Les enjeux de sobriété et d’efficacité énergétique dans les territoires ultra-marins

Sommaire

L’apport de confort et les gains induits

Se rafraîchir dans les outre-mer

Les territoires ultramarins, dans leur grande majorité, sont soumis à un climat tropical ou équatorial. À l’instar du chauffage en Hexagone, la climatisation est l’un des équipements les plus répandus et représente le premier poste des consommations d’électricité de ces territoires. Les enjeux économiques, environnementaux et sociétaux sont de taille.

Malgré les prescriptions de la RTAA DOM (2010), l’usage des brasseurs d’air reste encore peu développé dans les constructions ultramarines. En Guadeloupe, par exemple, le taux d’équipement en brasseurs d’air dans le secteur résidentiel est inférieur à 20 % alors que le taux d’équipement des chambres en climatiseurs est supérieur à 70 %. À l’origine, seules les chambres étaient climatisées, mais la tendance à l’installation de la climatisation comme solution de rafraîchissement par défaut tend à se généraliser et à se développer pour parvenir jusque dans des séjours toujours plus clos et hermétiques.

À température équivalente, un logement ventilé sera bien plus confortable car les mouvements d’air entraînent une sensation de fraîcheur. Équipement peu onéreux, le brasseur d’air crée des conditions de confort à moindre coût global (investissement/exploitation/environnement/société) en climat tropical sachant qu’il consomme a minima 10 fois moins (et possiblement jusqu’à 40 fois) d’énergie qu’un climatiseur pour un même service rendu en terme de confort.

Par ailleurs, le brasseur d’air permet aussi de s’affranchir en partie des limites du confort en ventilation naturelle, qui nécessite de garder les fenêtres ouvertes et d’être soumis aux nuisances sonores, de pollution atmosphérique. Ces freins sont les principales raisons expliquant la très forte évolution des espaces fermés et climatisés durant les dernières décennies. En saison intermédiaire, le brasseur d’air créera une ventilation mécanique qui peut apporter du confort fenêtres fermées en préservant l’intimité acoustique de l’usager, notamment dans une chambre.

Le brasseur d’air apporte indéniablement du confort, dans les espaces climatisés ou non climatisés.

Nous n’aborderons pas ici les mécanismes thermiques et aérauliques qui sont détaillés dans la partie 6 traitant des échanges thermiques et des aspects physiologiques sur le corps humain.

Autres avantages pour le confort global

Le brasseur d’air est une solution durable sur tous les fronts qui pourrait devenir une alternative totale à la climatisation dans certains espaces (séjours, chambres, salles de classe, etc.) ou seulement partielle dans d’autres (bureaux, ERP, etc.).

Outre les gains de confort thermique, les brasseurs contribuent à améliorer d’autres points liés au confort global de l’usager. Par exemple, le flux d’air créé permet de lutter efficacement contre les moustiques. En outre, à la différence des climatiseurs, ils ne contiennent pas de fluides frigorigènes (composant de la climatisation) dont les fuites contribuent significativement au réchauffement climatique.

