LeChiffre, c'est un point de rencontre informatif, motivé par la curiosité des esprits TOROW et porté par les compétences de l'entreprise et de ses talents. LeChiffre est une analyse découlant d'une actualité ou d'une idée reçue et fondée sur les sciences.
Le principe : 1 chiffre par TalentTOROW
Avril 2024
par Oscar SAINT-DIZIER,
Analyste TOROW
15 kWh. C’est l’énergie produite par le système développé par le groupe Coldplay à chaque date de leur dernière tournée, comprenant des dalles cinétiques, des vélos générateurs et des panneaux solaires. Cette énergie est stockée dans des batteries et réutilisée au concert suivant.
Figure 1 : Schéma du branchement électrique de la tournée
DIMENSIONNEMENT DU SYSTÈME
Deux rings de 44 dalles cinétiques – occupant une surface de 50 m2 au total – et quinze vélos dynamos étalés sur 30 m2 produisent de l’énergie grâce aux efforts du public. Les panneaux solaires et les batteries occupent des surfaces dites “mortes”, inutilisables par le public.
Pour mettre en contexte, la surface de ces éléments correspond à 0,5% de la surface totale du terrain de jeux du Stade de France (15 000 m2).
Le concert de Coldplay demande environ 1,2 MW d’énergie, soit 3,6 MWh par soir pour un concert de 3h – la quantité d’énergie produite représente 0,4% du besoin total.
Pour subvenir à 50% du besoin du stade lors du concert – soit 1,8 MWh – il faudrait donc recouvrir 60% de la pelouse du stade.
DES EFFORTS LIMITÉS
La proportion d’énergie solaire dans ce résultat n’est pas connue et la multiplication d’échelle pourrait être limitée par la surface utilisable.
On peut estimer que 200 personnes se sont relayées tout au long du concert. La production de 1,8 MWh nécessiterait donc la participation de 24 000 personnes, soit une estimation de la totalité des gens dans la fosse.
De plus, le coût de ces dalles cinétiques est encore élevé – une estimation à 100 € par dalle est faite. Or, pour que le système recouvre 60% de la pelouse, il est nécessaire d’utiliser 10 000 dalles, soit un investissement théorique d’un million d’euros, sans compter les panneaux solaires et les 1 800 vélos générateurs.
Le besoin en énergie pour un concert ne peut donc pas être comblé uniquement par le système développé par Coldplay : il est possible de produire une quantité d’énergie non négligeable en multipliant les surfaces couvertes par des systèmes producteurs d’énergie, bien que cela reste cher et nécessite une participation volontaire trop importante de la part des spectateurs.
La mise en place de telles solutions à grande échelle peut être critiquée lorsque la part des émissions pour la production d’énergie pour un festival ne pèse pas lourd dans son bilan des émissions. A Greener Future estime que la production d’énergie vaut pour moins de 2% de l'empreinte carbone d’un festival, contre les 40% que représentent le transport et 35% pour la nourriture.
PERSPECTIVES ET SOLUTIONS
Le système développé par l’équipe de Coldplay et la compagnie ZAP Concepts est une première pour une tournée de cette envergure. On peut donc s’attendre à des baisses de prix et à une amélioration de l’efficacité dans le futur. Pour être rentabilisé, ce système peut être transmis par artiste ou lieu culturel, voire être la propriété des lieux qui accueillent ces évènements.
Pour permettre aux festivals de se passer des groupes électrogènes tournant au gasoil, Enedis développe le branchement au réseau électrique général, comme pour le festival Musilac en Savoie. Des biocarburants réduisent également l’impact des générateurs. Un fret par bateau et l’utilisation de carburants durables d’aviation ont, quant à eux, un fort impact de réduction sur les émissions sur le déplacement.
Par son système électrique innovant et un changement drastique de ses habitudes de déplacements, Coldplay annonce une baisse de 47% des émissions par rapport à sa précédente tournée.
Il est ainsi nécessaire de se questionner sur les pistes technologiques envisageables, tout comme les changements de comportements nécessaires, afin de préserver et pérenniser nos évènements culturels face aux impératifs du changement climatique.
SOURCES
https://www.artcena.fr/sites/default/files/medias/AGF%2BFestival%2BCarbon%2BFootprint%2BReport%2Bv2.0.pdf https://energy-floors.com/products/the-dancer/kinetic-dancefloor/ ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––
Avril 2024
par Etienne JEANJEAN,
Consultant TOROW
emails envoyés et reçus chaque jour en France, hors spam.
