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Le rôle des grands consommateurs dans la planification énergétique territoriale Etude de cas : l'Aéroport International de Genève
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MAITRISE UNIVERSITAIRE EN SCIENCES DE L’ENVIRONNEMENT _________________________________________________________________
Le rôle des grands consommateurs dans la planification énergétique territoriale
Etude de cas : L’aéroport International de
Genève
Mémoire présenté par
Yann Demont Bachelier universitaire en Géographie
Sous la direction du Dr. Jérôme Faessler Affiliation groupe énergie
Mémoire No 122
2013
Maitrise universitaire en sciences de l’environnement (MUSE)
Le rôle des grands consommateurs dans la planification énergétique territoriale
Etude de cas :L’aéroport international de Genève
Mémoire présenté par
Yann DemontBachelier universitaire en géographie
Sous la direction du Dr. Jérôme Faessler
Affiliation : groupe énergie
Mémoire numéro : 122
2013
DROITS D’AUTEUR
Les citations tirées du présent mémoire ne sont permises que dans la mesure où
elles servent de commentaire, référence ou démonstration à son utilisateur. La
citation doit impérativement indiquer la source et le nom de l’auteur. La loi fédérale
sur le droit d’auteur est applicable.
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Remerciements
Je tiens, en premier lieu, à remercier Jérôme Faessler qui m’a suivi pendant
ce travail pour sa disponibilité exemplaire, son soutien sans faille ainsi que sa
motivation qu’il m’a transmise tout au long de ma recherche. En deuxième
lieu, j’aimerais également remercier le groupe énergie de l’Université de
Genève dans son ensemble pour les nombreux moments partagés avec l’un
ou l’autre de ses membres, qui m’ont toujours apporté énormément.
La réalisation de se travail a en outre été possible grâce à la générosité du
« Service Environnement » de l’Aéroport International de Genève (AIG), et
particulièrement Mr. Pierre-Yves Diserens ainsi que Mme. Elena Ruzinova qui
m’ont accueilli chaleureusement et ouvert leurs données sans restrictions.
Enfin, je tiens à remercier le désormais Office Cantonal de l’Energie (OCEN)
et particulièrement Mr. Remy Beck, Mr. Martin Clerc et Mr. Christian
Freudiger qui ont fait preuve d’une grande disponibilité et avec qui le dialogue
a toujours été constructif ainsi que Mme. Aliénor Giroud et Mr. Emmanuel
Chaze du service de l’urbanisme pour l’entretient qu’ils m’ont accordé.
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Résumé
Ce travail questionne la planification énergétique territoriale (PET) sur le
canton de Genève, et s’atèle à comprendre quel rôle peuvent jouer les grands
consommateurs d’énergie dans cette dernière. Pour ce faire, cette étude
analyse le concept énergétique territorial (CET) comme outil principal de la
PET en s’attardant particulièrement sur la manière dont sont traités les grands
consommateurs. En effet, leur rôle de « locomotive » (une grande
consommation peut rendre un grand projet énergétique possible) ou de
producteurs de rejets thermiques en font des acteurs importants qu’il semble
judicieux d’intégrer dans les processus de planification énergétique.
Le système énergétique de l’aéroport international de Genève (AIG) est
ensuite analysé afin d’une part d’estimer la valeur ajoutée d’une telle analyse
dans un CET, et d’autre part de comprendre s’il existe concrètement un lien
entre les grands consommateurs et les processus de planification
énergétique. Cette analyse énergétique apporte également un bon degré de
compréhension globale d’un système complexe, et permet la comparaison de
l’AIG avec d’autres aéroports européens.
Après analyse, il apparaît que le CET est un nouvel outil encore immature et
relativement mal accepté par les différents acteurs, qui tend toutefois à
évoluer positivement et à trouver ses marques. Les grands consommateurs
sont quant à eux très peu intégrés dans les processus de PET, et ne font
l’objet d’aucune considération particulière.
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Summary
This work focus on how the big energy consumers are involved in energy
planning processes in the Geneva region. As this is the main tool of the
energy planning, the territorial energy concept (CET) is analyzed on the big
consumers angle. Indeed, through their double role (leaders in big energy
projects, or producers of waste heat) the big energy consumers seem to be
important partners to involve in energy planning projects.
Then, the study analyzes the energy system of the Geneva International
Airport (AIG) to understand firstly if such an analyze is useful in a CET
procedure, and secondly if a concrete link exists between big energy
consumers and energy planning. Furthermore, this part brings an interesting
level of understanding of this complex system and allows comparing the AIG
to other European airports.
As a result, this paper shows that the CET is a new tool, still immature and not
yet accepted by the energy players. However, the CET is evolving and will
certainly become better years after years. For their parts, the big energy
consumers are not integrated in energy planning process, and it seems that
today, their integration is not a priority.
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Table des Acronymes
AIG Aéroport International de Genève APE Action de performance énergétique CAD Chauffage à distance CCF Couplage chaleur-force CET Concept énergétique territorial CGE Conception générale de l’énergie COC Convention d’objectifs cantonaux COP Coefficient de performance COU Convention d’objectifs universelle ECS Eau chaude sanitaire GC Gros consommateurs GLN Genève-Lac-Nations GP Grand projet LEn Loi sur l’énergie du canton de Genève LAT Loi sur l’aménagement du territoire OCEN Office cantonal de l’énergie (Genève) PAC Pompe a chaleur PCET Plan climat-énergétique territorial PDC Plan directeur cantonal PDCE Plan directeur cantonal de l’énergie PDQ Plan directeur de quartier PET Planification énergétique territoriale PLQ Plan localisé de quartier PSD Projet stratégique de développement SCANE Service cantonal de l’énergie (aujourd’hui OCEN) SIG Services industriels genevois
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Table des matières
1. Introduction ............................................................................................. 10
2. Planification énergétique territoriale et grands consommateurs ...... 13
2.1. PET : définition ............................................................................................. 13 2.1.1 Une question d’échelle ........................................................................... 14 2.1.2 Aménagement et PET ............................................................................ 15 2.1.3 Une approche systémique ..................................................................... 16 2.1.4 Les stratégies « énergie-climat » et l’efficacité énergétique .................. 19
2.2 La PET à Genève .......................................................................................... 22 2.2.1 Ce que dit la loi ...................................................................................... 22
2.2.1.1. La constitution genevoise ........................................................................... 22 2.2.1.2. Loi sur l’énergie et règlement d’application ................................................ 23 2.2.1.3. Le plan directeur cantonal de l’énergie (PDCE) ......................................... 24 2.2.1.4. Le plan directeur cantonal 2030 ................................................................. 25
2.3 Le CET : outil principal de la PET ................................................................. 27 2.4 Les grands consommateurs : définition et obligations .................................. 29
2.4.1 Définition ................................................................................................ 29 2.4.2 Obligation des grands consommateurs .................................................. 31
2.5 Lien entre PET et grands consommateurs .................................................... 33 2.5.1 Les rejets thermiques des grands consommateurs ............................... 33 2.5.2 Le rôle de « locomotive » des grands consommateurs .......................... 34 2.5.3 La plateforme « grands consommateurs » du PDCE ............................. 35
2.6 Création d’une liste de CET incluant des grands consommateurs ............... 36 2.6.1 Méthodologie .......................................................................................... 36 2.6.2 Analyse .................................................................................................. 36
2.7 Synthèse ....................................................................................................... 41
3 Etude de cas : l’aéroport International de Genève (AIG) .................... 44
3.1 L’énergie dans les bâtiments aéroportuaires ................................................ 44 3.1.1 Evolution des bâtiments aéroportuaires et spécificités .......................... 44 3.1.2 Facteurs influençant la consommation énergétique ............................... 46 3.1.3 Profils de consommations ...................................................................... 47 3.1.4 Les mesures d’économies d’énergie et quelques exemples d’analyses énergétiques de sites aéroportuaires. ................................................................ 47 3.1.5 L’aéroport de Zurich Kloten .................................................................... 48 3.1.6 London Stansted .................................................................................... 49 3.1.7 Les aéroports, des lieux idéaux pour les économies d’énergie ............. 50
3.2 L’aéroport International de Genève ............................................................... 52 3.2.1 Contexte ................................................................................................. 52 3.2.2 Zone géographique ................................................................................ 52 3.2.3 Historique ............................................................................................... 54 3.2.4 Données et méthodologie ...................................................................... 55 3.2.5 Consommation prise en compte ............................................................ 56 3.2.6 Evolution du trafic (passagers et vols) ................................................... 57
8
3.2.7 Evolution de la surface ........................................................................... 60 3.2.8 Ressources et filières ............................................................................. 62
3.3 Evolution de la consommation énergétique .................................................. 64 3.3.1 Historique de la consommation générale ............................................... 64 3.3.2 Historique de la consommation thermique ............................................. 65 3.3.3 Historique de la consommation électrique ............................................. 65 3.3.4 Passagers et consommation .................................................................. 66 3.3.5 Surface et consommation ...................................................................... 67
3.4 Bâtiments ...................................................................................................... 68 3.4.1 Présentation des bâtiments et classement ............................................ 68 3.4.2 Choix des bâtiments à traiter ................................................................. 70
3.5 Etude de la consommation en 2010 .............................................................. 73 3.5.1 Consommation des bâtiments choisis .................................................... 73 3.5.2 Comparaison avec Cardona et al. .......................................................... 78 3.5.3 Climatisation ........................................................................................... 79 3.5.4 Comparaison avec Cardona et al. .......................................................... 83 3.5.5 Consommation thermique mensuelle de l’aérogare principale .............. 83
3.6 Signatures énergétiques ............................................................................... 84 3.6.1 Analyse complémentaire sur des données d’un bâtiment de la Genève internationale ..................................................................................................... 85 3.6.2 AIG – Froid ............................................................................................. 88 3.6.3 AIG – Chaud .......................................................................................... 92
3.7 Synthèse ....................................................................................................... 93
4 L’intégration de l’AIG dans la planification énergétique territoriale . 95
4.1 L’importance de l’analyse du système énergétique ...................................... 95 4.1.1 La complexité des structures ................................................................. 95 4.1.2 Les ressources utilisées (type, quantité, manière) ................................. 96 4.1.3 Les contraintes spécifiques de la structure ............................................ 96 4.1.4 Synthèse ................................................................................................ 97
4.2 L’AIG dans la PET ......................................................................................... 98 4.2.1 Méthodologie .......................................................................................... 98 4.2.2 L’AIG dans les CET ................................................................................ 99 4.2.3 L’AIG dans les grands projets ................................................................ 99
4.2.3.1 Grands projets : définition et fonctionnement ............................................ 100 4.2.3.2 Grand-Saconnex ....................................................................................... 100 4.2.3.3 Vernier – Meyrin - Aéroport ....................................................................... 103
4.2.4 Synthèse .............................................................................................. 104 4.3 Pistes pour l’intégration de l’AIG dans la PET ............................................ 105
4.3.1 Génie-lac .............................................................................................. 105 4.3.2 Nappe de Montfleury ............................................................................ 106 4.3.3 Synthèse .............................................................................................. 108
5. Perspectives et conclusion ................................................................. 109
9
Liste des figures Figure 1 - La PET : “un ensemble d’éléments en interaction dynamique” (Chanard et Al. : 2011, p. 7) ............................................................................................................................... 18 Figure 2 - Carte des grands consommateurs et des CET ....................................................... 30 Figure 3 - Carte de situation de l'AIG ...................................................................................... 53 Figure 4 - Schéma du fonctionnement du système énergétique de l'AIG ............................... 62 Figure 5 - Energie annuelle consommée par l'AIG en 2010 ................................................... 73 Figure 6 - Energie annuelle consommée par les sept bâtiments choisis en 2010 .................. 75 Liste des tableaux Tableau 1 - Tableau de synthèse de l'évocation des grands consommateurs dans les CET . 37 Tableau 2 - Consommation moyenne de trois aéroports italiens, Cardona et al. 2006 .......... 47 Tableau 3 - Récapitulatif des consommations et des surfaces des bâtiments analysés ........ 72 Tableau 4 - Comparaison des consommations de l'AIG et de Cardona et al. ........................ 79 Tableau 5 - Récapitulatif de la consommation des différents groupes de froids ..................... 80 Tableau 6 - Comparaison des chiffres électriques, thermiques et de production de froid de l'AIG et de Cardona et al. ........................................................................................................ 83 Tableau 7 - Points de ruptures en fonction de la température ................................................ 88 Tableau 8 - Différents points de ruptures en fonction de la température ................................ 90 Liste des graphiques Graphique 1 - Répartition de la consommation annuelle de l'AIG .......................................... 56 Graphique 2 - Evolution des mouvements d'avions et de passagers transportés .................. 58 Graphique 3 - Variation mensuelle du nombre de passagers ................................................. 59 Graphique 4 - Evolution de la surface de l'AIG ....................................................................... 60 Graphique 5 - Evolution du nombre de passagers par m2 à l'AIG ........................................... 61 Graphique 6 - Consommation énergétique annuelle de l'AIG ................................................. 64 Graphique 7 - Consommation thermique annuelle de l'AIG .................................................... 65 Graphique 8 - Consommation électrique annuelle .................................................................. 66 Graphique 9 - Consommation énergétique annuelle par passager ......................................... 67 Graphique 10 - Evolution de la consommation thermique et électrique annuelle par m2 ........ 68 Graphique 11 - Surface des principaux bâtiments de l'AIG en 2012 ...................................... 70 Graphique 12 - Consommation thermique des principaux bâtiments de l'AIG ........................ 71 Graphique 13 - Répartition de la consommation énergétique des bâtiments choisis ............. 72 Graphique 14 - Consommation thermique et électrique des bâtiments choisis en 2010 ........ 76 Graphique 15 - Consommation thermique des bâtiments choisis en 2010 ............................. 78 Graphique 16 - Répartition de la production de climatisation au sein de l'AIG ....................... 81 Graphique 17 - Production de froid mensuelle de l'Aérogare principale ................................. 82 Graphique 18 - Consommation thermique de l'aérogare principale en 2010 .......................... 84 Graphique 19 - mesures horaires de la puissance relative à la température extérieures ....... 86 Graphique 20 - Consommations mensuelles, hebdomadaires et journalières du bâtiment .... 86 Graphique 21 - Signature énergétique de la climatisation de l’AE01 (MW) ............................ 89 Graphique 22 - Signature énergétique de la climatisation de l’AE01 (kWh/m2) ...................... 91 Graphique 23 - Signature énergétique de la climatisation de l’AE01 (kWh/m3) ...................... 92 Graphique 24 - Signature énergétique thermique de l'aérogare principale ............................. 93
10
1. Introduction
Alors que la société entière s’urbanise au fil des décennies, de nouveaux
défis se profilent. Parmi eux, la gestion des ressources énergétiques occupe
une place prépondérante. Aujourd’hui, ce sont les villes qui ont un rôle majeur
au sein de cette problématique puisqu’elles « représentent plus de 3/4 de
cette consommation, alors qu’elles occupent moins d’un dixième de la surface
du territoire» (Cunha et Bochet : 2003, p.1). En Suisse, le taux d’urbanisation
est passé de 45% en 1960 à 73.3% en 2000 alors que la consommation
électrique est passée de 16’000 GWh/an à plus de 62’000 GWh/an pendant la
même période (Cunha et Both : 2004). Deux chiffres qui résument assez bien
la problématique énergétique, et qui réaffirment le rôle central que devront
jouer les villes, avec leur forte concentration en besoins énergétiques.
Cette croissance urbaine nécessite en effet aujourd’hui d’être maitrisée et
planifiée afin qu’elle évolue dans une direction positive en matière de
durabilité, au sens large du terme. Cette planification passe bien sûr par une
bonne gestion de l’aménagement du territoire, mais également par une bonne
gestion et planification de l’énergie. Si les concepts d’aménagement du
territoire et d'urbanisme semblent aujourd’hui parfaitement entrés dans les
processus de réflexions des pouvoirs publiques, les questions autour de la
planification énergétique territoriale semblent relativement nouvelles.
Pourtant, si la Suisse veut réaliser son objectif d’une société à 2000 watts, il
est plus que nécessaire d’avoir recours à une planification énergétique
efficace, couplée à une utilisation rationnelle de l’énergie et à des politiques
d’incitation fortes.
Ce travail va donc aborder la problématique de la planification énergétique
territoriale dans le canton de Genève, afin de comprendre quelles sont les
réflexions autour de cette thématique ainsi que d’identifier quels sont les outils
à disposition des pouvoirs publics afin d’appliquer les projets de planification
énergétique de manière concrète. Fortement urbanisé, en pleine expansion,
et en avance sur les problématiques énergétiques, ce canton de plus de
11
470'000 habitants (Office Cantonal de la Statistique : 2013) représente un
cadre idéal pour ce type de travail. Il s’agira donc d’abord de comprendre :
• sur quelles bases légales repose la planification énergétique ;
• quels sont les outils que propose la planification énergétique ;
• comment ces outils sont utilisés par les pouvoirs publics dans des
projets concrets.
Afin d’approfondir l’analyse, ce travail se penchera ensuite sur le rôle des
grands consommateurs dans ces processus, et essayera de déterminer si ils
y occupent une place spécifique. En effet, de part leur grosse consommation
électrique et/ou thermique, ces entités ont un double rôle à jouer dans les
projets de planification énergétique, à savoir celui «de locomotive» (leur
grande consommation rendant parfois certains projets réalisables) et celui de
«producteurs de rejets thermiques ». En sachant que les gros
consommateurs représentent plus de 45% de la consommation électrique du
canton (OCEN : 2013), ils semblent pouvoir être un levier particulièrement
intéressant pour l’implantation de nouvelles infrastructures énergétiques,
comme des réseaux de chaleur à distance ou des installations d’énergies
renouvelables. Il s’agira là concrètement de comprendre :
• quelles sont les obligations des grands consommateurs en terme
énergétique sur le canton de Genève ;
• quel rôle jouent les grands consommateurs dans les processus de
planification énergétique.
Cette partie du travail va ensuite déboucher sur une étude de cas concrète du
système énergétique de l’Aéroport International de Genève (AIG) dans le but
de comprendre si ce type d’analyse possède une valeur ajoutée dans les
processus de planification énergétique territorial. C’est en effet la troisième
partie qui détaillera en quoi une telle analyse est indispensable tout en
étudiant la place accordée à l’AIG dans la planification énergétique territoriale,
12
notamment à travers les deux « grands projets » qui chevauchent son
territoire. Les objectifs de cette partie seront donc de comprendre :
• comment il est possible d’analyser le fonctionnement du système
énergétique d’un grand consommateur (AIG) ;
• quelle peut être la valeur ajoutée d’une telle analyse ;
• quel rôle est donné à l’AIG dans les processus de planifications
énergétiques du canton de Genève.
Ce travail sera donc divisé en trois parties principales. La première définira en
premier lieu la planification énergétique en utilisant la littérature existante,
puis décrira son fonctionnement dans le canton de Genève. Les grands
consommateurs y seront également définis ainsi que leurs obligations en
terme d’assainissement. Enfin, cette partie se terminera sur une analyse des
concepts énergétiques territoriaux (CET) comportant des grands
consommateurs ou étant à proximité d’une zone industrielle (ZI). Cette
analyse aura pour but de définir quel rôle peuvent jouer ces grands
consommateurs dans les CET.
La deuxième partie comportera d’abord une description générale des
bâtiments aéroportuaires, axée sur l’aspect énergétique avant de zoomer sur
l’AIG et son système énergétique. Cette analyse traitera des données
générales, pour ensuite analyser quelques bâtiments principaux.
La troisième partie aura comme but de démontrer l’intérêt d’une telle analyse
dans les processus de planification énergétique avant de se pencher sur le
rôle que pourrait jouer l’AIG dans les projets de planification énergétique,
principalement à travers les deux grands projets à proximité ainsi que dans
les CET non loin de l’AIG. La partie se termine enfin sur l’évocation de deux
projets énergétiques potentiellement intéressant pour l’Aéroport (l’exploitation
géothermique de la nappe de Montfleury et le projet « Genève-Lac-
Aéroport »), qui pourraient être mis en place de manière conjointe entre l’AIG
et les quartiers adjacents.
13
2. Planification énergétique territoriale et grands consommateurs
2.1. PET : définition
Afin de définir la planification énergétique territoriale, ainsi que d’identifier les
enjeux qu’elle représente, cette partie va aborder plusieurs réflexions
entamées par différents auteurs sur le sujet de la planification énergétique.
Pour ce faire, deux définitions de la PET seront utilisées comme base de
réflexion, permettant de développer quatre thématiques associées. Abordées
par plusieurs auteurs dans diverses publications, ces quatre thématiques
sont : les problématiques d’échelles ; l’imbrication de la PET dans
l’aménagement du territoire ; les stratégies « énergie-climat » impliquant des
stratégies d’utilisation rationnelle de l’énergie ; ainsi que l’approche
systémique et intégrée que nécessite la PET.
La première définition de base établie par F. Schaedler met en exergue deux
premiers thèmes importants en liant la PET avec l’aménagement du territoire
et en définissant déjà l’échelle à laquelle s’applique la PET :
« La planification énergétique territoriale vise à prendre en compte la
problématique énergétique dans tous les projets d’aménagement du territoire.
Elle prévoit l’organisation des infrastructures énergétiques et des réseaux à
l’échelon communal et du quartier. » (Schaedler : 2011, p.19).
