Les outils numériques sont en train de révolutionner le secteur de l’énergie, tant pour la production que pour la consommation. Suite de l’étude du rapport de l’AEI sur le sujet, en se concentrant sur les économies d’énergie que peuvent offrir la digitalisation aux secteurs de l’industrie et des bâtiments.

Nous avons présenté, dans la première partie de notre étude, le rapport Digitalization and Energy 2017 que vient de publier l’Agence Internationale de l’Energie (AIE) ; nous y avons plus particulièrement étudié l’impact qu’aura la numérisation sur la consommation d’énergie dans les transports, responsables, rappelons-le, de 28% de la demande énergétique mondiale finale et de 23% des émissions mondiales de CO2.

Nous allons désormais étudier les deux autres secteurs principaux de consommation d’énergie dans le monde, l’industrie et les bâtiments.

Les bâtiments : une demande d’énergie en très forte hausse, notamment pour l’électricité

Les bâtiments représentent 32% de la demande énergétique mondiale finale, et surtout 55% de la demande mondiale d’électricité. La croissance de la demande dans ce secteur est particulièrement forte depuis 25 ans, avec le développement et la modernisation de l’urbanisation dans le monde – elle représente près de 60% de la croissance totale de la consommation mondiale d’électricité.

Cette croissance est notamment portée par les pays émergents : en Inde et en Chine notamment, le demande en électricité pour les bâtiments a bondi de 8% par an au cours des dix dernières années.

Cette évolution ne devrait pas s’infléchir : la demande en électricité pour les bâtiments devrait presque doubler entre 2014 et 2040, passant de 11 000 TWh environ à près de 20 000 TWh. Ce qui signifie une nécessaire augmentation de la production et de la capacité du réseau électrique pour répondre à cette demande.

Optimiser la consommation grâce aux smart grids et aux objets connectés

Pour autant, les outils digitaux, notamment les thermostats connectés, l’éclairage intelligent et les solutions smart grids, pourrait réduire de 10% la consommation totale d’énergie dans les bâtiments résidentiels et commerciaux entre 2017 et 2040.

numerisation-energie-industrie-batiments

Pour ce faire, trois types d’amélioration peuvent être offert par les objets connectés et les smart grids :

  • S’assurer que l’énergie est consommée quand et où elle est nécessaire, en rendant les services énergétiques plus réactifs (capteurs de présence pour déclencher ou couper l’éclairage et le chauffage) ou de manière prédictive en s’adaptant aux comportements des utilisateurs
  • Piloter en partie la demande, afin de réduire les charges de pointe en pratiquant l’effacement (par exemple décaler l’utilisation d’une machine à laver), diminuer la consommation à un moment donné (par exemple baisser la température d’un demi degré ou d’un degré en cas de forte demande sur le réseau) ; utiliser le stockage d’énergie quand l’électricité est produite en surplus pour la réutiliser quand la demande est forte
  • Prévoir, mesurer et surveiller en temps réel la performance énergétique des bâtiments, pour permettre aux consommateurs, gestionnaires de bâtiments et opérateurs de réseaux d’identifier où et quand la maintenance est nécessaire, et de déterminer si les investissements déjà effectués sont rentables ou pas en terme d’économie d’énergie

numerisation-energie-industrie-batiments

Ces outils numériques offriraient ces avantages à un coût énergétique limités : ces solutions de contrôle actif et de pilotage ne devraient consommer que 275 TWh par an, au niveau mondial, à l’horizon 2040 – en offrant des économies de 4 650 TWh.

L’industrie : des économies importantes mais difficiles à chiffrer

Le secteur industriel est quant à lui responsable de 38% de la consommation d’énergie finale mondiale et de 24% des émissions totales de CO2. Le développement de l’industrialisation dans les pays émergents annoncent une consommation qui devrait, elle aussi, bondir.

Pour autant, dans ce secteur, à l’inverse des bâtiments et du transport, l’AIE ne propose pas de chiffres prévisionnels, ni en terme d’augmentation de la consommation, ni en terme d’économie d’énergie offerts par les outils numériques – en grande partie parce que chaque secteur industriel a ses propres spécificités en terme énergétique, rendant les prévisions beaucoup plus complexes à faire par le nombre de paramètres à prendre en compte.

Pour autant, la numérisation, bien pensée, peut à coup sûr offrir de substantielles économies d’énergie au secteur industriel. Cela passe par deux grands types d’outils numériques.

Améliorer les processus de production et la maintenance

Le premier type d’outils regroupe l’ensemble des technologies numériques permettant d’améliorer la sécurité et d’augmenter la production, en rendant le plus rationnel possible le processus industriel – par des études de cas avancées et mises à jour régulièrement. Ces techniques sont déjà largement utilisées, mais leur amélioration peut offrir de vrais économies d’énergie.

Rentable également, l’utilisation couplée de capteurs intelligent et d’analyse de données afin de basculer vers la maintenance prédictive, en évitant les pannes par une prévision des défaillances.

Le second type d’outil concerne la façon dont les objets sont fabriqués. Les robots industriel ou l’impression 3D notamment peuvent permettre d’augmenter la précision, d’éviter les rebuts et de réduire la consommation énergétique. Le nombre de robots industriels va continuer d’augmenter fortement, il devrait passer de 1,6 millions fin 2015 à plus de 2,5 millions fin 2019 – entraînant des gains de productivité.

numerisation-energie-industrie-batiments

Le potentiel de l’impression 3D

De même, l’impression 3D, utilisée dans de bonnes conditions, peut offrir d’importances économies de ressources et d’énergie. Cette technologie présente en effet de nombreux avantages par rapport à la fabrication conventionnelle, comme la réduction des délais, des déchets, des coûts d’inventaire, de la surface utile et la possibilité de livrer des pièces complexes.

Une étude de cas illustre bien ces avantages : il s’agit d’une analyse des impacts sur l’énergie et les ressources de la fabrication de composants métalliques légers utilisés par la flotte aérienne américaine, selon différents scénarios d’adoption jusqu’en 2050.

Les imprimés 3D permettraient une réduction de masse de 9 à 17% des composants métalliques. En cas d’adoption complète en 2050, cette technologie offrirait des économies de 20 000 tonnes de métal par an (et donc des économies d’énergie pour les produire) et une réduction de 6,4% de l’utilisation de carburants par la flotte aérienne américaine (les avions étant plus légers, ils consommeront moins).

numerisation-energie-industrie-batiments

Les gains de la numérisation sur la consommation d’énergie sont donc conséquents, même s’ils ne peuvent se substituer à des pratiques moins énergivores, à une isolation plus efficace des bâtiments, à une généralisation de l’éclairage basse consommation ou au remplacement des véhicules thermiques par des véhicules propres.

Du coté de la production et la distribution d’énergie, et particulièrement pour l’électricité, le numérique et notamment les smart grids ont également de belles économies offrir, au niveau économique, énergétique et environnemental. Rendez-vous la semaine prochaine pour le découvrir dans la suite de notre étude.

LAISSER UN COMMENTAIRE

Please enter your comment!
Please enter your name here