Dans une société où les échanges numériques sont en hausse constante, l’envoi d’un simple mail peut sembler anecdotique. Vraiment ? Parlons emails, parlons carbone.
L’emailing est le deuxième support de communication le plus utilisé par les entreprises après LinkedIn.
Le taux d’ouverture des mails est seulement de 18%.
On estime que le spam représente au moins 55% des mails – difficile à estimer car la plupart sont automatiquement filtrés par nos messageries.
LeCalcul
Nombre de mails (hors spams) envoyés et reçus en France chaque jour : 1 400 000 000
Sur une journée de 8h de travail, cela représente :
1 400 000 000/8 = 175 000 000 mails / heure
175 000 000/60 = 2 916 667 mails / minute
2 916 667/60 = 48 611 mails / seconde
IMPACT CARBONE HORS SPAM
Mail sans pièce jointe : 4,71 gCO2
Mail avec une pièce jointe de 1Mo : 4,88 gCO2
Nous considérons qu’en moyenne la taille des mails envoyés est de 1Mo.
Soit un impact carbone de nos mails :
Impact journalier = Nb de mail journalier*empreinte carbone d’un mail/1 000 000
= 6 832 tCO2/j
Impact annuel = Impact journalier*365
= 2 493 680 tCO2/an
Cela représente 52% de l’empreinte carbone des vols intérieurs français sur une année (4,8 millions tCO2 en 2019), soit 816 400 vols intérieurs.
BILAN ENERGETIQUE
Selon l'ADEME, un mail nécessite 25 Wh pour être envoyé et stocké pendant un an.
soit : Energie consommée par les mails chaque année = Email * Nbmail journalier * 365 = 12,8 TWh
Cela représente 3% de la consommation finale d’électricité en France — c’est plus de la moitié de la production du solaire photovoltaïque (21,5 TWh en 2023).
Les mails ont donc à la fois un fort impact sur nos vies professionnelles et sur notre consommation d’énergie. Finalement, être abonné à des chaînes de diffusions ou envoyer un second mail pour l’oubli de sa pièce jointe n’est peut-être pas si anodin.
SOURCES
https://www.edf.fr/groupe-edf/espaces-dedies/jeunes-enseignants/pour-les-jeunes/lenergie-de-a-a-z/lelectricite-au-quotidien/la-consommation-delectricite-en-chiffres#:~:text=LA%20CONSOMMATION%20D%27%C3%89LECTRICIT%C3%89%20EN,%25)%20par%20rapport%20%C3%A0%202018.
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Mars 2024
par Kevin CANALES PORTAL, Consultant TOROW
kilogrammes de déchets alimentaires produits par année par Français
Selon le rapport de l'ADEME, la France produit 10 millions de tonnes de déchets alimentaires soit près de 150 kg par Français chaque année.[1]
L’ADEME évoque même un montant théorique de 16 milliards d’euros gaspillés.[2] Pour rappel, le budget 2024 alloué à l’agriculture est de 7 milliards d’euros.[3]
COMMENT OPTIMISER CES DECHETS ?
Grâce au procédé de la méthanisation, il devient possible de capturer les émissions de méthane provenant de nos déchets pour les convertir en énergie, laquelle peut ensuite être réutilisée comme carburant. Ce biogaz peut être produit à partir de nos déchets alimentaires, mais aussi à partir de résidus de l’agriculture et de l’industrie agro-alimentaire ainsi que les boues produites par les stations d'épuration. Les opportunités sont ainsi multiples.
La production du biométhane, sur tout son cycle de vie, est une alternative au gaz naturel moins émettrice de GES à hauteur de 80%.[4]
Le biogaz résultant de la méthanisation de nos déchets se compose d'environ 60% de méthane (CH4) et 40% de dioxyde de carbone (CO2), ainsi que de petites quantités d'autres gaz.[5]
Le pouvoir calorifique du biogaz composé à 60% de méthane est de 6kWh/Nm3.[6]
LeCalcul
Volume de 1kg de biogaz à conditions normales (0°C)
1kg de biogaz = 0.6kg de méthane + 0.4kg de CO2
Volume d’un gaz parfait dans les conditions normales = 0.0224 m3/mol
Masse molaire du méthane : CH4 = 0.016 kg/mol
Masse molaire du dioxyde de carbone : CO2 = 0.044 kg/mol
Mol de CH4 dans 1kg de biogaz = 0.6kg / 0.016kg/mol = 37.5mol
Mol de CO2 dans 1kg de biogaz = 0.4kg / 0.044kg/mol = 9.1mol
Ainsi :
Volume de CH4 en conditions normales dans 1 kg de biogaz = 37.5mol * 0.0224m3/mol = 0.84Nm3
Volume de CO2 en conditions normales dans 1 kg de biogaz = 9.1mol * 0.0224m3/mol = 0.2Nm3
Volume dans les conditions normales de 1kg de biogaz = Volume dans les conditions normales de CO2 + Volume dans les conditions normales de CH4
Donc,
Volume dans les conditions normales de 1kg de biogaz = 0.84Nm3 + 0.2Nm3 = 1.044Nm3
Enfin :
Energie produite par 1kg de biogaz = Vol * Pouvoir calorifique
= 1.044Nm3 * 6kWh/Nm3
= 6.26kWh
COMBIEN D’ENERGIE POURRAIT ALORS PRODUIRE LA FRANCE AVEC SES DECHETS ALIMENTAIRES ?