La deuxième définition donnée par G. Cherix va quant à elle insister sur les
politiques « énergies-climat » ainsi que sur l’approche systémique de la PET :
« La planification énergétique territoriale est une approche systémique de
l’approvisionnement et de la consommation d’énergie au niveau territorial qui
permet de structurer localement l’élaboration de stratégies énergie-climat. Elle
peut être considérée comme un moyen de traduire en mesures concrètes les
objectifs fixés par les collectivités locales, dans le cadre de leur politique
énergie-climat. » (Cherix : 2010, p.8).
14
2.1.1 Une question d’échelle
La question de l’échelle est importante, et c’est par elle que cette analyse va
débuter. En effet, la PET préconise de se débarrasser de l’approche « par
bâtiment » jusqu’ici utilisée pour penser l’approvisionnement énergétique pour
la remplacer par une approche « par quartier ». « Si la coordination entre le
développement urbain et les réseaux de transport est à définir au niveau de
l’agglomération, l’échelle du quartier est celle qui permet d’optimiser
l’approvisionnement énergétique des bâtiments. » (Dind : 2008, p.1).
En effet, pour mettre en place des systèmes énergétiques efficaces reposant
en partie sur des énergies renouvelables, il est nécessaire d’atteindre une
demande suffisamment élevée, et donc de penser par groupe de bâtiments
(quartiers ou communes).
J-P. Dind affirme également que « les systèmes énergétiques de quartiers
sont appelés à jouer un rôle capital dans le contexte actuel de réduction des
émissions de gaz à effet de serre » (Dind : 2008, p.5). Il identifie ensuite trois
avantages principaux de ces systèmes, à savoir : l’excellente opportunité pour
l’installation de technologies de conversion d’énergie avec polygénération et
fournissant plusieurs types d’énergies simultanément pour répondre aux
divers besoins du quartier ; l’optimisation de l’exploitation à travers des
synergies entre consommateurs et producteurs ; ainsi que l’obtention d’une
masse critique de consommation permettant de mettre en œuvre des
technologies à haute efficacité (Dind : 2008).
Cette partie démontre combien il est fondamental pour la PET d’être
appliquée à l’échelle du quartier pour profiter de ces avantages. Il s’agit en fait
de regrouper des plans individuels pour en faire des plans à l’échelle du
quartier, et ainsi construire des « systèmes énergétiques de quartiers ».
L’échelle intervient également dans une réflexion plus générale sur la PET et
la nécessité de passer des énergies fossiles aux énergies renouvelables. En
effet, lorsque les auteurs abordent les énergies fossiles, « les questions de
15
planification relèvent en fait de la géostratégie » (LRD : 2010, p.40), et sont
donc à considérer de manière globale. Alors qu’au contraire, avec les
énergies renouvelables, on entre dans un processus de relocalisation de
l’énergie qui amène inexorablement à une pensée beaucoup plus locale.
Cependant, le passage des énergies fossiles aux énergies renouvelables ne
pose pas uniquement la question de l’échelle, mais remet en cause toute une
approche qui consistait en une absence de planification, ou plutôt une
« politique énergétique qui commençait à la frontière des bâtiments» (LRD :
2010, p.40). Aujourd’hui, le planificateur doit changer de vision et prendre en
compte les spécificités des « énergies renouvelables qui se distinguent sur
trois point fondamentaux : les prestations qu’elles fournissent, leur localisation
géographique et leur disponibilité temporelle. » (LRD : 2010, p.41).
La PET a donc la double tâche de passer d’une approche ultra-locale
(bâtiment) à une approche plus globale (quartier) tout en passant des
ressources globales (fossiles) aux ressource locales (renouvelables), en
s’appliquant à respecter les concordances de temporalité, de quantité et de
qualité (Lachal : 2012).
2.1.2 Aménagement et PET
Le deuxième thème soulevé par la première définition et beaucoup discuté
par les auteurs est celui de l’imbrication de la PET dans l’aménagement du
territoire.
La PET s’inscrivant dans un effort global visant à diminuer les émissions de
gaz à effet de serre ainsi qu’à réduire la dépendance aux énergies fossiles,
elle s’intègre parfaitement dans la réflexion globale des urbanistes sur la ville
durable.
« Planifier une ville durable nécessite une plus grande compréhension des
relation entre les citoyens, les services, les politiques de transport et la
production d’énergie et de leur impact global tant sur l’environnement local
16
que sur une sphère géographique plus large. Pour qu’une ville soit réellement
durable, tous ces facteurs doivent être entremêlés. » (Rogers : 2008, p.128).
Cette réflexion globale, S. Storelli la nomme « urbistique », en parlant « d’une
méthode de gestion et d’exploitation des villes, considérant le milieu urbain
comme une entité à gérer de façon globale, concertée et coordonnée. »
(Storelli : 2005, p.970).
Si pour certains c’est l’urbanisme qui mène à la planification énergétique (par
l’intermédiaire des éco-quartiers par exemple), il arrive parfois que l’inverse
se produise. L’exemple du projet Genève-Lac-Nation (GLN) est
particulièrement intéressant et illustre parfaitement ce renversement de
situation. En effet, la réflexion de départ avait pour but d’utiliser l’eau du lac
Léman pour chauffer et refroidir les bâtiments d’une grande entreprise sur la
rive droite du lac. Le projet ayant pris de l’ampleur, plusieurs autres bâtiments
ont bénéficié de cette solution, et toute une réflexion est née dans ce secteur.
Des matériaux utilisés pour la construction aux systèmes de transports
publics en passant par la création de nouveaux espaces verts, c’est toute une
zone qui s’est transformée (Dind : 2008).
Aujourd’hui, il paraît donc difficile de penser la PET sans l’intégrer à
l’aménagement du territoire, comme il paraît absurde de travailler sur des
nouveaux projets d’aménagement sans prendre en compte les aspects
énergétiques.
La PET souffre toutefois de sa relative jeunesse face à l’aménagement du
territoire dont les principes semblent ancrés depuis plus longtemps dans les
mentalités. Pour exister, la PET doit donc s’imposer dans les projets
d’urbanismes et profiter de ces « ouvertures » pour proposer des nouvelles
alternatives en matière d’approvisionnement énergétique.
2.1.3 Une approche systémique
Si grâce à la première définition il a été possible d’identifier à quelle échelle la
PET est généralement mise en place, ainsi que son lien étroit avec
17
l’aménagement du territoire, il faut analyser la deuxième définition pour mieux
comprendre son fonctionnement. Dans cette optique, G. Cherix la décrit dans
sa définition comme une approche systémique de l’approvisionnement et de
la consommation d’énergie au niveau territorial.
Pour les auteurs de l’article « Politique énergétique et facteur 4 : instruments
et outils de régulation à disposition des collectivités », il est clair que les Plans
Climat Energie Territoriaux (PCET) doivent être élaborés en suivant une
logique interdisciplinaire et systémique, puisqu’ils doivent s’appuyer sur les
trois piliers du développement durable à savoir la préservation de
l’environnement, la justice sociale et le progrès économique. De ce fait, le
PCET devient « un outil permettant d’impliquer toutes les politiques publiques,
tous les secteurs d’activité et tous les acteurs du territoire dans une démarche
énergie-climat. » (Chanard et al. : 2011, p.6).
Une approche systémique est donc nécessaire, puisqu’elle permet de penser
les thématiques liées à la PET comme un « ensemble d’éléments en
interaction dynamique » (Rosnay : 2002, p.231), avec comme but une
meilleure planification de nos besoins énergétiques1.
C. Chanard et al. Illustrent d’ailleurs leur propos à l’aide d’un graphique
particulièrement intéressant (figure 1).
1 La définition d’un système selon Joël de Rosney dans son ouvrage intitulé : le Macroscope est la suivante : « Un système est un ensemble d'éléments en interaction dynamique, organisé en fonction d'un but. »
18
Figure 1 - La PET : “un ensemble d’éléments en interaction dynamique” (Chanard et Al. : 2011, p. 7)
Cette représentation graphique reflète bien l’imbrication des thématiques
abordées dans un PCET ainsi que dans un agenda 21 (également articulé
autour des piliers du développement durable). Cette figure apporte également
une nouvelle preuve que la PET, l’aménagement du territoire ainsi que les
politiques durables sont à penser comme un système global, et non pas
comme des petits systèmes séparés.
Les auteurs vont encore plus loin en affirmant que « la complexité du système
sur lequel agir (le système territorial) impose un profond changement de
paradigme et une modification radicale des modes de gestion et de la
répartition des compétences de chacun des acteurs concernés. » (Chanard et
al. : 2011, p.9).
19
C’est également l’avis de J. Terrados et al. qui affirment dans un ouvrage
dédié à la planification énergétique que « the planning decisions concerning
energy system cannot be considered under one specific criterion. Different
implications, apart from energetic, such as environmental or socioeconomic
matters, derived from changes on energy development and from the seek of
sustainability. » (Terrados et al. : 2010, p.57).
2.1.4 Les stratégies « énergie-climat » et l’efficacité énergétique
Dans sa définition, G. Cherix fait référence aux stratégies « énergie-climat »
et du rôle structurant de la PET. En effet, il affirme que la PET est en réalité
un outil aidant à la mise en place de mesures visant à une Utilisation
Rationnelle de l’Energie (URE).
Avant d’aborder l’avis d’autres auteurs sur ce rôle d’outil, il est important de
clarifier les notions d’utilisation rationnelle de l’énergie et d’efficacité
énergétique. La nouvelle loi sur l’énergie genevoise (LEn) définit l’URE
comme « une utilisation caractérisée par un rendement énergétique optimisé
qui minimise la consommation d'énergie pour un besoin donné. » (L 2 30 art.
6 al. 5). Cependant, une précision sur les termes est nécessaire. En effet, la
loi évoque l’aspect « efficacité », en oubliant que l’URE est composée certes
de l’efficacité, mais également la sobriété énergétique. Il s’agit donc
effectivement de consommer mieux, mais également de consommer moins,
et non pas pour un « besoin donné » comme mentionne la loi. Le terme
« efficacité énergétique » sera donc privilégié dans ce travail, afin de coller à
la définition de la LEn.
Si la volonté de consommer mieux semble parfaitement justifiable, il faut
cependant bien comprendre le contexte dans laquelle elle s’insère. Selon J.
Terrados et al., le secteur de l’énergie se dessine comme un pan stratégique
du système socio-économique territorial. Il joue en effet un double rôle, en
constituant d’une part un service primordial quotidien aux citoyens et d’autre
part, il représente un objet fondamental dans le développement économique
(Terrados et al. : 2010). C’est pourquoi il est nécessaire que l’application du
principe d’efficacité énergétique tienne compte des besoins de tous les
acteurs reliés au secteur de l’énergie.
20
Pour J-M. Revaz et al. deux approches prédominent en matière d’efficacité
énergétique. La première met l’accent sur la construction de bâtiments passifs
(à basse consommation énergétique), alors que l’autre mise sur
« l’introduction de systèmes énergétiques intégrés jouant sur les synergies
technologies et services énergétiques » (Revaz et al. : 2008, p.4). Les auteurs
préconisent la deuxième, car les systèmes énergétiques comportent trois
avantages essentiels : « ils satisfont de nombreux besoins pour des quartiers
entiers, ils optimisent l’exploitation des synergies entre consommateurs,
producteurs et ressources locales et ils permettent d’avoir une masse critique
de consommation suffisante pour mettre en œuvre des technologies à haute
capacité » (Revaz et al. : 2008, p.5). De plus, les systèmes énergétiques de
quartiers sont plus sociaux, alors que les bâtiments dits passifs coûtent
généralement relativement cher, ce qui les rend uniquement accessibles par
à couche aisée de la population.
Ces précisions apportées sur l’efficacité énergétique, il est possible de revenir
sur le rôle d’outil que donne G. Cherix à la PET. Selon lui, la PET permet de
traduire localement en mesures concrètes les politiques « énergie – climat »
en intégrant trois éléments fondamentaux, à savoir « (1) la collecte et la mise
à jour de données de terrain permettant d’évaluer et de suivre les
performances énergétiques, économiques et environnementale des systèmes
énergétiques globaux ; (2) les systèmes énergétiques en place ou projetés,
tant pour la demande que pour l’approvisionnement ; (3) les cadres
réglementaires nationaux, cantonaux et communaux » (Cherix : 2010, p.8).
Pour S. Storelli, « les plans d’actions en faveur du climat » son également
structurés autour de trois axes regroupant l’ensemble des fonctions
communales en matière d’énergie. Trois axes que doit donc couvrir la PET et
qui sont : (1) l’aménagement du territoire, (2) la ville comme productrice et
distributrice d’énergie, (3) la ville consommatrice d’énergie et initiatrice des
modes d’utilisation rationnelle de l’énergie auprès de ses habitants. (Storelli :
2008).
21
La PET est donc également pour S. Storelli un moyen de mettre en place ces
plans « énergie – climat », et regroupe un grand nombre d’actions et
d’acteurs.
Enfin, il est intéressant d’aborder le concept de « service énergétique »
proposé par G.P. Nguene et al. dans un article dans lequel les auteurs
essayent de penser l’énergie non plus en terme de produit, mais plutôt en
terme de service. Le service énergétique est défini comme une offre pour une
prestation plutôt que pour un produit (Nguene et al. : 2007). En d’autres
termes, on ne vend plus du mazout, mais directement une température de
20°C dans un appartement, peu importe le système utilisé. Ce concept
semble parfaitement adapté à la PET puisqu’il rejoint l’idée d’une baisse de la
consommation d’énergie, tout en préservant une demande stable auprès des
prestataires énergétiques.
22
2.2 La PET à Genève
La PET définie, il possible d’exposer son fonctionnement dans le canton de
Genève, afin de mieux comprendre par la suite les interactions entre
planification énergétique et grand consommateurs, en particulier en se
penchant sur le cas de l’aéroport.
2.2.1 Ce que dit la loi
Pour comprendre le fonctionnement de la PET à Genève, il est indispensable
d’analyser ce que dit la loi, et ce, à plusieurs échelles.
2.2.1.1. La constitution genevoise
La constitution genevoise donne les grandes lignes de la protection de
l’environnement et des politiques énergétiques. En effet, dans les titres XC
(protection de l’environnement) et XD (énergie) les principes de bases sont
énoncés, sans toutefois être particulièrement précis. L’article 160D al. 4
mentionne donc que le canton « se dote des moyens d’une politique
d’ensemble, préventive et concertée; il contrôle en particulier l’évolution de
l’état de l’environnement ».
Dans la partie suivante (article 160E) sont mentionnés les principes relatifs à
l’énergie. Même si le terme planification énergétique n’est jamais évoqué en
tant que tel, l’alinéa 4, lettre a est relativement explicite en liant le
développement des sources d’énergies renouvelables à la PET « par la
promotion d’installations utilisant ces énergies et des mesures permettant leur
utilisation, immédiate ou future, dans l’architecture et l’aménagement du
territoire ».
La constitution genevoise résume donc une vision globale de la
problématique énergétique, mais n’apporte aucun élément d’action concrète.
Pour ce faire, il est nécessaire de s’attarder sur le prochain document officiel,
à savoir la loi sur l’énergie ainsi que son règlement d’application
23
2.2.1.2. Loi sur l’énergie et règlement d’application
La loi sur l’énergie de l’état de Genève aborde la question de la planification
énergétique dès l’article 2, en la mentionnant dans les champs d’application :
« La loi s’applique à la production, à l’approvisionnement, au stockage, au
transport, à la transformation, à la distribution et à l’utilisation d’énergie, ainsi
qu’à la planification énergétique ».
Cependant, c’est le chapitre 2 (organisation et planification énergétique) qui
est le plus pertinent pour ce travail, puisqu’il traite directement de la question
de la PET. Si les articles de 7 à 9 sont d’ordre plutôt technique (collecte des
données, obligation de renseigner et protection des informations), les articles
10 et 11 sont particulièrement complets et contraignants.
En effet, l’article 10 donne les informations nécessaires à la création d’un
projet de conception générale de l’énergie qui porte sur quatre points clés :
(1) la situation du canton en matière énergétique et ses engagements à
moyen et long terme ; (2) les objectifs de la politique énergétique cantonale et
ses priorités ; (3) le plan directeur de l’énergie du canton ; (4) les mesures
d’application permettant de réaliser les objectifs de la politique énergétique.
Enfin, l’article 11 présente le principal outil de la planification énergétique
territoriale à Genève, à savoir le concept énergétique territorial (CET). Le
travail reviendra en détail sur cet outil dans la partie 2.3.
Il est donc intéressant de constater que même si la PET est un sujet qui
semble tenir une place particulièrement importante dans la gestion
énergétique (l’évocation de la PET à l’article 2 déjà de la loi sur l’énergie en
est un signe), l’application de cette dernière ne passe que par un seul outil (le
CET) et ne contraint le Conseil d’Etat qu’à la production d’un seul document
par législature (le PDCE).
24
2.2.1.3. Le plan directeur cantonal de l’énergie (PDCE)
Comme prévu à l’article 10 de la loi sur l’énergie, le Conseil d’Etat doit établir
un plan directeur cantonal des énergies, composé de la « conception
générale de l’énergie » (CGE) et du « plan des réseaux ».
Il s’articule autour de treize programmes d’actions, divisés en deux thèmes :
les programmes d’action opérationnels et les programmes d’actions
organisationnels et de soutien. La planification énergétique territoriale est en
deuxième position et appartient à la première catégorie. Ce chapitre (qui
débute à la page 40), décrit deux axes principaux : le développement des
infrastructures et la création d’éco-quartiers. Les rôles des différents
partenaires y est également évoqué et l’exemple illustré est celui du projet
« Genève-lac-nations ».
Un schéma relativement explicite qui aide à la compréhension de la PET à
Genève y est également présenté (annexe I). Cette figure permet de situer
chaque échelon de manière distincte et fait bien la différence entre les
échelons institutionnels et de planification.
Une liste des actions concrètes a également été dressée avec comme actions
principales : (1) l’introduction d’un chapitre consacré à la planification
énergétique territoriale dans la nouvelle loi sur l’énergie (réalisé) ; (2) établir et
diffuser des cahiers des charges pour des études énergétiques adaptées à
l‘échelle et aux procédures du territoire ; (3) mettre à disposition des bureaux
d’étude en charge de la planification énergétique territoriale les données
pertinentes issues du Portail Energie.
Il est également important de mentionner que le PDCE analysé est le dernier
en date, à savoir le PDCE 2005 – 2009, et que la nouvelle version (il devrait y
avoir un PDCE par législature) n’est pas encore disponible. A noter que la
nouvelle CGE est en consultation au parlement et ne devrait maintenant plus
tarder à voir le jour.
25
Enfin, le PDCE termine avec des objectifs concrets par « plateformes ». Dans
le cadre de ce travail, la plateforme « collectivité publique » et « gros
consommateurs » nous intéressent. La première regroupe 5 mesures
concrètes, à savoir (1) participer au développement des filières renouvelables
locales ; (2) s’engager dans la planification énergétique territoriale ; (3) bien
construire, bien rénover, avec des concept énergétiques performants ; (4)
avoir une gestion exemplaire du parc de bâtiments et des infrastructures
publiques ; (5) promouvoir la mobilité douce auprès des agents de la fonction
publique. La plateforme « gros consommateurs » sera détaillée plus loin dans
le travail.
Ces mesures semblent toutefois bien floues et justement peu concrètes, ce
qui rend bien compte du type de document qu’est le PDCE, à savoir un guide
très théorique.
2.2.1.4. Le plan directeur cantonal 2030
Afin de compléter le tour des documents officiels abordant de près ou de loin
la notion de planification énergétique territoriale, il est intéressant d’analyser
le plan directeur cantonal 2030, accepté par le Grand Conseil le 20
septembre 2013, et plus précisément la fiche D02, nommée : « coordonner
aménagement du territoire et politique énergétique cantonale ». En effet, cette
fiche est assez clairement axée sur la PET et le l‘objectif principal est de
« localiser judicieusement les installations de production et
d’approvisionnement énergétique d’importance cantonale et favoriser le
recours à des énergies renouvelables. ».
Le document met également en lumière les « effets attendus » de l’application
de cet objectif à savoir par exemple une diversification et répartition équilibrée
des différentes sources d’approvisionnement, la valorisation des ressources
énergétiques renouvelables locales, le développement de concepts
énergétiques limitant les émissions polluantes ou encore la diminution de
l’énergie grise consommée lors de la réalisation des projets.
26
Pour aller plus loin, le document détaille également quelques principes
d’aménagement et de localisation, en citant quelques mesures de mise en
œuvre, comme la réalisation de CET, l’identification de périmètres où les
objectifs de politiques de protection du patrimoine et de politique énergétique
sont en concurrence, etc.
Enfin, les notions « de localisation optimisée » et celle de
« complémentarité » sont intéressantes. En effet, l’aménagement du territoire
doit contribuer efficacement au respect de cet objectif en localisant de
nouvelles urbanisations économes en énergie et en mettant en place les
mesures conservatoires ou les réservations permettant l’accès aux
ressources énergétiques renouvelables locales.
Ici encore, les considérations ne sont que théoriques, voire même
idéologiques, et les idées concrètes pratiquement inexistantes. Le preuve en
est que le seul outil présenté dans ce PDC 2030 aidant à la PET reste le
CET, abordé à la fin de la fiche D02.
27
2.3 Le CET : outil principal de la PET
Comme exprimé précédemment, le concept énergétique territorial est l’outil le
plus important de la planification énergétique territoriale à Genève. Il convient
donc de bien détailler le fonctionnement de cet outil afin de bien comprendre
les processus de PET à Genève.
C’est la « directive relative au concept énergétique territorial » de l’office
cantonal de l’énergie qui détaille cet outil présenté à l’article 6, alinéa 12 de la
loi sur l’énergie (LEn L 2 30).
