurs, factures énergétiques) Quantification des potentiels déconomies dénergie Définition dun plan daction hiérarchisé et chiffré pour la mise en œuvre de ces actions

20 Exemple de déroulement dune étude énergétique EtapeTravaux en BETTravaux sur sitepar entreprise Collecte données et examen sur place Préparation des documents et questionnaires Préparation campagne de mesures Visite préliminaire : Sensibilisation des intervenants Organisation de travaux Visite intermédiaire / relevés Examen sur place : recueil de données campagne de mesures examen installation étude de bilans Préparation données et relevés Aide matérielle, études et données

21 Déroulement dune étude énergétique La phase diagnostic EtapeTravaux en BETTravaux sur sitepar entreprise Analyses et évaluation économies dénergie Analyse et évaluation économies dénergie : -réduction des pertes –mode dexploitation –système de gestion -liste des actions possibles Discussion avec les exploitants Analyse et critique des propositions Décision sur le plan directeur préliminaire Conclusion et programme dactions Etablissement rapport et plan : -évaluation économique des solutions proposées -création de projets de plan directeur -intégration des objectifs de lentreprise Discussion avec les services concernés et direction

22 Répertorier les parois : surface, coef déchange K (W/m 2 °C) déperdition dune paroi d(W/°C) = K.S Estimer le renouvellement dair : Van = 0,5 Vh ou Vh… déperdition due à lair neufdan(W/°C) = 0,34.Van Calculer le total des déperditions par degré décart avec lextérieur d = W/°C Déterminer les DJU (degrés jour unifiés) Calculer la consommation annuelle dénergie de chauffage : C = d. DJU. 24 /1000. ch en kWh/an Estimer ou calculer la consommation annuelle dénergie dECS. Exprimer ces énergies en énergie primaire : C Tp Calculer la consommation annuelle par m 2 (étiquette 1) : C Tp /Sh Exemple de diagnostic énergétique dun bâtiment

23 Qualité du bâtiment : Etiquettes du DPE Consommation énergétique en kWh EP /m 2.an Emissions de gaz à effet de serre en kg CO 2 /m 2.an

24 Isolation thermique de parois Changement de menuiseries sv pour dv ou tv Ventilation contrôlée double flux Chauffe eau solaire…. Propositions daméliorations possibles Chiffrage du coût de la modification Coût annuel des économies dénergies réalisées Détermination du temps de retour

25 Le diagnostic énergétique-typologies de recommandations 1) Actions sur les comportements : sensibilisation, gestion, suivi (management) 2) Optimisation des conditions dexploitation (point optimal, régulation, programmation…) 3) Maintien en état de lexistant pour en garantir les performances (cycle dentretien, remplacement) 4) Investissements significatifs : actions sur enveloppe thermique, modification du schéma, récupération sur chaleurs fatales, recours aux ENR…

26 Optimisation des conditions dexploitation >> Point optimal de fonctionnement Minimiser le coût opératoire énergétique unitaire dun produit par substitution chaleur/force >> Domaines dapplications - papeteries, sucrerie : pressage / séchage - sidérurgie : chauffage / laminage… - transport de fluide : chauffage / pompage - turbulence : transfert th / perte de charge

27 Matière première Traitement 1Traitement 2 MXP Q W Optimiser la quantité (Q + W) /kg de produit fini XX opt Q(X) W(X) E T =W(X) + Q(X) Consommation dénergie E Tmin

28 Méthodologie 1) Modélisation en fonctions puissances : Q=A. X W=B. X A, B, et obtenus par des relevés de mesures 2) Energie totale finale : et

29 3) Energie totale primaire : Rendements de conversion : Primaire thermique Q = 0,8 Primaire électrique W = 0,34 et

30 4) Optimum monétaire : Prix unitaire des énergies finales (/TEP ou /kWh): Energie thermiquep Q Energie électriquep W et