Il est estimé que 100kg de nos déchets alimentaires équivalent à 10 kg de biogaz.[7] Avec 147kg de déchets alimentaires produits par Français, il serait possible d’en extraire une quantité théorique de 14.7kg de biogaz.
L’énergie qui pourrait en être produite serait donc de :
14.7Kg * 6.26kWh/Kg
= 92 kWh par an par Français
QUELQUES ORDRES DE GRANDEUR
Un appartement de 60m2 sollicite en moyenne sur une année environ 8500 kWh de gaz pour son chauffage.[8] En outre, la consommation annuelle moyenne de gaz pour la cuisson dans un appartement de 60m2 s'élève à 500 kWh, ce qui équivaut à une moyenne mensuelle de 42 kWh. Deux mois de consommation de gaz pour la cuisson peuvent ainsi être produits par la méthanisation des déchets alimentaires.
Les foyers en France sont constitués par 2,17 personnes en moyenne et la consommation d’électricité par foyer est de 4800 kWh par an.[9] Les déchets d’un foyer pourraient produire 202 kWh par an, soit 4.3% de sa consommation annuelle.
Notre analyse ne prend en compte que les déchets alimentaires, afin de pouvoir donner des ordres de grandeur à l’échelle d’un citoyen.
SOURCES
[1] https://www.ecologie.gouv.fr/gaspillage-alimentaire#:~:text=Pour%20la%20phase%20de%20consommation,en%20restauration%20collective%20ou%20commerciale
[2] Équivaut au prix de vente des produits perdus et gaspillés, sans prendre en compte les potentiels gains liés au recyclage, ni le coût de ce dernier.
[6] https://expertises.ademe.fr/economie-circulaire/dechets/passer-a-laction/valorisation-energetique/valorisations-energetiques-biogaz-gaz-synthese
[7] https://www.suez.fr/fr-fr/notre-offre/collectivites-locales/quel-est-votre-besoin/gestion-et-valorisation-des-dechets/transformons-vos-dechets-alimentaires-en-nouvelles-ressources-pour-la-terre
[8] https://www.totalenergies.fr/particuliers/parlons-energie/dossiers-energie/logement/quelle-consommation-moyenne-de-gaz-pour-un-appartement-de-60-m2
[9] https://particuliers.engie.fr/electricite/conseils-electricite/conseils-tarifs-electricite/consommation-moyenne-electricite-personne.html#:~:text=Sommaire&text=En%20France%2C%20la%20consommation%20moyenne,par%20r%C3%A9sidence%20principale
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#34Février 2024
par Gabriel HENRY,
Analyste TOROW
4%, c’est la part de la production électrique fournie par l’éolien au moment du pic de consommation cet hiver en France, le mercredi 10 janvier à 19h, qui représente près de 83 GW.
Aude, Guadeloupe, Normandie : les projets éoliens sont multiples et sujets à controverse ; pour si peu de rendement ? Tour d’horizon et quelques chiffres sur la période du 8 au 14 janvier.
63% le soir du pic.
Hydraulique, dont les barrages ont fourni entre 8 et 15 GW, soit autour de 15% du mix énergétique.[3]
20% le soir du pic.
Gaz : la production oscille entre 4 et 8 GW durant la période, amenant à une production moyenne proche de 10% du mix énergétique.[4]
10% le soir du pic.
4% le soir du pic.
Photovoltaïque : source impactée par un facteur de charge désavantageux, particulièrement en période hivernale où les expositions au soleil sont grandement réduites. Ainsi, les 18GW de puissance installée en France en 2023 subissent un facteur de charge proche de 6% en moyenne en janvier, amenant à une production moyenne entre 1 et 2 GW sur cette période, soit près de 2% du mix énergétique.[7]
0% le soir du pic.
Fioul & charbon : moins de 1% du mix le soir du pic.