Avant d’exprimer le fonctionnement du CET, il est important de bien le définir,
ce que fait la directive : « Il s’agit d’une approche élaborée à l’échelle du
territoire ou à celle de l’un de ses découpages qui vise à : (a) organiser les
interactions en rapport avec l’environnement entre les acteurs d’un même
territoire ou d’un même découpage de ce dernier […] ; (b) diminuer les
besoins en énergie […] ; (c) développer des infrastructures et des
équipements efficaces pour la production et la distribution de l’énergie ; (d)
utiliser le potentiel énergétique local renouvelable et les rejets thermiques ».
Selon la LEn, la réalisation de CET est obligatoire au niveau des plans
directeurs et localisés, à savoir les plan directeurs de quartier (PDQ), les
plans localisés de quartier (PLQ), les plan localisés agricoles (PLA), ainsi que
les plans visé à l’article 13, alinéa 1, lettre b de la loi d’application de la loi
fédérale sur l’aménagement du territoire (LaLAT), à savoir : « les plans et
règlements directeurs des zones de développement industriel et les plans
localisés de quartier visés par la loi générale sur les zones de développement
industriel, du 13 décembre 1984 ». Concrètement, ce sont les PDQ et les
PLQ qui concentrent la grande majorité des CET avec une procédure liée.
De plus, une portion de territoire présentant d’importants enjeux énergétique
ou environnementaux peut faire l’objet d’un CET sur la demande de l’OCEN.
28
Les CET peuvent donc être de deux natures différentes, à savoir avec une
procédure liée (lorsqu’ils sont relatifs à un plan directeurs ou localisé) ou hors
procédure lorsqu’ils sont relatif à une portion de territoire. Les premiers sont
obligatoires et les deuxièmes demandés par l’OCEN lorsque la situation le
nécessite.
En ce qui concerne la forme, les CET se présentent comme « un rapport
présentant des propositions de stratégies et solutions techniques mais visant,
également, à poser des jalons susceptible de faciliter la mise en œuvre d’un
projet territorial ». De plus, selon la directive, un CET doit comporter des
parties précises et distinctes, soit : (1) la mise en contexte ; (2) l’état des lieux
énergétique ; (3) les propositions et analyse de stratégies énergétiques
locales ; (4) la synthèse des orientations et des recommandations pour les
acteurs concernés.
Dans les faits, il est déjà possible d’affirmer que la qualité, le degré de détail,
la rigueur des analyses ainsi que les solutions proposées varient
considérablement d’un CET à l’autre. En effet, l’élaboration de ces documents
étant mise au concours, les différents bureaux d’étude impliqués dans leur
création ne fournissent clairement pas tous le même travail. A ce titre, il est
intéressant de relever que la validation des CET par l’OCEN prend en compte
uniquement la forme, en laissant le fond sous la responsabilité des différents
bureaux.
Ce travail reviendra plus en détail sur l’évaluation et les critiques apportées
aux CET dans la partie 2.6.
29
2.4 Les grands consommateurs : définition et obligations
Une fois la PET et les CET définis, il s’agit d’aborder les grands
consommateurs. En effet, avant de lier les deux notions, il est important de
bien définir ce que sont ces grands consommateurs et quels sont leur droits
et obligations dans le canton de Genève.
2.4.1 Définition
La définition des grands consommateurs sur le territoire genevois est
relativement simple, et se trouve à l’article 6, alinéa 15 de la LEn. Elle stipule
qu’on « entend par grand consommateur un consommateur qui, sur un site
donné, a une consommation annuelle de chaleur supérieure à 5 GWh ou une
consommation annuelle d’électricité supérieure à 0,5 GWh. ».
De ce fait, toute entreprise consommant plus de 5 GWh thermique et/ou 0.5
GWh électrique est considérée comme « grand consommateur ». La
prochaine partie détaillera la directive sur les grands consommateurs, afin de
comprendre quelles sont leurs obligations légales.
Enfin, il a été décidé d’établir une carte des grands consommateurs du canton
de Genève et des CET, afin de se faire une idée de la répartition
géographique de ces derniers. Cette carte sera également utilisée dans la
partie 4.2 afin de dresser une liste des CET comportant des grands
consommateurs. Il convient également de préciser que les données de
consommation de ces structures sont confidentielles. La carte représente
donc uniquement la position géographique de chaque entité sans renseigner
sur son nom ou sa consommation (figure 2).
30
Figure 2 - Carte des grands consommateurs et des CET
31
2.4.2 Obligation des grands consommateurs
« La directive relative au régime applicable aux grands consommateurs » est
le document réglant les obligations et procédures relatives aux grands
consommateurs.
Conformément à l’article 9, alinéa 3, lettre c de la loi fédérale sur l’énergie, les
cantons ont l’obligation d’édicter des dispositions concernant les grands
consommateurs, ce qui a été fait à Genève avec la modification de la loi sur
l’énergie entrée en vigueur le 5 août 2010.
Dans ce cadre, le département cantonal de la sécurité impose aux grands
consommateurs de réaliser un audit énergétique, leur permettant de prendre
des mesures raisonnables d’optimisation. Toutefois, les grands
consommateurs peuvent choisir plusieurs options alternatives que cette partie
va détailler.
Les grands consommateurs reçoivent de manière échelonnée une lettre leur
demandant de choisir entre trois options, à savoir la convention d’objectifs
universelle (COU), la convention d’objectifs cantonale (COC) et l’audit
énergétique cantonal. Les entreprises ont alors un an pour faire leur choix.
Si les grands consommateurs choisissent la COU, deux variantes s’offrent à
eux en fonction de leur facture énergétique. En effet, si la facture reste en
dessous du million de francs annuel, les entreprises ont 10 ans pour mettre
en place 80% des actions de performance énergétique2 (APE) rentables en
moins de 8 ans pour les bâtiments et 4 ans pour les processus. En revanche,
si leur facture énergétique annuelle dépasse le million de francs, ce n’est pas
80%, mais 100% des APE qui doivent être mis en place en 10 ans.
2 Actions de performance énergétique: ensemble des mesures d’optimisation et des travaux nécessitant un investissement (http://ge.ch/energie/glossaire-et-abreviations - consulté le 10 novembre 2013)
32
Si les grands consommateurs choisissent la COC, les entreprises ont 10 ans
pour augmenter leur efficacité énergétique de 100% à 120%, en respectant
des paliers annuels.
Pour ces deux variantes, en cas de non respect des objectifs finaux ou
annuels, les grands consommateurs ont l’obligation d’opter pour la troisième
variante, à savoir l’audit énergétique.
Cette dernière variante donne un an à l’entreprise pour réaliser un audit
énergétique, puis deux ans pour mettre en place les APE rentable en moins
de 3 ans. Enfin, lorsque le cycle est terminé, la procédure recommence à
zéro, et les trois variantes s’offrent à nouveau aux entreprises.
Le document relatif à l’échelonnement des envois de lettres ainsi que le
schéma détaillé des différentes procédures relatives aux grands
consommateurs sont en annexe (annexe – II).
33
2.5 Lien entre PET et grands consommateurs
Maintenant que les notions de PET et de grands consommateurs sont
définies, il est possible de les lier afin de développer l’axe choisi dans le cadre
de ce travail, soit le rôle des grands consommateurs dans la planification
énergétique territoriale.
Pour ce faire, le travail va tout d’abord exprimer en quoi les grands
consommateurs peuvent être lié à la PET, de par leur double rôle de
producteurs énergétiques et de locomotive dans la planification des réseaux.
La deuxième partie portera quant à elle sur la création et l’analyse d’une liste
de CET contenant des grands consommateurs dans leur périmètre.
En tant qu’importantes entités consommatrices d’énergies, les grands
consommateurs ont un rôle central dans la planification énergétique. Ce rôle
peut cependant varier considérablement entre les différents projets ou
territoires.
Il est en effet possible de considérer les grands consommateurs comme
producteurs de rejets thermiques parfois valorisables, ou comme moteur pour
démarrer de nouveaux projets de planification énergétique. Ces entités
peuvent donc être considérées à la fois comme producteur d’énergie (rejets
thermiques) ou producteurs d’opportunités de développement de nouveaux
projets de PET.
2.5.1 Les rejets thermiques des grands consommateurs
Il est important de commencer par définir ce que sont les rejets thermiques, et
quand et comment ils sont exploitables. Sans rentrer dans des détails trop
techniques, il est important de bien comprendre cet aspect beaucoup évoqué
dans les CET.
Les rejets de chaleur sont, selon le Centre de Recherches Energétiques et
Municipales de l’EPFL (CREM) : « l’énergie non utilisée après avoir servi à
une prestation énergétique » (Rognon : 2011). Il existe selon le CREM deux
34
formes de rejets de chaleur, à savoir les rejets intrinsèques (liés à des flux de
matière) et des rejets diffus (principalement par rayonnement et convection de
grandes surfaces).
Les principes de valorisation sont multiples, et il est possible d’en isoler
quatre, à savoir (1) chercher à réduire les rejets/pertes thermiques par
isolation ; (2) récupérer la chaleur pour le processus lui-même ; (3) examiner
si une utilisation interne est possible ; (4) chercher si des opportunités de
valorisation externes existent (Rognon : 2011). Les rejets thermiques ont en
outre des caractéristiques bien particulières, dont les principales sont des
variations horaires, journalières ou saisonnières qui peuvent être très
importantes et des flux qui peuvent être sous forme continue ou intermittente.
Ces différentes contraintes peuvent donc rendre les rejets thermiques une
énergie relativement compliquée à utiliser dans certains cas. Ils restent
néanmoins une très bonne source d’énergie locale à exploiter.
Dans ce cas de figure, les grands consommateurs doivent être considéré
comme des producteurs d’énergie, ce qui les rend particulièrement
intéressant en tant que ressources locales valorisables. C’est pour cette
raison qu’il semble extrêmement important qu’ils soient intégrés dans les
processus de planification énergétiques. En effet, même s’ils se trouvent dans
le périmètre élargi des CET, il paraît évident que la valorisation de ces rejets
est une des voies exploitable par la PET afin de diminuer la consommation
d’énergie fossile.
2.5.2 Le rôle de « locomotive » des grands consommateurs
Parfois, les grands consommateurs sont également à considérer comme des
entités motivant le développement de nouveaux projets ou réseaux. En effet,
leur consommation énergétique conséquente rend parfois le développement
de nouvelles infrastructures possible, de par leur demande élevée. Dans ce
contexte, il semble également très important d’identifier clairement les grands
consommateurs dans les projets de PET afin de stimuler la construction
d’infrastructures novatrices et importantes.
35
L’exemple du projet Genève-Lac-Nation est particulièrement parlant. En effet,
cette grande réalisation d’environ 20 MW de rafraichissement et 13 MW de
chaleur devisé à plus de 36 millions de francs (Brasier : 2011) n’a pu être
réalisé qu’avec la forte demande en énergie des grands consommateurs à
proximité. Les organisations internationales (ONU, OMS, BIT, etc…) ainsi que
des organisations privées (Hôtel Intercontinental, Merk Serono, etc…) ont
rendu ce projet possible et ont pleinement joué leur rôle de « locomotives ».
2.5.3 La plateforme « grands consommateurs » du PDCE
Comme mentionné précédemment, le PDCE aborde la thématique des
grands consommateurs à travers ce qui est nommé « Plate-forme gros
consommateurs ». Parmi les trois défis à relever identifiés par le document,
« l’engagement de tous les gros consommateurs dans la planification
énergétique des quartiers et des zones » est parfaitement en adéquation avec
le thème de ce travail. En effet, c’est exactement ce que le travail cherche à
comprendre, à savoir s’il existe une vraie intégration des grands
consommateurs dans la PET.
A ce propos, il est intéressant de revenir sur certaines mesures que propose
le PDCE. Ce sont les mesures PA 2 qui répondent au défi cité plus haut. En
effet, ces mesures visent à « établir des concepts énergétiques à long terme
qui s’intègrent à la planification énergétique territoriale en tenant compte du
périmètre élargi (quartier) », « participer à une démarche d’écologie
industrielle à l’échelle de la zone ou du quartier » et « valoriser les sources de
chaleurs et les sources de froid et alimenter (ou s’alimenter à partir) de(s)
réseaux de chauffage à distance ». Ce travail essayera donc de déterminer si
ces mesures ont été prises, et si le défi est en passe d’être relevé.
36
2.6 Création d’une liste de CET incluant des grands consommateurs
Afin de comprendre comment les grands consommateurs sont considérés
dans les concepts énergétiques territoriaux, une partie de ce travail a consisté
en la création d’une liste de 40 CET comprenant tous un ou plusieurs grands
consommateurs dans leur périmètre ou étant adjacent à une zone industrielle.
2.6.1 Méthodologie
Cette liste a été crée à l’aide d’ArcGIS avec la couche anonyme des grands
consommateurs, la couche des zones d’affectations du portail SITG (couche
A.SIT_ZONE_AMENAG), ainsi que la couche des CET
(A.SCANE_CET_VALIDE).
Un buffer de 10 mètres a été réalisé autour des zones industrielles (zone de
développement industriel et artisanal, zone industrielle et artisanale) afin de
gommer les routes et petites infrastructures qui pourraient s’immiscer entre le
CET et la ZI. Une fois cette étape complétée, les données des trois couches
ont été croisées afin de sortir une liste de CET comportant un/des grand(s)
consommateur(s) et/ou se situant dans (ou à proximité de 10m) d’une zone
industrielle.
La liste obtenue a ensuite été mise au propre, puis il a été décidé de préciser
si les CET étaient avec procédure liée (PL) ou hors procédure (HP) et s’ils
contenaient des grands consommateurs et/ou se situaient à proximité de
zone industrielles. La liste complète est disponible en annexe III ainsi que les
cartes relatives à la liste (annexe IV).
2.6.2 Analyse
Les 40 CET ont donc été lus et l’analyse a été axée sur le rôle donné aux
grands consommateurs et la façon d’aborder ce sujet. Depuis cette analyse,
un tableau récapitulatif a été créé afin de synthétiser les résultats (tableau 1).
37
Tableau 1 - Tableau de synthèse de l'évocation des grands consommateurs dans les CET
38
La première constatation est le nombre relativement faible de ces CET
abordant la problématique des grands consommateurs. En effet, sur les 40
CET, seuls 14 d’entre eux abordent le sujet. Cette faible proportion démontre
que les grands consommateurs ne sont pas encore considérés comme
structures intégrées à la PET.
La deuxième constatation importante porte sur la façon d’évoquer les grands
consommateurs. En effet, dans l’écrasante majorité des cas (dans 12 CET),
les grands consommateurs sont abordés dans la partie « rejets thermiques ».
Cette partie faisant partie du cahier des charges du CET, il est toutefois
logique qu’elle figure dans la plupart des cas. Il est donc intéressant de
remarquer que les grands consommateurs sont considérés pratiquement à
chaque fois comme des producteurs d’énergie, plus que comme des
« locomotives ».
Etonnamment, les parties portant sur les rejets thermiques sont très souvent
incomplètes et particulièrement succinctes. En effet, il n’est pas rare de lire
que « les rejets thermiques existent, mais il n’est pas possible à ce stade
d’estimer le potentiel. » (CET 2011-45, p.12). Cette situation pose donc une
réelle question sur la volonté ou non d’utiliser réellement ces rejets. En effet,
une analyse poussée des rejets n’est pratiquement jamais réalisée dans le
cadre des CET.
Il est important toutefois de noter que certains CET sortent du lot et donnent
un degré de détail supérieur, comme le CET 2011-39 qui détaille à l’aide
d’une petite étude les différents rejets thermiques de quatre entreprises à
proximité en affirmant par ailleurs que « les rejets thermiques de la ZIPLO
sont potentiellement suffisants pour pourvoir l’ensemble du quartier en
énergie thermique (Chauffage + ECS).» (CET 2011-39, p.72).
Enfin, deux CET définissent quand même les grands consommateurs dans
leur rôle de « locomotive », à savoir les CET 2011-21, et 2011-41. En effet, le
premier document identifie les grands consommateurs comme clients idéaux
pour la mise en place de grands CCF (couplage chaleur-force) dans le
39
quartier du PAV (Praille-Acacias-Vernets), et le deuxième document prévoit
un développement de la zone industrielle de la Pallanterie qui devrait amener
beaucoup d’entreprise à forte consommation, ce qui rendrait certains projets
énergétiques aujourd’hui disproportionnés réalisables. Cependant, là encore,
le CET ne donne pas de détails à ce niveau de planification.
Cette analyse débouche donc sur deux constats intéressants. Le premier
constat est la faible proportion de CET évoquant les grands consommateurs
malgré leur présence dans le périmètre d’étude. Le deuxième constat est
d’une part que les grands consommateurs sont pratiquement toujours
considérés comme de simples producteurs de rejets thermiques (leur rôle de
locomotive n’est presque jamais abordé) et que d’autre part, le degré de
détails de la parties sur les rejets thermiques ne permet pratiquement jamais
de tirer de réelles conclusions sur leur potentielle exploitation.
Ces deux constats permettent d’affirmer que les grands consommateurs sont
actuellement peu intégrés dans les processus de planification énergétique
dans le canton de Genève. En effet, il est très rare de pouvoir tirer des
conclusions pertinentes et concrètes concernant les grands consommateurs
dans ce type de document.
Ce point ayant été discuté avec le directeur scientifique de l’OCEN (Remy
Beck), il est intéressant de remarquer que si les CET n’abordent que très peu
les grands consommateurs, ces derniers ne manifestent que peu leur envie
de participer à la planification énergétique. En effet, il existe actuellement une
certaine peur de la part des grandes industries de devoir assumer seules leur
rôle de producteurs de chaleur. Les projets de valorisation des rejets
thermiques devraient donc être pris en charge par d’autres entreprises (les
SIG 3 par exemple) et être livrés comme projets « clé en main » aux
entreprises. Cependant, ce genre de solutions peinent à voir le jour étant
donné que le « territoire n’est pas adapté pour prendre en charge ce tissus
d’entreprises qui ont des rejets thermiques » (Beck : 2013).
3 Services Industriels Genevois
40
Cette analyse permet également d’aborder une question sous-jacente, à
savoir le rôle et l’utilité réelle des CET. De manière générale, il faut se
demander si les CET doivent être des études poussées, ou de simples
photographies de la situation actuelle d’une certaine zone. Même si la
question ne va pas être étudiée en détails dans ce travail, il convient de
rappeler ce que sont les objectifs réels des CET. La directive relative au CET
définit l’objectif comme consistant « à proposer des stratégies de valorisation
des ressources locales (en premier lieu d’origine renouvelable) et des
stratégies d'approvisionnement visant à satisfaire les besoins du périmètre
concerné, en cohérence avec les objectifs de politique énergétique du
canton ». De plus, la directive exprime quatre objectifs détaillés, à savoir :
« (1) organiser les interactions en rapport avec l’environnement sur un
territoire donné ; (2) diminuer les besoins énergétiques ; (3) développer des
infrastructures et des équipements efficaces pour la production, la distribution
et la transformation d’énergie ; (4) utiliser le potentiel énergétique local
renouvelable et les rejets thermiques. »
A la lecture de ces objectifs, il semble actuellement que certain des CET ne
répondent clairement pas aux objectifs fixés. Là encore, il est important de
mentionner la grande disparité entre les rapports en matière de qualité et/ou
de quantité selon les bureaux d’ingénieurs qui les produisent.
41
2.7 Synthèse
La planification énergétique territoriale semble bien engagée à Genève,
même si elle ne dispose pas encore d’un outil réellement efficace et
contraignant. En effet, aujourd’hui seul le concept énergétique territorial
existe, et il ne semble, dans bien des cas, pas assez complet pour donner
une réelle direction à la planification énergétique. Ils semblent souvent très
superficiels et peu détaillés, ce qui pousse à développer une approche très
centrée sur le secteur en développement et relativement cloisonnée.
De plus, le fait de regrouper les CET « hors procédures » et les CET à
« procédures liées » pose certains problèmes de compréhension et de
standardisation. En effet, ces deux types de CET ne portent généralement
pas sur des périmètres de même échelle et n’abordent pas forcément les
mêmes problématiques. Les CET « hors procédure » étant souvent axé sur
un point bien précis, ils ne suivent pas le cahier des charges mis à disposition
dans la directive.
Le flou entourant les CET est cependant un point central du questionnement
et a été discuté avec Remy Beck. Si ce dernier admet qu’un flou entoure les
CET, il va plus loin en affirmant qu’il découle d’une volonté de l’OCEN. En
effet, lors de l’introduction des CET, l’OCEN s’est posé la question de savoir
« quel signal donner aux futurs engagés vis-à-vis de la loi […] entre : nous
maitrisons la matière, vous répondez ; ou nous ouvrons un champs, avec un
outils que nous appelons concept énergétique territorial. On a choisi la
deuxième option » (Beck : 2013). C’est pour cette raison qu’il n’existe
pratiquement aucune information dans les directives relatives au contenu,
mais seulement certains cadrages sur les points à aborder. De cet fait, la
problématique de l’échelle ne devrait pas en être une selon Remy Beck,
puisqu’un CET doit pouvoir représenter n’importe quel paramètre, sur
n’importe quel périmètre. Pour illustrer son propos, Remy Beck évoque les
« espaces fonctionnels » qui sont des espaces cadrés par aucune procédure
politique, institutionnelle ou statistique et qui de ce fait se retrouvent oubliés.
42
Les CET doivent par exemple être en mesure de les traiter, grâce à leur
grande flexibilité.
