Soutenance mémoire
Afin de lutter contre le réchauffement climatique qui est précipité par l’activité humaine, l’Union Européenne a fixé trois objectifs en matière d’énergie et de climat, à ses pays membres, à réaliser d’ici 2020. Tout d’abords, réduire les émissions de gaz à effet de serre de 20%, par rapport aux niveaux de production de 1990. Ensuite, porter à 20% la part des sources d’énergies renouvelables dans la consommation. Enfin, réduire de 20% la quantité d’énergie primaire consommée, par rapport aux niveaux prévus, pour améliorer l’efficacité énergétique .
Dans cette optique, et afin de renforcer son indépendance énergétique, la France a promulgué en août 2015 la loi n° 2015-992 dite « de Transition énergétique pour la Croissance verte ». Cette dernière vise à préparer la période « d’après pétrole », en instaurant un nouveau modèle énergétique français. Etant donné qu’une part très importante de l’énergie utilisée aujourd’hui est polluante, coûteuse, et issue de ressources fossiles qui diminuent. Cette loi est structurée autour de huit grands axes, dont l’un qui définit de « Favoriser les Energies Renouvelables ». Cependant, certains territoires, comme la commune du Mené, avaient d’ores-et-déjà mis en place des démarches respectueuses de l’environnement. C’est au sein de ce contexte, que la notion de TEPOS est apparue, en septembre 2014. Un TEPOS désigne un territoire qui s’est engagé dans un certain nombre de démarches accompagnant la Transition Energétique, pour la Croissance Verte, souhaitée par le Gouvernement français. Le Ministre français de l’Ecologie, du Développement Durable et de l’Energie , avait lancé en un appel à projets « territoires à énergie positive pour la croissance verte ». Clôturé en Février 2015, sur les 528 territoires participants, 40% ont été désignés TEPOS. Le nom de territoire « à énergie positive » vient aussi du label BEPOS qui désigne les bâtiments certifiés « à énergie positive ». Ce type de bâtiment consomme moins d’énergie qu’il n’en produit, et sa consommation moyenne d’énergie est estimée à 50 kWh. L’idée des BEPOS a émergé dans les années 1970, et 1990. Ces constructions sont perçues aujourd’hui, comme une avancée majeure en matière de constructions propres. Elles devraient devenir, d’ici les prochaines années, une norme en matière de construction pour les logements neufs. Bien que cette notion de bâtiment ou de territoire « à énergie positive » puisse sembler idéale, et révolutionnaire, compte-tenu du contexte actuel, cette notion ne semble pas totalement stabilisée. C’est pourquoi nous avons étudié les conditions opérationnelles nécessaires à un territoire, pour qu’il soit qualifié de TEPOS. Ainsi nous avons posé la problématique suivante : Comment obtenir, d’un point de vue spatial, un TEPOS ? L’objectif de cette étude est double. D’une part, on souhaite spatialiser le transfert d’énergie entre producteurs et consommateurs. Et d’autre part, on a l’ambition de sélectionner sur le territoire, les zones éligibles à l’installation d’équipements qui produisent de l’énergie à partir de ressources durables. Ceci à une échelle plus restreinte, comme une agglomération. Ainsi, dans un premier temps, est présentée la méthodologie pour une modélisation systémique de la problématique. Ensuite, le modèle est appliqué à la métropole du Grand Lyon, dont les résultats sont analysés. Enfin, nous concluons sur les limites de notre modèle et proposerons des pistes afin de l’améliorer.
PRESENTATION DE L’ETUDE
Enjeux
La notion de TEPOS est liée à la notion d’autosuffisance énergétique. En effet, on pose l’hypothèse que les territoires sont capables de produire l’énergie dont ils ont besoin afin de tendre vers une autonomie énergétique. Par ailleurs, dans le contexte mondial actuel, les consommations d’énergies augmentent, notamment du fait du développement des technologies liées à l’informatique et à l’électronique. Il devient primordial de limiter, sinon réduire, les consommations d’énergie qui sont susceptibles de nuire de façon irréversible à l’environnement. Les TEPOS et leur développement semblent ainsi répondre à plusieurs enjeux primordiaux sur le plan politique, économique, social et environnemental. En France, les TEPOS font partie de la loi sur la transition énergétique mise en place par le Ministère de l’Environnement, ce qui fait d’eux des outils politiques au service du développement de certains territoires. Néanmoins, ils permettent d’ouvrir la voie en matière de production d’énergie locale et renouvelable. On distingue trois enjeux auxquels les TEPOS sont susceptibles de répondre : l’enjeu de l’énergie (et notamment des énergies renouvelables), celui de l’échelle de réflexion et de développement, et enfin l’enjeu de l’intégration au réseau de distribution.
