Pour une approche territoriale de l'énergie :
Une réponse aux défis énergétiques et environnementaux du XXIème siècle

Marie-Hélène de Sède-Marceau, Khaled Ibrahim
et l'équipe GREAT

Laboratoire ThéMA, UMR-6049 du CNRS Université de Franche-Comté

Article complet

Introduction

La responsabilité énergétique ne se résume plus à l'implantation d'activité et la desserte des consommateurs. Elle fait appel à l'analyse des cycles de vie, analyse systémique des coûts, environnementaux inclus. Les systèmes énergétiques actuels centralisés et basés sur les énergies fossiles montrent leurs limites. Les sources d'énergie renouvelables modifient la répartition géographique des disponibilités énergétiques. Bien qu'inégalement réparties car dépendantes de spécificités locales, ces énergies sont distribuées sur l'ensemble des territoires. Elles effacent l'impression de territoires énergétiquement isotropes qui contribuait à une vision dématérialisée des espaces locaux de l'énergie. Ce différentiel de disponibilité implique un recentrage territorial dont la pertinence ne peut être que locorégionale. Dans ce contexte, la planification énergétique décentralisée apparaît comme une approche alternative reposant sur l'intégration de spécificités territoriales. " La planification énergétique locale a pour objectif de proposer des stratégies en matière d'énergie sur un territoire bien identifié. Elle vise à renforcer l'utilisation optimale des ressources énergétiques locales " [Lacassagne, 2003]. Il est bien évident qu'il ne s'agit pas ici d'alimenter en service énergétique des espaces non desservis, mais de proposer l'exploitation soutenable de ressources énergétiques, qui pour certaines sont définies par le rapport temps de renouvellement/prélèvement [Rousseaux, 2000]. L'objectif est de fournir aux décideurs un mélange approprié de sources et technologies d'approvisionnement en énergie, en fonction des contextes locaux.
Cette communication tente de démontrer la nécessité d'une approche globale, territoriale et temporelle du fait énergétique, sur la base du constat d'un changement de paradigme d'une part et d'autre part, d'un certain nombre de propositions méthodologiques et conceptuelles.

1. Etat des lieux et stratégies actuelles en matière énergétique

1.1. Près d'un siècle de consommation énergétique effrénée :

Durant le vingtième siècle, la consommation énergétique a connu une évolution quasi exponentielle, notamment dans les pays occidentaux (Figure 1). L'énergie, constituant un facteur déterminant dans le développement socio-économique des sociétés à l'ère industrielle, a longtemps été considérée comme inépuisable à l'échelle du globe. Cette idée quasi unanime était favorisée par les facteurs suivants :


Figure 1 : Evolution de la consommation mondiale d'énergie (hors biomasse) depuis 1860
Sources : Schilling & Al. (1977), IEA (1997), Observatoire de l'Energie (1997).

  • L'abondance des réserves des sources d'énergies primaires prépondérantes : le pétrole et le charbon. Ainsi de 1950 à 1965, la production mondiale augmente à un rythme annuel de 7,5% par an.

  • Leurs disponibilités, leurs facilités d'exploitation (extraction et transport) et donc leurs faibles prix de revient. Les succès de la recherche pétrolière ont poussé à une expansion de la production qui anticipant sur la croissance rapide de la consommation l'a précédée. Ainsi, l'offre de pétrole a explosé, et la baisse relative des prix pétroliers s'est accélérée. Sur le marché mondial, le prix moyen du pétrole se maintient au-dessous de $1,80 le baril entre 1960 et 1970.

  • L'absence de perspectives limitant les possibilités d'augmenter ces réserves. Cette perception était confortée par des découvertes et des développements de nouveaux gisements dus aux évolutions des techniques d'exploration et d'exploitation. L'extension de l'exploration après 1945 s'est accompagnée d'un taux de réussite exceptionnel. Sur les 33 gisements super-Géants (contenant au moins 700 Millions de tonnes récupérables) répertoriés jusqu'en 1976, 27 ont été  découverts entre 1938 et 19661.

  • La mainmise des consommateurs sur le marché mondial de l'énergie : l'éloignement de ces réserves d'hydrocarbures (en grande partie dans le Moyen Orient) des pays consommateurs (pays occidentaux), a amené ces derniers à élaborer des stratégies pour assurer la sécurité des approvisionnements. Ces stratégies s'appuyaient sur deux axes, l'un politique par la mise sous tutelle politique sous une forme ou une autre des pays producteurs et l'autre économique par le contrôle des secteurs pétroliers de ces pays par de grandes compagnie des pays producteurs.

