LEÇON 1: Définition
Tout d’abord, on aborde le thème de l’énergie grise avec les élèves selon une approche terminologique. On donne la définition de l’énergie grise, mais auparavant, on aura veillé à revoir le terme d’énergie, et à en distinguer les différents emplois. C’est un rappel que l’on effectue par un renvoi au blog de l’école où l’on peut se remémorer les différentes formes d’énergie.
L’énergie grise est la quantité d’énergie nécessaire à la production et à la fabrication des matériaux ou des produits industriels.
Lors d’un deuxième cours, on touche à la notion de ‘catégories’, et on propose aux élèves de réfléchir sur les définitions données plus bas. On divisera la classe par groupe de quatre et on leur demandera de choisir une catégorie sur un plan physique et pratique : concrètement, certains choisiront un domaine qui leur est familier en Grèce, comme par exemple le domaine agricole avec la culture de l’olive ou de l’orange et chercheront à l’exemplifier à travers l’une des catégories proposées. Ainsi obtiendra-t-on un ensemble d’exemples à valeur démonstrative qui permettront à l’élève de bien comprendre les enjeux de l’énergie grise.
LEÇON 2: CATEGORIES
1. Conception
2. Extraction et transport
3. Transformation et Fabrication
4. Commercialisation
5. Usage
6. Recyclage
L’énergie grise est la quantité d’énergie nécessaire à la production et à la fabrication des matériaux ou des produits industriels.
Lors d’un deuxième cours, on touche à la notion de ‘catégories’, et on propose aux élèves de réfléchir sur les définitions données plus bas. On divisera la classe par groupe de quatre et on leur demandera de choisir une catégorie sur un plan physique et pratique : concrètement, certains choisiront un domaine qui leur est familier en Grèce, comme par exemple le domaine agricole avec la culture de l’olive ou de l’orange et chercheront à l’exemplifier à travers l’une des catégories proposées. Ainsi obtiendra-t-on un ensemble d’exemples à valeur démonstrative qui permettront à l’élève de bien comprendre les enjeux de l’énergie grise.
LEÇON 2: CATEGORIES
1. Conception
2. Extraction et transport
3. Transformation et Fabrication
4. Commercialisation
5. Usage
6. Recyclage
Conjointement à cette recherche, on aura la possibilité de réfléchir sur les différentes définitions et de voir leur application dans les domaines abordés par les élèves. Dans la mesure où cette recherche individuelle n’est pas forcément aisée pour les apprenants, on s’attardera sur les notions de conception, d’extraction….à travers un exemple expliqué de la part du professeur.
1. La conception est un processus de création, de dessin ou de projet
2a. L’extraction est une technique de séparation de matières premières (charbon, pétrole, etc.)
2b.Le transport est la notion de véhicule et de voie de communications (la route, le canal e.t.c.) pour transporter de matières premières et de produits de la fabrication
3a. L’industrie de transformation transforme des matières premières, ou des produits intermédiaires, en produits semi-finis qui sont eux-mêmes utilisés par une industrie de produits finis, utilisés par des consommateurs finaux.
3b. La fabrication est un procédé qui s'appuie sur une technique ou un art pour créer de nouveaux objets.
4. La commercialisation est la distribution d'un produit est un service de mise à disposition de ce produit à un intermédiaire ou un consommateur final.
5. L’usage est la fonction ou le service d'un appareil.
6. Le recyclage est un procédé de traitement des déchets qui proviennent des industries et des déchets ménagers qui permet de réintroduire, dans le cycle de production d'un produit, des matériaux qui le composent.
L’enseignant propose aux élèves de réfléchir sur l’utilisation du chauffage à mazout lors d’une activité pédagogique qui ne sera plus d’ordre pratique, mais plutôt magistral. Il s’agit d’une action menée par l’enseignant qui prend un exemple concret pour les élèves puisque leurs logements sont souvent chauffés au mazout (bien que le chauffage au gaz se soit largement développé ces derniers temps en Grèce).
Exemple du chauffage à mazout
Si l'on prend l'exemple du chauffage à mazout, la mesure du niveau du réservoir constitue la seule indication de la consommation d'énergie qui est fournie. Mais à cette consommation directement perceptible s'ajoutent les éléments suivants:
- production du carburant (extraction et transport du pétrole,raffinage,désulfuration,livraison)
- construction de la chaudière à mazout (fabrication, chauffage des usines correspondantes)
- construction des infrastructures (réservoir à mazout et cheminée, énergie électrique pour l'exploitation de la chaudière et des pompes de circulation)
- entretien du système de chauffage (pièces de rechange, ateliers de service technique, ramoneur, contrôle officiel des valeurs d'émission)
- élimination ou recyclage (chaque étape du processus produit des déchets).
