Efficacité : oui, mais c'est cher !  Une perte ou un gain ?

Par Thomas Norway – Une série sur l'efficacité énergétique (1-5).
L’efficacité, surtout énergétique, est partout et résoudra tous les problèmes : dérèglement climatique, emploi, croissance, pollution, agriculture, embouteillages, devoirs des enfants et même le problème des tartines qui tombent côté confiture.

L’efficacité est-elle dotée de pouvoirs magiques ? Non, car toute médaille a son revers ! Et celui-ci semble évident vu la réaction assez classique : "Oui mais c’est cher".

 

Car l’efficacité, notamment énergétique, semble régler tous les problèmes sauf un, celui de son coût croissant.

Voyons ça ensemble dans une série d’articles contenant des formules, des maisons, un Jevons, des dinosaures, des pygmées, des combustibles fossiles et une volonté de transition énergétique.

 

Le coût et le prix

Un litre d’essence équivaut à 10 KWh peu importe son prix et donc il ne faut pas confondre le prix (coût monétaire en €) qui est une métrique sociale et le coût énergétique (en KWh) qui est une métrique physique.

Dans cet exemple, j’utilise une hypothèse d’équivalence coût et prix pour en faciliter l’appréhension.

 

Les Jevons isolent leur maison

Le couple Jevons vit dans une maison de 100 m² avec une surface extérieure de 300m² (murs, sol et toit) peu isolée avec un facteur R = 1 (30 cm de briques et 5 cm de laine de roche dans le toit) et une température extérieur moyenne pendant la période de chauffe de 5°C.

L’énergie annuelle pour garder la maison à 20°C selon la formule idoine est donc de :

Le coût du chauffage annuel, avec du mazout à 1€ par litre (ou 0,1€ par KWh), est de 450€ par an.

Le coût des travaux permettant de diviser par 2 la consommation (R = 2) est de 9'000€ et ont une durée de vie de 30 ans et donc un prix annuel de 300€. (9'000 / 30)

Si les Jevons font isoler leur maison, le coût annuel sera donc de 525€ par an
    • La consommation est divisée par 2 = 225€ (450/2)
    • L’amortissement annuel de l’investissement de 300€

Comme 525€ est plus grand que 450€, les Jevons n’isolent pas leur maison car ce n’est pas rentable (efficient) : perte de 75€.

Si le mazout passe à 1,5€ par litre, 
    • Sans isolation : 675€ (4.500 x 0,15€ /KWh)
    • Avec isolation : 637,5€
Les Jevons isolent leur maison car il y a un gain de 37€ à la clé.

 

Le référentiel, c’est important.

Mais attention, il faut bien comprendre la situation. Les Jevons économisent 37€ par rapport au nouveau référentiel mais perdent tout de même 187,5€ par rapport au référentiel précédent (mazout à 1€).

 

Le paradoxe des Jevons

Le paradoxe de Jevons (ou effet rebond) datant de 1865 implique que l'introduction de technologies plus efficaces en matière d'énergie peut augmenter la consommation totale de l'énergie.

En d’autres termes, l’efficacité dans un domaine peut permettre de consacrer les économies réalisées à la consommation d’autre chose.

L’analogie serait de dire que les Jevons ont oublié le coût référentiel antérieur (de 1€) et que leur référence est de 1,5€/litre. Dès lors, en isolant leur maison, ils ont un gain de 37€ qui peut être consommé par ailleurs.

Pourtant notre couple, qui n’a rien oublié du tout, ne partage pas la conclusion de leur aïeul et tout fâchés qu’ils sont, ils vont voir leur élu local pour lui demander du pouvoir d’achat et si pas … ils iront se polariser chez un autre politicien habitant une rue beaucoup plus à droite ou à gauche.

Mais un petit creux les détourne car ils veulent peut-être décroissants (meilleur jeu de mots 2024).

 

Le Bon Sens Paysan

Chemin faisant, ils rencontrent Dominique qui livre des céréales et lui expliquent leur problème.

C’est bien normal dit-elle (Dominique est un prénom épicène), vous n’avez pas vu la formule deux paragraphes plus haut (Dominique aime casser le 4ème mur).

Devant le faciès ébahis de ceux-ci, elle explique : la première couche de 10 cm d’isolant (R=2)  vous permet d’économiser 50% de mazout mais si vous doublez le coût (mette le double d’isolant (20cm)) alors le R vaut 3 et vous économiserez 66% et ainsi de suite.
    • 4'500 divisé par un R de 1 (briques)  = 4'500 KWh
    • 4'500 divisé par un R de 2 (briques + 10cm) = 2.250 ou 50% d’économie
    • 4'500 divisé par un R de 3 (briques + 10cm +10cm) =  1'500 ou 66% d’économie
    • Chaque couche de 10 cm d’isolant en plus augmente le R de 1

Pour ne plus devoir chauffer, il faudrait un coût infini, une épaisseur d’isolant infinie (R = infini) et chaque augmentation d’une même quantité d’isolant (le coût) est moins intéressante (efficiente, rentable).

 

Le Principe thermodynamique de l’efficacité

Un Principe est une loi physique apparente, qu’aucune expérience n’a invalidée jusque-là bien qu’elle n’ait pas été démontrée.

«Toutes choses égales par ailleurs, l’augmentation de l’efficacité d’une même transformation demandera un investissement complémentaire (un coût) toujours plus élevé et tendant vers l’infini à son rendement théorique maximal.» 

 

La formule afférente au principe n’est pas utile ici mais sera développée dans le prochain article de cette série.

 

Retour au cas des Jevons

Le graphique ci-dessous exprime la situation initiale :

    • en noir, le prix de l’isolation (30cm de murs)
    • en orange, l’achat du mazout à 1€ le litre. Plus la maison est isolée, moins on consomme de mazout et moins c’est couteux. 
    • en vert, la somme des coûts : isolation + mazout.

L’optimum du coût est l’intersection des courbes noire et orange

 

Ci-dessous, le changement du coût de référence :

Le prix du mazout passe de 1€ (courbe orange) à 1,5€ (courbe rouge) en déplaçant le point d’intersection vers la droite (isolation plus importante) et le haut (augmentation du coût).

 

Zoom sur  le cadre bleu :

On peut refaire le cheminement des Jevons :
Point 1 : Situation initiale
Point 2 : Le prix du mazout augmente (courbe rouge) et les Jevons devraient payer nettement  plus en gardant la même isolation (le même R)
Point 3 Les Jevons décident d’isoler (R plus élevé) et optimum de la nouvelle situation (intersection de la courbe rouge et noire) ce qui est : 
    • Moins couteux que 2) 
    • mais plus couteux que 1) 
Donc dans ce cas, l’efficacité n’est pas un gain (coût au point 3 > coût au point 1) mais une limitation de la perte (coût 3 < coût 2)

Ce qui se résume à : "Ce n’est pas mieux, c’est juste moins pire".

 

L'efficacité est une perte ou un gain?

La réponse à "l’efficacité, perte ou gain"? est : Les deux mon capitaine !

En effet, l’efficacité peut être un gain ou une perte selon le point de référence et ces deux possibilités seront abordées dans la suite de série.  Quel suspens !

 

Rubrique de Thomas Norway, spécialiste en systémique de l'énergie.  "Je ne suis pour ou contre aucune technologie, je suis pour la compréhension du problème et l’acceptation démocratique des conséquences de nos choix."

 

Pour terminer :
"La poésie d'un peuple est l'élément de son progrès". Victor Hugo, les misérables. 
"En politique, le meilleur moyen de résoudre un problème est de nier l’énoncé". André Frossard