D’un autre côté, Remy Beck admet que le bilan des CET est loin d’être parfait
et identifie trois aspects principaux sur lesquels l’OCEN doit travailler :
• La société ne s’est pas approprié les CET comme espéré. Cet outil
reste entièrement la propriété de l’OCEN.
• Les CET sont encore trop statiques, et n’évoluent plus après leur
validation.
• Le manque volontaire de cadre précis a déstabilisé les bureaux
d’étude, ce qui amène à une extrême variabilité dans la qualité des
documents rendus.
Dans cette optique, l’OCEN a décidé de lancer un processus d’évaluation des
CET en deux phases. La première consiste en une étude menée par la
société Evaluanda sur la perceptions des CET par les différents acteurs, afin
d’identifier les points clés d’amélioration. Cette étude est en passe d’être
validée et a mené, entre autre, aux trois conclusions évoquées plus haut. En
deuxième phase, l’OCEN va demander aux bureaux d’étude de revenir sur
leur travaux afin d’en ressortir les points clés et de les améliorer.
En outre, l’OCEN a décidé de définir le périmètre avec les bureaux d’étude,
afin de clarifier la situation avant même que l’étude commence. De cette
manière, l’OCEN peut s’assurer au minimum que le périmètre dont il est
question est bien compris par les bureaux d’étude et que le CET associé
portera sur le bon périmètre.
Dans leur forme actuelle, les CET restent toutefois globalement de bonnes
études préliminaires qui donnent une idée de la situation actuelle et qui
intègrent l’énergie dans le projets d’aménagement, ce qui est
fondamentalement nécessaire et novateur. Il est donc possible de considérer
43
les CET comme une première étape nécessaire mais qui nécessite une suite
détaillée et audacieuse.
En ce qui concerne les grands consommateurs, il est aisé de remarquer qu’ils
sont encore considérés comme des entités à part. En effet, les mesures
d’assainissements prévues par l’OCEN semblent intéressantes et efficaces,
mais l’intégration de ces structures à la planification énergétique territoriale ne
semble pas du tout aboutie. Les mesures citées dans le PDCE ne semblent
en outre pour l’instant pas avoir trouvé de véritable écho. Pourtant, en tant
que gros consommateurs d’énergie, ils ont certainement un rôle important à
jouer dans le développement énergétique de ces prochaines années.
Afin de compléter cet apport théorique par des aspects plus pratiques, la
deuxième partie du travail va s’atteler à analyser un exemple concret, à savoir
l’Aéroport International de Genève (AIG). En effet, une fois les enjeux et
problématiques de la planification énergétique territoriale et de sa relation
avec les grands consommateurs définis, il est intéressant de zoomer sur l’un
des plus grands consommateurs du canton. Cette analyse permettra dans un
premier lieu de comprendre le système énergétique complexe de l’AIG, puis
dans un deuxième temps, de rendre compte des potentiels efforts entrepris
pour intégrer ce grand consommateur dans la PET.
44
3 Etude de cas : l’aéroport International de Genève (AIG)
3.1 L’énergie dans les bâtiments aéroportuaires
Avant d’aborder spécifiquement l’Aéroport International de Genève, il est
important de bien comprendre ce que sont réellement les bâtiments
aéroportuaires, quels sont leurs rôles et en quoi ils représentent une catégorie
de bâtiments bien spécifique. Pour ce faire, le travail se penchera en premier
lieu sur leurs spécificités et sur l’évolution des besoins dans les aéroports au
fil des décennies. Il reviendra ensuite sur les facteurs identifiés par certains
auteurs comme influençant la consommation énergétique de ces bâtiments.
En fonction de ces facteurs, il sera observé comment sont chiffrées ces
consommations et s’il existe des standards. Enfin, la dernière partie sera
consacrée à quelques exemples d’aéroports dont le système énergétique à
été analysé, afin de s’inspirer de quelques points clés.
3.1.1 Evolution des bâtiments aéroportuaires et spécificités
Avant d’entrer dans les spécificités des aéroports modernes, il convient de se
rappeler que « de la conception originelle de l’aéroport (aérodrome) comme
élément isolé dans des espaces ouverts, on en est venu à la conception
d’une pièce urbaine essentielle, qui fait figure de porte territoriale autour de
laquelle s’articulent des activités. » (Drouet et Collin : 2000, p.46).
Ce changement de conception a marqué un changement essentiel dans les
nouveaux besoins des aéroports contemporains, puisque ces lieux sont
passés de simples terrains d’aviation à de véritables villes miniatures. Dans
un premier temps, « le procédé initial consistant à faire circuler les voyageurs
à pied sur les pistes fut remplacé par les autobus transportant
méthodiquement les passagers, puis une progressive concentration de
véhicules allait amener à essayer de nouvelles méthodes, communément
destinées à relier efficacement et en toute sécurité les aéronefs aux
terminaux éloignés, afin d’éviter au maximum que d’autres véhicules qu’eux
circulent sur les pistes. » (Drouet et Collin : 2000, p.47). On assiste ainsi à la
création de sous-systèmes dans le système aéroportuaire, qui ont un but
45
commun : « faciliter le débarquement direct des passagers sur des voies de
communication qui n’interfèrent nullement avec la surface sur laquelle
circulent les avions. » (Drouet et Collin : 2000, p.47).
En parallèle à cette évolution fonctionnelle, des changements interviennent
dans les activités complémentaires, « qui augmentent au rythme des besoins
et des opportunités commerciales qu’entraine un plus grand nombre de
visiteurs » (Drouet et Collin : 2000, p.47). On remarque alors que les secteurs
dédiés à l’attente prennent des airs de centres commerciaux, avec une
succession de boutiques en tout genre.
De plus, l’apparition des hubs n’a fait qu’augmenter les raisons de l’attente
dans les aéroports. En effet, les passagers ne vont plus simplement prendre
un avion pour relier le point A au point B, mais vont s’arrêter au milieu afin de
prendre une autre correspondance. De ce fait l’attente augmente, et les
besoins augmentent également (magasins, kiosques, restaurants, cafés,
etc…), et ceci souvent 24 heures sur 24, contrairement à une ville ou l’activité
diminue généralement pendant la nuit.
Enfin, la constante augmentation du trafic aérien rend le développement des
aéroports fulgurant, au point que « l’on conçoit cet édifice comme un système
ouvert à de futures innovations, en constante construction ou modification. Il
ne s’agit pas uniquement d’agrandir les installations antérieures, mais aussi
de les intégrer aux solutions fonctionnelles changeantes et à l’optimisation
des parcours » (Drouet et Collin : 2000, p.47). En effet, si l’on en croit P.
Upham et al., « l’augmentation du trafic de passagers a augmenté d’environ
9% par année depuis 1960, ce qui représente une augmentation de 2.4 fois
plus élevée que la moyenne du PIB global » (Upham et al. : 2003, p.145).
Les aéroports ont donc comme spécificités principales d’être des lieux de
passage, avec de fortes fluctuations de fréquentation, ayant des heures
d’ouvertures élargies (voir sans interruption), étant prestataires d’un nombre
très élevés de services (tels que restauration, vente, etc…) et en constante
évolution. Les aéroports peuvent donc être considérés comme des systèmes
complexes, composés d’un grand nombre de sous-systèmes.
46
3.1.2 Facteurs influençant la consommation énergétique
Maintenant que les spécifiés des bâtiments aéroportuaires ont été définies, il
est possible de déterminer les facteurs influençant la consommation
énergétique de telles infrastructures. E. Cardona et al. définissent deux
catégories de facteurs influençant la consommation : les facteurs structurels
et opérationnels. Les premiers font référence à la surface, aux volumes, à
l’orientation du bâtiment, l’isolation thermique de l’enveloppe, etc. alors que
les facteurs opérationnels sont le nombre de passagers par année, le niveau
d’occupation moyen dans les secteurs refroidis par l’air conditionné, la
fluctuation saisonnière des passagers, etc. De plus, les conditions climatiques
ainsi que les infrastructures présentes dans l’aéroport jouent un rôle important
(Cardona et al. : 2006). Les auteurs décrivent aussi les pertes de chaleur et
de froid par le toit et les fenêtres comme un facteur déterminant.
Les variations saisonnières peuvent également être prépondérantes selon la
latitude où se situe l’aéroport. Par contre, « les variations de demande
journalières pour le chaud et le froid sont quant à elle relativement régulières
avec des variations de +/- 20% » (Cardona et al. : 2006, p.1430). La demande
électrique, elle, varie considérablement entre la journée et le soir, avec un
saut lorsque le système d’éclairage de la piste se met en route.
Enfin, les auteurs affirment que les variations de consommation sont moins
importantes dans les aéroports de grande taille que dans les petits aéroports.
En effet, les grands hubs sont souvent plus proche de leur niveau de
fréquentation le plus élevé que les petits aéroports qui subissent de grosses
variations de fréquentation.
Pour connaître le profil de l’aéroport analysé, il faudra donc se renseigner
principalement sur la fréquentation, les variations de températures
saisonnières, la qualité de l’isolation (souvent lié à l’année de construction du
bâtiment) et connaître les spécificités techniques des bâtiments (comme la
surface et le volume).
47
3.1.3 Profils de consommations
En se basant sur des études précédentes, E. Cardona et al. ont pu
déterminer une consommation dite « classique », présentée dans le tableau
suivant :
Tableau 2 - Consommation moyenne de trois aéroports italiens, Cardona et al. 2006
Les variations observées sont dues « aux grandes différences dans la
transmission thermique des murs et du toit, dans l’utilisation d’éclairage
efficient, etc. » (Cardona et al. : 2006, p.1428). Ce tableau, même s’il ne peut
pas être utilisé tel quel, donne une bonne idée des valeurs globales qui
devraient ressortir d’une analyse énergétique d’un aéroport. Le travail
reviendra donc sur ces chiffres dans cette partie, afin de comparer les
résultats obtenus avec les chiffres du tableau.
3.1.4 Les mesures d’économies d’énergie et quelques exemples d’analyses énergétiques de sites aéroportuaires.
Selon J. Parker, si les émissions de gaz à effet de serre provenant de
l’aviation représentent environ 3% des émissions globales, celles des
aéroports atteindrait 0.1 à 0.3 % des émissions globales (J. Parker et al. :
2010). Ce chiffre semble à priori relativement faible, mais représente une
quantité absolue de gaz à effet de serre très importante. En terme de coûts
pour les aéroports, les auteurs estiment que l’énergie représente entre 3% (E.
Cardona et al. : 2006) et 15% des couts totaux (Airport Cooperative Research
Program (ACRP) : 2010).
48
Même si ces chiffres sont compris dans une fourchette assez large, ils
peuvent être expliqués par le fait que les économies d’énergies sont à l’ordre
du jour pour la plupart des aéroports. Ces mesures sont divisées en deux
catégories selon E. Cardona et al., « low or no-cost actions » et « high
cost/long term actions ». La première concerne l’élimination des
disfonctionnement dans le transport et dans l’utilisation de l’énergie, alors que
la deuxième fait plutôt référence à la modernisation des anciennes
technologie, avec une modification de la philosophie de transformation de
l’énergie. Si la première catégorie est beaucoup plus facile à mettre en œuvre
et ne comporte aucun risque, la deuxième permet des progrès importants
mais comporte un certain nombre de risques et demande de gros
investissements.
Pour terminer, il a été décidé de passer en revue deux études sur les
systèmes énergétiques des aéroports de Zurich (Suisse), et de London
Stansted (GB). Ce survol nous permettra de comparer les similitudes et
différences entre ces aéroports, tout en analysant les conclusions de ces
études.
3.1.5 L’aéroport de Zurich Kloten
L’aéroport de Zurich consomme environ 320 GWh par an, répartis de manière
égale entre consommation électrique et fossile. La partie fossile est
composée de 90% de gaz et 10% de mazout, qui sont brulés dans une
chaudière centrale sur le site. En 2012, l’aéroport a accueilli environ 24
millions de passagers, ce qui donne une consommation électrique annuelle
par passagers d’environ 6.4 kWh/pax. Si l’on compare ce chiffre au tableau
établi par Cardona et al., l’aéroport de Zurich se situe donc juste au dessus
de la fourchette de consommations dites « standard ». La comparaison de
consommation thermique, nécessitant de connaître le volume des bâtiments,
n’a pas été établie.
L’aéroport de Zurich a conclu un contrat de grand consommateur avec le
canton de Zurich, qui lui impose une augmentation de l’efficience énergétique
de 2% par an sur une période de 20 ans. Pour arriver à ce but, l’aéroport a
49
pris deux types de mesures : (1) les mesures portant sur la planification
intégrale des constructions et (2) des programmes de réduction de
consommation. Les premières mesures visent à intégrer des initiatives
d’amélioration de l’efficience énergétique dans toutes les phases de
construction des bâtiments comme la planification, le design et la construction
elle-même. L’aéroport a par exemple installé des panneaux solaires sur le
nouveau bâtiment E, ayant comme fonction de produire de l’électricité, tout en
faisant de l’ombre aux façades pour éviter un réchauffement dû au soleil.
Quant au deuxième type de mesures, elles visent à économiser de l’énergie
grâce aux équipements existants, en suivant mieux la consommation,
adaptant les températures et en remplaçant les éléments vétustes par des
éléments ayant une meilleure efficacité énergétique (Environmental Services,
Unique Airport : 2005).
Cette étude réalisée par l’aéroport lui-même ne va pas très loin dans l’analyse
du système énergétique, mais donne une bonne idée des préoccupations des
aéroports modernes en matière d’énergie et donne des pistes de réflexions.
3.1.6 London Stansted
En octobre 2008, l’aéroport de Stansted a reçu l’autorisation du Secrétaire
d’Etat d’augmenter sa capacité de 25 millions de passagers par an à 35
millions. En parallèle, l’aéroport a dû mettre en place un système de réduction
de consommation, afin que cette croissance n’impacte pas trop sur
l’environnement.
En 2010, l’aéroport avait une consommation annuelle d’environ 115 GWh.
L’étude donne d’ailleurs une liste des principales fonctions consommatrices
d’énergie, à savoir : (1) le chauffage, la climatisation et la ventilation des
bâtiments, (2) les éclairages intérieurs et extérieurs, (3) les équipements
destinés aux passagers (convoyeurs de bagages, escalators, ascenseurs,
etc…), (4) le système de transit qui achemine les passagers du terminal aux
satellites, (5) l’éclairage de la piste, (6) les équipements liés au contrôle du
trafic aérien, (7) les unités au sol qui fournissent de l’énergie aux avions en
stationnement (pour ne pas que les avions laissent tourner leur turbines), (8)
50
les équipements supportant les autres services comme les pompes du circuit
d’eau ou les bouches à incendie et (9) les équipements informatiques
(Stansted Airport : 2011).
La consommation est répartie de manière inégale avec 90 GWh de
consommation électrique, 15 GWh de gaz et environ 10 GWh provenant
d’une chaudière à bois. Il est également intéressant de noter que plus de 45%
de l’électricité est consommée par des prestataires externes. En comparaison
avec les chiffres de Cardona et al. l’aéroport de Stansted est quant à lui en
dessous de la fourchette de consommations « standard » à 3.6 kWh/pax.
Pour contrôler sa consommation énergétique, l’aéroport de Stansted utilise ce
qui s’appelle le « Building Management System (BMS) » qui contrôle une
grande partie des équipements (climatisation, chauffage, boilers, éclairage,
etc…). De plus, l’aéroport a mis sur pied un plan énergétique qui vise à une
réduction de 10% des émissions en 2020 comparé à 2008.
Pour atteindre cet objectif, Stansted a mis sur pied toute une série de
mesures résumées dans un tableau (annexe V).
Ce plan énergétique, beaucoup plus détaillé que le précédent document
donne également beaucoup d’informations pertinentes sur la manière dont les
aéroports gèrent les problématiques énergétiques. Le cas de Stantsed est
aussi intéressant puisqu’il démontre une réelle volonté d’amélioration plus
qu’une simple opération marketing. Cependant, là encore les données de
consommations sont analysées de manière très sommaire.
3.1.7 Les aéroports, des lieux idéaux pour les économies d’énergie
Ce chapitre a bien montré que les aéroports sont des bâtiments ayant leurs
propres caractéristiques, qui représentent une consommation énergétique
très importante. Il apparaît également que ces infrastructures peuvent
aujourd’hui substantiellement diminuer leur consommation pour autant qu’une
réelle volonté existe. D’un autre côté, à travers tous les documents parcourus,
il apparaît clairement que le lien entre la ville et l’aéroport et très rarement
51
établi. En effet, les aéroports, souvent excentrés, fonctionnent eux-mêmes
comme de petites villes très indépendantes. Le cas de Genève est pourtant
bien différent puisqu’il est un aéroport que l’on peut qualifier d’« urbain », et
devrait être considéré comme partie de la ville, et ce, également au niveau de
la planification énergétique territoriale.
52
3.2 L’aéroport International de Genève
3.2.1 Contexte
Afin d’appréhender au mieux l’analyse, il convient de décrire l’aéroport dans
son ensemble, et le positionner dans son contexte géographique, historique,
économique et enfin énergétique. Cette partie aborde donc ces thèmes puis
décrit les données utilisées et la méthodologie.
3.2.2 Zone géographique
L’aéroport International de Genève (AIG) se situe dans son intégralité sur le
territoire du canton de Genève. Il est à cheval sur trois communes, à savoir
Meyrin, le Grand-Saconnex et Bellevue. Cependant, les bâtiments de l’AIG ne
se situent que sur les communes de Meyrin et du Grand-Saconnex (la
commune de Bellevue ne comportant que l’extrémité nord-est de la piste). La
carte de situation donne une vue globale de l’AIG (figure 3).
Implanté en 1919 dans la campagne genevoise, à 4 km de la ville, l’AIG a été
aujourd'hui rattrapé par cette dernière, ce qui en fait une aéroport résolument
urbain. Cette proximité de la ville en fait une étude de cas particulièrement
intéressante en matière de planification énergétique. En effet, l’AIG faisant
partie intégrante de Genève, il entre dans les grands projets urbains en
matière d’énergie.
Cependant, avant de pouvoir tirer des conclusions sur d’éventuelles synergies
énergétiques et pour pouvoir analyser la place que joue ce grand
consommateur qu’est l’AIG dans les processus de planification énergétique
territoriale, il est nécessaire d’analyser son fonctionnement en terme
d’énergie.
53
Figure 3 - Carte de situation de l'AIG
54
3.2.3 Historique
Pour mieux comprendre l’aéroport d’aujourd’hui, il est important de revenir sur
le siècle d’histoire de ce dernier. Cet historique aura pour but d’une part de
comprendre quels ont été les agrandissements successifs en terme de
bâtiments et d’autre part, de mieux rendre compte du déroulement de
l’incroyable croissance du trafic aérien et du nombre de passagers. Les
informations présentées ici sont tirées du site internet de l’aéroport
international de Genève4.
Le 11 octobre 1919, le Grand Conseil genevois vote une loi implantant un
« champ d’aviation » à environ 4 km au nord de la ville, près du village de
Cointrin. Un an plus tard, l’Office fédéral de l’air y autorise l’exploitation
commerciale. Il faut cependant attendre l’inauguration, le 21 mai 1922, pour
que les premières lignes commerciales s’ouvrent (Genève-Lausanne-Paris et
Genève-Zurich-Munich-Nuremberg). L’aéroport ne compte alors qu’un petit
bâtiment administratif avec une buvette ainsi que deux hangars en bois
pouvant abriter une dizaine d’avions. La surface totale est de 54 hectares.
Entre 1926 et 1931 de nouveaux hangars en maçonnerie avec une charpente
métallique sont construits, avant qu’en 1937 une première piste en béton de
405 mètres soit construite. Cette dernière sera portée à 2000 mètres en 1946,
faisant ainsi passer la surface de l’aéroport à 210 hectares. Suite à cet
agrandissement, la nouvelle aérogare pouvant accueillir 300'000 passagers
est inaugurée le 20 mai 1949, afin de répondre à une demande grandissante.
Entre 1956 et 1958, les négociations entre les parlements suisse et français
vont bon train et une convention autorisant un échange de terrain entre
Genève et la France est adoptée. Cet échange de territoire permet à
l’aéroport de construire une piste de 3900 mètres (inaugurée en 1960) et à la
France d’avoir accès à un « secteur français », accessible par la France au
moyen d’une route hors douane. La surface de l’aéroport atteint alors 325
hectares.
4 http://www.gva.ch – consulté le 17.08.2013
55
Le 17 mai 1968, une nouvelle aérogare est inaugurée, pouvant accueillir 5
millions de passagers. En 1987, les CFF (chemins de fer fédéraux)
inaugurent la gare ferroviaire permettant un accès direct à l’aéroport depuis le
réseau ferroviaire.
L’agrandissement de l’aéroport continue en 1988 avec l’inauguration de la
nouvelle aérogare fret ainsi que celle du « terminal charter » utilisé
principalement pendant les weekends d’hiver à des fins touristiques. Moins de
dix ans plus tard, l’aéroport inaugure l’extension latérale de l’aérogare en
1996 ainsi que le nouveau bâtiment dédié aux gros-porteurs en 1997.
Poursuivant sur sa lancée, l’AIG met en service la nouvelle « aile ouest »
ainsi que le bâtiment des opérations en 2000 puis le terminal C3 dédié à
l’aviation d’affaire en 2002 et enfin les nouvelles salles d’embarquement
frontales en 2004.
En 2007 commencent les travaux de réalisation du « T1+ », c’est-à-dire
l’extension latérale du terminal principal. Une année plus tard, c’est le
nouveau satellite 10 qui est inauguré puis le terminal mobile en 2011.
