Cet article est largement inspiré de la 2^ème édition de « Transition énergétique, ces vérités qui dérangent » parue en Février 2020 aux éditions DeBoeck Supérieur.

Le gouvernement français a annoncé en janvier 2020 les grandes lignes de la RE2020, réglementation qui s’appliquera aux bâtiments neufs à partir de 2021 (1).

Une polémique est apparue : le coefficient qui sert à calculer l’énergie primaire correspondant au chauffage électrique passerait de 2,58 à 2,3. Ces valeurs ont été confirmées en avril 2020 dans l’annonce de la Programmation Pluriannuelle de l’Energie.

Volonté de diminuer le bilan carbone des logements pour les uns, pression du lobby nucléaire pour les autres, essayons d’y voir plus clair.

L’énergie primaire est celle dont on dispose avant toute transformation ; ce peut être le charbon, le gaz, le pétrole, l’uranium, le vent, le rayonnement solaire, le bois, la chaleur de sources d’eau chaude… Elle correspond à des sources d’énergie disponibles dans la nature.

L’énergie finale est celle utilisée par le consommateur. Ce peut être le litre d’essence raffinée que l’on met dans sa voiture, ou encore le kWh électrique qui actionne le lave-linge ; c’est celle que le consommateur paye.

Comme on utilise de l’énergie pour extraire, raffiner, découper, exploiter, transporter le pétrole, le gaz, le charbon ou le bois, et comme il y a des pertes dans la production et le transport de l’électricité, la quantité d’énergie finale est inférieure à la primaire.

Toutefois, c’est surtout pour l’électricité que la différence entre énergie primaire et énergie finale est importante. L’électricité n’étant pas une source d’énergie (il n’y en a pas dans la nature), elle n’apparaît pas en énergie primaire. L’électricité peut être produite, par exemple, par du charbon, du gaz, du pétrole, du bois, des énergies renouvelables, du nucléaire ; elle apparaît en énergie finale.

Est-il préférable de s’intéresser à l’énergie primaire ou l’énergie finale ?

La querelle fait rage car elle a beaucoup d’importance sur le choix du type de chauffage des logements. Alors que pour tous les usages de l’électricité, et en particulier pour le véhicule électrique en pleine expansion on compte l’énergie finale, pour le chauffage on comptabilise actuellement l’énergie utilisée en énergie primaire.

Par convention, lorsqu’un logement est chauffé au gaz ou au fioul, on néglige les pertes de production et transport (qui existent pourtant) et on considère que l’énergie primaire est égale à l’énergie finale dépensée.

Par contre lorsqu’un logement est chauffé à l’électricité, la convention voulait jusqu’ici qu’on multiplie par 2,58 la quantité d’énergie finale dépensée pour avoir la quantité d’énergie primaire. Ce coefficient permet de tenir compte des pertes du transport de l’électricité (environ 5%) et surtout des importantes pertes dans les centrales électriques.

En effet lorsqu’on produit de l’électricité avec du charbon, du gaz, du pétrole, du bois, de l’uranium, la majeure partie de l’énergie primaire devenue chaleur est dissipée dans l’environnement sans avoir été transformée en électricité.

Il est donc préférable de mettre directement le charbon, le gaz, le fioul ou le bois dans sa chaudière plutôt que de produire de l’électricité qui sert à se chauffer. Le coefficient conventionnel 2,58 est donc parfaitement justifié lorsqu’on utilise ces sources d’énergie pour produire de l’électricité ; c’était le cas en France en 1972 lorsqu’il a été fixé.

Mais le raisonnement n’a plus beaucoup de sens lorsqu’on produit de l’électricité avec de l’uranium, et encore moins avec des barrages hydro-électriques, des éoliennes ou du solaire. Dans le cas du nucléaire, il est indéniable que le rendement des centrales est mauvais et qu’elles rejettent beaucoup de chaleur.

Mais est-ce grave ? Le nucléaire n’est bien sûr pas exempt de défauts, il produit des déchets mais très peu de CO₂ et autres polluants atmosphériques si bien que le chauffage électrique « nucléaire » est de ce point de vue moins polluant que les autres modes de chauffage.

D’ailleurs compter l’énergie primaire du nucléaire n’est pas aisé et relève déjà d’une convention puisque la chaleur dégagée dépend du type de réacteur. Pour bien comprendre, il faut rappeler qu’une centrale nucléaire transforme une petite partie de l’énorme potentiel énergétique des atomes d’uranium en chaleur d’un circuit d’eau, dont une partie (entre 30% et 40%) est ensuite transformée en électricité, la chaleur restante étant rejetée dans l’environnement.

