Lexique
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Lexique
Absorption (machine frigorifique à)
Les machines frigorifiques peuvent être à compression ou à absoption. Les machines à compression sont les plus répandues (cas des réfrigérateurs ou congélateurs domestiques). Dans les machines à absorption, on utilise en mélange un frigogène et un liquide absorbant la chaleur de la source chaude. Ce procédé est souvent utilisé par les réfrigérateurs destinés aux camping-car ou aux bateaux.
Lors du mélange du frigogène et de l’agent absorbant, on produit du froid. Pour pouvoir exploiter ce phénomène de manière répétée, on sépare les deux composants par une ébulition. On fournit donc de la chaleur... pour récolter du froid. Un des intérêts de la production de froid par absorption (notamment pour la climatisation) est qu’il n’est pas nécessaire d’utiliser de l’électricité. On peut utiliser un combustible quelconque, ou -mieux- de l’énergie solaire. L’agent absorbant est souvent du bromure de lithium. Le figogène utilisé dans une machine à absorption ne présente pas les inconvénients environnementaux de ceux utilisés dans les machines à compression.
(prononcer "adème"). Agence de l’environnement et la maîtrise de l’énergie. Établissement Public à caractère Industriel et Commercial (Épic) placé sous la tutelle du ministère de l’environnement. Les missions de l’Ademe en matière d’énergie consistent à favoriser la maîtrise de la demande d’énergie.
Entité négociant le prix d’achat de l’électricité pour un groupe de clients, en général sur la base d’une courbe de chargé agrégée mesurée ou estimée.
Un agrégateur cherche généralement à tirer parti du foisonnement des courbes de charge.
En électricité, on distingue deux grands types de courants : les courants continus et les courants alternatifs. Une pile électrique, une batterie fournissent du courant continu, de même qu’un capteur photovoltaïque. Une dynamo de vélo, une turbine de centrale hydraulique ou nucléaire fournissent un courant alternatif. Dans un courant alternatif, l’intensité varie au cours du temps avec une période de temps courte (une fraction de seconde). L’inverse de la période mesurée en secondes s’appelle la fréquence et s’exprime en Hertz (Hz). Une fréquence de 1 Hertz correspond à une période de 1 seconde, une fréquence de 10 Hertz à une période de un dixième de seconde, etc. Les réseaux électriques du monde entier fonctionnent en courant alternatif, avec une fréquence qui peut varier selon le pays. En France, la fréquence du réseau est de 50 Hz. Cette fréquence est la même pour le courant qui voyage sur le réseau de grand transport (lignes à haute et très haute tension) que celle du courant qui circule dans le cordon d’alimentation d’un appareil électroménager.
La plupart des utilisations industrielles de l’électricité reposent sur l’utilisation du courant alternatif. En particulier, la plupart des moteurs sont prévus pour fonctionner en courant alternatif, bien qu’il existe des moteurs à courant continu. Le courant continu peut être transformé en courant alternatif grâce à un onduleur. Des liaisons à courant continu sont parfois utilisées pour transporter de l’électricité, par exemple d’un réseau de transport à l’autre.
Le terme d’apport(s) gratuit(s) est utilisé en thermique des bâtiments pour désigner les apports de chaleur qui viennent en diminution de la consommation des appareils de chauffage : rayonnement solaire, chaleur humaine, etc. Les apports gratuits ne sont pas forcément "gratuits" : dans une maison, la cuisson constitue un apport gratuit de chauffage, mais elle apparaît bien sur la facture de gaz ou d’électricité. Si vous habitez un appartement en étage, la chaleur qui traverse votre plafond va constituer un apport gratuit pour vos voisins "du dessus", et vous bénéficiez d’apports gratuits provenant de vos voisins "du dessous" (sauf si vous habitez en rez-de-chaussée...). Attention, les "apports gratuits de chauffage" représentent souvent une source de sur-consommation de climatisation en été.
En dehors des usages "chauffants" comme la cuisson, les apports gratuits les plus importants sont le rayonnement solaire, et... la chaleur des occupants (chaleur "humaine"). Le rayonnement solaire a un effet important qui ne dépend pas de la température extérieure. Par une belle journée ensoleillée en hiver, un local disposant de fenêtres aura un apport de chaleur gratuit, même s’il fait très froid dehors. Bien entendu, cet apport n’est utile que si les fenêtres sont équipées de doubles vitrages, sans quoi les pertes thermiques dépasseront l’apport par rayonnement.
En thermique des bâtiments, les apports internes (de chaleur) désignent les apports de chaleur qui ne sont pas dus aux appareils de chauffage proprement dits et qui proviennent de sources situées à l’intérieur de l’enveloppe du bâtiment. Par exemple, la cuisson représente un apport interne important dans une cuisine, de même que les appareils de froid dont le moteur dégage de la chaleur. Dans un bureau, les matériels informatiques ou les photocopieurs constituent une source importante d’apports internes. Les éclairages à incandescence sont des apports internes dans la plupart des installations. De manière générale, les occupants contribuent aussi aux apports internes. Un adulte au repos représente une source de chaleur d’une centaine de Watts.
En période de chauffage, les apports internes constituent des "apports gratuits", mais dans une installation climatisée, leur effet est évidemment négatif. Il faut alors consommer beaucoup d’énergie de climatisation pour compenser la chaleur. Il faut donc réduire autant que possible les apports internes d’une installation climatisée sous peine de gaspiller l’énergie. Les appareils de froid ou de climatisation apportent eux-mêmes de la chaleur (à cause du compresseur) en quantité qui n’est pas négligeable ; leur position doit être étudiée avec soin.
Un chauffe-eau électrique peut être asservi pour fonctionner en priorité aux heures où le prix de l’électricité est plus faible (par exemple en "heures creuses" du double tarif bleu). La mise en marche du chauffe-eau est alors déclenchée au début des heures creuses par un signal qui voyage par le réseau électrique.
Un chauffe-eau ne peut être asservi que si le compteur d’électricité est électronique et si l’installation est équipée d’un système adapté.