Aujourd’hui c’est la construction de la nouvelle « aile est » qui occupe les
responsables de l’AIG, avec comme but le remplacement du bâtiment gros-
porteurs par un nouveau bâtiment offrant une meilleure qualité d’accueil pour
les passagers et de meilleures infrastructures.
3.2.4 Données et méthodologie
Dans ce chapitre, deux sources de données principales ont été utilisées.
L’office cantonal de la statistique (OCSTAT) d’une part, donne des
informations générales sur la fréquentation de l’aéroport (passagers, vols,
mouvements d’avion) ainsi que sur les consommations de carburant, et le
Service Environnement de l’aéroport a fourni les données relatives à
l’énergie. Ce même service a également fourni un rapport très complet de la
société « Enerplan » intitulé "Consommation d’énergie de l’AIG en 2011",
rédigé par R. Rakoto (Rakoto : 2012). Ces données brutes et ces documents
56
ont été mis à disposition gratuitement sous forme de tableaux Excel et de
documents PDF.
Le travail d’analyse a ensuite consisté en une hiérarchisation des données
importantes ainsi qu’à une réorganisation de certaines données. Il a ensuite
été possible de créer plusieurs indicateurs permettant une meilleure
compréhension du système énergétique. Ces indicateurs ont également
permis de comparer les données obtenues avec les données de Cardona et
al. afin d’établir une comparaison avec d’autres aéroports. Le logiciel Excel a
été utilisé pour créer ces indicateurs ainsi que pour créer les graphiques
relatifs.
3.2.5 Consommation prise en compte
La consommation énergétique de l’aéroport peut se diviser en deux groupes
principaux, à savoir la consommation des avions (kérosène) et la
consommation des infrastructures (bâtiments et véhicules sur le tarmac).
Dans ce dernier, il est également important de différencier la consommation
des bâtiments et celle des véhicules aéroportuaires (graphique 1)
Graphique 1 - Répartition de la consommation annuelle de l'AIG
57
Dans ce travail, il a été choisi de n’aborder que le deuxième groupe. En effet,
le travail portant sur la planification énergétique territoriale, il est nécessaire
de différencier l’énergie consommée localement et pouvant faire partie
intégrante des plans d’aménagement de celle consommée globalement par
les aéronefs. Ce travail portant sur une gestion locale des ressources
énergétiques et des grands consommateurs, il est donc méthodologiquement
plus adapté de prendre en compte uniquement la consommation d’énergie
locale. De plus, pour rester centré sur les mécanismes de planifications
énergétiques, il a été décidé de ne traiter que l’énergie consommée par les
bâtiments.
Même si toutes les données ne seront pas traitées, il est tout de même
intéressant de mettre en perspective ces différentes consommations. En effet,
si la consommation des bâtiments de l’AIG en 2010 s’est élevée à environ
100 GWh, celle des véhicules aéroportuaires s’est élevée à environ 16 GWh,
tandis que celle de l’aviation a été de plus de 4100 GWh pour la même
année. Ces chiffres sont éloquents, et il est important de garder à l’esprit que
si les progrès dans la consommation thermiques des bâtiments sont
absolument essentiels, des solutions seront également à trouver du côté de
l’aviation civile qui représente aujourd’hui environ 3% des émissions de CO2
globales (Parker et al. : 2010).
3.2.6 Evolution du trafic (passagers et vols)
Le nombre de passagers a augmenté de manière régulière au fil des ans,
avec deux exceptions, à savoir 2001 et 2009 où le nombre de vols et le
nombre de passagers ont fortement baissé (graphique 2).
58
Graphique 2 - Evolution des mouvements d'avions et de passagers transportés
Ces deux années sont toutefois particulières puisque 2001 a connu les
attentats du 11 septembre, faisant considérablement chuter le nombre de
passagers, et 2009 a été le théâtre de la crise économique des
« subprimes ».
L’analyse du trafic mensuel est importante pour comprendre quelle est
l’utilisation exacte de l’aéroport. Comme les charges internes augmentent
proportionnellement au nombre de passagers, la consommation énergétique
va être plus ou moins régulière selon l’utilisation de l’AIG. C’est pourquoi il a
été décidé de créer un graphique représentant les écarts de fréquentation
entre les 12 mois de l’année par rapport à la moyenne annuelle pour les
années 2005 à 2012. Pour des raisons de lisibilité et de but recherché dans
cette analyse (dégager l’évolution générale des pics de consommation), il a
été décidé de ne représenter graphiquement que la moyenne des variations
des huit années (graphique 3).
59
Graphique 3 - Variation mensuelle du nombre de passagers
On remarque que les variations saisonnières sont visibles, mais pas
extrêmement importantes. En effet, on peut observer une baisse d’environ
10% de la fréquentation par rapport à la moyenne sur la période allant de
2005 à 2012 au mois de mai ainsi qu’une baisse plus prononcée pendant
l’automne avec un pic à -20% en novembre. A l’inverse, la fréquentation
augmente pendant les mois d’hiver, avec un pic de plus de 20% en mars ainsi
que pendant les mois d’été, avec un pic de 10% au mois de juillet.
Pour donner un ordre de grandeur en terme de passagers, une variation de
20% par rapport à la moyenne en 2012 représente environ une variation de
200'000 passagers. Si l’on compare ensuite ce chiffre avec la fréquentation
annuelle en 2012, on remarque que cela ne représente qu’environ 1.5% du
nombre de passagers annuels.
Pour compléter cette analyse il convient de préciser que le trafic régulier,
c’est-à-dire les passagers des vols de ligne, représente l’écrasante majorité
des passagers transportés (97.3 % en 2012) alors que le trafic dit
« irrégulier », c’est-à-dire les vols charters, ne représente que le 2.3% des
60
passagers transportés totaux. Cette grande différence entre les deux types de
trafic explique les variations saisonnières relativement faibles comparées à
d’autres aéroports où plus de vols spéciaux sont affrétés lors des saisons
touristiques.
3.2.7 Evolution de la surface
Le facteur « surface » est également un indicateur très important pour
l’analyse énergétique de l’AIG. En effet, l’agrandissement de l’aéroport influe
directement sur sa consommation et l’augmentation de la surface chauffée
augmente forcément la consommation annuelle. Cependant,
l’agrandissement de l’aéroport est nécessaire pour absorber le nombre
croissant de passagers annuel. L’évolution de la surface a donc été
représentée dans le graphique 4. Il s’agira ensuite de comparer cette
augmentation de surface avec l’augmentation du nombre de passagers, afin
de se rendre compte de la réelle évolution des besoins. En effet, une surface
qui augmente ne veut pas dire que la consommation par passager augmente
également.
Graphique 4 - Evolution de la surface de l'AIG
61
Les données de surface commencent à être précises à partir de 1998, avec
l’introduction d’un décompte annuel. Pour les années précédentes, il a été
décidé de prendre une valeur stable, à savoir celle de l’année 1998 (soit
335'000 m2 pour la surface chauffée et 436'000 m2 pour la surface totale). La
surface totale ainsi que la surface chauffée sont représentées ici, toutefois,
c’est la surface chauffée qui sera utilisée dans la plupart des indicateurs. Au
delà de 1998, le graphique démontre que la surface n’a cessé d’augmenter
de façon progressive pour passer d’environ 335'000 m2 en 1998 à environ
373'000 en 2011. Ces agrandissements successifs ont été représentés de
manière plus détaillée à l’aide d’un graphique dans l’annexe VI.
Pour aller encore un peu plus loin dans l’analyse il intéressant de mettre en
relation la surface et le nombre de passagers (graphique 5).
Graphique 5 - Evolution du nombre de passagers par m2 à l'AIG
En effet, grâce à ce graphique, il est aisé de se rendre compte que l’efficacité
en terme de passagers par unité de surface a augmenté. Alors qu’en 1987,
on pouvait compter 15 passagers par mètre carré de surface chaufée par
année, on compte en 2011 35 passagers par mètre carré de surface
62
chauffée. Cette augmentation indique que la surface a augmenté moins vite
que le nombre de passagers, ce qui signifie qu’une optimisation de la surface
a été réalisée, puisque l’AIG acceuille deux fois plus de passagers sur une
même surface.
3.2.8 Ressources et filières
Avant de commencer l’analyse énergétique de l’AIG, il convient de
brièvement décrire le système énergétique de ce dernier. En effet, au vu du
grand nombre de bâtiments dont est composé l’AIG, il est important de savoir
quelles ressources sont utilisées, à travers quelles filières et pour quels
usages (figure 4).
Figure 4 - Schéma du fonctionnement du système énergétique de l'AIG
Les trois ressources dont l’AIG a besoin pour fonctionner sont le gaz, le
mazout et l’électricité. Pour la partie thermique, il existe quatre types de
transformateurs différents, respectivement un pour le mazout et trois pour le
gaz. Le mazout qui arrive sous forme liquide à l’AIG est transformé en chaleur
dans la chaufferie principale (photos en annexe X), qui sert à alimenter
l’aérogare principale, le grand hangar, la jetée ouest, le terminal C3 ainsi
63
qu’une multitude de petits bâtiments de moindre importance et dans les trois
chaufferies secondaires, qui alimentent le hangar 3, le hangar léger ainsi que
la caserne de pompiers.
Pour le gaz, la situation est un peu plus complexe, puisqu’il existe trois
transformateurs différents, dont un externe et deux internes à l’AIG. En effet,
le chauffage à distance qu’utilise l’aéroport pour chauffer les bâtiments du tri-
bagage et du fret est un prolongement du CAD Lignon5, exploité par les
services industriels genevois (SIG). La transformation se fait donc à l’externe,
à l’aide de la chaudière à gaz située à côté du bâtiment administratif des SIG,
au cœur du quartier du Lignon. La chaleur arrive ensuite par des tuyaux
directement à l’AIG, prête à être exploitée. Les trois types de transformateurs
internes sont une chaudière à gaz qui alimente le bâtiment d’aviation générale
(CAG), des panneaux rayonnants qui chauffent le grand hangar et la halle de
montage (photos en annexe X), ainsi que le couplage chaleur force (CCF) qui
produit de la chaleur alimentant le bâtiment d’aviation générale ainsi qu’une
part d’électricité, injectée dans le réseau de l’AIG.
L’électricité suit quant à elle un schéma plus simple, puisqu’elle arrive à
travers les lignes à haute tension directement dans les bâtiments de l’AIG.
S’ajoute ensuite à cette quantité l’électricité produite localement (par le CCF
et les panneaux photovoltaïques). L’électricité peut ensuite être séparée en
deux utilisations, à savoir l’électricité utilisée pour le fonctionnement de l’AIG
(appareils de climatisation, éclairage des locaux, éclairage de la piste et du
tarmac, ainsi que le fonctionnement de tous les appareils électriques
nécessaires au fonctionnement de l’aéroport) et pour les prestataires externes
(commerces, cafés, restaurant, etc…). Enfin, il est important de mentionner
qu’il a été choisi dans ce travail de traiter l’électricité comme une ressource,
sans considérer les transformateurs (centrales hydroélectriques, centrales
nucléaires, etc…) afin de simplifier les schémas et pour ne pas s’éloigner de
la problématique principale, traitant d’aspects locaux.
5 Réseau de chauffage à distance du Lignon
64
3.3 Evolution de la consommation énergétique
Cette partie abordera l’évolution de la consommation énergétique globale de
l’aéroport au fil des deux dernières décennies, afin de comprendre dans quel
sens va la tendance, et ce qu’il est probable d’attendre ces prochaines
années.
3.3.1 Historique de la consommation générale
Avant d’entrer dans les détails, il est important de dresser un historique de la
consommation de l’AIG ces dernières années, afin de comprendre quelles ont
été les évolution en matière de consommation (graphique 6).
Graphique 6 - Consommation énergétique annuelle de l'AIG
Après avoir augmenté de manière significative entre 1998 et 2007, on
remarque que la consommation s’est stabilisée. La diminution en 2011 est par
contre à analyser avec précaution, puisque les mois d’hivers ont été
relativement cléments. Pour cette raison, c’est l’année 2010 qui sera utilisée
comme base de référence pour ce travail. La consommation électrique est
quant à elle stable depuis 2003.
65
3.3.2 Historique de la consommation thermique
Un graphique sur la consommation thermique détaillant les différentes filières
sera présenté dans cette partie (graphique 7).
Graphique 7 - Consommation thermique annuelle de l'AIG
Ce graphique montre bien l’évolution de la consommation thermique tout en
renseignant sur l’utilisation de nouvelles ressources et techniques pour fournir
de la chaleur à l’AIG (apparition du CAD en 1991, du gaz en 1998 et enfin de
l’installation de petites chaudières au mazout en 2002.
3.3.3 Historique de la consommation électrique
Un graphique a été créé afin de rendre compte de l’évolution de la
consommation électrique de l’AIG, en prenant compte de l’électricité achetée
sur le réseau ainsi que la production interne. Il est important de noter que
deux échelles sont représentées dans ce graphique, à savoir celle de gauche
pour l’électricité totale, et celle de droite pour le photovoltaïque et le CCF
(graphique 8).
66
Graphique 8 - Consommation électrique annuelle
La consommation électrique de l’AIG a augmenté jusqu’aux années 2000,
avant de rester relativement stable jusqu’à aujourd’hui. De plus, on remarque
l’apparition du photovoltaïque (PV) en 2005, puis du CCF en 2007. Il toutefois
important de bien prendre en considération les deux échelles différentes pour
le photovoltaïque et le CCF et l’électricité totale. En effet, la production
d’électricité par le PV et le CCF est extrêmement faible comparé à l’électricité
achetée, même si elle n’est pas négligeable.
3.3.4 Passagers et consommation
Pour aller un peu plus loin dans l’analyse, il est intéressant de déterminer la
consommation énergétique par passagers au fil des années. Ce graphique
révèle ici une baisse conséquente des kWh par passager au fil des années.
Cette diminution est un bon signe sur la capacité de l’aéroport à optimiser son
système énergétique, afin d’apporter les mêmes services à de plus en plus de
passagers tout en contrôlant sa consommation (graphique 9).
67
Graphique 9 - Consommation énergétique annuelle par passager
Ce graphique permet également de comparer les valeurs de consommation
électrique avec les chiffres émanant de l’étude de E. Cardona et al. sur les
économies d’énergie dans les aéroports (Cardona et al. : 2006). L’étude
donne comme chiffre pour une consommation électrique classique annuelle
entre 4.5 et 5.8 kWh par an par passager. On remarque qu’avec une valeur
de 5.11 en 2010, l’AIG est en plein dans la fourchette que donne l’étude pour
des consommations dites « classiques ».
D’autres comparaisons pourront être effectuées plus tard, lorsque les
surfaces, volumes et analyses de climatisation auront été déterminées et
calculées.
3.3.5 Surface et consommation
Il est également possible de construire un graphique pour mettre en relation la
consommation avec la surface, afin d’obtenir des kWh/m2/an. Si cette valeur
est intéressante de manière indicative, cela reste un bon indicateur global, qui
nous va nous permettre une deuxième comparaison avec l’étude de E.
Cardona pour la partie thermique (graphique 10).
68
Graphique 10 - Evolution de la consommation thermique et électrique annuelle par m2
3.4 Bâtiments
L’analyse va se pencher maintenant sur la consommation des différents
bâtiments de l’AIG. Ce premier degré de zoom permettra de mieux
comprendre quels sont les bâtiments qui consomment quoi et en quelle
quantité. Il sera également possible de choisir sur quels bâtiments il est
intéressant d’approfondir l’analyse, afin de ne pas se perdre dans trop de
détails, et garder en ligne de mire les éléments clés.
3.4.1 Présentation des bâtiments et classement
L’AIG est composé d’une trentaine de bâtiments de tailles extrêmement
variées (l’aérogare principale, le plus grand des bâtiment compte plus de
100'000 m2, alors que le pavillon VIP, le plus petit ne compte que 200 m2).
Avant d’aller plus loin, il convient de décrire les bâtiments principaux de l’AIG
et d’en expliquer le fonctionnement.
69
Le plus grand bâtiment est l’aérogare centrale (AE01), qui regroupe les
guichets des compagnies pour l’enregistrement des bagages, l’aire d’arrivée,
plusieurs restaurants et commerces ainsi que le contrôle de sécurité. Ce
bâtiment possède également des portes d’embarquements sur sa face nord,
ce qui lui vaut également l’appellation terminal 1 (T1). Collé à l’ouest de ce
dernier, la jetée frontale ouest ajoute plusieurs portes d’embarquement et
salles d’attente. Tout comme le terminal 1, la jetée ouest possède des
passerelles télescopiques pour embarquer les passagers directement dans
les appareils. En face de ces deux bâtiments se trouvent les quatre satellites
(satellites 10, 20, 30 et 40), accessible à pied par des couloirs souterrains.
Ces satellites permettent également un embarquement direct dans les avions,
sans utiliser de bus.
A l’est de l’aérogare se trouve le bâtiment des gros porteurs (GP01), qui
permet un embarquement des passagers dans des avion longs courrier, de
plus grande taille. Ce bâtiment et situé juste devant le grand bâtiment du tri-
bagage (TB01). Comme son nom l’indique, ce dernier sert à trier les bagages
en provenance des guichets d’enregistrement, afin de les contrôler puis les
acheminer vers les soutes des appareils.
La chaufferie centrale se trouve quant à elle entre ces deux bâtiments. Enfin,
à l’extrême est, se trouve la halle de fret (FRET), qui abrite les marchandises
en attente d’être exportées ou venant juste d’être importées.
A l’ouest de la jetée frontale ouest, se trouve l’aérogare charter (AC01). Ce
bâtiment est utilisé lors des mois d’hivers lorsque la fréquentation de
l’aéroport par les touristes est en hausse et que le nombre de vols charters
est en augmentation. Encore plus à l’ouest se situent le grand hangar (GH01)
et la Halle de montage (HM01), qui sont utilisés pour la maintenance de
l’aviation d’affaire.
Enfin, à l’extrême ouest, on retrouve le terminal C3, le hangar TAG aviation
(HT01) ainsi que le petit hangar TAG aviation (PH01). Ce petit complexe de
bâtiment est également dédié à l’aviation d’affaire.
70
Pour terminer, du côté nord de la piste se trouve l’aérodrome avec sa buvette,
ainsi que les hangars d’aviation légère et le centre d’aviation générale (CG).
Le graphique 11 classe ici les différents bâtiments en fonction de leur surface.
Graphique 11 - Surface des principaux bâtiments de l'AIG en 2012
Ce graphique démontre que les quelques grands bâtiments principaux
représentent la plus grande partie de la surface totale, alors que les
nombreux petits bâtiments n’en sont qu’une faible fraction.
3.4.2 Choix des bâtiments à traiter
Pour les besoins de cette analyse énergétique, il est nécessaire d’identifier
les principaux bâtiments, afin de cibler l’analyse sur les éléments les plus
important de l’AIG. En effet, il n’a pas été jugé nécessaire à ce degré
d’analyse de détailler la consommation de chacun des 30 bâtiments. A cette
fin, il a fallu établir des critères pour le choix des bâtiments à cibler.
71
Même si à première vue, la surface chauffée semblait un bon critère, il est
trop incomplet. En effet, certains bâtiments moins bien isolés vont consommer
beaucoup d’énergie malgré leur faible surface. De plus, la surface ne prenant
pas en compte le volume, les grands hangars haut de plafond vont
consommer plus d’énergie qu’un bâtiment de la même surface avec deux fois
moins de hauteur.
Il a donc été décidé d’utiliser les données de consommation énergétique
thermique et électrique. Pour la première, il a été décidé de choisir les
bâtiments ayant une consommation thermique de plus d’un GWh/an
(graphique 12).
Graphique 12 - Consommation thermique des principaux bâtiments de l'AIG
Or, il s’avère que les bâtiments ayant une consommation thermique
supérieure à 1 GWh sont également ceux qui ont une consommation
électrique supérieure ou égale à 1 GWh.
Ces deux critères nous permettent d’isoler un groupe de 7 bâtiments qui
représentent plus de 70% de la consommation électrique et 85% de la
72
consommation thermique totale de l’AIG. Le graphique 13 détaille la
répartition. Pour faciliter la compréhension, un tableau récapitulatif des
bâtiments choisi a été mis en place (tableau 3).
Tableau 3 - Récapitulatif des consommations et des surfaces des bâtiments analysés
En complément, un graphique a été créé afin de rendre compte de la
représentativité des différents bâtiments choisis par rapport au total de la
consommation de l’AIG (graphique 13).
Graphique 13 - Répartition de la consommation énergétique des bâtiments choisis
73
Ce diagramme permet de se rendre compte de l’importance de chacun des 7
bâtiments choisis ainsi que du très grand rôle que va jouer l’aérogare
principale dans la consommation totale. En effet, si le total des bâtiments
choisis représente environ 85% de la consommation thermique utile et 70%
de la consommation électrique utile de l’AIG, l’aérogare représente à elle
seule environ 30% de la consommation électrique utile et environ 40% de la
consommation thermique utile.
3.5 Etude de la consommation en 2010
3.5.1 Consommation des bâtiments choisis
Afin de décrire au mieux ce système énergétique, il a été décidé de dessiner
deux diagrammes, à différentes échelles (figure 5 et 6). Le premier
représente les flux énergétiques principaux de l’aéroport en général, afin de
donner les premiers ordres de grandeurs. Le deuxième représente les sept
bâtiments choisis afin de représenter de manière plus détaillée le
fonctionnement de ce système énergétique. Enfin, l’analyse sera complétée
par une représentation de la consommation par m2 des 7 bâtiments choisis.