La somme de l'énergie consommée pour ces besoins annexes est appelée "énergie grise" et il faut une certaine quantité afin de produire de l'énergie utile. Cependant, le rapport entre l'énergie grise et l'énergie utile est positif pour les énergies renouvelables et négatives pour tous les autres supports énergétiques.
Quelle est l'énergie grise incorporée dans l'installation et l'utilisation d'un système PV ?
Les cellules photovoltaïques mono et polycristallines sont fabriquées à partir de tranches de silicium cristallisé. La purification et la cristallisation de silicium sont les parties du procédé de fabrication qui demandent le plus d'énergie. Ensuite, il faut couper le cristal en tranches et les assembler en module.
Le calcul de l'énergie consommée pendant ce procédé est complexe car l'industrie PV récupère une partie du silicium de l'industrie microélectronique et d'autres facteurs concernant le conditionnement entre en jeu. L'énergie nécessaire pour la fabrication et l'installation d'un système PV raccordé au réseau est estimée à environ 600 kWh/m2.
Dans le cas des modules photovoltaïques amorphes, très peu de matériau semi-conducteur est utilisé et c'est la fabrication du support de la couche mince qui demande la plus grande quantité d'énergie. L'énergie nécessaire pour la fabrication et l'installation d'un système PV raccordé au réseau est estimée à environ 420 kWh/m2.
La croissance constante du marché mondial encourage l'industrie photovoltaïque à améliorer les performances des modules et des procédés de fabrication industrielle. Ainsi, la part d'énergie grise diminue par rapport à la productivité globale.
Description
Le calcul de l'énergie grise prend en compte le plus possible de facteurs relatifs à la fabrication, l'usage et au recyclage du produit. Tous ces facteurs additionnés permettent de fournir une valeur numérique, l'énergie grise qui donnera une approximation de l'énergie consommée par un produit.
L'énergie grise est utilisée lorsque l'on veut faire l'écobilan d'un produit ou d'une activité. L'écobilan lui, permet d'intégrer encore plus de facteurs tels que des facteurs sociaux ou écologiques. Le calcul de l'énergie grise n'est pas quelque chose d'évident et simple car il inclut des facteurs comme le transport qui pour le même type de produits peut varier d'une cargaison à l'autre. Ce que l'on recherche avec le concept d'énergie grise est plus un ordre de grandeur de l'énergie utilisée par un produit plutôt qu'une valeur précise.
La définition de l'énergie grise d'un produit permet de faire des choix plus écologiques. L'observation des énergies grises réelles d'un produit permet aussi de détruire quelque contre vérité écologique. Par exemple, on entend souvent dire "Aujourd'hui les voitures polluent moins". Mais cette affirmation ne prend pas en compte la plupart du temps que la consommation de carburant. Si l'on prend en compte l'énergie grise de tous les gadgets des voitures actuelles (autoradio, vitres électriques, tableau de bord électronique, systèmes de sécurité etc.) on obtient une énergie grise globale pour la voiture bien plus importante que celle des voitures fabriquées il y a 30 ans. C'est le cas également du choix dans les matériaux de construction pour le bâtiment, le bois est souvent considéré comme un puits carbone hors il faut consommer beaucoup d'énergie pour réaliser des planches de bois (voir le logiciel Equer de l'école des Mines de Paris) et l'énergie provient pour beaucoup des centrales au gaz et au charbon, donc utiliser du bois stocke du CO2 mais en dépense plus qu'il ne peut en stocker.
On pourrait considérer que l'énergie provient d'une
centrale nucléaire mais du point de vu écologique on ne peut pas réfuter l'implantation des centrales nucléaires et de l'autre côté ne pas considérer le coût carbone de la fabrication du bois parce que l'on supposerait qu'il provient d'une centrale nucléaire.
Paramètres pris en compte dans le calcul
• l'énergie dépensée lors de la conception du produit ou du service
• l'énergie dépensée lors de l'extraction et le transport des matières premières
• l'énergie dépensée lors de la transformation des matières premières et la fabrication du produit ou lors de la préparation du service
Ci-dessous, un tableau comparatif de l'énergie nécessaire à la fabrication des matériaux (pour 1 kg). Il ne s'agit donc pas de l'énergie grise totale ! Attention également au fait que ces chiffres sont donnés par kilo de produit. Il serait intéressant, et sans doute plus utile, de comparer les valeurs basées sur les volumes !