Une installation de chauffage non-électrique (au fioul, au gaz ou au bois) comporte en général des charges électriques, notamment des pompes assurant la circulation de l’eau dans les radiateurs. Bien que la consommation de ces charges soit assez faible, leur fonctionnement inutile peut conduire à des gaspillages.
Autrefois, des systèmes de chauffage central pouvaient fonctionner sans pompes électriques grâce au principe du thermosiphon : l’eau circulait par convection. Ce type d’installation nécessitait la présence de conduites à la fois près du sol et près du plafond.
Dans une courbe de charge, on peut souvent distinguer une partie en base à peu près constante. Les usages en base de l’électricité sont des usages peu variables au cours du temps, par opposition aux usages de pointe. Pour la production, on distingue également les moyens de production en base des moyens de pointe. En France, la base est constituée principalement de production nucléaire et d’hydraulique "fil de l’eau" les moyens de pointe sont les centrales au fioul, l’hydraulique des lacs.
Dans une installation résidentielle, le froid peut être qualifié d’usage de base, alors que l’éclairage ou la cuisson électrique sont des usages de pointe.
Sommaire Pointe de consommation Courbe de charge
Expression souvent utilisée pour désigner des éclairages fluocompacts.
Les lampes à vapeur de sodium (utilisées par exemple dans les éclairages publics) peuvent aussi être dites "basse consommation", leur efficacité énergétique étant du même ordre que celle des lampes fluocompactes.
Sommaire Fluocompacts (éclairages)
Un bilan carbone dresse une comptabilité des émissions de carbone par secteur d’activité, par entreprise, par habitant et par pays pays, etc. L’unité utilisée est la tonne de CO2, car c’est principalement sous forme de CO2 que les activités humaines émettent le carbone.
Dans certains cas (bilan carbone par pays), un bilan carbone comprend le carbone émis et le carbone fixé (par boisement ou reboisement). La déforestation des zones tropicales représente environ 20% des émissions de carbone, les 80% restants étant dus à la combustion des énergies fossiles.
Sommaire CO2 (dioxyde de carbone)
Les transactions en gros de l’électricité (achats et ventes) se font soit sur grâce à un système d’enchères informatisé ("bourse de l’électricité"), soit de gré à gré. On parle alors de transaction bilatérale ou "OTC" (Over The Counter).
Les échanges bilatéraux prennent des formes standardisées (blocs, ruban) et les prix sont déterminés sur la base de références objectives (marchés). Selon les systèmes électriques, la part des échanges bilatéraux est plus ou moins importante. Un système dépourvu de bourse est dit bilatéral, et de même qu’un système dans lequel la bourse joue un rôle marginal.
Sommaire Bloc (de puissance) Ruban
L’architecture bioclimatique (ou simplement climatique) repose sur l’étude des conditions climatiques du lieu de construction afin d’en tirer le meilleur parti et de réduire les besoins énergétiques. Les considérations énergétiques sont prises en compte dans la détermination de l’emplacement et l’orientation des bâtiments, de la taille et la position des ouvertures, de l’aménagement intérieur, etc... Il s’agit d’une re-découverte des principes anciens de construction, ce qui n’interdit pas l’emploi des techniques et des matériaux modernes.
La biomasse désigne l’ensemble de la matière vivante (bio=vie en grec). C’est en particulier une source d’énergie qui peut être exploitée selon différentes techniques. Elle peut être utilisée pour produire du gaz dit biogaz (par méthanisation ou bio-méthanisation), du carburant dit bio-carburant (à partir du tournesol, du colza, ou de la canne à sucre, selon la région). La biomasse peut être exploitée pour produire de l’électricité. Pour cela, on procède souvent par cogénération : la biomasse est utilisée comme combustible pour produire simultanément de la chaleur et de la vapeur alimentant des turbines. L’électricité peut aussi être produite à partir du biogaz.
En toute rigueur, le pétrole fait partie de la biomasse, puisqu’il est produit par fermentation de matières organiques. Mais le terme de biomasse est en pratique réservé à une exploitation de la biomasse dans une perspective de développement durable : la ressource est renouvelée en permanence. La biomasse est donc une des énergies renouvelables.
Sommaire Énergie revouvelable Cogénération
Le tarif bleu est le tarif de l’électricité pour les clients alimentés en basse tension : résidentiels, artisans, etc. Les puissances souscrite du tarif bleu vont de 3 à 36 kVA.
Le tarif bleu comporte plusieurs gammes tarifaires ou "options"
Sur un marché de gros de l’électricité (une "bourse" de l’électricité), les vendeurs et les acheteurs échangent souvent des blocs de puissance. Il s’agit d’une puissance produite (vendeur) ou consommée (acheteur) définie sur un ensemble d’heures successives.
La vente par blocs est très naturelle, car un producteur obtient des coûts beaucoup plus élevés s’il doit fragmenter sa production dans le temps. En effet, la mobilisation d’un groupe de production et son démarrage ont un coût qui peut être très élevé ; de plus, un groupe de production ne peut pas toujours moduler beaucoup la puissance qu’il injecte sur le réseau. Pour les acheteurs, la notion de blocs est naturelle aussi, car elle permet de couvrir la partie la plus facilement prévisible de la consommation (la base de la consommation) par exemple celle d’un process industriel. Cette partie peut être achetée à l’avance (par contrat), et complétée par des achats au comptant (achat de "dentelle").
On parle de boucle d’eau chaude pour désigner un réseau d’eau chaude dans un bâtiment en général collectif. Outre les canalisations et les chauffe-eau, une boucle d’eau chaude peut comporter une ou plusieurs pompes, des électro-vannes... Elle peut comporter un réchauffeur de boucle. On parle aussi de boucle d’eau froide pour certains systèmes de climatisation.
Une boucle d’eau obéit à des lois physiques de l’hydraulique, tout comme un réseau électrique obéit aux lois de l’électricité. Les éléments d’une boucle d’eau peuvent être en parallèle, en série, etc. Le fonctionnement d’une boucle d’eau chaude est du ressort d’un spécialiste. Celui-ci pourra optimiser le fonctionnement et prévenir les dangers (brûlures, développement de légionnelles, etc.)