31 Optimisation dun fonctionnement Séchage de pulpe de betteraves : Problème : chercher les optimums énergétiques et financiers du pressage- séchage de la pulpe de betterave dans deux cas : lélectricité est achetée à EDF ou bien, elle est autoproduite. Utilisée pour lalimentation du bétail, la pulpe de betterave appauvrie en sucre a une siccité (pourcentage de matière sèche par rapport à la masse totale) initiale de x 0 = 6% et doit être amenée à une valeur finale de 88%. Le traitement est assuré par deux opérations, le pressage jusquà une siccité intermédiaire x puis le séchage thermique jusquà x f = 88%. La pulpe sèche porte le nom de pellets. Données du problème : Les données expérimentales fournies par les sucreries pour des siccités intermédiaires allant de 10 à 20% nous conduisent aux expressions dénergie : aux pressoirs W = 1, x 4,36 en kWhe /t de pellets aux séchoirsQ = 0,05 x -1 – 0,057en tep/t de pellets Dautre part le fonctionnement des séchoirs consomme pour la rotation des tambours une quantité dénergie indépendant de la siccité et dont la valeur moyenne est de 0,006 tep/t de pellets. - Electricité achetée à EDF :facteur de conversion 0,27 tep/1000kWhe prix 0,03 euro/kWhe - Electricité autoproduite :facteur de conversion 0,124 tep/1000kWheprix 91,5 euro/tep

32 >> Cycle optimal dentretien dun équipement >> Cycle optimal de remplacement dun matériel Maintien en état de lexistant

33 Fatigue et usure Rendement o Durée du cycle fonctionnement / entretien Durée du cycle fonctionnement / remplacement remplacement temps entretien = P / M fatigue usure Système indus MP M - P

34 Evolution du rendement : avec la durée de « demi vie » Evolution du débit de matière première : Coût de la matière première pour N jours de fonctionnement : Cycle optimal dentretien Coût de base sans vieillissement Surcoût du au vieillissement

35 Coût de la régénération : Coût total dun cycle fonctionnement + entretien : Coût unitaire (« par unité de produit » et par jour) :

36 Optimiser le cycle Minimiser le C UN Durée optimale du cycle : Cycle optimal dentretien

37 Coût de la matière première pour N jours de fonctionnement : Coût de remplacement : Coût total dun cycle fonctionnement + remplacement : Coût unitaire du cycle : Cycle optimal de remplacement

38 Durée de vie optimale du matériel :

39 Entretien dune chaudière à vapeur : Problème : Une chaudière à vapeur doit produire 85 t/h de vapeur à partir de fuel lourd. Elle fonctionne 24h/24 et son rendement est passé de 0,85 à 0,8 en 150 j du fait de lencrassement des surfaces déchange. Un nettoyage coûtant 1500 euro, quelle est la périodicité optimale du cycle fonctionnement/entretien ? Données : - Pour le calcul de la puissance utile à la chaudière on prendra : hv – hl = 2000 kJ/kg - PCI du fuel = kJ/kg - prix du fuel = 0,3 euro/kg Optimisation dun cycle dentretien

40 1)Références dun calcul économique 2)Méthodologie 3) Temps de retour brut 4) Exemple dapplication Choix dun investissement optimal

41 Références danalyse économique

42 Décideur borné / parieur

43 « Produits miracles? » Économies dénergies par suréquipement Risque dun bilan total ~ 0 Contenu énergétique ou énergie grise !

44 Bilan énergétique capteur solaire thermique MatériauxMasse/m 2 CE/EG (kWh/k g ) CE/EG( kWh /m 2 ) Acier 4,511,6 / 7,752,3 / 36,7 Aluminium 6,569,7 / 70453,1 / 455 Cuivre 2,529 / 15,972,5 / 39,8 Plastique 6,823,2 / 21157,8 / 142,8 Verre 8,87,2 / 16,363,4 / 143,4 Divers 0,18,10,8 Total ,9 / 818,5 Assemblage 10% / / 900 kWh/m 2 ~ Deux ans de « remboursement » avant production effective !!!!

45 Exprimer chaque poste de dépense (investissement, fonctionnement, entretien..) en fonction du paramètre caractéristique du problème (e isolant, T° fluide, D conduite..) Coût total de lopération C T (x) = différents coûts) Investissement optimal obtenu pour dC T /dx = 0 on obtient x opt et C Tmin Conclusion sur le choix du système en prenant le produit commercialisé le plus proche de x opt. Méthodologie

46 Temps de retour brut Deux problématiques Rentabilité dun système économe Choix entre différents systèmes I = investissement E = économie annuelle t r = I / E SI = surinvestissement E = économie annuelle t r = SI / E ! Si tr > durée de vie du système !!