1. Protection contre les moustiques.
   • Les moustiques ne volent pas dans le cône de ventilation des brasseurs d’air ! Les occupants sont ainsi protégés.
   • Le retour d’expérience des utilisateurs montre que cet avantage est réel en toute saison et dans tous les espaces traités.
2. Amélioration de la ventilation d’hygiène (taux de CO2 intérieur).
   • En alternative totale ou partielle à la climatisation : le fonctionnement fenêtres ouvertes permet de ne pas avoir à aérer ponctuellement les pièces. Les espaces climatisés fermés doivent en revanche traiter la ventilation d’hygiène avec un renouvellement d’air (apport d’air neuf de 18 m3/h/personne).
   • À défaut, il s’agit d’une non-conformité réglementaire. Elle s’avère généralisée en outre-mer, tant en résidentiel que dans les bâtiments tertiaires. Les conséquences sont importantes pour la santé publique : on mesure dans les pièces climatisées sans ventilation d’hygiène, une augmentation des taux de CO2 pouvant dépasser les seuils de 1 000 ppm.
3. Augmentation de la durée de vie des climatiseurs.
   • Contrairement au chauffage dans les zones tempérées, l’usage de la climatisation est intermittent et lié aux fonctions des bâtiments : la journée dans les bâtiments tertiaires, la nuit dans les constructions résidentielles avec, dans chacun des cas, des durées d’utilisation qui peuvent atteindre jusqu’à 3 000 heures par an.
   • Arrêter la climatisation en saison fraîche et intermédiaire permet de réduire les durées d’utilisation de la climatisation de plusieurs centaines d’heures par an et donc de limiter l’usure de ces équipe- ments tout en augmentant leur durée de vie.
4. Optimisation du dimensionnement des climatiseurs.
   • Les brasseurs d’air peuvent aussi être utilisés en fonctionnement couplé à la climatisation. Ce mode d’utilisation permet d’augmenter les températures de consigne de climatisation de plusieurs degrés.
   • Cette pratique rend inutile tout surdimensionnement des équipements de climatisation, qui, s’il était besoin de le rappeler, pénalise l’efficacité énergétique. On peut dans ce cas considérer que le climatiseur intervient en appoint pour obtenir le confort thermique de l’usager aux conditions limites et déshumidifier en saison chaude et humide, dans des plages de fonctionnement de 26 à 28° C.
5. Réduction des risques sanitaires par limitation des chocs thermiques (ambiances extérieures / intérieures)
   • Ce mode de fonctionnement sobre et efficace permet en outre de créer des ambiances douces où les interfaces entre l’intérieur et l’extérieur sont gérées sans choc thermique.
   • Pour l’essentiel, les conditions du climat tropical permettent de li- miter les écarts de températures entre l’extérieur et l’intérieur à en- viron 5 degrés : soit une ambiance intérieure à 25° C pour 30° C à l’ex- térieur. En remontant la consigne à 27° C lorsqu’il fait 32° C dehors, le brasseur d’air permet de rester dans la limite des 5 degrés d’écart. C’est particulièrement intéressant dans tous les halls d’accueil des espaces tertiaires climatisés.
6. Réduction des problématiques de moisissures et conden- sation des espaces climatisés.
   • En fonctionnement couplé, l’augmentation de la température de consigne de la climatisation assure que cette dernière ne génère plus de problèmes de moisissures ou de condensation dans les pièces !
   • Pour rappel, ces problèmes sont générés par des espaces climatisés en dessous de la température de rosée, soit autour des 20-22° C pour les Antilles par exemple.
7. Pas de fluides frigorigènes nocif pour l’environnement.
   • Les réfrigérateurs et les climatiseurs utilisent des fluides frigorigènes nocifs qui finissent fréquemment dans l’atmosphère, suite à des fuites ou lors du démontage d’anciennes installations.
   • Les brasseurs d’air n’utilisent aucun fluide frigorigène.

Les impacts environnementaux

L’usage d’un brasseur d’air induit de nombreux bénéfices pour l’environnement. Ces impacts positifs sont directs et indirects.

Le premier d’entre eux a été cité précédemment : les brasseurs d’air n’utilisent aucun fluide frigorigène. Ils permettent de limiter la contribution au changement climatique créée par ces gaz dont l’usage est d’ailleurs réglementé.

Les bénéfices indirects sont liés aux économies d’énergie, pour les ménages, les entreprises et les collectivités, engendrées par l’utilisation d’un brasseur d’air pour se rafraîchir et aux incidences écologiques et économiques liées aux modes de production de cette électricité dans les territoires ultramarins.

Un mix énergétique encore trop dominé par les énergies fossiles

En 2021, les ZNI assurent la majorité de leur fourniture électrique avec des énergies fossiles importées (fioul, charbon), complétées par des énergies renouvelables locales ou importées.

En raison de la combustion du fioul lourd dans les centrales électriques, ces mix énergétiques très carbonés coûtent cher à l’environnement et à la communauté. Ils posent également un problème social vis-à-vis de la dépendance économique, et donc politique, de ces territoires à l’importation de ces énergies fossiles polluantes et dont les prix sont très volatils. Ces enjeux financiers sont d’ailleurs développés par la suite.

Les ratios d’émission de CO₂ des mix électriques restent très élevés en outre-mer. Ils sont compris en 2023 entre 600 et 800 g CO₂ par kWh d’électricité consommé, soit de l’ordre de 10 fois la moyenne nationale, l’hexagone bénéficiant de productions majoritairement décarbonnées (nucléaires¹ et EnR).