Figure 5 - Energie annuelle consommée par l'AIG en 2010
74
Ce graphique représente l’énergie que consomme l’aéroport ainsi que les
différents transformateurs et pertes. En partant de la gauche, on remarque les
trois ressources qu’utilise l’AIG. Il est important toutefois de mentionner le fait
que l’électricité à été considérée comme une ressource en tant que telle.
Cette décision a été prise pour des raisons pratiques, afin de rester centré sur
la consommation locale d’énergie, en évitant de trop élargir le périmètre
d’analyse. Il faut donc tout de même garder à l’esprit que l’électricité provient
elle aussi d’une transformation, que cela soit à travers des processus de
turbinage hydraulique, centrales nucléaire ou centrales thermiques.
En continuant la lecture de gauche à droite, on remarque que le réseau de
chauffage à distance est alimenté par du gaz. En effet, une chaudière à gaz
transforme la ressource en chaleur, puis un réseau de tuyaux amène cette
chaleur sur différents sites, dont celui de l’AIG. Il est également important de
mentionner que cette transformation s’effectue hors de l’AIG, et que ce
dernier n’achète que la chaleur en provenance du réseau au SIG. L’AIG n’est
donc pas concerné par les infrastructures de transformation et n’a aucune
responsabilité dans le processus de transformation. Il est un simple client.
Viennent ensuite les différents transformateur internes à l’AIG, à savoir les
chaudières à mazout (la chaudière principale et les chaudières individuelles),
les chaudières à gaz, le CCF ainsi que les panneaux photovoltaïques. Les
pertes des panneaux photovoltaïques ne sont pas comptabilisées, puisque
l’énergie solaire est inépuisable. En effet, même si les panneaux ont un
rendement d’environ 15%, on ne considérera pas les 85% restant comme
étant des pertes.
Enfin, les 6.6 GWh de pertes électriques représentent principalement les
pertes du réseau ainsi que les écarts dus au changement de certains
compteurs en cours d’année.
75
Figure 6 - Energie annuelle consommée par les sept bâtiments choisis en 2010
La figure 6 permet de rapidement hiérarchiser les sept bâtiments choisis. En
effet, on remarque que l’aérogare principale (AE01) est de loin le bâtiment
consommant le plus d’énergie. Les bâtiments du tri-bagage (TB01) ainsi que
du fret (FRET) arrivent ensuite en 2ème et 3ème position. Il est également
important de noter que la halle de montage (HM01) ainsi que le grand hangar
(GH01) ont un comptage différencié pour le gaz, mais un seul compteur
électrique pour les deux bâtiments (qui sont en réalité juxtaposés). Pour cette
raison, l’électricité est représentée par une seule flèche de 1.7 GWh/an.
Pour compléter le dernier diagramme, il a été choisi de créer un indicateur
permettant une comparaison entre les bâtiments. Cet indicateur est composé
de la consommation thermique et électrique par an par m2. De cette manière,
il est possible de se rendre compte de quels bâtiments ont une consommation
énergétique optimisée et quels bâtiments subissent de grosses pertes
énergétiques (graphique 14).
76
Graphique 14 - Consommation thermique et électrique des bâtiments choisis en 2010 (consommation électrique sur la surface totale et consommation thermique sur la surface chauffée)
On remarque que les bâtiments chauffés au mazout, à savoir l’aérogare
principale, l’aérogare charter ainsi que le bâtiment des gros porteurs ont une
consommation thermique moyenne, se situant entre 100 et 170 kWh/an/m2.
En revanche, la consommation électrique y est plus élevée que dans les
autres bâtiments. Il est intéressant de remarquer que ces trois bâtiments
accueillent des voyageurs, et se doivent donc de conserver une température
agréable en hiver (chauffage) comme en été (climatisation). De plus, ce sont
des bâtiment qui abritent beaucoup de commerces et requièrent un bon
éclairage, d’où une consommation électrique relativement importante.
Les deux bâtiment alimentés par le CAD ont quand à eux une consommation
thermique très faible, puisqu’égale à environ 40 kWh/an/m2. En effet, ces
bâtiments n’accueillant pas de passagers, on peut imaginer que des
températures plus basses sont suffisantes. En revanche, la consommation
électrique y est relativement importante. Un des facteurs explicatifs étant le
grand nombre de machines et moteurs pour le tri des bagages et pour la
manipulation des cargaisons de fret. Il est intéressant également de se rendre
77
compte que ces bâtiments ont une grande surface, et par conséquent
consomment par m2 environ la même quantité d’électricité que le bâtiment
gros porteur. Cependant, la figure 6 met en évidence que la consommation
absolue est nettement plus élevée pour les bâtiments de tri-bagage et de fret
que pour le bâtiment gros porteurs.
Enfin, les deux bâtiments alimentés au gaz, à savoir le grand hangar et la
halle de montage ont une consommation thermique très importante au mètre
carré. Cependant, ces chiffres très élevés nécessitent une nuance. En effet,
ces deux bâtiments étant des hangars, les portes sont constamment
ouvertes, et les plafonds atteignent 20 mètres de hauteurs. Dans ces
conditions, il est évident que la consommation au mètre carré y est bien
supérieure que dans les autres bâtiments. Ces deux bâtiments sont chauffés
à l’aide de panneaux rayonnants à gaz, à une température d’environ 18°C.
De plus, lors du calcul, il a été décidé ne prendre en compte que les hangars
principaux (les petits locaux et bureau ont été exclus du calcul). Les hangars
représentent environ 65% de la surface totale du bâtiment.
Pour compléter le graphique précédent, il a été intéressant de créer au autre
graphique illustrant les valeurs en m3, permettant la comparaison avec les
valeurs de Cardona et al. (graphique 15).
78
Graphique 15 - Consommation thermique des bâtiments choisis en 2010
Cet indicateur met cette fois en avant la consommation tout à fait dans la
norme du grand hangar et de la halle de montage. En effet, lorsque le volume
est utilisé à la place de la surface, la consommation de ces deux hangars
semble plus raisonnable. Il faut également noter que lors du calcul de cet
indicateur, les quelques locaux de petites tailles chauffés au mazout dans le
grand hangar et la halle de montage n’ont pas été pris en compte. Seuls les
hangars sont comptabilisés dans le calcul du volume (les données de
volumes de ces locaux ne sont pas disponibles). Si cette différence est
significative en terme de surface (les petits locaux représentent environ 35%
de la surface totale), elle est gommée lors du calcul du volume, puisque les
hangars représentent environ 92.5% du volume total du bâtiment.
3.5.2 Comparaison avec Cardona et al.
Maintenant toutes ces informations calculées, il est possible de comparer les
chiffres de consommation thermique par mètres cubes, avec les chiffres du
tableau de Cardona et al. (tableau 4).
79
Tableau 4 - Comparaison des consommations de l'AIG et de Cardona et al.
Pour la chaleur, il est intéressant de remarquer que l’AIG se situe en dessous
de la fourchette observée par Cardona et al. (tableau 4), en effet le chiffre de
21.7 kWh/m3 est en dessous des 30 kWh/m3 du début de la fourchette. Il
convient tout de même de constater que le chiffre estimé pour l’AIG prend en
compte sept bâtiments principaux. Cependant, comme détaillé
précédemment, ces sept bâtiments représentent plus deux tiers de la
consommation thermique et électrique utile. Ce chiffre relativement bas est
une bonne surprise pour l’AIG, particulièrement car le climat de Genève est
plus rude que le climat autour des aéroports italiens étudiés par Cardona et
al.
3.5.3 Climatisation
Pour aller plus loin dans l’analyse il est intéressant de se pencher sur la
climatisation. En effet, au vu du volume très important des espaces publics de
l’AIG, il est possible de s’imaginer que la consommation électrique associée à
la production de froid est importante.
Le système de production de froid de l’AIG est composé de cinq stations, à
savoir la production froid SUD, la production froid CENTRE, la production
froid JF, la production froid TB et la production froid AC et GS (photos en
annexe X). A ces cinq stations s’ajoutent deux stations (production froid
SAT30+40, production froid PF) qui servent à alimenter les avions en
climatisation. Dans l’optique de ce travail, il a été décidé de ne s’occuper que
de la production de froid nécessaire au fonctionnement des bâtiments, à
savoir les cinq premières stations.
80
Un tableau récapitulatif (tableau 5) a été créé afin de faciliter la
compréhension de ce système relativement complexe.
Tableau 5 - Récapitulatif de la consommation des différents groupes de froids par Enerplan
En 2010, la production totale de froid s’est élevée à 10.7 GWh. En excluant le
bâtiment du tri-bagage, il est possible de calculer les autres données. La
production de froid s’est élevée à 10.4 GWh en consommant 3.1 GWh
électrique, avec un COP moyen estimé de 3.34. Rapporté au total de
l’électricité consommée en 2010, la climatisation représente donc 5% de cette
dernière. Cependant, il est intéressant de se pencher plus en détail sur la
production de froid, puisqu’elle pourrait être concernée directement par
l’arrivée du projet « Génie-Lac ».
Afin de rendre l’analyse plus aisée, il a été décidé de travailler sur l’aérogare
principale (AE01) uniquement. En effet, comme le montre le graphique 16, la
production de froid pour ce bâtiment représente plus de 80% de la production
globale de l’AIG.
81
Graphique 16 - Répartition de la production de climatisation au sein de l'AIG
Pour analyser la production de froid destinée à l’aérogare, il a été décidé de
représenter la production de froid mensuelle de ces trois dernières années.
De cette manière, il est possible d’avoir une bonne image des pics de
consommation et il est possible de différencier la climatisation de ruban et de
confort (graphique 17).
82
Graphique 17 - Production de froid mensuelle de l'Aérogare principale
Ce graphique montre en premier lieu un pic de production en été,
particulièrement intense en juillet et en août. Il est évident que les
températures extérieures plus élevées obligent l’AIG à refroidir plus
intensément son aérogare. Les mois de novembre à mars sont en revanche
les mois où la production de froid est la plus faible.
D’autre part, la deuxième information importante que fournit ce graphique est
la différenciation entre la climatisation de confort et la climatisation en ruban,
souvent liée à des processus industriels comme le refroidissement des salles
de serveurs. Si la première dépend fortement des températures extérieures,
la deuxième en est totalement indépendante. On remarque dans le cas de
l’aérogare, que la climatisation dites « de process » atteint environ 400 MWh
thermiques mensuels. Il est intéressant ici de constater qu’environ 50% de
l’énergie totale annuelle (4800 MWh) est produite avec un quart de la
puissance nécessaire pour atteindre les pics d’été. Cette information est
particulièrement importante lors de la réflexion sur le dimensionnement de
nouvelles installations afin de déterminer le bon ratio entre utilisation
d’énergies renouvelables, efficacité et coûts.
83
Même si les pics de consommations ont été gommés par l’utilisation de
données mensuelles moyennes, il est intéressant de remarquer que le ruban
représente une grosse part de la production de froid. La grande fréquentation
en terme de passagers (environ 1 million de passager par mois) explique en
partie ce ruban, et il est possible de s’imaginer que quelques salles de
serveurs informatiques, ainsi que toutes les autres sources de chaleur
(éclairage, frigos, etc…) sont à l’origine de ce ruban de 400 MWh.
3.5.4 Comparaison avec Cardona et al.
Cette analyse permet de comparer la production de froid de l’AE01 avec les
chiffres de Cardona et al. et ainsi compléter le tableau 6 :
Tableau 6 - Comparaison des chiffres électriques, thermiques et de production de froid de l'AIG et de Cardona et al.
Avec 24.7 kWh/m3 de production de froid l’AIG se situe dans le bas de la
fourchette (20 – 40 kWh/m3). Ce chiffre bas est quant à lui plutôt attendu,
puisque les étés sont généralement moins chauds à Genève qu’en Italie. La
climatisation est donc moins utilisée.
Cependant, il est intéressant de constater que l’AIG se situe à chaque fois
dans le bas de la fourchette, et même en dessous pour la chaleur.
3.5.5 Consommation thermique mensuelle de l’aérogare principale
Après s’être attardé sur la production de froid, il est intéressant d’analyser la
consommation thermique mensuelle de l’aérogare.
84
Graphique 18 - Consommation thermique de l'aérogare principale en 2010
Comme pour la production de froid, la tendance est très claire sur ce
graphique. En effet, la consommation thermique est presque nulle aux mois
de juin, juillet et aout. On remarque également que le ruban est extrêmement
faible, et qu’il ne concerne que la production d’eau chaude sanitaire (ECS).
En effet, lors des trois mois d’été, seul les compteurs AE_Th_récup_sud_kWh
et AE_Th_récup_vent_kWh comptabilisent une activité. Ces derniers
comptabilisent la récupération de chaleur de la climatisation sud et de la
ventilation. On remarque donc que l’ECS produite pendant l’été provient
uniquement de la récupération de chaleur de la climatisation. La chaudière
principale est donc totalement à l’arrêt pendant les mois d’été.
3.6 Signatures énergétiques
Afin d’aller plus loin dans l’analyse du bâtiment, il est intéressant de créer les
signatures énergétiques pour le chaud et le froid. En effet, de telles courbes
prenant en compte la température extérieure, permettent une bonne
comparaison des bâtiments et reflètent le profil thermique du bâtiment.
85
3.6.1 Analyse complémentaire sur des données d’un bâtiment de la Genève internationale
Pour la création de signatures énergétiques, il est préférable d’utiliser des
données horaires, journalières, voire hebdomadaires pour construire ce genre
de courbe. Malheureusement, les données à disposition dans le cadre de ce
travail ne sont que mensuelles. Afin de savoir si leur utilisation pouvait tout de
même faire sens, il a été décidé d’effectuer une analyse complémentaire sur
un jeu de donnée différent. Cette analyse a pour but d’utiliser un jeu de
données horaire sur une année, puis de comparer les résultats entre les
données journalières, hebdomadaires et mensuelle. De cette manière, il sera
possible de se rendre compte si les données mensuelles reflètent une
certaine réalité, ou si la mensualisation des données fausse totalement les
résultats.
Le jeu de données représente l’énergie consommée pour la production de
froid par un grand bâtiment de la Genève internationale, abritant des bureaux
ainsi que des grandes salles de conférence. Les données ont été fournies par
Pierre Hollmuller (adjoint scientifique au Groupe Energie de l’Université de
Genève). Les relevés de températures extérieures proviennent du groupe
énergie de l’Université de Genève et ont été effectués sur le site de Battelle.
En premier lieu, un graphique représentant les mesures horaires a été
construit (graphique 19).
86
Graphique 19 - mesures horaires de la puissance relative à la température extérieures
Grâce à une réorganisation des données, et des calculs de moyennes, un
graphique a ensuite pu être construit en superposant les données
journalières, hebdomadaires et mensuelles (graphique 20).
Graphique 20 - Consommations mensuelles, hebdomadaires et journalières du bâtiment
87
Le graphique démontre que les valeurs mensuelles semblent suivre la même
tendance que les valeurs hebdomadaires et journalières. Cependant, si
l’expérience est satisfaisante en terme de tendance, elle montre un
écrasement des valeurs plus le degré de généralisation est élevé. En effet,
les pointes de puissance montent jusqu’à 1400 kW avec les mesures
journalières, 1100 kW avec les mesures hebdomadaire, et seulement 800 kW
avec les mesures mensuelles.
Un autre aspect important est le point de rupture. En effet, il n’est pas
forcément aisé de déterminer à partir de quelle température extérieure la
climatisation s’enclenche. Ce point peut être approché en effectuant une
régression linéaire, puis en déterminant à partir de quelle température la
courbe de la régression devrait se « casser ». Pour déterminer ce point de
rupture, les données mensuelles peuvent être insuffisantes.
Dans le cas de ce bâtiment, le point de rupture semble se situer entre 10°C et
15°C. Plusieurs comparaisons de régressions peuvent donc être faites en
excluant les points avec une température inférieure à 10°C, puis 11°C, et
ainsi de suite jusqu’à 15°C (voir le tableau 7). De cette manière, il est possible
de rendre compte de la variation de la pente entre les quatre courbes
(horaire, journalière, hebdomadaire et mensuelle).
Le nuage de point des mesures horaire (graphique 19) est relativement
étendu, et il est difficile de dégager un point de rupture clair, le ruban est donc
relativement difficile à observer. De plus, l’utilisation du bâtiment comme
centre de conférence influence beaucoup la consommation. En effet, la
production frigorifique dépend beaucoup des cycles de conférences et du
nombre de participants. Cependant, il semble possible de déterminer que le
point de rupture se situe entre 10°C et 15°C. Le tableau 7 donne la pente de
la régression en fonction du point de rupture choisi.
88
Tableau 7 - Points de ruptures en fonction de la température
Ce tableau démontre que le choix du point de rupture est déterminant pour la
suite de l’analyse. En effet, même si le choix de ce point n’influe pas
énormément sur la pente de la droite lors de l’utilisation de données horaire,
journalières et hebdomadaires, il devient déterminant lors de l’utilisation de
données mensuelles. Dans ce dernier cas de figure, la suppression d’un seul
point (sur douze) peut grandement influencer la pente de la droite. Lors de
cette analyse, pour un point de rupture à 10°C et 11°C, les mois de janvier,
février, mars, novembre et décembre ont été retirés de la courbe. Puis pour le
point de rupture entre 12°C et 14°C, les mois de janvier, février, mars,
octobre, novembre et décembre ont été retirés. Enfin pour un point de rupture
à 15°C, les mêmes mois ont été retirés plus le mois d’avril. Cette analyse
démontre que lors de l’utilisation de données mensuelles, la courbe se calcule
sur un nombre très restreint de points (7 points pour 10-11°C, 6 points pour
12-14°C et 5 points pour 15°C).
L’utilisation de données mensuelles semble donc possible, mais le résultat est
à considérer avec prudence et ne sert qu’à donner des estimations. Pour une
analyse plus précise, les données hebdomadaires (au minimum) sont
nécessaires.
3.6.2 AIG – Froid
Pour construire la signature énergétique de l’aérogare principale, seules les
données mensuelles sont disponibles, pour les années 2010, 2011 et 2012.
89
Cependant, les données sont plus claires que celles du bâtiment précédent.
En effet, le ruban est relativement visible, et il est possible de situer le point
de rupture aux alentours de 14°C. De cette manière, il est possible de tracer
la signature énergétique de manière relativement précise. Il a donc été décidé
de représenter trois fois la signature énergétique en variant les unités. La
première représentera la puissance utilisée en fonction de la température
extérieure, et les deux autres l’énergie mensuelle par m2 puis m3 en fonction
de la température extérieure (graphiques 21, 22 et 23).
Graphique 21 - Signature énergétique de la climatisation de l’AE01 (MW)
Le graphique montre bien la tendance de climatisation de confort à
s’enclencher aux alentours de 14°C. De plus, il est possible de voir le ruban
assez clairement.
90
Tableau 8 - Différents points de ruptures en fonction de la température
Même si le point de rupture est relativement évident, il est intéressant de
constater que les pentes ne varient considérablement qu’entre 12°C et 13°C
et 15°C et 16°C. Le tableau 8 permet également de constater que les
variations dans la pente selon le point de rupture restent dans une fourchette
relativement petite. Cette constatation permet de rendre l’analyse plus fiable
que si les pentes variaient énormément.
Les deux prochains graphiques représentent la même signature, mais, cette
fois-ci, elle est donnée en énergie et est rapportée avec la surface (graphique
22) et le volume (graphique 23). Le chiffre de la surface climatisée n’étant pas
disponible, il a été décidé d’utiliser la surface chauffée pour la signature
énergétique suivante.
91
Graphique 22 - Signature énergétique de la climatisation de l’AE01 (kWh/m2)
La prise en compte de la surface permet la comparaison avec d’autres
bâtiments. Cependant, au vu des volumes du bâtiment, l’utilisation des mètres
cubes semble plus appropriée.
92
Graphique 23 - Signature énergétique de la climatisation de l’AE01 (kWh/m3)
Si ces courbes sont à considérer avec précaution, elles donnent une bonne
idée du comportement de ce bâtiment de l’AIG. Attention toutefois aux
extrêmes qui ont probablement été gommés par les moyennes mensuelles.
3.6.3 AIG – Chaud
La signature chaud de l’aérogare principale est relativement simple est très
linéaire. En effet, comme constaté précédemment, le ruban est pratiquement
inexistant (graphique 24).
93
Graphique 24 - Signature énergétique thermique de l'aérogare principale
Le graphique permet de se rendre compte que le chauffage s’arrête entre
16°C et 18°C de température extérieure. Ici encore, les données mensuelles
gomment les pics, mais permettent d’obtenir une vision globale du
fonctionnement énergétique du bâtiment.
3.7 Synthèse
Les conclusions d’une telle analyse peuvent être divisées en deux catégories,
à savoir les résultats en terme de chiffres et les apports de la simplification
d’une situation passablement complexe.
Le premier constat intéressant relève du fait que malgré sa croissance
ininterrompue (en terme de passagers et de surface), l’AIG a réussi à faire
baisser la quantité d’énergie par passager de plus de 15 kWh/an en 1992 à
moins de 8 kWh/an en 2010, alors que le nombre de passagers passe de 5 à
12 millions sur la même période. En terme absolu, l’AIG a même réussi à
maintenir une consommation relativement stable (entre 90 et 100 GWh/an)
entre 2003 et 2010, alors que la fréquentation est passée de 8 à 12 millions
de passagers par an durant la même période. Ces bons chiffres sont donc
94
encourageants et démontrent que l’agrandissement de l’AIG ne rime pas
forcément avec augmentation de la consommation énergétique.
