Evolution pluri annuelle du chauffage électrique en France

Nouveauté février 2013

Objectif didactique: Permettre à tout un chacun de bien comprendre l'énormité du chauffage électrique en France par rapport à l'arrivée de 2 millions de VE sur les routes Françaises en 2020. Ce graphe ci-dessous représente les maxi journaliers de puissance de distribution d'électricité RTE comparés à la courbe de la seule partie besoin pour alimenter le chauffage électrique durant les 2 derniers saisons hivernales. On constate que la pointe 2012 pour le chauffage à base Electricité (effet joule et pompe à chaleur réunis) à 19H00 a été de 49 GW soit presque la moitié de la production d’électrifié maximale produite par la France. La France se chauffe donc au nucléaire. Sur ce graphe on tente un rapprochement entre les prévisions de besoin d’électricité par rapport aux prévisions de météo France, sachant qu'un seul degré d'écart de prévision de température extérieure représente plus de 2GW d'écart de chauffage électrique, soit presque 2 tranches nucléaires, nul n'étant capable de faire des prévisions météorologiques fiables en température au degré prés 24 heures à l'avance. On comprend mieux le casse tête quotidien de RTE qui doit intégrer dans sa planification de production d’électricité en hiver une variable aux conséquences majeures sur laquelle aucune prévision fiable n’est disponible avec 48 heures d'avance. Avec 24 heures d’avance on est entre 1°C et 2°C près soit de 4 à 5 GW d'écart et à 8 heures d'avance on est au degrés prés. suivez dorénavant au jour le jour le risque de Black Out On comprend mieux la chance de la France qui est le seul pays européen a être parti sur le chauffage électrique massif en construction neuve et cela permet donc d'utiliser les capacités de nos voisins pour réguler les variations météorologiques extrêmes...

Les tableaux ci-dessous sur 6 mois de saison d'hiver sont cliquables afin de zoomer sur les détails de la production électrique de chaque mois exprimés en puissance ( Giga Watt) et en débit de CO² (gramme par kilowatt/heure).
 

Relevés pour le semestre hivernal 2011-2012

basé sur les données historiques RTE définitives des puissances maxima quotidiennes observées durant cette période
et sur les moyennes des températures min et max observées pour 6 villes représentatives (Paris, Lyon, Toulouse, Strasbourg, Marseille, Bordeaux)

tracé en cours : données de températures relevées, saisies du 1er Octobre 2011 au 1er Mars 2012 (valeurs jusqu'à fin Mars à venir) .

Relevés pour le semestre hivernal 2012-2013

basé sur les données RTE quotidiennes des puissances maxima observées à la pointe de 19h durant cette période
et sur les moyennes des températures min et max observées pour 6 villes représentatives (Paris, Lyon, Toulouse, Strasbourg, Marseille, Bordeaux)

tracé en cours : données de températures relevées, saisies du 1er Octobre 2012 au 08 Février 2013
les valeurs suivantes (jusqu'à fin Mars) proviennent des prévisions météo rafraichies quotidiennement, en priorité celles du lendemain, puis à 3 jours et à 7 jours. .

Quelques informations sur la méthode employée pour tracer ces graphiques

à la base, il s'agit d'obtenir une prévision des puissances max à la pointe de 19h pour les jours à venir
En observant l'année écoulée, il est possible d'obtenir un modéle de corrélation entre les puissances maxi réalisées et les températures extérieures correspondantes.
un coefficient couramment admis pour le chauffage électrique en France actuellement est estimé à 2 GW par degré au dessus du seuil de régulation des habitations, choisi à 18°C.
En première approche, en tenant compte des puissances constatées dans les semaines qui précèdent ou suivent la période de chauffage d'hiver (d'Octobre à Mars) aux alentours de 50 GW,
on peut établir une relation linéaire entre la puissance liée au chauffage (dépendante de la température) et la température moyenne extérieure.

du type P.max = P.ind + P.chf, avec P.int = constante et P.chf = K.dju x DJU (Puissances en Giga Watt et DJU en degrés Celsius), par exemple P.max = 50 + 2 x DJU

En pratique et pour suivre au plus près les variations de puissance max observées suivant le jour de la semaine,
on va utiliser une constante différente "P.ind" pour chaque jour (du Lundi au Dimanche), ainsi qu'un coefficient de conversion "K.dju".
Un calcul répété pour chaque jour va présenter une puissance calculée à partir de la valeur DJU en regard de la puissance réellement réalisée.
L'ensemble de ces calculs présenté dans un tableur va permettre d'ajuster les coefficients P.max et K.dju pour obtenir le moins de différence possible entre les données réalisées et celles prévues
(les courbes présentées ici sont tracées à partir du tableur "MS Excel", et la résolution des coefficients à l'aide de sa fonction "Solver")

En toute rigueur, il aurait fallu utiliser les températures mesurées à 19h, mais devant la difficulté d'obtenir ces valeurs moyennes quotidiennes,
on table sur le rapport très stable existant entre la puissance de pointe et la puissance moyenne (ou la consommation),
et sur le fait que le redémarrage du chauffage en début de soirée tient compte plus de l'inertie des températures moyennes qui ont précédé que de la température extérieure à 19h.