Système de mesure du courant circulant dans un conducteur grâce au champ électromagnétique associé.
Les boucles de courant sont beaucoup utilisées dans les automatismes ou les instruments de mesure.
Lorsqu’un système électrique est dérégulé, il existe généralement une "bourse de l’électricité" ou "un marché de gros" qui permet aux différents acteurs (producteurs, fournisseurs, gros consommateurs) de vendre ou d’acheter de grosses quantités d’électricité selon un système d’enchères. Ce marché est souvent appelé marché spot. Les prix de marché (qui s’expriment en euro par mégaWattheure) varient non seulement chaque jour mais aussi au cours de la journée.
Les prix de l’électricité sont plus élevés aux périodes où la demande est plus importante. Lorsque la demande augmente, il faut solliciter des moyens de production plus chers (fioul). Une bourse de l’électricité est surtout un système informatique. Les offres et les demandes sont assez complexes. Il ne s’agit pas seulement de volumes (énergie) vendus heure par heure, mais aussi souvent de "blocs" qui ne peuvent être dissociés. En effet, pour satisfaire l’ensemble des acteurs, le marché doit donner aux producteurs la possibilité de refléter dans leur offre les coûts de mise en marche des groupes qui sont souvent très élevés. En France, la bourse s’appelle PowerNext. Les autres bourses d’Europe continentale sont l’Amsterdam Power Exchange (APX) néerlandais, l’Europan Electricity Exchange (EEX) allemand et le Operador del Mercado de Electricidad (Omel) Espagnol. Citons aussi le Neta pour le Royaume Uni et le NordPool des pays scandinaves.
Dans le réseau électrique français, la "basse tension" correspond à des tensions inférieures à 1000 Volts. Les clients en tarif bleu ou jaune sont alimentés en basse tension.
Fluide utilisé pour les transferts de chaleur dans les processus thermodynamiques des appareils de froid ou de chauffage. Un mélange eau+antigel peut par exemple être utilisé comme fluide caloporteur pour un chauffe-eau solaire. Les appareils de froid ou de climatisation comprennent toujours un fluide caloporteur ayant des propriétés particulières qu’on appelle encore frigogène.
Dans les installations de froid ou de climatisation, on utilise le changement d’état du fluide, qui va passer de l’état liquide à l’état gazeux et inversement. Le passage de l’état gazeux à l’état liquide est obtenu grâce à un moteur électrique (le compresseur). Le passage de l’état liquide à l’état gazeux (phase de détente) se fait dans un évaporateur (fermé). C’est la phase de détente qui produit du froid.
Unité d’énergie de symbole "cal". La calorie est par définition la quantité d’énergie demandée pour élever la température de un gramme d’eau de un degré Celsius sous une pression atmosphérique normale. La calorie est le plus souvent utilisée pour évaluer des énergies thermiques, mais rien ne s’oppose à l’utiliser pour une énergie mécanique. D’autres unités d’énergie sont le Joule, le Wattheure.
La conversion d’un calorie en Joule ou Wattheure se fait selon 1 cal = 4.186 J = 4.186/3600 Wh Inversement 1 Wh = 860 cal. Pour produire 40 litres d’eau chaude sanitaire à 40 degrés en partant d’une eau du réseau à 20 degrés, il faut 800 kcal soit un peu moins de 1 kWh. Cette dépense est celle d’une douche de 4 minutes environ. Le kilocalorie (kcal) est très utilisé en diététique pour mesurer l’apport en énergie des aliments. Ces apports seront transformés en énergie mécanique et chaleur lors du métabolisme. Le besoin énergétique journalier d’un adulte est de l’ordre d’un peu plus de 2000 kcal, soit... 2.5 kWh. Les anglo-saxons utilisent plutôt le Btu (British Thermal Unit) dans les études thermiques.
Le marquage CE (pour Communauté Européenne) est obligatoire pour tous les produits soumis à une ou plusieurs directives européennes (réglementations européennes). Il est apposé par le fabricant sur son produit, et atteste que celui-ci est conforme à la réglementation européenne qui le concerne. C’est en quelque sorte un "passeport européen" pour le produit étiqueté, permettant à celui-ci de circuler librement dans tout l’espace européen quel que soit son pays d’origine (y compris hors de l’Europe).
Le marquage CE ne garantit pas nécessairement l’aptitude à l’emploi des produits, car il résulte souvent d’une auto-déclaration et d’un auto-contrôle relevant uniquement de la responsabilité du fabricant. Il ne constitue pas une indication de qualité, contrairement au marquage NF qui impose nécessairement l’implication d’un organisme "tiers" indépendant du fabricant.
Sommaire NF (marquage et certification)
Certificat d’économie d’énergie accordé dans un cadre réglementaire. Un tel cadre est en cours de finalisation en France et les certificats blancs devraient être opérationnels en 2006. Pour résumer, le certificat blanc permet de traduire en un montant financier une action d’économie d’énergie précise dont l’effet peut être évalué objectivement. Les fournisseurs d’énergie (et notamment les fournisseurs d’électricité) seront progressivement amenés à obtenir des volumes imposés de certificats blancs, sous peine de devoir acquitter une pénalité financière. Les fournisseurs pourront obtenir leurs certificats soit par des actions d’économies pour leurs clients, soit par l’achat sur un marché spécialisé de certificats vendus par un autre acteur qui possède un excédent. À titre indicatif, un certificat blanc coûtera 1 centime d’euro par kiloWattheure économisé ; un fournisseur d’énergie n’ayant pas son quota de certificats blancs doit payer une pénalité qui sera bien sûr plus élevée.
Le but des certificats blancs est de favoriser les économies d’énergie en s’adressant en priorité aux consommateurs qui sont économiquement les plus à même de le faire. Chez certains consommateurs (notamment industriels), l’activité économique pourrait être freinée par des économies d’énergie ; ces consommateurs préfèreraient même parfois payer plus cher leur énergie plutôt que de réduire leur consommation. Chez d’autres, les économies sont plus faciles à réaliser et une incitation financière peut être très efficace. Les objectifs fixés aux fournisseurs d’énergie en matière de volumes de certificats résulte d’une évaluation des économies facilement réalisables, ou du moins celles qui ne sont pas trop préjudiciables à la croissance économique. Un problème délicat est évidemment l’évaluation objective de l’économie réalisée. Sans précautions particulières, des fraudes seraient à craindre. Les certificats blancs existent depuis quelques années en Grande-Bretagne où ils ont été inventés. Le dispositif est aujourd’hui adopté (avec quelques aménagements) par de nombreux pays dans le monde et en particulier par la plupart des pays européens.