De plus, lors des comparaisons avec les chiffres de Cardona et al., il est
intéressant de remarquer que l’AIG est systématiquement dans le bas de la
fourchette, ce qui renseigne sur la relativement bonne gestion énergétique de
ce dernier. Il est à ce sujet important de rappeler également que si cette
structure s’est transformée au fil des années, l’aérogare principale date du
début des années 1970, une époque ou l’isolation thermique des bâtiments
n’était pas aussi aboutie qu’aujourd’hui. Malgré cette contrainte ainsi que
l’augmentation drastique de la fréquentation, l’AIG se situe donc dans les
« bons élèves » en matière d’énergie.
Cette analyse a par ailleurs montré l’importance des 7 bâtiments les plus
consommateurs sur la consommation totale (70% de la consommation
électrique et 85% de la consommation thermique). En ne prenant que 7
bâtiments sur la trentaine que compte l’AIG, il a été possible de simplifier ce
système complexe, tout en traitant les points importants.
Enfin, l’analyse portant sur la climatisation a donné une bonne idée de la part
de la consommation électrique liée à la production de froid (environ 5%) ainsi
que sur le type de besoin de l’AIG en terme de climatisation (un ruban
d’environ 400 MWh thermiques mensuels et des pics de consommation à plus
de 1500 MWh thermiques mensuels en été). De plus, la petite expérience
menée sur le bâtiment de type onusien, a permis d’engager une réflexion sur
le niveau de représentabilité de données de consommation mensuelles,
hebdomadaires, journalières ou horaires.
Les bénéfices d’une telle analyse dans la planification énergétique territoriale
seront détaillés dans le prochain chapitre, afin de bien rendre compte de la
valeur ajoutée d’un tel travail.
95
4 L’intégration de l’AIG dans la planification énergétique territoriale
Après avoir étudié le fonctionnement de la planification énergétique territoriale
dans le canton de Genève, puis analysé le fonctionnement du système
énergétique de l’aéroport international de Genève, il paraît intéressant
d’étudier la place de ce dernier dans la planification énergétique.
De plus, ce travail proposera quelques pistes de réflexion pour le
développement futur de nouveaux systèmes énergétiques locaux et sur les
synergies envisageables.
4.1 L’importance de l’analyse du système énergétique
En premier lieu, il paraît intéressant d’exprimer quelle est la nature du lien
entre la planification énergétique territoriale, les grands consommateurs et
une analyse énergétique. En effet, ces notions peuvent être approchées de
manière individuelle, mais prennent encore plus de sens lorsqu’elles sont
imbriquées.
4.1.1 La complexité des structures
Souvent, les grands consommateurs sont des structures complexes, ayant un
grand nombre de bâtiments, de locaux et de processus industriels. L’aéroport
en est un parfait exemple. Avec plus de quarante bâtiments différents,
cumulant une multitude d’usages, cette structure est extrêmement complexe,
et nécessite une bonne compréhension. L’analyse a par exemple montré que
les sept bâtiments les plus importants représentaient plus de 70% de la
consommation énergétique totale (70% de la consommation électrique et
85% de la consommation thermique). Cette constatation amène donc par
exemple à cibler les analyses sur ces bâtiments.
Ces structures sont parfois tellement complexes qu’il devient difficile même
pour les personnes responsables de s’y retrouver. C’est pourquoi une analyse
globale amène une plus-value dans ce genre de situation, et peut être
bénéfique dans le cadre d’un CET comprenant une telle structure.
96
4.1.2 Les ressources utilisées (type, quantité, manière)
Une fois la structure analysée, la problématique des ressources utilisée est
centrale dans une telle analyse. En effet, le type de ressources consommées
par un grand consommateur va grandement influer sur les possibilités
d’approvisionnement, de substitution ou de mutualisation.
Dans cette optique, une analyse peut s’avérer nécessaire lorsqu’elle a pour
objet une entité complexe telle qu’un grand consommateur. Avec l’exemple
de l’aéroport, il est intéressant de remarquer que sont utilisés le mazout, le
gaz et l’électricité. De plus, les transformateurs sont parfois internes à l’AIG
(comme la chaufferie centrale), et parfois externes (le chauffage à distance). Il
est également fondamental d’étudier la quantité de chaque ressource utilisée,
ainsi que la manière dont celles-ci sont consommées. En effet, une utilisation
en pointe ou en ruban va complètement modifier la façon de penser un projet
de planification énergétique.
Là encore le cas de l’AIG est frappant de par sa complexité, et une analyse
semble inévitable afin de bien appréhender cette structure. En effet, la
climatisation suit par exemple une courbe de consommation d’une part
linéaire durant toute l’année (ruban) et d’autre part, on observe des pics de
consommation lors des mois d’été. Le chauffage suit quant à lui une courbe
parabolique avec un arrêt de la chaufferie en été. Toutes ces données
permettent ensuite d’envisager de nouvelles possibilités adaptées afin de
subvenir aux besoins énergétiques de ces structures.
Le projet Génie-Lac par exemple nécessite une bonne connaissance des
consommations afin d’être réalisable, tout en tenant compte des potentielles
nouvelles zones à desservir en plus de l’AIG. Le travail revient d’ailleurs sur
ce projet à la partie 4.4.1.
4.1.3 Les contraintes spécifiques de la structure
Enfin, le dernier aspect rendant une telle analyse intéressante du point de vue
de la planification énergétique est celui des contraintes. Cet aspect rejoint
97
évidemment la question des ressources, mais il dépend aussi beaucoup du
type de grand consommateur. En effet, une industrie lourde aura besoin de
grandes quantités d’énergie la semaine, puis ne fonctionnera plus pendant le
weekend. En revanche, un datacenter nécessitera une énergie en ruban de
manière ininterrompue.
Dans le cas de l’aéroport, c’est principalement la température extérieure et le
nombre de passagers qui feront évoluer la demande énergétique.
Connaître et comprendre ces contraintes spécifiques à l’objet étudié est
extrêmement important dans l’élaboration d’un projet de planification
énergétique, et une analyse comme effectuée précédemment permet
d’approcher les plus importantes.
4.1.4 Synthèse
Une connaissance globale des grands consommateurs passant par une
analyse comme celle effectuée en partie 3 de ce travail semble donc se
justifier dans le cadre de l’élaboration d’un projet de planification énergétique
territoriale.
Au vu des conclusions de la partie 2 du travail, il est clair que de telles
analyses ne semblent pas encore être effectuées lors de l’élaboration des
CET se situant à proximité des grands consommateurs ni même de ceux
comportant des grands consommateurs dans leurs périmètres. Cependant,
de telles analyses apportent une connaissance bienvenue des grands
consommateurs et pourraient probablement déboucher sur des résultats très
positifs.
En ce qui concerne les rejets de chaleur, il est bien clair qu’une analyse de ce
type aurait de fortes chances de les révéler et de donner plus de détails que
dans la plupart des CET analysés. Malheureusement, le cas de l’aéroport ne
permet pas de vérifier cette hypothèse, puisque les rejets de chaleurs
valorisables sont relativement restreints et en partie déjà valorisés à l’interne.
La faible part d’activités dites de « process » explique cette faible quantité (les
98
rejets existants proviennent uniquement des tours de refroidissements de la
production de froid). En effet, les rejets thermiques valorisables sont
principalement présents dans les industries ayant des processus de
transformation ou de grands datacenter. L’aéroport pourrait en revanche être
un consommateur de rejets thermiques valorisables.
4.2 L’AIG dans la PET
Les raisons de l’analyse évoquées, il est possible de s’attarder sur la place
donnée à l’AIG dans les processus de planification. Cette analyse permettra
de mettre en pratique les différents aspects abordés dans les deux parties
précédentes, tout en donnant un exemple concret au sein du canton de
Genève. Il s’agit ici de volontairement prendre en compte les projets
d’urbanismes dans leur ensemble, avant de zoomer sur leur partie
énergétique.
4.2.1 Méthodologie
Cette analyse tourne autour de l’analyse de deux types de documents
différents, à savoir les CET dans les environs proches de l’aéroport et les
documents relatifs aux deux grands projets englobant l’aéroport. Il avait
également été prévu d’analyser le plan directeur cantonal 2030, afin
d’identifier si des stratégies énergétiques impliquant l’aéroport existaient. Ce
document ne mentionne cependant aucune stratégie énergétique impliquant
l’aéroport.
Les CET ont été sélectionnés de façon manuelle en se basant sur la carte
officielle des CET fournie par le système SITG6. Ont été sélectionné 7 CET
dans un rayon d’environ 2 km de l’aéroport. Une carte de ces CET est
disponible en annexe IV.
Les deux grands projets (anciennement nommés projets stratégiques de
développement) sont les projets « Grand-Saconnex » et « Vernier-Meyrin-
Aéroport ». Tous les documents publics relatifs à ces grands projets ont été
6 Système d’information du territoire genevois (http://ge.ch/sitg/ - consulté le 10 novembre 2013)
99
consultés, plus quelques documents directement obtenus auprès du service
cantonal de l’urbanisme.
Pour compléter ces lectures, plusieurs entretiens informels ont été réalisés,
notamment avec Emmanuel Chaze (chef du grand projet : Vernier-Meyrin-
Aéroport), Aliénor Giroud (cheffe du grand projet : Grand-Saconnex), et
Pierre-Yves Diserens (responsable développement & énergie auprès de la
direction des infrastructures de Genève Aéroport).
4.2.2 L’AIG dans les CET
Comme mentionné dans la première partie, les CET restent très centrés sur
leur périmètre restreint, ce qui ne favorise par l’évocation de l’AIG dans ces 7
CET. Un seul d’entre eux nécessite un commentaire. En effet, le CET 2011-7
(nappe de Montfleuri) représente un intérêt pour l’AIG.
Le CET 2011-7 aborde la question du potentiel géothermique de la nappe de
Montfleuri, située en partie dans le périmètre de l’aéroport. Même si le CET
n’évoque pas directement l’aéroport, le potentiel géothermique important de la
nappe de Montfleuri sera l’une des pistes de réflexion abordée dans la partie
4.3.2.
4.2.3 L’AIG dans les grands projets
Depuis quelques années déjà, le canton de Genève a décidé de prioriser le
développement d’une dizaine de zones représentant un attrait particulier en
terme de construction, de logements, préservation des espaces publics et
amélioration de la mobilité. Ces zones de développement prioritaires,
appelées « projets stratégiques de développement », puis « grands projets »
bénéficient d’un traitement particulier et d’une volonté de coordination entre
les différents acteurs.
L’aéroport international de Genève étant à cheval sur deux des ces grands
projets, à savoir celui du Grand-Saconnex ainsi que celui de Vernier – Meyrin
– Aéroport, il est intéressant de connaître comment ces grands projets
prennent en compte l’AIG, et plus précisément l’aspect énergétique.
100
4.2.3.1 Grands projets : définition et fonctionnement
Les grands projets sont pensés à trois différentes échelles. En effet,
l’ensemble du périmètre fait l’objet d’un concept général d’urbanisme –
mobilité – environnement, les secteurs d’urbanisation réunissent plusieurs
pièces urbaines ou îlots faisant l’objet de plans détaillés, et les opérations
urbaines sont les programmes de concrétisation des bâtiments et groupes de
bâtiments privés et publics. (Département de l’urbanisme : 2013).
La démarche des grands projets enchaîne huit étapes principales (détaillées
dans l’annexe VIII). Il est toutefois possible de résumer les grands lignes de
cette démarche en quatre étapes, à savoir : (1) le mandat d’études parallèles
(MEP) qui a comme but de mettre au concours plusieurs études afin de
déterminer le meilleur projet ; (2) l’état des lieux et diagnostique
environnemental (DIAG) qui sert de base aux mandataires de la maîtrise
d’œuvre urbaine pour leurs réflexions environnementales ; (3) la maitrise
d’œuvre urbaine (MOEU) qui est l’étude qui suit le plan guide incluant, entre
autres, un concept environnemental, avec un chapitre sur l’énergie ; (4) la
création des PLQ (plan localisé de quartier), avec comme effet corolaire
l’élaboration des CET associés (Département de l’urbanisme : 2013).
Enfin, le pilotage de chaque grand projet est assuré par trois échelons de
responsabilités : (1) les décisions politiques cantonales sont prises par le
Grand Conseil ; (2) la conduite stratégique est assurée par un comité de
pilotage canton-communes (COPIL) ; (3) l’élaboration technique est assurée
par une direction de projet (DIRPRO) qui anime le processus, organise la
concertation et conduit les mandataires.
De cette façon, les différents acteurs sont réunis, et la concertation reste le
moteur des grands projets.
4.2.3.2 Grand-Saconnex
Le projet du Grand-Saconnex concerne la commune éponyme ainsi que ses
environs directs. Il vise un développement coordonné des différents secteurs
101
afin de répondre à la pénurie de logements et aux besoins de surfaces pour
les activités économiques. Il s’agira de réunifier cette commune traversée par
plusieurs axes majeurs et à conserver sa qualité de vie. Il s’agira également
de participer à la dynamisation de la façade aéroportuaire en développant sa
vitrine économique, en accompagnant l’aéroport dans sa croissance et en
améliorant son attractivité. (Département de l’urbanisme : 2013).
Les objectifs principaux du projet sont : (1) le développement de nouveaux
logements ; (2) dynamiser l’économie de la façade aéroportuaire ; (3)
l’amélioration de la qualité de vie et la cohésion du Grand-Saconnex ; (4) la
valorisation du paysage et l’amélioration de l’environnement.
Ce grand projet est actuellement en phase de Maitrise d’œuvre urbaine
(MOEU) et avance à un bon rythme.
Comme mentionné dans les objectifs, l’énergie ne semble pas être une
priorité à l’échelle de ce grand projet. Toutefois, une étude de planification
énergétique a été effectuée en novembre 2011 sur le périmètre de ce grand
projet. Ce travail va donc revenir sur quelques éléments clés de ce document.
« L’Etude de planification énergétique territoriale sur la partie suisse du
PSD7 » du bureau « Amstein + Walter » élaborée en 2011 revient sur les
aspects énergétiques du grand projet « Grand-Saconnex » (Amstein et
Walter : 2011). Cette étude est très similaire, dans la forme, à un CET, même
si elle n’est pas nommée comme telle. Elle identifie en effet les différentes
zones du projet, les besoins énergétiques actuels et futurs ainsi que les
potentiels locaux en terme d’énergie.
Les informations relatives à l’aéroport sont relativement peu nombreuses
mais toutefois existantes. Tout d’abord, il est identifié parmi les acteurs
principaux de la zone du projet. Il est identifié comme « un gros
consommateurs situé à proximité du périmètre Suzette-Carantec, potentiel
7 Projet stratégique de développement (aujourd’hui appelé grand projet)
102
pourvoyeur de rejets thermiques avec lequel envisager des synergies ». De
plus, il est mentionné qu’il existe « des volontés d’engager des reflexions pour
améliorer les conditions actuelles d’approvisionnement, éventuellement en
valorisant des interactions avec Palexpo ». Il est toutefois nécessaire selon le
document de « préciser l’ampleur des rejets actuels et d’analyser les types
d’interactions envisageable avec Palexpo. » (Amstein et Walter : 2011).
Si la question des rejets thermiques apparaît dans ce document, il est
important de noter qu’elle n’a fait suite à aucune étude poussée sur le sujet. Il
donc difficile de tirer de réelles conclusions quant à la possibilité d’utiliser ces
rejets, qui semblent relativement faibles. De même pour les interactions avec
Palexpo. En effet, une analyse poussée est nécessaire avant de pouvoir tirer
une quelconque conclusion.
Le développement du projet Genie-Lac est également abordé à plusieurs
reprises dans cette étude. Il apparaît que cette solution serait extrêmement
bénéfique pour l’aéroport aussi bien que pour le reste de la zone. L’étude
exprime également la possibilité d’installer de grandes pompes à chaleurs
dans le périmètre de l’AIG, afin d’approvisionner la zone en énergie. Cette
idée n’est malheureusement pas développée. Cependant, il est intéressant de
relever que cette possibilité a été évoquée, puisqu’elle considère le
partenariat énergétique avec l’AIG comme une réelle possibilité. Ces grandes
pompes à chaleur fonctionneraient grâce au réseau de Génie-Lac, et auraient
donc une grande puissance.
L’étude aborde ensuite les potentiels renouvelables locaux, comme le solaire
thermique et photovoltaïque, la géothermie de haute et basse enthalpie etc.
Dans cette partie, il est intéressant de remarquer que les rejets thermiques de
l’AIG sont mis de côtés en invoquant la future installation de Génie-Lac, qui
changerait complètement le fonctionnement de la production de froid de l’AIG.
Comme les CET, ce document examine le projet de façon générale et n’est
qu’une étude préliminaire. Toutefois ce document est relativement bien
construit et donne une bonne idée de la direction à prendre dans le
103
développement et la planification énergétique de la zone. Le manque
d’études concernant l’AIG est toutefois problématique, et là encore, la
thématique des grands consommateurs n’est qu’effleurée. Encore une fois, il
convient de remettre les choses dans leur contexte, et il est vrai que le but
d’un tel document n’est pas de zoomer sur des détails, mais bien de donner
une vision globale.
4.2.3.3 Vernier – Meyrin - Aéroport
Le grand projet Vernier – Meyrin – Aéroport, anciennement nommé PSD Tête
GVA – Casaï – Aéroport, se situe dans un périmètre adjacent (au sud-ouest)
au grand projet Grand-Saconnex. Les objectifs du grand projet peuvent se
décliner en trois thèmes, à savoir l’urbanisme, la mobilité et l’environnement.
Pour l’urbanisme, les principaux objectifs sont : la création de logements, le
développement d’une façade économique le long de l’autoroute, le
renforcement de certains équipements publics ainsi que le renouvellement de
secteurs d’artisanat et d’industrie. Agissant sur un territoire très morcelé, il
s’agit également de réunifier le quartier en le rendant agréable à vivre. D’un
aspect mobilité, c’est la création d’axes de transports publics structurant qui
est l’objectif principal. Il s’agit également d’anticiper les infrastructures à venir
et de favoriser la mobilité douce sur les axes existants. Enfin, d’un point de
vue environnemental, il s’agit de relier les espaces verts et les zones
naturelles, de favoriser les espaces verts dans les nouveaux espaces publics
ainsi que de placer l’environnement au centre des réflexions. (Office de
l’urbanisme : 2012). Le projet est actuellement en phase de maitrise d’œuvre
urbaine.
La partie sud des logements devrait pouvoir être reliée au réseau de
chauffage à distance du Lignon. D’autres projets existent également pour la
construction de chaudières de grande taille pour alimenter de larges zones. Il
a également été pensé qu’un surdimensionnement de ces infrastructures
pourrait être possible afin de fournir (à long terme) une partie de l’énergie de
l’aéroport. Cette idée en est encore au stade de projet et reste pour l’heure
très hypothétique.
104
Contrairement au grand projet Grand-Saconnex, aucun document n’est
disponible concernant une quelconque étude énergétique. De ce fait, il est
compliqué de trouver des informations portant sur la partie énergie. Il semble
que cette thématique n’a pas été centrale dans l’élaboration de ce projet et
que l’aéroport y est beaucoup moins pris en compte que dans le grand projet
Grand-Saconnex.
4.2.4 Synthèse
Cette analyse permet de mettre en avant plusieurs aspects essentiels dans le
cadre de ce travail. Premièrement, il est intéressant de constater qu’aucun
des CET proches de l’aéroport n’aborde ce grand consommateur d’aucune
manière. Cette constatation est toutefois à relativiser de par la faible
concentration de CET dans les environs proches de l’AIG. Il sera intéressant
d’analyser les CET futurs des nouveaux quartiers adjacents dans les
prochaines années, afin de constater si l’AIG y sera abordé.
Deuxièmement, l’analyse des deux grands projets met en avant un problème
central : l’énergie n’est qu’une petite facette des projets d’urbanisme et ne
joue jamais un rôle central dans la création de tels projets. La problématique
des grands consommateurs, elle-même une des facette de la problématique
de la planification énergétique, est très peu abordée et souvent mise de côté.
La conclusion générale du travail reviendra sur cet aspect.
Enfin, il est important de bien cibler le rôle de ces grands projets. En effet, ces
études ne vont jamais dans le détail, et servent surtout à mettre en place une
bonne coordination entre les acteurs et à stimuler le changement. Les grands
projets n’ont visiblement pas pour vocation de donner des politiques
énergétiques claires et des solutions concrètes. C’est probablement plus tard,
lors de l’élaboration des PLQ et PDQ (et donc des CET associés) qu’il est
important d’effectuer de bonnes analyses et de proposer des solutions
concrètes.
Il est toutefois dommage que certaines idées sur la planification ne soient pas
développées au niveau des grands projets. En effet, il est rare d’atteindre un
105
tel périmètre lors de projet de planification énergétique, et il serait
extrêmement intéressant de penser des projets énergétiques à des telles
échelles. Le document d’Amstein et Walter est à ce titre très enthousiasmant,
même s’il reste encore très théorique.
4.3 Pistes pour l’intégration de l’AIG dans la PET
Après avoir passé en revue la situation actuelle, il est possible de présenter
quelques pistes de réflexion pour le développement futur de nouveaux
systèmes énergétiques locaux et sur les synergies envisageables. Il a été
décidé de présenter deux idées concernant directement l’aéroport et faisant
de ce grand consommateur un élément central du projet. Ce travail
présentera donc le projet Génie-Lac déjà évoqué précédemment et le
potentiel géothermique de la nappe de Montfleuri.