1.2. La crise des années 73-79

Les prémisses politiques de cette crise ont été les vagues de nationalisation dans les pays producteurs et son amplificateur économique, la faiblesse de la valeur ajoutée des biens manufacturés dans les industries occidentales, faiblesse due en partie à une surconsommation énergétique. Ces chocs pétroliers n'ont pas remis en cause ce schéma de production ni surtout celui de la consommation, bien au contraire. Il fut abordé sous l'angle strictement géopolitique de sécurité d'approvisionnement et d'indépendance énergétique. La réponse était naturellement d'abord politique : sécuriser l'approvisionnement par une exploration de nouveaux gisements dans des zones sûres, développer de nouvelles techniques (off shore, pétrole lourd, introduction du gaz naturel) et promouvoir en France une nouvelle source d'énergie : le nucléaire. D'autre part, une politique de maîtrise de l'énergie a été mise en place visant à réduire les déperditions énergétiques et à augmenter l'efficacité énergétique2.

Enfin, quelque soit la nature ou l'organisation de leurs systèmes économiques internes, les état nationaux ont renforcé leur monopole politique sur ce secteur par des politiques énergétiques nationales centralisées définissant les choix stratégiques sur les programmes d'équipement et les choix technologiques sur les filières énergétiques. En outre, ils ont accentué leurs interventions dans les processus économiques (importation, monopoles,....) liées au secteur énergétique. La question énergétique redevint une question d'état hautement stratégique.

1.3. Prise de conscience de la complexité du système énergétique mondial.

Cette prise de conscience intervient véritablement au début des années 1990, par la conjonction d'un certain nombre de facteurs dont :

  • Les incidences environnementales  induites : Les deux modes de production énergétique dominants (les énergies fossiles et le nucléaire) se caractérisent par un cycle ouvert (extraction, combustion, rejets dans la nature et déchets). Ce sont, par exemple, des quantités de carbone emprisonnées durant des temps à l'échelle géologique qui sont extraites des gisements sous forme de ressources énergétiques fossiles et rejetées dans l'atmosphère en un temps très court (Figure 3).


Figure 3 : Variation des teneurs de l'atmosphère en gaz à effet de serre depuis 1750. (GIEC, 2001).

Dans le cas du nucléaire, la pression de la crise des années soixante-dix a accéléré l'industrialisation d'une technologie initialement militaire dans des applications civiles avant qu'elle n'atteigne sa pleine maturité. En effet, la question du recyclage des déchets radioactifs reste toujours posée et les solutions préconisées, en remplacement de l'emmagasinage pour des milliers d'années, ne sont encore qu'au stade expérimental au mieux3.

  • L'épuisement des ressources exploi-tables et le renchérissement du coût de l'énergie:

De l'avis même des acteurs du secteur, les ressources exploitables de pétrole et de gaz devraient atteindre un maximum dans quelques années, puis entamer assez rapidement une décroissance régulière (Figure 4).


F igure 4: La courbe de Hubbert
Sources: Energy and power, A Scientific American Book, 1971, pg 39

Cette tendance ne pourra certainement pas être inversée, même si de nouveaux champs importants sont rentrés en exploitation (golfe de Guinée, golfe du Mexique, plateau continental au large de l'Angola). En effet, il apparaît aujourd'hui que les domaines exploitables sont rares (mer Caspienne), que très peu de domaines restent à explorer (les grand fonds océaniques et les régions polaires), et que le taux de récupération des gisements ne devrait pas évoluer (limites technologiques atteintes dans ce domaine).

  • L'apparition d'une zone de forte expansion de la consommation : Même si les pays occidentaux, aujourd'hui de loin les plus gros consommateurs, arrivent à maîtriser leur consommation, la croissance de la demande est essentiellement le fait des pays d'Asie à forte population qui connaissent une expansion économique rapide4. La demande d'énergie y croit rapidement et connaîtra une accélération dans les années qui viennent (figure 5 et tableau 1).

  • L'exaspération des tensions inter-nationales sur l'énergie: L'épuisement des ressources, l'augmentation de la demande (notamment des pays émergeants et fortement peuplés d'Asie) et la concentration de l'offre à un nombre de plus en plus restreint de pays entraînera probablement une augmentation des tensions internationales notamment dans les régions à fortes réserves (Golfe Persique, mer Caspienne), tensions vérifiées d'ailleurs par l'actualité récente.


Figure 5 : Une augmentation inégale de la demande
Source: Agence Internationale de l'énergie, cité par: http://www.oecd.org/


Tableau 1 : demande pétrolière des grands ensembles économiques
Source : AIE

  • Les problèmes technologiques de la filière nucléaire : une image largement défavorable au niveau de l'opinion public

La technologie nucléaire dans le domaine de la production énergétique, connaît une crise à l'échelle internationale, du fait des inquiétudes qu'elle suscite quand à la sûreté et au traitement des déchets radioactifs. L'accident de Tchernobyl5 en 1986, l'absence d'une filière de traitement définitif des déchets radioactifs ainsi que le flou qui l'entoure notamment dans ces liens avec le nucléaire militaire6 ont fait que la plupart des pays occidentaux ont gelé sinon programmé le démantèlement de cette filière. La France et la Finlande faisant exception, les programmes actuels se situent quasi exclusivement en Asie7 .

