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Les indicateurs de performances énergétiques

 Comment définir des indicateurs pertinents pour mesurer les performances du système ?

Opter pour la simplicité
Un bon indicateur doit être compris du plus grand nombre et surtout des acteurs concernés par le champ de la mesure. Il convient donc de privilégier les modes les plus simples pour caractériser la performance d’une situation, d’une activité ou d’un processus.

Exemple concret :
Une entreprise dont la direction a défini une politique de production à flux tendu (« juste à temps »). Pour mesurer l’efficacité de l’entreprise au regard de cette politique, il est possible de mesurer le taux de rotation des stocks ou la couverture moyenne des stocks.
Ces deux indicateurs fournissent la même indication sur le niveau de maîtrise appliquée à la gestion des stocks, mais il apparaît que les résultats du second sont plus « parlants » à tous les niveaux de l’entreprise.

Une fois un indicateur identifié il faut donc systématiquement s’interroger sur sa simplicité de compréhension. Pour ce faire, il est intéressant de le soumettre aux acteurs concernés pour obtenir leur avis.

Normes de référence
FD-X-50-171 - Indicateurs et tableaux de bord
ISO 9001:2008 - Chapitre 8.2.3 Surveillance et mesure des processus
Site Internet : Indicateurs de performance. Ce site propose une liste assez complète d’indicateurs classés par thématiques (Logistique, Production, Finance et comptabilité, Marketing et ventes, Achats et approvisionnements, Ressources humaines, Informatique).

Évaluation des indicateurs 
Les consommations annuelles d'énergie finale pour toutes les énergies sont ramenées à deux indicateurs :
  • un indicateur de consommation d'énergie exprimé en énergie primaire kWhep /m2 / an, la surface considérée est la surface habitable en logement ou la surface utile en tertiaire,
  • un indicateur d'impact sur les émissions de gaz à effet de serre exprimé en kgeqCO2 /m2 / an.

  • Le passage des consommations finales à la consommation d'énergie primaire se fait sur la base des facteurs de conversion suivants :
  • facteur 1 pour tous les combustibles (fioul, gaz naturel…)
  • facteur 2,58 pour l'électricité, de façon à prendre en compte le rendement de production de l'électricité. Le transport n'est pris en compte pour aucune des énergies. Le passage aux émissions de gaz à effet de serre se fait sur la base de contenu CO2 .
  • L'énergie primaire prend en compte la dépense faite lors du transport, raffinage et distribution de l'énergie consommée.

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Diagnostic_de_performance_%C3%A9nerg%C3%A9tique


     Treize exemples de diagnostics

    Les outils non sélectionnés n'apportant pas de plus-value (outil combinant d'autres outils, outils trop qualitatifs, en cours de conception ou difficilement accessibles).
    Ils sont regroupés en sept catégories :
  • les diagnostics agro-environnementaux globaux. Ils considèrent l'exploitation dans sa globalité et évaluent les impacts de cette dernière sur son environnement (excès d’azote, pression polluante, consommations d’énergies, émissions de gaz à effet de serre…) ;
  • les diagnostics agro-environnementaux parcellaires. Ils évaluent les performances environnementales des exploitations à l’échelle de la parcelle ;
  • les diagnostics de durabilité. Ils évaluent les performances de l'exploitation selon les trois piliers de la durabilité (environnement, social et économique) ;
  • les diagnostics énergétiques : Ils permettent d'établir un bilan énergétique à l'échelle de l'exploitation en quantifiant les entrées et sorties d'énergie. Ces diagnostics prennent également en compte les émissions de gaz à effet de serre
  • les diagnostics basés sur des indicateurs indépendants. Ce sont des indicateurs construits pour permettre d'évaluer de manière simple des systèmes complexes. Ces indicateurs peuvent être à différentes échelles (parcelle, exploitation) ;
  • les pré-diagnostics ou auto-diagnostics. Ils permettent d’évaluer grossièrement les consommations des divers équipements de l’exploitation et donnent une idée des principales pistes d’amélioration ;
  • l'analyse du cycle de vie (ACV). Elle permet d’évaluer l'impact environnemental d'un système en dressant l'inventaire des émissions polluantes, des matières premières et de l'énergie sur l'ensemble du cycle de vie de ce dernier.



  • Ces diagnostics mobilisent soit les principaux grands types d'énergies directes et indirectes, soit les activités consommatrices d'énergie. Les flux d'énergies directes systématiquement quantifiés sont l’électricité, les carburants (gasoil, fuel domestique, essence) et les gaz (ville-propane-butane). Les flux d'énergies indirectes concernent les énergies mobilisées lors de la fabrication des principaux intrants de l'exploitation agricole. Quelques méthodes utilisent de manière totale ou partielle l’opération technique ou l'activité comme porte d’entrée du diagnostic (irrigation, transport des marchandises, travaux par tiers…).