Le terme de charge électrique possède plusieurs sens. On l’utilise souvent comme un synonyme de "puissance", par exemple quand on parle de charge mesurée. On utilise aussi le terme de "charge" pour désigner un appareil, une machine ou même un composant électrique (le moteur d’un lave-linge est une charge). On parle ainsi de charges de chauffage ou de climatisation, de charges réactives, etc. Ces deux sens n’ont rien à voir avec la notion de charge électrique utilisée en électrostatique, et qui désigne un corps ou corpuscule chargé positivement ou négativement.
Unité de puissance mécanique utilisée fréquemment pour qualifier un moteur, et bien connue des amateurs de voitures. Cette unité est parfois utilisée pour les moteurs électriques, notamment dans l’industrie. Dans ce cas, la puissance mesurée est souvent la puissance mécanique restituée et non la puissance électrique absorbée, cette dernière étant nécessairement plus grande car le rendement d’un moteur électrique n’est jamais égal à 100 %. Moyennant la distinction entre puissance absorbée et puissance restituée, on peut convertir un CV en Watts selon la formule : 1CV=736 W=0.736 kW (cheval-vapeur électrique européen). Sur les moteurs électriques anciens, il est fréquent de ne trouver qu’une indication de puissance en cheval-vapeur, et aucune indication en Watts.
Comme son nom l’indique, le cheval-vapeur est l’unité puissance utilisée au temps des machines à vapeur par référence à la puissance d’un cheval. Cette unité a survécu jusqu’à nos jours, mais prend un sens un peu différent selon le contexte et le pays. Le cheval vapeur électrique britannique vaut 746 Watts.
La classification énergétique européenne attribue à certains appareils électriques une classe en fonction de leur efficacité énergétique. Cette classification est principalement destinée aux appareils électroménagers "grand public" (lave-linge, sèche-linge, réfrigérateurs et congélateurs, etc.). La classe d’un appareils est exprimée sous forme d’une lettre qui va de "A" (économe) à "G" (peu économe). Cette classe est attribuée à partir de mesures de consommation certifiées. L’indication de la classe énergétique est obligatoire pour un certain nombre d’appareils. La classe énergétique ainsi que d’autres informations utiles (type de technologie, consommation mesurée) apparaissent sur un étiquettage normalisé facilement reconnaissable. La classe "A+" concerne des appareils particulièrement économes, dont les performances dépassent de manière significative celles des appareils de classe A. Certains équipements peuvent même être "A++".
Selon le type d’appareil, il peut être impossible en pratique de trouver des appareils de classe A. C’est en particulier le cas des sèche-linge, pour lequel la classe A n’est attribuée qu’à des appareils muni d’une pompe à chaleur. Ces appareils consomment deux fois moins que les autres mais leur prix reste assez dissuasif pour la plupart des clients, et ils sont donc absents des rayons. La liste des équipements concernés par l’étiquettage énergétique européen est limitée, et ne concerne pas par exemple les ordinateurs. Les appareils informatiques conduisent à des gaspillages lorsqu’ils fonctionnent en mode "veille", et il est donc important de choisir un appareil dont la consommation de veille est aussi faible que possible. Les imprimantes consacrent typiquement seulement la moitié de l’énergie qu’elle consomment à imprimer ! Un label américain baptisé "Energy star" est appliqué sur les équipements informatiques ou matériels de bureau qui sont économes en mode veille.
Système de climatisation et de chauffage fonctionnant sur un principe de la pompe à chaleur (principe du réfrigérateur). Un tel système comprend un compresseur et un fluide réfrigérant dont on exploite les changements d’état (liquide et gazeux). Le système de chauffage ainsi obtenu peut être très économe en consommation énergétique, puisqu’il permet de produire jusqu’à 3 kWh de chaleur pour 1 kWh d’énergie (électrique). consommée.
Le monoxyde de carbone (CO) est un gaz dont la molécule est composée d’un atome de carbone et d’un atome d’oxygène. Ce gaz est produit dans un phénomène de combustion dite incomplète. Le monoxyde de carbone est parfaitement inodore et est toxique pour les humains et les animaux. Le CO peut être émis par un système de chauffage défectueux (au gaz, charbon, fioul ou bois), et provoquer l’intoxication voire la mort des occupants.
Il existe des appareils électroniques permettant de contrôler la présence de CO dans un appartement et d’émettre un signal d’alerte lorsque c’est le cas. Un tel équipement est vivement conseillé dans toutes les installations anciennes de chauffage au gaz, fioul, charbon ou bois.
Le dioxyde de carbone (CO2, dont la molécule est composée d’un atome de carbone et de deux atomes d’oxygène) est un gaz qui est produit dans un phénomène de combustion. La combustion produit généralement d’autres gaz : souvent du monoxyde de carbone. Le CO2 est le gaz à effet de serre le plus répandu.
La combustion ne peut se faire qu’en présence d’oxygène. Les atomes de carbone (C) des molécules de CO2 produites proviennent du combustible, l’oxygène (02) vient en général de l’air ambiant. Les animaux, y compris les humains, expirent du CO2 qui provient de leur métabolisme (en quelque sorte la combustion des aliments). Les plantes produisent aussi du CO2 en l’absence de lumière, mais en absorbent aussi en bonne quantité : c’est la photosynthèse. Le CO2 absorbé par les plantes est séparé en oxygène (rejeté dans l’atmosphère) et en carbone, utilisé pour produire les feuilles, le tronc, etc. On dit que le carbone est alors "fixé". L’énergie nécessaire à cette transformation est fournie par le soleil (sous forme de rayonnement). Si la seule énergie utilisée par l’homme était le bois (avec des forêts gérées de manière durable) ou était issue des plantes, les émissions de CO2 ne poseraient pas de problème. Le CO2 émis serait alors en permanence fixé par les arbres venus en remplacement de ceux qu’on a brûlés. Des scientifiques envisagent dans leurs recherches de créer des "puits de carbone" chargés de fixer par un mécanisme adapté le carbone contenu dans le CO2 de l’atmosphère pour le transformer en quelque chose qui ressemblerait du charbon. Malheureusement, même si ces recherches aboutissent, les puits de carbone n’existeront pas avant longtemps. Sauf bien sûr sous la forme... d’arbre ou de plante.