1.4. Contexte mondial actuel

1.4.1- Dans le domaine de l'économie de l'énergie :

  • La production d'énergie primaire est largement dominée par les sources fossiles : pétrole, gaz, charbon.

  • La production électrique est largement dépendante des énergies primaires fossiles (pétrole, gaz, charbon) et surtout nucléaire pour ce qui est de la France (Figure 6).


Figure 6 : Part de la production d'électricité d'origine renouvelable au niveau mondial
© CSI/Science Actualités (source: Agence internationale de l'énergie)

  • L'offre provenant des énergies renouvelables (solaire, éolienne, biomasse, géothermie, hydrogène...), même en y intégrant l'hydraulique, n'arrive pas à décoller et reste marginale dans le bilan énergétique, y compris dans les pays européens les plus avancés dans ce domaine. De par leurs spécificités technologiques, les énergies nouvelles, nécessitent la mise en place de nouveaux circuits de production, de nouveaux schémas de distribution engendrant des difficultés à les intégrer dans les systèmes de production et de distribution actuels.

  • Une consommation qui ne cesse de croître, même si la tendance se ralentit dans les pays développés, cette croissance reste forte en volume et les politiques de maîtrise énergétique n'existent pas toujours et sont d'une efficacité inégale. Dans les pays en voie de développement, les taux de croissance sont les plus élevés notamment dans les pays émergeants à forte population et l'évolution positive de la demande dans ces pays, d'ailleurs légitime et difficilement maîtrisable, est loin de ralentir.

  • Les politiques énergétiques ont été conçues et gérées au niveau national car liées à des considérations économiques et stratégiques. Elles sont basées sur la sécurité de l'approvisionnement, la maîtrise du coût et un contrôle politique par des systèmes monopolistiques. D'ailleurs, les premières tentatives de dérégulation économique (par la levée des monopoles) ont montré toute la difficulté à basculer vers un autre mode de gestion (black out en Californie et en Italie).

    1.4.2- En termes de relations économiques internationales : mondialisation ou globa-lisation ?

Les relations économiques internationales se caractérisent par la mise en interaction des ensembles géographiques et l'interconnexion des marchés à l'échelle planétaire. Dans la sphère économique, les frontières politiques traditionnelles tendent à disparaître au profit de frontières technologiques, culturelles ou sociales. Concernant l'énergie, la mondialisation favorise l'augmentation de la consommation énergétique du fait, par exemple, de la progression importante des transports de marchandises et de voyageurs (figure 7).


Figure 7 : Evolution, de 1970 à 2000, du kilométrage annuel en voiture, pour les 11 pays de l'AIE (axe vertical, en milliers de véhicule.km par personne) en fonction du PIB par tête (axe horizontal).
Source 30 Years of Energy Use in IEA Countries, IEA, 2004

Le processus de globalisation tend surtout à la dérégulation des marchés nationaux et l'affaiblissement des monopoles nationaux. Il est cependant intéressant de remarquer que c'est le secteur qui résiste le plus à ce processus par le maintien au moins d'instruments nationaux de politique énergétique assez interventionniste sur le marché.

2. Principes fondateurs pour une approche territoriale des systèmes énergétiques.

2.1.  Un nouvel ordre énergétique se dessine ….

      2.1.1- Ses principes :

Face à la nécessité de promouvoir l'accès à l'énergie accessible et économique et surtout plus soucieuse de l'environnement, une nouvelle approche se développe depuis quelques années au niveau mondial et à l'échelle nationale. Elle se veut basée sur des principes tels que le développement durable et la gouvernance. Ses leviers d'action s'appuient sur des politiques d'aménagement du territoire, la mise en place de politiques d'énergies alternatives renouvelables, la maîtrise de la consommation et la sécurité de l'approvisionnement :

2.1.2- Ses manifestations :

Cette démarche inscrite dans la durée, globale et soucieuse de l'écologie a connu un certain intérêt, à l'échelle mondiale européenne et nationale.

  • Au niveau mondial : elle se manifeste notamment par un engagement tendant à limiter ou réduire les émissions des gaz à effet de serre (sommet de Rio 1992, protocole de Kyoto 1997), à promouvoir la part des énergies renouvelables dans la production d'électricité, à améliorer le rendement et la sûreté des filières classiques (co-génération, centrales thermiques à cycle combiné) et le lancement de programmes internationaux pour étudier de nouvelles générations de centrales nucléaires basées sur la fission (4ème génération ) ou la fusion ( programme ITER).