Importation : 2% du mix le soir du pic.
Un soir de très forte consommation en hiver, le nucléaire délivre près de 2/3 du besoin. Une meilleure technologie de stockage de l’énergie permettrait-elle de réduire cette dépendance au nucléaire tout en valorisant l’éolien et le photovoltaïque ?
Oui. The future is solid : https://www.torow.eu/technology
SOURCES
[3] Ibid.
[4] Ibid.
[5] https://odre.opendatasoft.com/explore/dataset/fc-tc-nationaux-mensuels-eolien-solaire/table/?flg=fr-fr&sort=mois
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Décembre 2023
par Rayan SAID TOIHIRE,
Consultant TOROW
La planète s’assèche et l’eau devient rare. Il y a urgence.
Intéressons-nous au réseau d’eau potable de l’île de la Guadeloupe qui présente un taux de fuite de 60%, à savoir une perte de 48 540 000 m3 d’eau par an.
ou la consommation annuelle en eau potable de 900 000 habitants (soit un peu plus que la population de la ville de Marseille)
ou 13 mois de consommation d’eau potable du Luxembourg
ou 19 416 piscines olympiques.
À titre informatif, le taux de fuite moyen des réseaux d’eau en France est de 20%.
Ces fuites d’eau entraînent non seulement un gaspillage de la ressource en eau, si précieuse, mais également des coûts financiers et énergétiques massifs tout en ayant un impact environnemental colossal.
LeCalcul :
Coût financier des fuites d’eau : 166,5 millions d’euros par an
En Guadeloupe, le coût du service d’eau potable est de 3,43 €/m3 (2021)
Coût des fuites d’eau = coût du service d’eau potable * quantité d’eau perdue
soit 166 492 200 €
En sachant que les travaux de remise en état du réseau d’eau potable sont estimés à 71 millions d’euros – ce qui représente 43 % du coût annuel des fuites d’eau – ne serait-il pas préférable d’investir immédiatement pour améliorer le réseau ?
Problème : l’endettement des gestionnaires de l’eau à hauteur de 150 millions d’euros. Manque de moyens. Endettement croissant.
Consommation énergétique des fuites : 24 270 000 kWh
0,5 kWh pour produire 1 m3 d’eau potable (moyenne nationale)
Consommation énergétique des fuites = consommation par m3 * quantité d’eau perdue
Consommation énergétique des fuites = 0,5 x 48 540 000
soit 24 270 000 kWh
soit la consommation en électricité de 11 000 Français par an.
Coût financier de la consommation énergétique des fuites : 3 millions d’euros
Partons du principe qu’une station de traitement des eaux représente un tarif vert de l’électricité d’EDF SEI (Services énergétiques insulaires). En moyennant les tarifs heures creuses, heures pleines et de pointe au prorata du nombre d’heures de chaque catégorie, il est estimé un tarif moyen de 12,63 centimes d’euros/kWh
Coût consommation énergétique des fuites = consommation énergétique des fuites * tarif de l’électricité
Coût consommation énergétique des fuites = 24 270 000 x 0,1263
soit 3 066 101 €
Impact environnemental des fuites d’eau : 17 062 tonnes eqCO2
Le facteur d’émission CO2 de l’électricité en Guadeloupe est de 0,703 kg eqCO2 (2019). Le facteur d’émission de l’île est plus élevé que pour la France métropolitaine du fait de la composition de son mix électrique – 75 % de l’électricité provenant d’énergies fossiles.
Impact environnemental fuites = Consommation énergétique fuites * facteur d’émission électricité Guadeloupe
Impact environnemental fuites = 24 270 000 x 0,703
soit 17 062 tonnes eqCO2
soit les émissions sur une année de près de 2 000 Français.
À titre de comparaison, cet impact environnemental représente 11 fois la quantité de CO2 rejetée par le secteur des transports en Guadeloupe. Pollution atmosphérique de l'île accentuée.
Les fuites d’eau dans le réseau d’eau potable représentent non seulement un désagrément dans la vie des Guadeloupéens mais ce phénomène participe également au gaspillage d’une ressource qui se fait de plus en plus rare avec le dérèglement climatique. Elle représente un coût financier colossal pour sa production et a un impact environnemental considérable.
Comment résoudre ce désastre ? Des idées ?