47 Optimisation dun investissement Ligne de transport dhuile légère : Problème : concevoir une ligne de transport dhuile légère (conduite à installer, puissance du groupe moto-pompe). On recherchera le diamètre optimal de conduite permettant de minimiser le coût total de linstallation calculé sur la durée de vie de lensemble (investissement + fonctionnement de la pompe). Données du problème : Huile légère :- Longueur de la ligne de transport : 1000 m - débit massique dhuile transportée qm = 50 kg/s. - masse volumique = 800 kg/ m 3 - viscosité cinématique = m 2 /s. - Rendement de la pompe = 0,35. - Durée de vie de linstallation estimée à 30000h. - Coût dachat C1 du groupe moto-pompe fonction de sa puissance Pp (en W) : C1 = ,026.Pp - Prix du mètre de conduite fonction du diamètre D (en m) :pc = 82.D – 2,94 - Prix de lénergie électrique :pw = 0,05 euro/kWhe Rappels : Puissance dune pompe :Pp = qv. p/ en W Perte de charge dans une conduite : p =.L..V 2 /2.D en Pa Coefficient de perte de charge (Blasius) : = 0,316 Re -0,25 Nombre de Reynolds :Re = V.D/

48 Mécanisme de leffet de serre –Bilan thermique terrestre –Forçage radiatif –Principaux GES – progression des émissions –Conséquences –Emission limite par individu Pouvoir de réchauffement global dun gaz –Equivalent carbone –Facteur démission – ex dapplication –Etude de cas Introduction au bilan carbone

49 source : GIEC Mécanisme de leffet de serre W/m Bilan nul IR Forçage radiatif 15°C au lieu de -18°C G E S Actuellement : Bilan = + 1,5 W/m 2

50 Quest ce quun gaz à effet de serre ? Définition : Un gaz à effet de serre est un gaz présent dans la troposphère (la basse atmosphère) qui intercepte une partie du rayonnement terrestre (essentiellement composé dinfrarouges). Son efficacité : le forçage radiatif, définit quel supplément dénergie (en watts par m 2 ) est renvoyé vers le sol par une quantité donnée de gaz dans lair. 50 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

51 Exemple de forçages radiatifs + 1 ppm CO mW/m ppm CH mW/m 2 51 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

52 Les principaux gaz « à effet de serre » GazOrigine H 2 O – Eau Évaporation CO 2 – Gaz carbonique Combustion pétrole, gaz, charbon Déforestation CH 4 – Méthane; « Gaz Naturel » Décomposition anaérobie de composés organiques (Bovins, rizières, décharges…) Pyrolyse des composés carbonés (combustibles fossiles, brulis… ) N 2 O – Protoxyde d'azote Engrais azotés - industrie chimique HFC – PFC – SF 6 Hydrocarbures Fluorés (CFC, HCFC…) Gaz réfrigérants Procédés industriels divers (expansion des mousses plastiques, composants électroniques, appareillage HT, électrolyse de lalumine…) O 3 – OzonePas d'émission directe - réaction C.O.V. + NO x Kyoto Montréal 52 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

53 2010 Concentrations atmosphériques du CO 2, CH 4, N 2 O sur les dernières années (Source GIEC, AR4, 2007) Début de la révolution industrielle Concentration sur les 2000 dernières années (Source : GIEC, AR4, 2007) Evolutions des émissions dans latmosphère 2100 ? (550 ppm) 2100 ? (1000 ppm) 53 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

54 Quelles conséquences ? Océans : –Augmentation du niveau des océans, –Evolutions des courants marins, –Evolution du pH de leau. Modification des phénomènes extrêmes Ecosystème : –Disparition, affaiblissement, migration, renforcement despèces Santé humaine : –Vagues de chaleur ou de froid, déplacement des zones endémiques de maladies… –Insuffisance alimentaire, pressions aux frontières… ? Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