On calcule l’énergie primaire du nucléaire, non pas à partir du potentiel de l’uranium, mais en comptabilisant la chaleur de l’eau des centrales dont les rejets ont un impact minime sur l’environnement.

La logique pourrait être de comptabiliser en énergie primaire non pas la chaleur générée, mais le potentiel énergétique du combustible comme on le fait pour les centrales au gaz ou au charbon. Dans ce cas le rendement des centrales nucléaires serait considéré comme dérisoire.

En fait le rendement du nucléaire a peu d’importance : quand la source d’énergie est abondante et peu polluante, le rendement, rapport entre l’électricité produite et l’énergie entrante dans le dispositif de conversion, devient un critère secondaire.

Un mode de calcul logique

Le coefficient 2,58 est encore plus discutable avec une électricité qui est de plus en plus fournie par des éoliennes et des panneaux photovoltaïques. On ne s’intéresse alors pas à l’énergie mécanique du vent qui entraine les pâles d’une éolienne ni à l’énergie solaire qui arrive sur un panneau : comme pour l’hydroélectricité, par convention on comptabilise alors en énergie primaire l’électricité qui sort de ces procédés et non l’énergie entrante.

Leur rendement, loin d’être parfait, n’est donc pas pris en compte. Ce mode de calcul me parait logique : la source d’énergie étant abondante et non polluante, un meilleur rendement serait bien sur préférable mais ce n’est pas un critère primordial.

Il ne serait donc pas illogique d’appliquer le même raisonnement à l’énergie nucléaire, ne pas tenir compte de son rendement, puisqu’une très faible quantité d’uranium peu impactante sur l’environnement suffit pour dégager une énorme quantité d’électricité.

Le problème est que ce fameux coefficient encourage le chauffage au gaz qui pollue plus que le chauffage électrique. En effet la réglementation thermique 2012 exigeait qu’un logement consomme moins de 50kWh par m² et par an d’énergie primaire. Lorsqu’un logement est chauffé au gaz ou au fioul, le coefficient est 1, mais si le chauffage est électrique on exige que le logement consomme moins de 50/2,58=19,4 kWh/m² par an d’énergie finale.

Le passage du coefficient de 2,58 à 2,3 ne changera pas grand-chose (21,7 au lieu de 19,4 kWh/m² par an).

Ce niveau nécessitant une isolation difficile à obtenir, plus de 70% des logements neufs depuis 2012 sont chauffés au gaz. Le diagnostic de performance énergétique classe « C » un logement chauffé à l’électricité alors que le même logement chauffé au gaz est classé « A » bien qu’il émette davantage de CO2. De même le diagnostic de performance énergétique d’une maison ancienne sera meilleur si on remplace le chauffage électrique par un chauffage au gaz plus émetteur.

Le calcul de la quantité de CO2 émise par un kWh d’électricité est complexe et fait l’objet de polémiques. Alors que d’après RTE (2) le taux moyen d’émission de CO2 par kWh d’électricité produite en France en 2019 était de 35g, certains modes de calculs qui attribuent au chauffage électrique la responsabilité du fonctionnement des centrales à énergie fossile arrivent parfois à 600g de CO2/kWh.

Gaz à effet de serre en jeu

Pourtant, d’après la base carbone de l’Ademe (3), organisme peu réputé pour encourager le nucléaire, le contenu en CO2 du kWh de chauffage au gaz est de 227g contre 147g pour le chauffage électrique traditionnel et 49g pour le chauffage électrique par pompe à chaleur.

Certains calculs de l’Ademe (4) donnent même 101g de CO2/kWh pour le chauffage électrique traditionnel. Il est donc clair que le chauffage électrique quel qu’il soit émet, en France, beaucoup moins de gaz à effet de serre que le chauffage au gaz.

La bataille fait rage entre les électriciens et les gaziers autour du fameux coefficient et sur le calcul du contenu en CO2 du chauffage. Les enjeux financiers sont importants. C’est jusqu’ici le lobby gazier qui l’a emporté, au détriment des émissions polluantes et de probables tensions géopolitiques futures concernant notre approvisionnement en gaz.

Le passage de 2,58 à 2,3 va dans le bon sens, mais pénalisera encore longtemps l’électricité dont le rôle devra pourtant s’accroitre dans le futur si on veut qu’elle se substitue aux énergies fossiles polluantes.

• https://www.cohesion-territoires.gouv.fr/re2020-une-nouvelle-etape-vers-une-future-reglementation-environnementale-des-batiments-neufs-plus
• https://www.rte-france.com/fr/eco2mix/chiffres-cles
• https://www.bilans-ges.ademe.fr/
• https://www.equilibredesenergies.org/12-10-2018-le-contenu-en-co2-du-kwh