    Atouts et limites des indicateurs de performances énergétiques existants 
    Parmi les treize diagnostics, dix prennent en compte des indicateurs quantitatifs répertoriés dans le tableau 2. Les indicateurs des deux autodiagnostics étant qualitatifs, nous ne les présenterons pas ici, de même que les indicateurs de la méthode IRENA, développés pour une application à l'échelle européenne. Pour chaque indicateur sont mentionnés le type d'énergie mobilisée, le mode de calcul, l'unité et les diagnostics utilisant ces indicateurs.

    Les indicateurs les plus récurrents sont des indicateurs simples ou des indicateurs composites (encadré 1). Leurs calculs sont basés sur une agrégation des données de consommations d'énergies directes et indirectes établies à partir de données comptables, des enregistrements papier, des dires d'exploitants (caractéristiques des matériels et des bâtiments, quantités produites).

    Les informations obtenues par ces diagnostics permettent d'avoir une bonne idée des performances globales des exploitations agricoles en identifiant les postes les plus énergivores ou en permettant de connaître la performance de la transformation de l'énergie des intrants au travers de l'indicateur « efficacité énergétique ». Le profil énergétique de l'exploitation agricole permet quant à lui de visualiser les performances énergétiques au regard des productions végétales d'une part et animales d'autre part. Le calcul de ces indicateurs se limite le plus souvent à l'échelle globale de l'entreprise agricole par manque de données fiables et un calcul à l'échelle de l'atelier de production, de la parcelle ou de l'opération nécessiterait une acquisition plus fréquente de données.

    D'autres indicateurs calculent un score (INDIGO, KUL), permettant d'avoir une valeur chiffrée entre 0 et 10 et de se positionner par rapport à une valeur de référence (7 pour INDIGO).

    Toutefois, ces indicateurs trouvent leurs limites dès que l'on veut établir des bilans à une échelle plus fine. En effet, bien que les postes de consommations énergétiques soient identifiés, l'information n'est pas suffisamment précise pour mettre en place un meilleur système de pilotage énergétique des exploitations agricoles (pilotage au mois, à l'année, par opération technique, par culture, par atelier de production…).

    Tel est l'un des objectifs du projet CASDAR Energé’TIC (2009-2011) [1]. Ce projet, coordonné par l’Association de coordination technique agricole (ACTA) et Irstea, avait pour ambition d’apporter une solution à la fois scientifique et technique à l'évaluation fine des dépenses énergétiques des exploitations agricoles par l’utilisation des nouvelles technologies de l’information et de la communication (NTIC). Installées directement sur les équipements agricoles, les solutions technologiques envisagées (capteurs bas-coûts, RFID [2]…) permettront d’acquérir des informations fiables et en routine dans le but d’alimenter des indicateurs de performances énergétiques à une échelle fine (opération culturale, parcelle…). Une évaluation de la pertinence des ces indicateurs, créés spécifiquement dans le cadre du projet, pourra être possible au regard des diagnostics existants.



    Élaboration de nouveaux indicateurs en vue d'une évaluation fine des performances énergétiques des exploitations 
    Un des objectifs du projet Energé'TIC était de pouvoir proposer un ensemble de nouveaux indicateurs permettant une évaluation fine des consommations énergétiques. Pour mettre en place ces indicateurs, plusieurs étapes méthodologiques sont nécessaires :
  • définir le périmètre à étudier pour calibrer le type de données à collecter ;
  • définir les activités consommatrices d'énergie à prendre en compte pour identifier les solutions technologiques à mobiliser pour collecter les données ;
  • définir le type d'énergie et l'échelle de collecte (spatiale, temporelle…) pour calibrer le choix des indicateurs.

  • Périmètre étudié pour l'élaboration d'un bilan énergétique à une échelle fine.
    La réalisation d'un bilan énergétique d'une exploitation agricole, qu'il soit réalisé à une échelle fine ou à l'échelle de l'exploitation agricole, nécessite de définir au préalable les limites physiques du champ d'investigation.

    L'objectif de notre étude étant de quantifier de manière précise, à l'aide des NTIC, les dépenses énergétiques des exploitations, nous avons limité le périmètre de notre étude et donc la collecte de données d'énergies directe et indirecte au site de l'exploitation agricole et à son environnement proche (figure 1, encadré 2 ).

    Cet environnement proche comprend les activités indissociables du processus de production et de son bon fonctionnement (prestations de services, achat/vente auprès des fournisseurs directs). Le périmètre de collecte des données à l'aide des NTIC n'a pas été étendu au-delà (énergies indirectes liées à la fabrication des intrants, énergies mobilisées par les fournisseurs…) car ces activités sont trop difficiles à mesurer ou trop complexes à évaluer avec la mise en place par des NTIC. Lorsqu'elles sont prises en compte, les données seront collectées sur la base de références bibliographiques.

    Source


     Evaluation des indicateurs

    Les consommations annuelles d'énergie finale pour toutes les énergies sont ramenées à deux indicateurs :
  • un indicateur de consommation d'énergie exprimé en énergie primaire kWhep /m2 / an, la surface considérée est la surface habitable en logement ou la surface utile en tertiaire,
  • un indicateur d'impact sur les émissions de gaz à effet de serre exprimé en kgeqCO2 /m2 / an.