Rapport au premier ministre concernant les énergies renouvelables rédigé par Yves Cochet, député du Val d’Oise (septembre 2000). Ce rapport contient un état des lieux, des comparaisons avec les autres pays et un certain nombre de mesures destinées à développer les énergies renouvelables.
Le rapport Cochet préconise un certain nombre d’actions très conséquentes en faveur des énergies renouvelables. Citons en particulier : augmentation considérable des installations solaires thermiques, développement de micro-centrales hydrauliques, etc.
"Coefficient" mesurant les performances énergétiques globales d’un logement. Le coefficient C prend en compte les consommations de chauffage mais aussi celles de chauffage de l’eau.
Le coefficient C se mesure en unité d’énergie, plus exactement en kiloWattheure. Il est homogène à une énergie annuelle pour des conditions climatiques normales. Cette énergie comporte trois parties : l’énergie de chauffage proprement dite, celle des auxiliaires de chauffage (pompes de circulation, ventilateurs, etc.) et l’énergie de production d’eau chaude sanitaire. Les besoins d’eau chaude sanitaire sont forfaités en fonction de la surface habitable. La réglementation thermique impose une valeur maximale du coefficient C. Comparativement au coefficient G, le coefficient C présente l’inconvénient de ne pas permettre de comparaison d’un logement à l’autre (le "C" étant d’autant plus grand que la surface du logement est plus importante). En contrepartie, il prend en considération non seulement les pertes thermiques mais aussi les apports gratuits, les apports internes, ainsi que la technologie de chauffage. En changeant le système de chauffage d’un même logement, on change son coefficient C mais pas le coefficient G.
Une grandeur qui mesure les déperditions thermiques pour un bâtiment ou un local donné, et permet donc de quantifier le besoin de chauffage d’une installation. Ce coefficient s’exprime en Watts par mètre-cube et par degrés Celsius (W/m3/C). Il mesure la puissance de chauffage nécessaire par unité de volume pour compenser une différence de un degré entre la température intérieure et la température extérieure. Les valeurs typiques sont entre 0.4 (excellente performance) et 1.5 ("passoire thermique"). On parle parfois "du G" d’un bâtiment. Par exemple, supposons que la température extérieure soit de 9 degrés, et que le local soit chauffé à 19 degrés. La différence de températures "intérieur moins extérieur" est de DeltaT=10 degrés. Si le volume du local est de V=1000 m3 et a un coefficient G de 0.5 (en W/m3/C), il demandera une puissance de chauffage égale à G x V x DeltaT = 0.5 x 1000 x 10 = 5000 Watts =5 kW pour compenser les pertes thermiques. Pendant une journée (24h), l’énergie consommée sera de 5 kW x 24h =120 kWh. Le coefficient G permet de dimensionner une installation de chauffage (déterminer la puissance totale de chauffage) en fonction de la zone climatique et d’une température dite température extérieure de base correspondant à un jour très froid typique.
Le coefficient G des bâtiments récents est réglementé et ne peut pas dépasser une valeur fixée. Certains labels de construction ou de contrôle d’une installation garantissent une valeur basse de G, donc des consommations énergétiques basses par rapport aux conditions climatiques. D’autres coefficients thermiques plus sophistiqués existent.
Sommaire Température extérieure de base
Production simultanée d’énergie thermique et mécanique. L’énergie électrique est utilisée en chauffage urbain et l’énergie mécanique est transformée en électricité. La cogénération utilise généralement une source locale d’énergie : biomasse, géothermie, incinération de déchets, etc.
Un des intérêts de la cogénération est le haut rendement énergétique (de l’ordre de 90 %) qui dépasse ceux de la production d’électricité classique. La chaleur doit cependant être produite à proximité des sites de consommation. Il s’agit d’un mode de production décentralisé, utilisé souvent en remplacement de centrales au fioul ou au charbon.
Le compteur d’électricité permet de comptabiliser et d’afficher l’énergie consommée dans une installation. La valeur affichée est appelée index. Elle correspond à l’énergie consommée depuis une origine en général non précisée, et qui n’a pas d’importance. L’énergie consommée sur une période de temps précise (par exemple entre deux relèves pour la facturation) s’obtient en faisant la différence entre l’index en fin de période et celui qui valait au début de la période.
Les compteurs les plus simples (et les plus anciens) sont les compteurs dits électromécaniques. Ils sont basés sur un système de roues dentées mises en rotation par le courant électrique. Les compteurs plus modernes sont électroniques. Ils peuvent être dotés de capacité de mémoire ou de communication. Outre l’affichage des index, les compteurs électroniques sophistiqués peuvent parfois archiver des mesures fines de consommation (courbes de charge) et les transmettre par une ligne téléphonique. On parle alors de télémesure ou de télérelève. Les compteurs électroniques "bleu" sont en général équipés de deux boutons poussoirs étiquetés "défilement" et "sélection" qui facilitent les mesures ponctuelles.
Le chauffage et la climatisation d’un bâtiment visent à obtenir ou améliorer le confort thermique de ses occupants. Ce confort thermique correspond à des plages de valeurs acceptables pour la température de l’air et son humidité relative. Dans les entreprises, un mauvais confort thermique conduit assez vite à des pertes de productivité, voire à l’augmentation du risque d’accidents. Une activité physique à plus de 28 degrés est considérée par les médecins du travail comme comportant des risques, de même qu’une activité sédentaire à plus de 30 degrés.