Néanmoins, l’évolution vers des mix électriques décarbonés à l’horizon 2030 devrait permettre une réduction massive des émissions de CO₂ des productions électriques insulaires dans les territoires ultramarins français. Par exemple, en Guadeloupe, le ratio devrait descendre en 2025 à 450~500 g CO₂/kWh à la faveur de la croissance de l’apport des énergies renouvelables.

Les enjeux financiers dans les ZNI

Des coûts de production élevés

Les caractéristiques climatiques et géographiques des ZNI ainsi que la taille réduite de leurs systèmes électriques créent de fortes contraintes pour le mix énergétique, la gestion du réseau électrique et l’approvisionnement.

Les moyens de production historiques, à base de groupes diesel, entraînent des coûts de production structurellement plus élevés qu’en France hexagonale : selon la Commission de Régulation de l’Energie, ils atteignent 271 €/MWh en moyenne en 2021 d’après le graphique ci-dessous (contre entre 70 et 100 €/MWh en hexagone).

Ces coûts varient fortement d’un territoire à l’autre selon les caractéristiques du parc de production et du réseau.

La péréquation tarifaire au service de la solidarité nationale

Bien que les coûts de production soient plus élevés que dans l’hexagone, les consommateurs des ZNI paient le même prix que les consommateurs de la France continentale. Cette péréquation tarifaire permet l’existence de tarifs dans les territoires insulaires similaires aux tarifs pratiqués en France hexagonale alors même que les coûts de production y sont plus élevés. Les surcoûts entre les coûts de production et les recettes des fournisseurs d’énergie sont compensés au titre des charges de service public de l’énergie (SPE).

Outre ces surcoûts de production dans les zones non interconnectées (ZNI), les charges du service public de l’énergie comprennent également :

• les surcoûts associés aux politiques de soutien aux énergies renouvelables (photovoltaïque, biomasse, éolien), à l’injection de biométhane et à la cogénération ;
• les frais engendrés par les dispositifs sociaux à destination des foyers les plus précaires ;

Ce dispositif bénéficie donc largement aux consommateurs ultramarins.

Il est financé par l’ensemble des consommateurs au niveau national au titre de la CSPE (Contribution au Service Public de l’Electricité).

Ce mécanisme de mutualisation des coûts assure une solidarité nationale primordiale et incontestable au prix de flux financiers très importants : les charges de CSPE sont de l’ordre de 2 milliards d’Euros chaque année, soit l’équivalent de plus de 1 000 €/an par habitant ultra-marin.

Chaque kWh économisé, notamment grâce aux brasseurs d’air, est bienvenu pour limiter ces charges. Il fait partie des politiques ambitieuses de maîtrise de la demande électrique développées dans ces territoires.

Les problématiques d’équilibre offre-demande

La maîtrise de la demande d’électricité

Un programme de Maîtrise de la Demande d’Électricité (MDE) désigne le regroupement d’actions d’économies d’électricité et de puissances appelées mis en place pour le bénéfice simultané du consommateur final et du producteur d’énergie.

Introduites dans les années 1990 dans les territoires ultra-marins, les politiques de MDE visent une diminution de la consommation en agissant sur la demande . Elles répondent ainsi à plusieurs enjeux : diminution du gaspillage énergétique, des émissions de GES, des impacts des unités de production et des réseaux électriques sur l’environnement, de la dépendance énergétique, ou encore de la précarité énergétique.

Elle est intimement liée à la notion de transition énergétique, car elle vise notamment l’optimisation des dépenses énergétiques des consommateurs et la diminution des impacts sur l’environnement de production et d’acheminement de l’énergie.

Sobriété énergétique en outre-mer

La Loi transition énergétique pour une croissance verte ambitionne, pour les outre-mer, d’atteindre l’autonomie énergétique avec 100 % d’énergies renouvelables à l’horizon 2030.

Pour y parvenir, au-delà d’une production d’ENR locale, des économies d’énergie sont indispensables, notamment dans les logements, plus gros poste de consommation électrique dans les territoires ultramarins (environ 50 %) avant le tertiaire (environ 40 %) et, nettement devant l’industrie (environ 10 %).

Croissance non contrôlée de notre consommation d’énergie, épuisement des ressources naturelles, inégalités d’accès à l’énergie, dérèglement climatique, risque nucléaire, dépendance énergétique : force est de constater que nous devons revoir en profondeur notre façon de produire et de consommer l’énergie.