SOURCES :
https://la1ere.francetvinfo.fr/guadeloupe/eau-argent-grands-travaux-551911.html
https://resca.fr/article/2022/07/04/nous-avons-un-probleme-deau-en-guadeloupe/
https://jautomatise.com/les-stations-de-pompage-gagnent-en-efficacite-energetique/
https://www.edf.gp/sites/sei_gp/files/2023-08/vert_entreprise_guadeloupe.pdf
https://resca.fr/article/2022/07/04/nous-avons-un-probleme-deau-en-guadeloupe/
https://www.observatoire-eau-guadeloupe.fr/services-publics-eau-assainissement/economie/
https://www.edf.gp/entreprise/decouvrir-nos-tarifs-et-services/tarifs-et-catalogues-de-prestations
file:///C:/Users/hp/Downloads/OREC-chiffres-cles-energie-2020.pdf
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Novembre 2023
par Laura MIALHE,
Consultante TOROW
Dans un contexte d’ouverture d’une centrale à hydrogène en 2024 à Saint-Brieuc, à quoi équivaut sa production, estimée à 1600 kg d'H2 vert par jour ?
16 000 litres d'eau par jour
ou 2 piscines olympiques par an
ou la consommation en eau potable d'un Français pendant 100 jours.
LeCalcul :
Sachant que l'H2 vert est fait à partir de l'électrolyse de l'eau, avec un rendement de 90% et en partant de l'équation de réaction de l'électrolyse: 2 H2O -> O2 + 2 H2
et avec les données suivantes:
masse molaire de l'hydrogène : M_H2 = 2,016 g/mol
masse molaire de l'eau : M_H2O = 18,015 g/mol
masse d'hydrogène produite par jour : m_H2 = 1 600 kg = 1,6 * 10^6 g
Nombre de moles d'hydrogène produites par jour :
n_H2 = m_H2 / M_H2 = 1,6 * 10^6 / 2,016 = 8 * 10^5 mol d'H2 / jour
Il faut 2 moles d'eau pour produire 2 moles de H2 (d'après l'équation de réaction) donc 8*10^5 mol d'eau pour produire 1 600 kg d'H2.
Masse d'eau nécessaire :
m_H2O = n_H2O * M_H2O = 8*10^5 * 18,015 = 14,4*10^6 g d'eau par jour
soit, 14 400 kg d'eau par jour.
Cependant cette masse d’eau est théorique, en réalité le rendement de l’équation de réaction de l’électrolyse de l’eau est de 90%. En appliquant ce rendement on obtient :
m_H2O_réel = m_H2O / rendement = 14 400 / 0,9 = 16 000 kg d’eau par jour
soit la consommation d'eau d'un Français pendant 100 jours (pour une consommation journalière d'environ 150 litres par jour par Français)
Que fait-on avec 1 600 kg d'H2 vert dans un contexte de mobilité ?
Un réservoir d'une voiture thermique peut contenir 5 à 6 kg d'H2 et donc permettre de rouler 500 à 600 km.
Une voiture à essence a elle aussi une autonomie moyenne de 500 km.
Donc 1 600 kg d'H2 permet de remplacer 320 pleins d'essence, soit 160 000 km, 4 fois le tour de la Terre ou bien même 107 allers-retours Paris-Marseille.
Cela équivaut à 0,01% de la quantité d'essence consommée quotidiennement en France en considérant le volume moyen d'un plein de 50 L et 130 millions de litres d'essence achetés par jour.
Combien d'électricité pour produire 1 600 kg d'H2 ?
Sachant qu'il faut 58,7 kWh d'électricité pour 1 kg d'H2, il faut donc 93 920 kWh pour 1 600 kg d'H2.
Cela correspond à :
la consommation électrique moyenne d'un Français pendant 42 ans (consommation moyenne d'un Français par an = 2 223 kWh) (chauffage, eau chaude, cuisson, éclairage, électroménager)
552 000 km en voiture électrique (consommation moyenne de 17 kWh / 100 km)
Récupérer l'eau de pluie ?
Nonobstant des problématiques techniques de filtration, serait-il possible de récupérer l'eau de pluie pour réduire l'impact de production ?
Sachant que:
il pleut en moyenne 55 mm d'eau de pluie par mois en Bretagne
1 mm de pluie = 1 mm / m2 soit 0,001 m3 soit 1 L d'eau
le site de Saint-Brieuc fait 5 000 m2
Il serait théoriquement possible de récupérer jusqu'à 27 500 L d'eau par mois,
soit 917 L / jour.
Epsilon.
SOURCES
https://www.renault.fr/faq-electrique/consommation-vehicule-electrique.html
https://meteofrance.com/climat/releves/france/bretagne/st%20brieuc
https://www.sde22.fr/hydrogene#:~:text=Cette%20centrale%20de%20production%20d,CCI%20des%20Côtes%20d'Armor