De nombreuses études ont été consacrées à la recherche de paramètres objectifs de confort thermique. De telles études sont de type psychométrique pour l’habitat résidentiel : évaluation du confort ressenti par les habitants par des comparaisons. Pour les bâtiments professionnels, on peut prendre en considération des éléments objectifs liés à l’activité. Les paramètres principaux retenus sont la température et l’humidité de l’air, et la vitesse de l’air (un ventilateur peut augmenter le confort alors qu’il ne modifie ni la température ni l’humidité). Cependant, il n’existe pas de consensus sur les valeurs optimales de ces facteurs. Le confort correspond à une plage allant de 18 à 24 degrés pour la température et de 30 à 65% pour l’humidité relative. Aux fortes chaleurs (plus de 24 degrés) une humidité importante diminue rapidement le confort.
La température de consigne est celle qui est choisie sur un thermostat qui commande une charge de froid ou de chauffage. La température de consigne d’un congélateur est normalement de -18 degrés, celle d’un système de chauffage de 19 degrés. Dans une installation de froid professionnelle, il y a plusieurs températures de consigne, correspondant à différentes charges : compresseur, ventilateur(s).
La température de consigne est utilisée dans un système de régulation qui est le plus souvent de type "tout ou rien". Cela signifie que la charge régulée fonctionne jusqu’à ce que la température de consigne soit atteinte et s’arrête. Au bout d’un certain temps, la température de consigne n’est plus respectée (à cause de déperditions thermiques) et il faut recommencer.
Sigle anglais (Coefficient Of Performance) désignant le rendement. Le COP est souvent utilisé en thermique du bâtiment pour les appareils de climatisation réversible dans leur usage "chauffage". Contrairement au rendement, le COP n’est pas en général donné en pourcentage. Ainsi, un COP de 0.9 correspond à un rendement de 90%.
Puisque le COP est en général utilisé pour des pompes à chaleur, la valeur dépasse 1 (le rendement dépasse 100%).
Courbe représentant la puissance consommée par un client ou un ensemble de clients en fonction du temps. Une courbe de charge est donc exprimée en unité de puissance, et chaque point de la courbe doit généralement être interprété comme une puissance moyenne pendant une courte période de temps. Les courbes de charge utilisées en pratique sont par pas de temps horaire, demi-horaire ou par pas de quelques minutes.
(prononcer "Cré"). La Commission de Régulation de l’Énergie est une autorité administrative indépendante créée en 2000 et chargée de réguler l’ouverture des marchés énergétiques en France (électricité et gaz). L’ouverture du marché de l’électricité a été décidée par une loi approuvée par le parlement français en février 2000. La Cre est chargée de fixer les règles de l’ouverture du marché, et d’arbitrer en cas de litiges entre acteurs du marché.
Les membres de la Cre sont des fonctionnaires dotés d’un statut spécifique garantissant leur indépendance par rapport à l’État, comme pour d’autres autorités de régulation ou de contrôle (notamment l’ART, Autorité de Régulation des Télécommunications). La Cre est bien entendu indépendante des différents acteurs des marchés (producteurs, fournisseurs, etc).
Crise du secteur de l’électricité consécutive à l’ouverture du marché en Californie au début des années 2000. Cette crise s’est traduite par une hausse très importante des prix pour les clients finaux, par des coupures d’électricité et par la faillite de certains distributeurs. La crise californienne est souvent utilisée comme exemple par les opposants à l’ouverture des marchés ou comme objet d’étude pour identifier les risques liés à une mauvaise régulation du marché.
Les causes de la crise californienne sont à la fois nombreuses et complexes. Selon la plupart des observateurs, les règles d’organisation du secteur de l’électricité (modifiées depuis) n’encourageaient pas suffisamment les différents acteurs à investir dans les moyens de production et le réseau, alors que la consommation de cette région est très élevée (notamment en raison de la climatisation).
Les charges de service public de l’électricité sont des coûts supportés par divers opérateurs (fournisseurs et distributeurs) pour assurer des missions de service public : soutien à certains investissements (cogénération, énergies renouvelables, etc.), obligation d’achat pour certaines productions (comme la valorisation des déchets), surcoûts de production en Corse et dans les départements d’outre-mer. Ces charges de service public correspondent à des activités qui ne sont pas rentables pour les opérateurs et doivent donc faire l’objet d’une compensation financière. Le surcoût de ces missions de service public est estimé à plus d’un milliard d’euro. Le soutien aux énergies renouvelables hors hydraulique ne représente que 6 % environ de ce montant.
La compensation se fait depuis 2004 sous la forme d’une taxe assise sur la consommation finale d’électricité. Cette taxe est acquittée directement par les clients non-éligibles (notamment les clients résidentiels) ; pour les clients éligibles, ce sont les fournisseurs qui règlent la taxe, et se chargent de la reporter dans leur prix de vente. Le montant de la taxe est actuellement d’un peu plus de 0.5 centime d’euro par kWh pour les clients non-éligibles. Le montant total de la taxe par site de consommation est plafonné à 500000 euro.
Le CSTB (Centre Scientifique et Technique du Bâtiment) est un Établissement public à caractère industriel et commercial ("Épic"), placé sous la tutelle du ministère du Logement et créé en 1947. Les missions du CSTB sont la recherche, la consultance, l’évaluation et la diffusion du savoir dans le domaine du bâtiment et de son environnement urbain. Le CSTB réunit des experts en matériaux et techniques de construction, en thermique, acoustique, économie, etc.
On appelle charge cyclique une charge qui fonctionne par intermittence (marche-arrêt-marche, etc.). L’exemple le plus répandu est donné par les compresseurs de froid qui équipent les réfrigérateurs, les congélateurs ou les systèmes de climatisation.