Quelques améliorations ont été ajoutées, pour tenir compte des jours fériés et des périodes de congés, d'une partie non dépendante de la température mais sensible à la durée de la nuit (éclairage),
de l'écrêtage entrainé par les jours Tempo et EJP, d'une légère décroissance de la consommation industrielle et d'un accroissement de la population et de son confort d'une année sur l'autre.

Quelques unités expliqués pour comprendre les graphiques

• GW = Gigawatt , c'est une puissance. Si on la dépasse cela fait disjoncter. Une tranche nucléaire à une puissance d'environ 1 GW (1 million de kilowatt)
• Consommer pendant une heure une puissance de un Giga Watt, cela fait un Gigawatt.heure (GWh)

Voir le graphe annuel exprimé en énergie

• DJU, c'est une unité qui représente le besoin de chauffage par rapport à une température de référence à l'intérieur d'un bâtiment ( 18 ou 19 °C) versus la température extérieure moyenne constatée ou prévue du jour.

Sur ce graphe c'est un DJU moyen jour France qui est exprimé.
EX: un DJU de 10 signifie une température moyenne extérieure du jour de 8°C : T.int 18°C - 1/2 (T.ext.min 4°C + T.ext.max 12°C) = 10 .

Puissance de production maximale disponible constatée en 2012

Nucléaire	60,6 GW
Charbon	5,3 GW
Gaz	4,4 GW
Fioul et pointes	5,3 GW
Hydraulique	15,9 GW
Éolien	4,6 GW (en hausse sur 12 mois)
Solaire	2,5 GW (pointe au max ensoleillement toujours en forte hausse mais valeurs fournies sous toute réserve)
Autres Producteurs	6,2 GW (estimation électricité issue de: cogénération industrielle, centrale gaz de bio masse, petits producteurs d'électricité hors solaire)

Analyse

La consommation de la traction électrique automobile à terme n'est rien en comparaison du chauffage électrique et a l'avantage d'être très prévisible et constante toute l'année. La charge des véhicules électriques s'apparente plus au niveau besoin et puissance à la production d'eau chaude sanitaire, un besoin nocturne.

Une tranche nucléaire peut assurer sur 8 heures de nuit la charge de 350 000 voitures qui auraient parcourus 150 km. L'objectif de faire rouler 2 millions de véhicules Electrique en 2020 du gouvernent Français ne mobilisera que 6 à 7 tranches nucléaires de nuit, capacité déjà disponible en utilisant tout le parc de production RTE.

Télécharger la plaquette ERDF sur la mobilté Electrique pour en savoir plus sur ce projet (PDF 2Mo).

De plus on imagine bien que les jours de très grands froids la majorité des automobiles ne sortiront pas pour cause de routes bloquées par la glace et la neige...

Enfin, la conversion du chauffage électrique à effet joule par du chauffage par "Pompe à chaleur" peut potentiellement diviser par trois ce besoin en puissance et en consommation,
ce qui permettrait de faire rouler toutes les voitures Française à Electricité sans construire une seule centrale supplémentaire et sans utiliser un gramme d'énergie supplémentaire!
Cela c'est de la vraie écologie. Il serait bon d’interdire le chauffage électrique par effet joule et rendre obligatoire la mise en place de pompe à chaleur dans la construction neuve et de subventionner le passage à la PAC dans le bâtiment existant électrique.

Remerciements:

• La majeure partie des valeurs brutes utilisées proviennent du site public de RTE ecomix que nous remercions pour leur transparence et la mise à disposition de données sous forme de tableau.
• Les chiffres de météo France.

Notre objectif est de faire réfléchir sur les ordres de grandeur pour éclairer les bonnes décisions à prendre pour l'avenir de la France.

Nous avons voulu des tableaux simples pour qu'il soient compréhensibles par le maximum d'européens.

Nous serions très intéressés d'obtenir le même type de tableau pour l'Allemagne ou d'autres pays européens afin d'éclairer la réflexion.

tracés complémentaires

nuages de points des puissances maxi quotidiennes réalisées durant les hivers 11-12 et 12-13 ~ comparatif

Ce tracé montre les limites de cette estimation des puissances maximum de chauffage en fonction de la température moyenne
dans son principe:
- le calcul est basé sur une température de référence de 18°C pour la régulation des habitations.
une autre valeur de consigne donnerait un résultat différent pour la part de puissance consacrée au chauffage. mais c'est cette valeur qui est communément choisie par les chauffagistes ,
et d'autre part elle correspond à l'annulation de ce supplément aux dates de début et de fin de la période hivernale (01 Octobre - 31 Mars)

dans son application:
- le faible nombre de points (un par jour, 180 par hiver) ne permet pas une meilleure précision (foisonnement des points autour de la droite moyenne)
- très peu d'observations en dessous de 0°C de moyenne, là où devraient être visibles les mécanismes de réduction volontaire de la consommation (Tempo et EJP, délestages industriels)
 

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