Fabrication des matériaux pour 1 kg (différent de l'énergie grise). Source : Base ekoinventare sur logiciel Equer http://www.izuba.fr/equer.htm (version démo téléchargeable)
1kWh = 3.6 MJ
1MJ = 0.278 kWh
• l'énergie dépensée lors de la commercialisation du produit ou du service
• l'énergie dépensée lors de l'usage ou la mise en oeuvre du produit ou lors de la fourniture du service
• l'énergie dépensée lors du recyclage du produit
Un tableau récapitulatif de l'énergie grise de différents matériaux est donné sur le site http://negawatt.objectis.net. Voici quelques exemples :
Les chiffres présentés peuvent différer fortement d'une source à l'autre. Il n'y a probablement aucune valeur exacte, tant ces chiffres dépendent de nombreux facteurs. L'influence des différents groupes de pression (entreprises ou associations) doit aussi être gardée à l'esprit lors de l'analyse de ces valeurs.
1. La conception est un processus de création, de dessin ou de projet
2a. L’extraction est une technique de séparation de matières premières (charbon, pétrole, etc.)
2b.Le transport est la notion de véhicule et de voie de communications (la route, le canal e.t.c.) pour transporter de matières premières et de produits de la fabrication
3a. L’industrie de transformation transforme des matières premières, ou des produits intermédiaires, en produits semi-finis qui sont eux-mêmes utilisés par une industrie de produits finis, utilisés par des consommateurs finaux.
3b. La fabrication est un procédé qui s'appuie sur une technique ou un art pour créer de nouveaux objets.
4. La commercialisation est la distribution d'un produit est un service de mise à disposition de ce produit à un intermédiaire ou un consommateur final.
5. L’usage est la fonction ou le service d'un appareil.
6. Le recyclage est un procédé de traitement des déchets qui proviennent des industries et des déchets ménagers qui permet de réintroduire, dans le cycle de production d'un produit, des matériaux qui le composent.
L’enseignant propose aux élèves de réfléchir sur l’utilisation du chauffage à mazout lors d’une activité pédagogique qui ne sera plus d’ordre pratique, mais plutôt magistral. Il s’agit d’une action menée par l’enseignant qui prend un exemple concret pour les élèves puisque leurs logements sont souvent chauffés au mazout (bien que le chauffage au gaz se soit largement développé ces derniers temps en Grèce).
Exemple du chauffage à mazout
Si l'on prend l'exemple du chauffage à mazout, la mesure du niveau du réservoir constitue la seule indication de la consommation d'énergie qui est fournie. Mais à cette consommation directement perceptible s'ajoutent les éléments suivants:
- production du carburant (extraction et transport du pétrole,raffinage,désulfuration,livraison)
- construction de la chaudière à mazout (fabrication, chauffage des usines correspondantes)
- construction des infrastructures (réservoir à mazout et cheminée, énergie électrique pour l'exploitation de la chaudière et des pompes de circulation)
- entretien du système de chauffage (pièces de rechange, ateliers de service technique, ramoneur, contrôle officiel des valeurs d'émission)
- élimination ou recyclage (chaque étape du processus produit des déchets).
La somme de l'énergie consommée pour ces besoins annexes est appelée "énergie grise" et il faut une certaine quantité afin de produire de l'énergie utile. Cependant, le rapport entre l'énergie grise et l'énergie utile est positif pour les énergies renouvelables et négatives pour tous les autres supports énergétiques.
Quelle est l'énergie grise incorporée dans l'installation et l'utilisation d'un système PV ?
Les cellules photovoltaïques mono et polycristallines sont fabriquées à partir de tranches de silicium cristallisé. La purification et la cristallisation de silicium sont les parties du procédé de fabrication qui demandent le plus d'énergie. Ensuite, il faut couper le cristal en tranches et les assembler en module.
Le calcul de l'énergie consommée pendant ce procédé est complexe car l'industrie PV récupère une partie du silicium de l'industrie microélectronique et d'autres facteurs concernant le conditionnement entre en jeu. L'énergie nécessaire pour la fabrication et l'installation d'un système PV raccordé au réseau est estimée à environ 600 kWh/m2.
Dans le cas des modules photovoltaïques amorphes, très peu de matériau semi-conducteur est utilisé et c'est la fabrication du support de la couche mince qui demande la plus grande quantité d'énergie. L'énergie nécessaire pour la fabrication et l'installation d'un système PV raccordé au réseau est estimée à environ 420 kWh/m2.
La croissance constante du marché mondial encourage l'industrie photovoltaïque à améliorer les performances des modules et des procédés de fabrication industrielle. Ainsi, la part d'énergie grise diminue par rapport à la productivité globale.
Description
Le calcul de l'énergie grise prend en compte le plus possible de facteurs relatifs à la fabrication, l'usage et au recyclage du produit. Tous ces facteurs additionnés permettent de fournir une valeur numérique, l'énergie grise qui donnera une approximation de l'énergie consommée par un produit.