Les charges au fonctionnement cyclique peuvent être caractérisées de manière indicative par leur durée de cycle (marche-arrêt) et leur taux de fonctionnement (proportion du temps passé en marche). La puissance moyenne sur une période de temps assez longue (grand nombre de cycles) est alors le produit de la puissance en marche par le taux de fonctionnement (divisé par 100). Par exemple, une charge cyclique de 100 Watts avec un taux de fonctionnement de 50 % (0.5) correspond à une puissance moyenne de 100x0.5 = 50 Watts sur une période de temps longue. Pour un réfrigérateur ou un congélateur domestique, la durée de cycle est de l’ordre de 20 minutes à 1h30 ; le taux de fonctionnement du compresseur est typiquement de 30 à 60 %. Ces caractéristiques varient suivant le type d’appareil, mais elles sont aussi variables au cours du temps pour un même appareil. Un compresseur de réfrigérateur aura un taux de fonctionnement plus élevé si l’appareil est dans une pièce chaude, si des aliments chauds sont placés à l’intérieur, si les portes sont souvent ouvertes, etc.
Terme anglais (data=données, to log=noter, archiver) qui pourrait être traduit par "enregistreur de données". Les data loggers sont des équipements électroniques en général légers dont la mission est de stocker des données collectées par un appareil de mesure, notamment les compteurs électriques. On utilise parfois ce terme pour désigner des appareils qui assurent eux-mêmes la mesure. Les data loggers sont utilisés dans tous les secteurs de mesure (météorologie, électricité et électronique, automobile, etc.).
Dans le domaine de l’électricité, les data-loggers enregistrent le plus souvent une courbe de charge à partir des informations issues du compteur. Ces informations sont récupérées soit par lecture optique, soit par connection sur une sortie (un "port") du compteur prévue à cet effet. Les informations sont stockées le plus souvent sur une carte mémoire standard, et elles peuvent être ensuite transférées sur un ordinateur pour leur exploitation (calculs, graphiques, etc.)
Unité correspondant à une différence de un degré entre une température intérieure de référence et la température extérieure pendant un jour. La température intérieure de référence est souvent prise à 18 degrés, parfois plus basse de manière à prendre en considération les apports gratuits qui représentent souvent l’équivalent de 3 degrés. Par exemple (cf. figure), si la température extérieure est en moyenne de 15.5 degrés pendant une journée, cette journée représente 18-15.5=2.5 degrés-jour. Les différences négatives ne sont pas comptabilisées dans les degrés-jour de chauffage. Si la température extérieure moyenne est de 21.5 degrés pendant une journée, le degré-jour sera de 0 car 18-21.5 = -3.5 est négatif. Il existe aussi des degrés-jour de climatisation, qui comptabilisent les températures journalières au-dessus d’un certain seuil.
Le nombre de degrés-jours annuel de chauffage dépend de la région et de l’altitude. Il fluctue à l’échelle d’une année (fluctuations de l’ordre de 20% d’une année à l’autre pour un lieu donné), et on utilise parfois des degrés-jours normaux correspondant à des températures normales. En France métropolitaine, le nombre de degrés-jour normaux à basse altitude varie en gros entre 1400 (Biarritz ou Nice) et 3000 (Langres). Il peut devenir beaucoup plus élevé en altitude : 3000 à Bourg-Saint-Maurice, 4500 à Lanslebourg.
Il existe des systèmes automatiques de délestage à divers niveaux du réseau, et certains clients finaux peuvent même s’équiper de dispositifs de délestage automatique.
Sommaire Pointe de consommation
Caractéristique de certains contrats de fourniture d’électricité, notamment en tarif jaune, qui affecte la manière dont on calcule la puissance souscrite et les dépassements de puissance souscrite. Un contrat au tarif jaune "base" peut mentionner deux puissances P1 et P2 avec P2>P1. La première puissance P1s’applique aux heures de pointe. La seconde puissance P2 s’applique à l’une des quatre autres des périodes temporelles de ce tarif, au choix : heures pleines d’hiver (HPH), heures creuses d’hiver (HCH), heures pleines d’été (HPE) ou heures creuses d’été (HCE). La puissance souscrite facturée est comprise entre P1 et P2, et calculée en utilisant un coefficient pondérateur de puissance dépendant de la période sur laquelle s’applique la puissance P2. Les contrats avec dénivelé de puissance sont particulièrement intéressants pour les installations dont la consommation est plus importante en été qu’en hiver.
La formule utilisée pour calculer la puissance souscrite facturée (sur l’année) est de la forme P1 + (P2 - P1) x COEFF où COEFF est un coefficient pondérateur (plus petit que 1) qui dépend de la période choisie pour P2. Par exemple, si un client souscrit P1=36 kVA, et P2=72 kVA pendant les HPE, le coefficient pondérateur sera de 0.5 (50 %). La puissance souscrite facturée sera de 36+(72-36)x0.5=54 kVA. Le calcul des dépassements de puissance souscrite dépend de la période retenue pour la seconde puissance P2.
Part faible et irrégulière de la consommation d’un gros client. Les gros clients achètent souvent leur électricité à l’avance (en empilant des blocs), mais il doivent faire face à une partie imprévisible qui doit être achetée au dernier moment à un prix souvent élevé.
Les dépassements de puissance souscrite concernent les consommateurs d’électricité en tarif jaune (professionnels) ou vert (PME). Pour ces clients, il est admis que la puissance souscrite (fixée dans l’abonnement) soit dépassée ponctuellement : la puissance enregistrée par le compteur est supérieure à la puissance souscrite. De tels dépassements sont facturés au consommateur. Pour les clients en tarif bleu, les dépassements de puissance souscrite de durée significative sont interdits, et le réglage du disjoncteur doit les empêcher.
On dit qu’un système électrique est dérégulé lorsque sa gestion n’est plus le seul fait de l’état à travers un service public. Dans un système dérégulé les producteurs et les fournisseurs sont des sociétés privées en situation de concurrence. L’expression "dérégulation" est souvent utilisée pour désigner la transformation d’un secteur économique contrôlé par l’état (électricité, eau, transport ferroviaire, etc.) pour y introduire une concurrence entre entreprises privées.
Depuis la crise qui a eu lieu au début des années 2000 en Californie à la suite de la dérégulation du système électrique, on parle souvent de "re-régulation" pour exprimer le fait que même dans un marché ouvert à la concurrence le ou les états doivent intervenir en particulier pour soutenir les investissements.