Energie
De manière universelle on utilise l’énergie pour un certain nombre de tâches quotidiennes : pour se nourrir, pour se déplacer, pour chauffer son logement, etc. Toutefois il faut distinguer les énergies fossiles des énergies dites « renouvelables ». On parle d’énergie fossile pour désigner l’énergie produite à partir de ressources dont les gisements sont limités (ex. le charbon, le pétrole, l’uranium, etc.), et qui nécessitent des procédés d’extraction spécifiques comme les forages. De nombreuses études ont mis en évidence que la production d’énergie à partir de ces ressources avait un impact négatif sur le climat et la qualité de l’environnement. On parle d’énergies renouvelables, EnR, pour désigner l’énergie produite à partir de ressources illimitées (le soleil, le vent, les courants marins, etc.) et dont l’impact sur le climat et la qualité de l’environnement n’est pas le même. Les TEPOS doivent permettre d’aller vers une « transition énergétique » en permettant le développement des énergies propres afin d’atteindre une part plus importante d’énergie produite par les EnR . Les objectifs fixés par la loi sur la Transition énergétique sont : en 2020, 23% de l’énergie consommée devra avoir été produite par des EnR – en 2030, 32% de l’énergie consommée devra avoir été produite par les EnR.
Echelle de développement
En France, l’énergie produite est injectée dans le réseau national. Par conséquent, il existe une forte dépendance entre les territoires pour les questions de l’énergie. Le développement des TEPOS se présente ainsi comme une nouvelle façon de considérer la question de l’approvisionnement des territoires en énergie. Même s’ils restent connectés au réseau pour éviter les problèmes de « black-out » en cas de production locale insuffisante, les territoires produisent tout ou une partie de l’énergie dont ils ont besoin. De ce fait ils deviendraient, en théorie, plus autonomes et moins vulnérables. Par ailleurs, on peut supposer qu’en développant une production plus locale de l’énergie, on pourrait aussi induire un développement économique local relatif. La mise en place des infrastructures produisant de l’énergie renouvelable (éoliennes et panneaux photovoltaïques, par exemple) nécessite plusieurs étapes avant-projet ainsi qu’un chantier lors de la construction et une maintenance des équipements. Toutes ces étapes nécessitent des intervenants différents et elles peuvent donc être vectrices d’emplois temporaires ou permanents.
Intégration des EnR dans le réseau de distribution
Produire de l’énergie en utilisant la force motrice du vent ou bien du rayonnement solaire, nécessite des infrastructures particulières comme les éoliennes ou les panneaux photovoltaïques. Lorsque ces énergies propres ont commencé à émerger, de nombreux types de structures de production ont aussi vu le jour. Par exemple en ce qui concerne l’énergie éolienne, il existe beaucoup d’éoliennes très différentes tant sur la conception et le design, que sur la capacité de production. On peut ainsi distinguer : les éoliennes « offshore » des éoliennes terrestres, les parcs d’éoliennes (puissance d’environ 3MW par turbine) constitués de grands aérogénérateurs (ratio de 2 pour 1 entre la longueur du mât et celle de la pale de l’éolienne) des éoliennes individuelles pour les particuliers. Par ailleurs le réseau français de distribution est structuré de la manière suivante : un réseau de lignes à très haute tension (400, 225 kV) pour le transport sur de grandes distances, un réseau de lignes à haute tension (150, 90, 63 kV) qui assure la répartition vers les réseaux de lignes à moyenne tension (20 kV, 400 V) ainsi que les industries. On parle aussi d’un réseau maillé pour décrire le réseau de distribution d’électricité français, ce maillage assure une sécurité d’alimentation : il est moins vulnérable face aux aléas et l’on utilise les infrastructures de manière optimale. Aussi, le réseau est constitué de telle sorte, que l’on ne sait pas d’où provient réellement l’énergie que l’on consomme. On peut modéliser le réseau de transport comme une boîte noire qui relie ensembles les points de production et les points de consommation, sans toutefois définir les liaisons entre les points. Or la mise en place d’un TEPOS suggère aussi qu’on passe d’un système de production électrique « délocalisé » à un système fortement localisé : l’énergie produite ne sert plus à alimenter le mix national mais il sert d’abord à répondre à la demande locale (le territoire du TEPOS).
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Table des matières
FORMATION PAR LA RECHERCHE ET PROJET DE FIN D’ETUDES EN GENIE DE L’AMENAGEMENT
INTRODUCTION
PRESENTATION DE L’ETUDE
1. Enjeux
2. Objectifs
3. Méthode
CAS D’ETUDE SUR LE GRAND LYON
1. Application & résultats
2. Grands enseignements de l’étude
CONCLUSION
SOURCES
1. Bibliographie
2. Webographie
INDEX DES SIGLES & NOMENCLATURE
1. Nomenclature
2. Sigles
TABLE DES ILLUSTRATIONS
ANNEXES
1. Cartes
2. Codage des systèmes
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