L'énergie grise est utilisée lorsque l'on veut faire l'écobilan d'un produit ou d'une activité. L'écobilan lui, permet d'intégrer encore plus de facteurs tels que des facteurs sociaux ou écologiques. Le calcul de l'énergie grise n'est pas quelque chose d'évident et simple car il inclut des facteurs comme le transport qui pour le même type de produits peut varier d'une cargaison à l'autre. Ce que l'on recherche avec le concept d'énergie grise est plus un ordre de grandeur de l'énergie utilisée par un produit plutôt qu'une valeur précise.
La définition de l'énergie grise d'un produit permet de faire des choix plus écologiques. L'observation des énergies grises réelles d'un produit permet aussi de détruire quelque contre vérité écologique. Par exemple, on entend souvent dire "Aujourd'hui les voitures polluent moins". Mais cette affirmation ne prend pas en compte la plupart du temps que la consommation de carburant. Si l'on prend en compte l'énergie grise de tous les gadgets des voitures actuelles (autoradio, vitres électriques, tableau de bord électronique, systèmes de sécurité etc.) on obtient une énergie grise globale pour la voiture bien plus importante que celle des voitures fabriquées il y a 30 ans. C'est le cas également du choix dans les matériaux de construction pour le bâtiment, le bois est souvent considéré comme un puits carbone hors il faut consommer beaucoup d'énergie pour réaliser des planches de bois (voir le logiciel Equer de l'école des Mines de Paris) et l'énergie provient pour beaucoup des centrales au gaz et au charbon, donc utiliser du bois stocke du CO2 mais en dépense plus qu'il ne peut en stocker.
On pourrait considérer que l'énergie provient d'une
centrale nucléaire mais du point de vu écologique on ne peut pas réfuter l'implantation des centrales nucléaires et de l'autre côté ne pas considérer le coût carbone de la fabrication du bois parce que l'on supposerait qu'il provient d'une centrale nucléaire.
Paramètres pris en compte dans le calcul
• l'énergie dépensée lors de la conception du produit ou du service
• l'énergie dépensée lors de l'extraction et le transport des matières premières
• l'énergie dépensée lors de la transformation des matières premières et la fabrication du produit ou lors de la préparation du service
Ci-dessous, un tableau comparatif de l'énergie nécessaire à la fabrication des matériaux (pour 1 kg). Il ne s'agit donc pas de l'énergie grise totale ! Attention également au fait que ces chiffres sont donnés par kilo de produit. Il serait intéressant, et sans doute plus utile, de comparer les valeurs basées sur les volumes !
Fabrication des matériaux pour 1 kg (différent de l'énergie grise). Source : Base ekoinventare sur logiciel Equer http://www.izuba.fr/equer.htm (version démo téléchargeable)
| Matériau | Énergie (MJ) | Eau (L) |
| Brique | 3 | 1.47 |
| Béton cellulaire | 2.48 | 1.68 |
| Parpaing | 0.92 | 0.70 |
| Mortier Ciment | 1.87 | 1.33 |
| Acier construction | 43 | 25 |
| Béton b25 | 1 | 0.68 |
| Bois Agglo plaque | 42 | 8.4 |
| Bois lamellé collé | 53 | 14 |
| Paille | 0.02 | 0.008 |
| Bois poutre | 27.5 | 2.8 |
| Bois Planche | 73 | 13.2 |
| Laine de verre | 26.44 | 29.44 |
| Polystyrène | 105 | 35 |
| Placo | 1.23 | 0.56 |
| Enduit chaux | 2.35 | 1.73 |
1MJ = 0.278 kWh
• l'énergie dépensée lors de la commercialisation du produit ou du service
• l'énergie dépensée lors de l'usage ou la mise en oeuvre du produit ou lors de la fourniture du service
• l'énergie dépensée lors du recyclage du produit
Un tableau récapitulatif de l'énergie grise de différents matériaux est donné sur le site http://negawatt.objectis.net. Voici quelques exemples :
| Matériau | MJ/kg | MJ/m³ |
| Ciment | 7.8 | 15,210 |
| Bloc de béton | 0.94 | - |
| Verre laminé | 16.3 | 41,080 |
| Bois de feuillu, découpé, séché à l'air | 0.5 | 388 |
| Bois de feuillu, découpé, séché au four | 2.0 | 1,550 |
| Bois de conifère, découpé, séché à l'air | 0.3 | 155 |
| Bois de conifère, découpé, séché au four | 1.6 | 880 |
Les chiffres présentés peuvent différer fortement d'une source à l'autre. Il n'y a probablement aucune valeur exacte, tant ces chiffres dépendent de nombreux facteurs. L'influence des différents groupes de pression (entreprises ou associations) doit aussi être gardée à l'esprit lors de l'analyse de ces valeurs.