55 A court terme, lévolution est scellée. Source : Summary for Policymakers, 4th Assessment Report, IPCC, 2007 Evolution de la température moyenne Évolution régionale de la température moyenne par rapport à [ ] pour 3 scénarii. (B1 = émissions constantes ; A1B = émissions qui doublent, A2 = émissions qui quadruplent). 55 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

56 Source: Summary for Policymakers, 4th Assessment Report, GIEC, 2007 Zone blanche = pas de consensus entre modèles Pointillés = plus de 90% des modèles daccord sur le sens de lévolution Apports en pluie Evolution des précipitations en par rapport à la moyenne Moyenne inter-modèles pour deux scénarii (pas de couplage avec le cycle du carbone). 56 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

57 Modification de la circulation océanique Ralentissement du Gulf Stream en Atlantique nord lié à : –Forte précipitation sur cette zone (eau douce) –Déstockage des glaces du Groenland (eau douce) 57 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

58 Puits et sources Sous leffet du réchauffement, des systèmes absorbant les GES de latmosphère pourraient les restituer. Forêts : –Ralentissement de la photosynthèse lié au stress hydrique / espèces inadaptées : captage –Accélération de lactivité microbienne de digestion avec laugmentation de température : émissions Pergélisols : Des hydrates de méthane sous un couvercle de sol gelé. Océans : Dégazage (partiel) des carbonates en solution suite à une augmentation de température : HCO H + CO 2 + H 2 0 Autre influence : pH. 58 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

59 Larrêt des perturbations nest pas immédiat après la stabilisation de la concentration en CO 2, notamment à cause de la « durée de vie » de ce dernier dans l atmosphère (Source : Climate Change 2001, the scientific Basis, GIEC) Élévation du niveau des océans due à la fonte des glaces Élévation du niveau des océans due à la dilatation de leau de mer Température moyenne Concentration en CO 2 Hypothèse : évolution des émissions de CO 2 Une très forte inertie 59 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

60 Atmosphère Biosphère Océans Lithosphère Flux Anthropiques Atmosphère Biosphère Océans Lithosphère Flux Naturels Bilan des flux de carbone annuels En Gtonne de C/ an 61, ,8 0,04 Émissions totales : 150 GtC Séquestration : GtC Émissions totales : 7 GtC Séquestration : 0 GtC 60 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

61 Émissions de CO 2 par habitant en 2003 en teq Carbone et « droits maximaux à émettre sans perturber le climat » (Source WRI pour les émissions par habitant, sur données AIE et UN) Droit maximal à émettre si nous voulons diviser les émissions mondiales de CO 2 par 2, avec 7 milliards dhabitants Idem si nous voulons diviser les émissions mondiales de CO 2 par 3, avec 9,3 milliards dhabitants Facteur 4 Tonnes eq C / an 500 Kg C Quémettre au plus pour arrêter denrichir latmosphère en CO 2 ? 61 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

62 (Source : Jancovici, 2001) Que faire avec un droit de 500 kgeqC ? En létat actuel des technologies, pour émettre ce «droit», il suffit de faire lune des choses suivantes : faire un AR Paris-NY en avion, ou consommer kWh d'électricité en Grande Bretagne ou kWh en Allemagne, mais kWh en France (consommation annuelle moyenne par Français : environ kWh), ou acheter 50 à 500 kg de produits manufacturés, ou construire 4 m² de logement en béton, ou parcourir km en 6CV en zone urbaine, ou brûler kWh de gaz naturel (quelques mois de chauffage d'une maison). 62 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

63 Quantification et comptabilisation des émissions de GES Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

64 Forçage radiatif au cours du temps dune tonne de gaz émise à linstant 0 (axe horizontal : en années -échelle logarithmique ; axe vertical : forçage radiatif en W/m² – échelle logarithmique) Source : D. Hauglustaine, LSCE La durée de résidence des gaz dans latmosphère peut évoluer à lavenir (notamment pour le CO 2 ) Forçage radiatif et durée de résidence 64 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

65 Une équation compliquée, mais une signification « très simple » ! Le Pouvoir de Réchauffement Global : combien de fois le CO 2 ? Pouvoir de réchauffement global dun gaz : PRG 65 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