4.3.1 Génie-lac
Après le succès remporté par le projet Genève-Lac-Nations (GLN), les
services industriels de Genève ont décidé de penser à d’autres systèmes de
climatisation et/ou de chauffage en utilisant l’eau du lac Léman. Ces deux
nouveaux projets s’appellent Genève-Lac-Aéroport (GLA) et Genève-Lac-
Urbain (GLU). C’est évidemment le projet GLA qui va être abordé ici. Le but
de cette partie est d’exposer les principes de fonctionnement de base,
d’identifier les puissances en jeu ainsi que les contraintes. Les détails
techniques peuvent être trouvés directement dans les documents de
référence (Faessler et al. : 2011).
Le but du projet est de pomper l’eau du lac relativement bas afin que la
température varie peu entre l’été et l’hiver. L’eau est ensuite acheminée via
des conduites dans la zone aéroportuaire afin de l’utiliser pour la production
de froid. Il est également possible d’utiliser des PAC (pompes à chaleur) afin
de produire de la chaleur.
Le périmètre du GLA prend en compte non seulement l’aéroport, mais
également une partie du Grand-Saconnex, et surtout, Palexpo, qui représente
une consommation très importante. Pour arriver à subvenir aux besoin de
106
cette zone, le rapport du groupe énergie de l’Université de Genève (Faessler
et al. : 2011) table sur une fourchette de puissance allant de 15 MWth à 30
MWth. Si le périmètre s’élargi et que la zone ZIMEYSA et le CERN sont
intégrés au projet, il faudrait atteindre plusieurs dizaines de MWth.
Le dimensionnement du réseau est donc aujourd'hui une question importante
qu’il faut régler en contactant les clients potentiels, afin d’estimer au mieux les
besoins actuels et les besoins futurs. Cependant, l’aéroport devrait pouvoir de
toute façon bénéficier de cette ressource, ce qui aboutirait à des économies
de consommation électrique non négligeables (environ 3 GWh électrique
annuel).
L’aspect financier est également à prendre en compte, étant donné les coûts
d’installation probablement très élevés. Il est donc nécessaire de raccorder
assez de clients pour qu’un certain retour sur investissement soit réalisé.
Une dernière contrainte est à considérer dans le remplacement des machines
de froid de l’AIG. En effet, les machines actuelles commencent à arriver en fin
de vie, et nécessitent un remplacement imminent. La concordance temporelle
pourrait donc ne pas être respectée, le projet n’étant pas encore commencé.
Dans ce cas de figure, l’AIG devrait investir dans de nouvelles machines de
froid et pourrait donc retarder son raccordement au système GLA. Toutefois
ce projet semble extrêmement intéressant et mérite d’être développé.
4.3.2 Nappe de Montfleury
Comme mentionné dans ce travail, l’aéroport se situe à proximité directe de la
nappe phréatique de Montfleury (annexe IX). Cette grande étendue d’eau
souterraine a fait l’objet d’une analyse sous la forme d’un CET, avec comme
but de mettre en évidence le potentiel géothermique de cette nappe. Pour
mieux comprendre les estimations, il convient en premier lieu d’expliquer
brièvement le fonctionnement de l’exploitation géothermique des nappes peu
profondes (comme celle de Montfleury).
107
L’exploitation de la nappe se fait directement par le pompage de l’eau, qui
donne sa chaleur au liquide de la PAC. L’eau est ensuite rejetée dans la
nappe. Ce système fonctionne relativement bien grâce à la température très
stable de l’eau de la nappe. Les coefficients de performance sont de ce fait
relativement élevés. Cependant des contraintes existent, et parmi elles,
l’aspect juridique. Sans entrer dans les détails, l’exploitation de la nappe de
Montfleury est soumise a plusieurs règles, notamment concernant la
restitution de la chaleur. En effet, la température moyenne de la nappe ne doit
pas dépasser les 3°C à 100m du point de restitution. C’est l’une des
limitations principales lors de la construction d’installations de grande taille.
Selon le CET, la nappe de Montfleury possède plusieurs caractéristiques
favorables : (1) une perméabilité élevée ; (2) une épaisseur pouvant être
importante ; (3) une température relativement stable (environ 12°C). En
revanche, sa grande profondeur par endroit (40 à 50 mètres) implique des
frais importants de mise en œuvre.
L’estimation du potentiel géothermique a été effectuée avec un COP
(coefficient de performance) de 5, une variation de température entre l’entrée
et la sortie de la PAC de 4°C et une utilisation annuelle de 2000 heures. Le
résultat donne une production énergétique d’environ 84 GWh/an. Ce chiffre
doit tout de même être nuancé, puisque si l’on prend le potentiel disponible
sur les zones constructibles uniquement (environ 45% de la nappe), il tombe
à 31 GWh/an. Toutefois, si l’on combine une production de chaud et de froid,
le chiffre estimé atteint les 70 GWh/an.
Si l’on compare cette estimation avec les 30 GWh thermiques annuels de
l’aéroport, il est évident que les ordres de grandeurs correspondent bien et
que la température stable de la nappe permet un approvisionnement constant
tout au long de l’année. Les concordances de lieu, temps et qualités semblent
donc respectées. De plus, la production de froid pourrait également profiter
d’un tel système. De ce fait, il serait tout à fait envisageable qu’une partie (voir
l’ensemble) de l’énergie thermique consommée à l’aéroport provienne de la
nappe de Montfleury.
108
Cependant, ces chiffres sont à utiliser avec précaution, et de nombreuses
études devraient être effectuées afin d’être certain du potentiel de cette nappe
phréatique. De plus, des forages devraient être effectués, à des profondeurs
parfois relativement élevées (40 à 50 mètres). Il est enfin intéressant de
constater qu’il n’existe aucun conflit d’usage autour de cette nappe puisqu’elle
n’est pas utilisée pour l’eau potable. En outre, des puits existent déjà (dont
celui de Moëns, proche de l’aéroport) et pourraient être utilisés dans le cadre
d’une exploitation future (ce qui réduirait les coûts). Cette solution semble
donc prometteuse et pourrait faire l’objet de futures études.
4.3.3 Synthèse
Ces deux projets démontrent les diverses possibilités qui entourent un grand
consommateur comme l’AIG et démontrent l’importance de connaître le
système énergétique de ce dernier afin d’évaluer quels sont les projets
potentiellement intéressant. Il est toutefois nécessaire d’analyser ensuite avec
précision quelle est la demande potentielle, sous quelle forme, avec quelles
variations, etc.
De plus, il est intéressant de remarquer que ces projets peuvent être justifiés
par la présence d’un grand consommateur, mais qu’ils nécessitent également
la prise en compte de la demande dans un certain périmètre. C’est à ce
niveau que la planification énergétique prend tout son sens et permet de
penser un projet de manière plus étendue que si chaque objet est analysé
individuellement.
109
5. Perspectives et conclusion
Depuis quelques années, la planification énergétique territoriale prend une
nouvelle dimension et trouve son chemin à travers les processus
d’aménagement du territoire. S’imposant comme un outil indispensable de la
transition énergétique, elle peine toutefois à trouver une place à la hauteur
des défis énergétiques qui attendent l’Homme ces prochaines décennies. En
effet, si l’aménagement du territoire et l’urbanisme sont des notions abordées
depuis plus de trente ans, la planification énergétique territoriale est
relativement jeune.
Si ce travail a pu rendre compte d’une certaine volonté du canton de Genève
de gérer de façon optimale sa consommation énergétique, il a également
souligné un grand nombre de lacunes dans l’application concrète des
principes de planification énergétique territoriale. Si les bases légales
concernant la PET existent depuis la modification de la loi sur l’énergie en
2010, c’est dans l’application des principes que certaines améliorations
semblent possibles. En effet, en tant que seuls outils de la PET, les CET sont
à cheval entre une approche très conceptuelle évoquant certains principes de
base sans entrer dans les détails d’une analyse et une approche concrète,
centrée sur un périmètre bien précis. D’autre part, la grande variabilité dans
leur forme, longueur, qualité, ainsi que dans les périmètres étudiés rendent
les CET parfois difficilement comparables et très inégaux. Il est toutefois
important de relever leur jeune âge, et il est fort probable que certains
ajustements soient effectués, afin de rendre cet outil plus abouti et mieux
adapté. L’analyse de la liste des CET comprenant des grands
consommateurs complète quant à elle le tableau en démontrant que le
manque d’informations concernant les grands consommateurs est manifeste
et que leur rôle dans la PET est minime. Ce manque d’information semble à
la foi être le fruit d’un réel manque d’analyse poussée (en ce qui concerne
principalement les rejets thermiques valorisable) et d’une volonté de ne pas
entrer dans les détails tout en restant concentré sur le périmètre restreints et
les bâtiments visés. Il convient également de mentionner que ce manque
d’informations (volontaire ou non), est contrebalancé par une loi très précise
110
sur l’assainissement des grands consommateurs, d’ailleurs bien plus
contraignante que les CET.
Il est donc légitime de se poser la question de savoir si le secteur
« planification » et « assainissement » de l’OCEN ne se sont pas
volontairement partagés les rôles, même s’il semble souhaitable que ces
problématiques soient traitées de manière parallèle et coordonnée. A ce sujet,
il est intéressant de relever que l’OCEN « teste actuellement l’intersectorialité
à l’interne, qu’il va demander à l’externe d’ici à quelques mois ou années. »
(Beck : 2013). A travers cette affirmation, il est positif de remarquer que
l’OCEN essaye de créer, d’abord à l’interne, puis à l’externe, des passerelles
« sur des éléments d’échelles différentes (territoire, parcelles, entreprises,
etc…) » (Beck : 2013).
L’analyse énergétique de l’AIG donne ensuite des pistes de réflexion sur
l’utilité de telles études. En effet, une analyse globale semble importante afin
de mieux comprendre le fonctionnement des grands consommateurs, ainsi
que de détailler leur consommation énergétique. Il est bien clair que cette
analyse présente des lacunes, et qu’il est toujours possible d’aller plus loin,
cependant, les conclusions permettent tout de même de tirer quelques ordres
de grandeurs et d’esquisser certaines propositions de projets. Cette analyse
permet également d’isoler les bâtiments importants et donc de hiérarchiser
les mesures à prendre par l’importance de leur impact.
Enfin, l’étude sur l’implication de l’AIG dans les processus de PET démontre
que les projets d’aménagement du territoire prennent largement le pas sur les
projets de planification énergétique. En effet, l’AIG étant à cheval sur deux
grands projets, les thèmes de l’urbanisation, de la mobilité et de
l’environnement sont abondamment traités dans les deux cas, alors que les
problématiques énergétiques ne sont abordées que dans le cadre du projet
« Grand-Saconnex » et ce, à la manière d’un CET. Le résultat parle très peu
des synergies potentielles entre l’AIG et le quartier du Grand-Saconnex et
n’aborde pratiquement pas les thématiques de Genève-Lac-Aéroport et de la
nappe de Montfleury. Encore une fois, ce travail met en avant la différence
d’importance établie entre l’aménagement du territoire et la PET, avec comme
111
sentiment que l’énergie est perçue comme devant venir « après ». Jusqu’ici,
l’approche qui a prévalu semble être celle plaçant l’énergie en bout de projet,
obligeant les énergéticiens à s’adapter au bâti, plutôt que de penser l’énergie
comme partie intégrante des réflexions depuis le début. A ce sujet, Remy
Beck est catégorique en affirmant que pour que l’énergie soit « avant » dans
un projet d’aménagement, « il faut qu’il y aie une contrainte (type conduite de
gaz à haute pression, ligne à haute tension enterrée, etc.) ». Il serait donc
important que la situation évolue pour que l’énergie ne soit plus considérée
comme une contrainte dans les projets, mais plutôt comme une opportunité.
Toutefois, il est nécessaire de rappeler encore une fois que les éléments
analysés dans ce travail ne sont que le balbutiement de la planification
énergétique territoriale sur le canton de Genève. En effet, la loi sur l’énergie
n’ayant été modifiée qu’en 2010, il faut laisser le temps à cette politique
énergétique de prendre une place prépondérante dans les processus
d’aménagement du territoire tout en adaptant son outil, à savoir le CET. Il est
également important de garder à l’esprit que le nombre de CET est encore
relativement réduit, et qu’il ne va cesser d’augmenter, ce qui donnera la
possibilité à l’OCEN d’affiner les directives en ayant un plus grand nombre de
points de comparaison.
Comme suite au travail, il semblerait intéressant d’explorer de nouvelles
pistes pour l’intégration des grands consommateurs dans la PET. Parmi ces
pistes, la création d’une carte des rejets thermiques semble aujourd’hui plus
que nécessaire, afin d’évaluer le réel potentiel de ces rejets. L’engagement
d’un dialogue afin de sensibiliser les grands consommateurs à l’importance
de la PET pourrait être également très positif, tout comme l’application de
l’intersectorialité au sein de l’OCEN et au delà.
De manière globale et au vu des conclusions de ce travail, il est apparu que
beaucoup d’opportunités entourant les grands consommateurs existent, mais
qu’elles sont aujourd’hui vécues comme des contraintes. Il serait donc capital
d’inverser cette perception pour les années à venir, afin d’intégrer un
maximum d’acteurs dans la construction de la planification énergétique
territoriale, notamment les grands consommateurs.
112
113
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114
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117
Liste des annexes Annexe I – Fonctionnement de la planification énergétique
territoriale à Genève p.118 Annexe II – Echelonnement des envois de début de procédure aux grands
consommateurs + schéma des procédures détaillées p.119 Annexe III – Liste des CET choisis p.120 Annexe IV – Cartes relatives à la liste de CET choisis p.124 Annexe V – Mesures environnementales de
l’aéroport de Stansted relatives à l’énergie p.127 Annexe VI – Evolution de la surface de l’AIG p.128 Annexe VII – CET proches de l’AIG p.129 Annexe VIII – Les huits étapes principals de
a demarche des grands projets p.130 Annexe IX – Nappe de Montfleury p.131 Annexe X – Photos des locaux de l’AIG p.132
118
Annexe I – Fonctionnement de la planification énergétique territoriale à Genève
Service cantonal de l’énergie. “Plan Directeur Cantonal de l’Energie 2005 - 2009 (PDCE),” p.41
119
Annexe II – Echelonnement des envois de début de procédure aux grands consommateurs + schéma des procédures détaillées
Service de l’énergie. “Directive Relative Au Régime Applicable Aux Grands Consommateurs,” 2012. p. 3-4
120
Annexe III – liste des CET choisis
Numéro Nom
Proc
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e lié
e (P
L)
ou h
ors
proc
édur
e (H
P)
Périm
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tena
nt
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(G
C) o
u/et
pro
che
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e zo
ne
indu
strie
lle (Z
I)
Remarques sur les grands consommateurs
2010-01 Caillat PL ZI - 2010-03 Route de Vernier PL ZI - 2010-05 Planification Energétique
territoriale (Phase 1) Commune d'Onex
HP GC -
2011-01 La Scie PL ZI • Des rejets thermiques sont « probablement » disponibles • Pas d’étude plus poussée
2011-02 J.-L. Prevost et Quartier de la Fort
PL GC -
2011-03 Orientation Energétique du Plan directeur "Les Semailles"
HP ZI / GC -
2011-06 Les Allières PL ZI - Grands consommateurs sont identifiés, avec leur intérêt à profiter des CAD (rôle de locomotive)
- Les Grands consommateurs cités ici sont des immeubles d’habitation et une école
- Pas de rejets thermiques 2011-07 Evaluation du potentiel
géothermique de la nappe de Montfleury
HP ZI / GC -
121
2011-08 A Eco-quartier Jonction – étude détailée
PL GC
• La récupération de chaleur sur les transformateurs des SIG semble une bonne idée, relativement originale
2011-08 B Eco-quartier Jonction – périmètre restreint
PL GC
2011-08 C Eco-quartier Jonction – Périmètre élargi
PL GC
2011-09 A PACA St-Julien HP ZI / GC 6. Rejets thermiques identifiés comme intéressants 7. Pas d’analyse poussée, un simple chiffre de 15 GWh en hiver
apparaît 8. Carte identifiant les rejets thermiques
2011-09 B PACA St-Julien (complément)
HP ZI / GC • Mention d’un potentiel de >15 GWh thermique de rejets industriels
• Pas de détails supplémentaires 2011-10 Laurana Parc et extension HP ZI - 2011-11 Aménagement Carouge
Sud – orientation énergétique
HP ZI / GC -
2011-12 Image directrice de la Concorde – enjeux énergétiques
HP GC -
2011-15 Versoix urbain HP ZI / GC - 2011-17 SOVALP HP GC - 2011-18a SOVALP HP GC - 2011-18b SOVALP – note technique –
diffuseurs de chaleur HP GC -
2011-18c SOVALP – variantes minergie
HP GC -
2011-20 Zones agricoles spéciales PL GC • Rejets thermiques identifiés (ZIPLO et STEP d’Aïre) • Une piste est aussi envisagée avec la valorisation de
l’énergie basse température de l’usine des Cheneviers • Le CET s’attarde longuement sur les rejets thermiques et y
122
voit un réel potentiel à exploiter 2011-21 PAV - CCF HP ZI / GC 6 Grands consommateurs clairement ciblés comme étant des
clients adaptés au CCF (rôle de locomotive). Intéressant de constater que c’est le seul CET dans lequel les grands consommateurs ne sont pas identifiés uniquement comme producteurs de rejets thermiques (à part le 2011-5).
2011-22 PAV – Eaux usées HP ZI / GC - 2011-23 PAV - Géothermie HP ZI / GC - 2011-24 PAV – note de synthèse HP ZI / GC - 2011-25 PAV – demande énergie HP ZI / GC - 2011-26 PAV – scénarios
urbanistiques pour l’énergie HP ZI / GC -
2011-30 Les Sciers PL ZI / GC - 2011-31 Vernier PL ZI / GC - 2011-36 Etude énergétique sur le
périmètre élargi du PDQ « Les Semailles »
HP ZI / GC
4 Carte des potentiels incluant les rejets thermiques 5 Rejets potentiellement utilisables zone ZIPLO : 4 rejets thermiques des groupes froids 5 rejets d’eau industrielle
5 Tableau des acteurs, avec les pourvoyeurs de rejets thermiques
6 Les pistes s’arrêtent là, pas de propositions concrètes 2011-37 Concept énergétique
territorial du PDCom de Dardagny
HP ZI / GC 6. Identification de Firmenich comme « très gros consommateur » avec de potentiels rejets thermiques
7. Encouragement à les valoriser 8. Pas d’étude plus poussée
2011-39 Cherpines PL ZI / GC • Les rejets thermiques sont considérés (ZIPLO) • Rejets thermiques à faible température (nécessite une PAC) • Bon degré de détail, avec une petite étude pour chacune
des 4 entreprises productrice de rejets thermiques • Mention spéciale pour SAFE HOST puisqu’elle projette une
augmentation de la puissance de froid de 5.8 MW à 18 MW.
123
• Phrase intéressante : « notons que si l’ensemble des rejets thermiques de la ZIPLO était valorisés, cela permettrait de couvrir 100% des besoins de chaleur du site ».
• Enercore a fait une étude sur les synergies possibles dans la zone ZIPLO
2011-41 Concept énergétique territorial de la commune Collonge-Bellerive
HP ZI / GC 7. Des rejets thermiques existent mais ne sont pas analysés 8. Le développement de la zone industrielle de la Pallenterie va
nécessiter beaucoup d’énergie et va être une « locomotive » 9. Le CET ne donne pourtant pas de « détails à ce niveau de
planification » 10. Le rejets thermiques sont donc dans la case : « à approfondir »
2011-45 PDZI – La Tuilière PL ZI 11. "Les rejets thermiques existent mais il n’est pas possible à ce stade d’estimer le potentiel »
12. C’est une idée « délicate à mettre en œuvre » mais a une « bonne adéquation avec les politiques de l’énergie »
13. Pas de conclusion, il faut une étude complémentaire 2012-01 Marbriers PL ZI • Rejets thermiques potentiellement envisagés dans le
futur 2012-07 Gare de Chêne-Bourg PL ZI - 2012-08a Gradelle-Tulette HP GC - 2012-08b Gradelle-Tulette HP GC - 2012-11 Carouge - Arve HP GC • Rejets de chaleur pris en compte (relativement
précisément), mais sont à considérer comme de « futurs projets à mutualiser »
• Rien de concret malgré la quantité importante identifiée • Un système de boucles d’échanges permettrait une
bonne valorisation des rejets thermiques
124
Annexe IV – Cartes relatives à la liste de CET choisis
125
126
127
Annexe V – mesures environnementales de l’aéroport de Stansted relatives à l’énergie
“Renewing Our Approach to Energy Management: Stansted Airport Energy Strategy 2011-2016,” 2011. p. 24.
128
Annexe VI – Evolution de la surface de l’AIG
129
Annexe VII – CET proches de l’AIG sélectionnés
130
Annexe VIII – Les huit étapes principales de la démarche des grands projets
Département de l’urbanisme. “Grands Projets, La Démarche,” 2013. p.2-3.
131
Annexe IX – Nappe de Montfleury
132
Annexe X – Photos des locaux de l’Aéroport International de Genève
Chaufferie centrale
Grand Hangar (GH01), à droite il est possible de distinguer les panneaux rayonnants à gaz
133
En haut : machines de froid centre, en bas : machines de froid sud (avec la tour d’évacuation)
Un avion entre dans la halle de montage (HM01)
134
Halle de montage (HM01) Photos : Yann Demont