L’énergie la moins impactante est celle que l’on ne consomme pas. L’idée sur laquelle nous fondons ce guide est de réduire à la source la quantité d’énergie nécessaire pour un même service et un même confort. Limiter notre consommation reste une des meilleures solutions pour un futur vivable. La sobriété énergétique n’est pas un retour en arrière, elle est une utilisation plus pérenne, plus ingénieuse, plus éclairée de l’énergie : il s’agit d’apporter la bonne solution énergétique, dans la bonne quantité, au bon endroit et au bon moment.

Lissage de la courbe de charge

Les politiques de maîtrise de la demande d’électricité visent aussi un objectif plus technique, très important pour les gestionnaires des réseaux électriques des ZNI : le lissage quotidien des besoins électriques. Cet écrêtage des puissances aux heures de pointe est primordial pour éviter d’avoir recours à des moyens de production générateurs de pollution et de problématiques de coûts, tels que la turbine à combustion à gaz.

Les brasseurs d’air contribuent au lissage des besoins électriques de manière significative et massive. Ils permettent d’éviter et de réduire les consommations de climatisation à la pointe en journée dans les bâtiments tertiaires et également à la pointe le soir dans les logements.

Ces gains sont considérables. D’une part, parce que l’ensemble des constructions est concerné et, d’autre part, parce que les gains unitaires sont très importants. Il sont en moyenne d’un facteur allant de 10 à 40 sur les puissances électriques absorbées, soit 20 à 80 W pour un brasseur d’air, contre 500 à800 W pour un climatiseur traitant le même espace.

Le brasseur d’air comme solution

Le brasseur d’air comme solution à moindre coût environnemental et financier pour plus de sobriété énergétique

Le rafraîchissement par compresseur, plus connu sous le terme de climatisation, sollicite considérablement les réseaux électriques dans le monde entier. Cette climatisation représentait en 2018 plus de 10 % de la demande mondiale d’électricité et ce chiffre pourrait atteindre, selon certaines études, avec le réchauffement climatique plus de 45 % en 2050.

C’est un cercle sans fin qui se crée : plus la planète se réchauffe, plus on climatise et plus on climatise, plus la planète se réchauffe.

La majeure partie de l’électricité consommée dans les territoires ultramarins étant produite à partir de ressources fossiles, la production d’électricité pour la climatisation engendre une contribution significative au réchauffement climatique global. La climatisation représente ainsi aujourd’hui à l’échelle mondiale plus de 12 % des émissions de gaz à effet de serre totales du secteur du bâtiment et la croissance de cette contribution est proche de 10 % par an.

Le second impact sur le réchauffement climatique induit par les climatiseurs est lié aux fluides frigorigènes qu’ils contiennent. En effet, ces fluides s’ils ont aujourd’hui, pour la plupart des équipements mis sur le marché, un impact nul sur la couche d’ozone (ODP =0) conservent un impact important sur le réchauffement climatique. Ainsi, même avec les gaz les moins impactants (comme le R32, couramment utilisé dans les climatiseurs actuels), la répercussion sur le réchauffement climatique GWP100 correspond à 675 d’équivalent CO₂. C’est-à-dire qu’un climatiseur qui contient un kg de R32 et qui perd annuellement 30 % (c’est assez courant) de sa charge en gaz frigorigène génère un impact sur le réchauffement climatique de plus de 200 kg ( 0,3 x 675 = 203) d’équivalent CO₂ en plus des effets directs liés à la part fossile de sa consommation d’énergie.

La consommation d’énergie pour se rafraîchir en été est un phénomène relativement récent. Avant l’avènement de l’air conditionné pendant la première moitié du vingtième siècle, les bâtiments construits sous les climats chauds étaient conçus pour être ventilés naturellement, protégés des rayons du soleil et les habitants s’adaptaient à la chaleur en changeant leurs habitudes.

Se rafraîchir avec la climatisation implique de réfrigérer tout l’air d’un espace fermé. Plus cet espace est vaste et moins il y a d’occupants, plus il faudra d’énergie pour rafraîchir chacune de ces personnes.

Les brasseurs d’air, à l’instar de la ventilation naturelle, nous procurent une sensation de fraîcheur en stimulant le fonctionnement naturel d’évacuation de chaleur au niveau de la peau grâce à la vitesse de l’air sur cette dernière.

Or, faire circuler de l’air nécessite beaucoup moins d’énergie que de le réfrigérer.

Dans la suite le brasseur d’air plafonnier est dénommé BAP.