66 PRG = équivalent CO 2 (GIEC, 2007) GazFormulePRG à 20 ansPRG à 100 ans Dioxyde de carboneCO 2 11 MéthaneCH Protoxyde dazoteN2ON2O HydrofluorocarburesCnHmFpCnHmFp 440 à à PerfluorocarburesC n F 2N à à ChlorofluorocarburesC n Cl m F p à à Pouvoir de Réchauffement Global des gaz à effet de serre 66 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

67 L unité de mesure des physiciens : léquivalent carbone Notion déquivalent carbone CO 2 C X 12/44 X 44/12 (daprès GIEC, 2007) GazFormulekg éq C/kgkg éq CO 2 /kg Dioxyde de carboneCO 2 0,271 MéthaneCH 4 6,8225 Protoxyde dazoteN2ON2O81,3298 PFCC n F 2N à à HFCCnHmFpCnHmFp 34 à ,6 à Hexafluorure de soufreSF x 16 = 44 g/mol 12 g/mol Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

68 Emissions de GES : calcul ou mesure ? Impossibilité de mesure directe systématique Construction de facteurs démissions –Mesure initiale des émissions (kg de gaz) d'une situation « standard », Ma vache émet 40O g de méthane /jour –Conversion en impact à laide des PRG, Ma vache a un impact de 400*25 = 10 kgeqCO 2 /jour –Utilisation de ce ratio pour des situations similaires. Les vaches comme la mienne ont un impact de 10 kgeqCO 2 /jour 68 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

69 Le référentiel Bilan Carbone® Matériaux entrants fabrication initiale Energie & Process transformation Transport fret amont Transport fret aval Déchets fin de vie Transport personnes Transport fret interne Produits finis utilisation Immobilisations 69

70 Les gaz pris en compte Tous les gaz émis par lhomme et ses activités qui ont un impact sur leffet de serre : Gaz de Kyoto (CO 2, CH 4, N 2 O, HFC, PFC, SF 6 ), CFC (Montréal), Eau relachée en altitude, C.O.V., NOx… (faible PRG) Utilisation du PRG à 100 ans (enjeux climatique 2100, période de résidence du CO 2 ) Ozone non pris en compte. faible durée de résidence, incapacité à calculer les émissions indirectes, peu démissions directes. 70

71 Le gazole est un hydrocarbure CxHy de composition moyenne massique : 86% de Carbone, 14% dHydrogène. LIFP a déterminé que pour produire une « tep » de gazole, les émissions liées à lextraction et au transport du brut sont de 60 kg équi C/tep, les émissions liées au raffinage sont de 31 kg équi C/tep. 1) Déterminez le facteur démission du gazole et les fractions relatives (en %) dues aux différentes opérations : extraction et transport, raffinage, combustion. 2) Sachant quune tep de gazole correspond à 1183 litres, en déduire le facteur démission du gazole exprimé kg équi C/l. Emissions liées à la combustion : 1 tep produira : 1000x0,86 = 860 kg équi C/tep. Facteur démission du gazole par tep = = 951 kg équi C/tep dont 6,3% pour lextraction et transport du brut, 3,3% pour le raffinage et 90,4% pour la combustion. Facteur démission du gazole par litre = 951 / 1183 = 0,80 kg équi C/l. Exemple de calcul de facteur démission

72 kg équivalent carbone par tonne équivalent pétrole, en analyse de cycle de vie ( ADEME) Facteurs démission relatifs aux combustibles fossiles utilisés par les sources fixes 72 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

73 Grammes équivalent CO 2 par kWh (sortie de centrale) pour divers producteurs européens, pour les seules émissions liées à lutilisation de lénergie primaire (European Carbon Factor, 2007) Facteurs démission par kWh électrique 73 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

74 Grammes équivalent carbone par passager.km pour divers modes de transport, en ordre de grandeur (Source ADEME) Facteurs démission approximatifs par passager.km 74 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

75 kg équivalent C par kg daliment pour divers produits agricoles, (Source Manicore/ ADEME) Facteurs démission de quelques aliments 75 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

76 Apprendre à compter Exercices Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

77 Objectifs Problème posé : –Une situation initiale et une évolution –Quel(s) impact(s) ? Objectifs –Quantifier des émissions pour faire le bilan de la situation : hypothèses, méthodologie, ordres de grandeur,… –Conclure en resituant le cas particulier étudié dans un contexte global Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