On appelle dérivé climatique un contrat de couverture contre des risques financiers liés aux variations météorologiques. Moyennant une prime fixe, un tel contrat garantit une rémunération si les conditions météorologiques mesurées objectivement sont défavorables, selon les conditions fixées à l’avance dans le contrat. La plupart des dérivés climatiques sont basés sur les températures, les degrés-jour de chauffage ou de climatisation. Il est ainsi possible de se "couvrir" (financièrement) contre une année trop chaude, trop froide, etc.
Le secteur de l’énergie, et celui de l’électricité en particulier, est très sensibles aux conditions climatiques qui influent beaucoup sur les consommations. Ces conditions affectent non seulement les volumes vendus, mais aussi la trésorerie et la marge des acteurs. C’est la raison pour laquelle les énergéticiens comptent parmi les plus gros demandeurs de dérivés climatiques. Les dérivés climatiques intéressent aussi le secteur de l’agriculture, celui du tourisme, ou les brasseurs de bière... Les premiers dérivés climatiques ont été élaborés pour répondre aux besoins de la société Bombardier, fabricant canadien de motos-neige.
Direction Générale de l’Énergie et des Matières Premières, une Direction du Ministère de l’économie des finances et de l’industrie. La DGEMP définit et met en oeuvre la politique énergétique de la France et d’approvisionnement en matières premières minérales.
Les missions de la DGEMP comprennent en particulier la tutelle des entreprises et établissements publics (notamment la fixation du prix pour les clients non-éligibles), les contrôles et missions régaliennes, et l’expertise économique. La DGEMP publie des bilans statistiques de production et de consommation pour les différentes énergies et l’électricité.
Dans un marché de l’électricité ouvert à la concurrence, les distributeurs sont chargés de la distribution d’électricité pour les clients alimentés en moyenne et basse tension. L’électricité distribuée est commercialisée par d’autres acteurs (les fournisseurs). Les distributeurs ont en charge la gestion des réseaux de distribution. Par construction, ils sont donc en position de monopole local. En France, les distributeurs sont appelés GRD (Gestionnaire de Réseau de Distribution). Les coûts de distribution (ou "coûts d’utilisation du réseau"), très importants, sont facturés par le distributeur aux fournisseurs utilisant son réseau. Les fournisseurs reportent ensuite ses coûts dans leurs prix de vente.
Les coûts de distribution sont liés à l’entretien des réseaux et aux investissements, mais aussi aux pertes. Ils sont variables d’une région à l’autre. En France, les prix d’utilisation des réseaux demandés aux fournisseurs sont les mêmes quelle que soit la zone géographique.
Degré-jour (en général de chauffage) dont le mode de calcul est normalisé.
Par domotique on entend un ensemble de technologies destinées à améliorer le confort des utilisateurs de l’électricité et à gérer au mieux leur consommation électrique en fonction de leur besoin. Les équipements domotiques consistent par exemple en des dispositifs de mise en marche automatique ou de réglage de certains équipements électriques en fonction d’un besoin anticipé. La domotique utilise des technologies assez récentes : automatique, informatique, télécommunications. Contrairement à ce que laisse suposer son nom (domus= la maison en latin), la domotique ne concerne pas que les installations domestiques. Elle est au contraire très intéressante dans les installations professionnelles, dans les bâtiments publics, etc.
La domotique appliquée à l’échelle d’un immeuble ou d’un établissement (hôtel, restaurant, mairie, salle de spectacle, etc.) est parfois désignée sous le terme d’immotique.
Tarif pour les clients résidentiels et professionnels basé sur l’existence de deux types de périodes à l’intérieur de la journée : les périodes dites heures pleines (HP) et les périodes heures creuses (HC), pendant lesquelles prix du kilowatt-heure est plus faible. Il y a éventuellement plusieurs plages HC dans une journée (la nuit, période méridienne) pour un total de huit heures par jour. Les plages d’heures creuses ne sont pas les mêmes d’un centre de distribution à l’autre. Ce tarif demande un compteur spécifique, capable de comptabiliser séparément les consommations HP et HC. Ce tarif est intéressant lorsque certains appareils (par exemple un chauffe-eau) peuvent être asservis de manière à fonctionner seulement pendant les heures creuses.
Les appareils le plus souvent asservis par les clients en double tarif bleu (particuliers ou professionnels) sont les chauffe-eau et les appareils de chauffage électrique par accumulation. Dans les deux cas, l’énergie consommée en heures creuses est "emmagasinée" sous forme de chaleur (eau chaude pour le chauffe-eau, chaleur répartie dans des matériaux réfractaires inertes pour le chauffage) et consommée ou utilisée plus tard pendant les heures pleines. Pour faire fonctionner en priorité un appareil pendant les heures creuses, deux solutions sont possibles.
Système de ventilation mécanique dans lequel la chaleur de l’air extrait du bâtiment est récupérée pour pré-chauffer l’air entrant.
Les systèmes de ventilation double-flux offrent de nombreux avantages sur les systèmes classiques : économie d’énergie, confort acoustique, qualité de l’air, etc. En contrepartie, ils sont plus onéreux. Les ventilations double-flux permettent un contrôle efficace de l’humidité, ce qui est très appréciable pour le confort aussi bien que pour les consommations de climatisation éventuelles.
On appelle eaux grises les eaux usées qui proviennent d’utilisations autres que les toilettes. Les eaux grises sont souvent chaudes (salles de bains, cuisines) et leur chaleur peut être récupérée à l’aide d’un échangeur. La chaleur récupérée est utilisée en général pour préchauffer l’eau froide qui arrive au chauffe-eau.
La quantité d’énergie qui peut être récupérée à partir des eaux grises à l’aide de dispositifs simples est souvent de 40%. Les économies sont très intéressantes pour les particuliers, certains professionnels (hôtels, restaurants, pressing et laveries automatiques, etc.) ainsi que pour de nombreux bâtiments d’usages collectif (gymnases, hôpitaux, piscines, etc.).
Un échangeur de chaleur est un dispositif permettant de communiquer la chaleur d’un fluide à un autre. Parfois, un des fluides est un caloporteur qui circule dans un circuit fermé. L’autre fluide doit alors être chauff&eac |