  • Le passage des consommations finales à la consommation d'énergie primaire se fait sur la base des facteurs de conversion suivants :
  • facteur 1 pour tous les combustibles (fioul, gaz naturel…)
  • facteur 2,58 pour l'électricité, de façon à prendre en compte le rendement de production de l'électricité. Le transport n'est pris en compte pour aucune des énergies. Le passage aux émissions de gaz à effet de serre se fait sur la base de contenu CO2 .
  • L'énergie primaire prend en compte la dépense faite lors du transport, raffinage et distribution de l'énergie consommée.

    http://fr.wikipedia.org/wiki/Diagnostic_de_performance_%C3%A9nerg%C3%A9tique


     Indicateurs de consommation d'énergie en utilisation

    L’indicateur de consommation d’énergie (IUE) est l’outil central de la méthode Synergico. Chacun des acteurs de la conception a un rôle à jouer dans le suivi et dans la documentation de cet outil puisqu'il est conçu comme un indicateur de performance à suivre en projet.

    Les notions centrales de l’outil sont introduites ci-dessous au fur et à mesure de leur apparition dans l’outil.

    D'abord, une étape de spécification des objectifs à atteindre. Il s’agit d’inventorier toutes les contraintes réglementaires, de labels, de positionnement par rapport aux produits de génération antérieure ou de la concurrence. Cet inventaire permet ensuite de fixer des objectifs en terme de :
  • Consommation maximale sur toute la phase d’utilisation, en Wh,
  • Consommation maximale par mode de fonctionnement, en Wh,
  • Puissance maximale par mode de fonctionnement, en W.
  • Ces objectifs sont reportés dans la feuille de suivi afin de vérifier à chaque étape de conception la conformité aux objectifs fixés.

  • Spécification des objectifs par mode de fonctionnement :


    La deuxième étape consiste à établir et à documenter un certain nombre d’informations préalables au renseignement de l’indicateur.

    Il s’agit d’établir :
    Le découpage fonctionnel du produit : il faut définir avec le plus de détails possibles toutes les fonctions que l’utilisateur pourra solliciter sur le produit. A chacune de ces fonctions, on associe le mode dans lequel celle-ci peut être sollicitée.
    Le découpage physique du produit : il faut définir avec le plus de détails possibles tous les sous-ensembles du produit ayant une influence sur la consommation d’énergie du produit. A chacun de ces sous-ensembles on associe le métier qui est en charge de son dimensionnement : soit Electronique, soit Mécanique.
    Les scénarios d’utilisation : il s’agit de définir une répartition temporelle des modes et des fonctions présentes dans ces modes ; il est à noter que :
  • La somme du temps passé dans chacun des modes représente la durée de vie du produit,
  • La somme du temps passé à réaliser chacune des fonctions peut être plus importante que la durée de vie car les fonctions d’un même mode peuvent être réalisées simultanément.

  • Découpage du produit par fonction et répartition temporelle selon 2 scénarios d'utilisation :


    Ensuite, la documentation des puissances associées à chaque sous-ensemble pour réaliser une fonction. Cette documentation a lieu en parallèle avec les trois métiers de la conception que sont l’électronique, la mécanique et le logiciel.

    La puissance est décomposée en deux composantes :
    La puissance installée, correspondant aux caractéristiques intrinsèques du sous-ensemble. C’est la puissance maximale que peut fournir le sous-ensemble défini par ses caractéristiques physiques et qui est fonction du choix des composants et les données sources sont principalement les données des fournisseurs (datasheets) et la capitalisation des connaissances des experts.
    Le taux de charge, correspondant à l’intensité de sollicitation du composant pour réaliser la fonction courante et qui est fonction de l’algorithme implémenté. Les données sources sont principalement les données du logiciel et des experts métiers.

    Renseignement des puissances pour chaque fonction et sous-ensemble de composants


    Afin d’optimiser la conception, la possibilité de se ramener à l'outil Guidelines et à la comparaison des solutions techniques déjà testées ou en cours de test est intéressante à cette étape.

    Cette dernière option donne accès à un tableau récapitulant les performances obtenues par un changement de technologie sur un sous-ensemble spécifique. C’est une capitalisation sur des projets antérieurs ou sur des projets innovants. La comparaison se fait sur toutes les fonctions réalisées par le sous-ensemble.

    Une synthèse de la performance énergétique des sous-ensembles dans leur contribution aux différentes fonctions est disponible. Elle permet de voir quelles influences ont chacun des utilisateurs sur le profil de consommation du produit.

    Comparaison des indicateurs de consommation d'énergie en utilisation par les sous-ensembles, pour les 2 scénarios étudiés


    La dernière étape, est le suivi de l’indicateur en projet. Dans cet onglet, sont rapportés les différents objectifs ainsi que les performances de consommation d’énergie par fonction, par sous-ensembles ainsi que l’incertitude sur ces données.

    Il permet de suivre les avancées du projet en documentant les valeurs pour un moment de la conception donnée. C’est un outil de capitalisation de la conception en cours.

    http://synergico.g-scop.grenoble-inp.fr/index.php/outils/indicateur-energetique-en-utilisation