78 Exercice 1 : énoncé Transport fluvial et/ou routier Paris vers RouenPapier à recycler Route Fleuve et route Situation initiale t Situation envisagée t Projet : remplacer la route par le fleuve Travail à réaliser : quantifier limpact « carbone » du projet 78 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

79 Exercice 2 : énoncé Valorisation de méthane (dorigine fossile) Projet : depuis 1990, au gré des réglementations le traitement des effluents gazeux a évolué. Travail à réaliser : quantifier les émissions de « carbone » à chaque étape de traitement 79 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

80 Exercice 3 : énoncé Restaurant de lINSA de Lyon ??? g équ.C Un groupe détudiants a effectué le Bilan Carbone ® de la cafétéria de lINSA de Lyon. Les informations en partie traitées doivent permettre de connaître le contenu « carbone » de lassiette. Travail à réaliser : quantifier ce contenu et les différentes proportions des émissions de « carbone » 80 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

81 Exercice 3 : éléments de réponse Restaurant de lINSA de Lyon 650 g équ.C « Mangez moins bête ! » 1 repas alternatif par semaine 81 Support pédagogique élaboré par le groupement Climat Mundi, Cm3e et AlternConsult pour lADEME

82 Valorisation de chaleur perdue Analyse exergétique Economies dénergie par modification du schéma de fonctionnement Qualité dune énergie

83 BESOINS & NIVEAU DE TEMPERATURE

84 Rejets thermiques Déchets de production Pertes thermiques directes et anormal Disponibilités à Td Besoins – Utilisations à Tb Rejets à Tr Expertise énergétique

85 Diagramme (T,H ) Température °C PuissanceskW Fluideentréesortiedonneursaccepteurs Four aéroréfrigér1500

86 Quelques infos supplémentaires

87 Le « MELTIDE K » ! Matière première Energie Labeur Temps Information Dimension Eau Capital monétaire SYSTEME INDUSTRIEL BIENS ET SERVICES UTILISATEURS SOUS PRODUITS RE-EMPLOI REJET DANS LENVIRONNEMENT EMPREINTE ENVIRONNEMENTALE !! Le contenu énergétique

88 « LEnergie grise » ! Usage et Fin de vie Clientèle Transformation Distribution Conversion Stockage Transport Raffinage Extraction Combustible Matériaux Analyse du Cycle de Vie : ACV

89 Exemples dénergie grise Matière premièreEgrise Fer à béton9 kWh/kg Acier inox12 kWh/kg Aluminium 0% recyclé53 kWh/kg Aluminium 100% recyclé5 kWh/kg Cuivre15,5 kWh/kg Lamellé collé 2,8 kWh/kg PVC17,5 kWh/kg Bois0,55 kWh/kg Béton lourd0,4 kWh/kg (900 kWh/m 3 ) Eau1, kWh/kg

90 Canette alu0,9 kWh 100 feuille A48,1 kWh Mouton régional18 kWh/kg Mouton NZ80 kWh/kg Pain14,7 kWh/kg (4,9) Bœuf15,1 kWh/kg (8,8) Veau40,3 kWh/kg (21,6) Poulet2,23 kWh/kg (1,1) Lait0,82 kWh/kg(1,1) (Egrise/v nutritive) Et aussi... !!

91 Vue plus globale : développe le sens critique « produit miracle » éthique de vie Données difficiles daccés et variables Calculs longs et délicats Avantages - Inconvénients

92 « Etude de limpact climatique » Données ACV à la base des facteurs démission utilisés dans un comptage carbone

93 Matière première Egrise kWh/kgFacteur démission kg équ.C /kg Fer à béton90,87 Acier inox120,87 Aluminium 0% recyclé532,68 Aluminium 100% recyclé5 Cuivre15,50,8 Lamellé collé 2,8 PVC17,50,515 Bois0,550,01 Béton lourd0,40,1 Eau1, Pain14,70,13 Veau40,316 Bœuf15,17,3 Poulet2,230,8 à 1,3 Lait0,820,33 Quelques valeurs…


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