  • Au niveau européen : une politique européenne se met progressivement en place. Elle s'articule autour de deux axes : le premier est l'instauration d'un marché européen de l'énergie et le second, la mise en œuvre d'une politique de promotion des énergies renouvelables et de maîtrise de l'énergie.

  • Au niveau national français : la loi d'orientation pour l'aménagement et le développement durable du territoire de 1999, en plus de faire référence pour la première fois au lien entre l'aménagement du territoire et le développement durable, introduit l'énergie parmi les schémas de services collectifs réalisés au niveau régional et national.

  • En 2003, le gouvernement organise un débat national sur les énergies, sanctionné par un livre blanc présenté en novembre de la même année. Ce livre blanc trace les objectifs, et la politique gouvernementale en matière d'énergie en déclarant comme principes : la garantie du droit à l'énergie pour tous les citoyens à un prix compétitif et sur tout le territoire, la contribution à la compétitivité économique, la préservation de l'environnement, la préservation de la sécurité d'approvisionnement.

  • Au niveau local : de nombreuses collectivités locales, essentiellement urbaines, disposent de plans de maîtrise énergétique et de production locale notamment de la chaleur par la valorisation des déchets. Des actions en matière de maîtrise de la consommation et de promotion des énergies renouvelables sont également engagées.

      2.1.3- Ses problèmes :

Toutes les politiques préconisées ou mises en œuvre se caractérisent par :

  • Une absence quasi totale de continuité et d'interactions entre elles. En effet, chacune de ces approches est souvent mise en œuvre séparément des autres avec des données et une méthodologie propre. Le statut et le fonctionnement des secteurs énergétiques très différents les uns des autres (électricité et gaz, pétrole,..) accentuent cette situation.

  • Une faible intégration des spécificités régionales et locales limite le cadre de participation citoyenne et institutionnelle à ces niveaux.

  • Une absence de prise en compte des spécificité techniques des filières nouvelles, qui dépendent fortement, dans leur mise en œuvre, des caractéristiques géographiques locales, généralement méconnues et qui sont destinées, de par leurs capacités de production, à des marchés locaux essentiellement.

2.2. … qu'il est nécessaire d'appréhender dans sa dimension territoriale … 

La géographie de l'énergie avait coutume d'étudier la distribution spatiale des productions, des consommations et des échanges, c'est-à-dire de son économie. Très longtemps, son intérêt s'est porté sur les rapports entre l'énergie et l'espace sous l'angle des gisements et des productions : la localisation des sources d'énergie commande leur production et la discordance entre les zones de production et de consommation implique des transports. Avec le développement de la géographie behavioriste et de la géographie radicale, les géographes se sont penchés sur le rôle des acteurs. Ils ont ainsi mis en évidence les phénomènes de domination et de stratégie et ont inscrit l'énergie dans un contexte davantage géopolitique8. L'approche classique purement quantitative a évolué en une approche plus explicative qui se veut « étude des aspects territoriaux de l'énergie, qui donne à lire les territoires en fonction de ce bien essentiel »9.

Dans le contexte actuel caractérisé par des mutations profondes des structures énergétiques, les géographes commencent à se préoccuper, outre des aspects quantitatifs ou explicatifs traditionnels, de l'analyse de la structure énergétique des systèmes géographiques.

Dès lors, le recours au concept de territoire prend tout son sens (figure 8). Le territoire, vu comme un système liant acteurs et organisation de l'espace apparaît comme le concept intégrateur par excellence, favorisant la mise en œuvre d'approches des systèmes énergétiques dans leur complexité.


Figure 8 : Le concept de territoire.
Sources : A. Moine, 2006 : Espace géographique 2006-2, P 115-132. « Le territoire comme un système complexe : un concept opératoire pour l'aménagement et la géographie ».

Ainsi, si une approche classique de la géographie de l'énergie se satisfaisait des rapports classiques de localisation et de déplacement, aujourd'hui, au-delà de ces liens, la structure énergétique participe à l'organisation de l'espace par le jeux des interactions spatiales d'un certain nombre de facteurs conditionnant l'organisation structurelle et le fonctionnement des systèmes énergétiques.

En effet, selon la source d'énergie ou la combinaison de sources d'énergie produites ou consommées, les contraintes techniques, l'organisation économique et les conséquences sociales impliquées, modèlent l'organisation des territoires. Il suffit de rappeler l'étroite relation entre les gisements houillers et leur exploitation d'une part, et l'ensemble des caractères géographiques, économiques et sociaux des « pays noirs » d'autre part ; l'Europe du début du siècle, dont les traces sont loin d'être effacées, est incompréhensible sans le recours à une géographie du charbon.

Ces relations sont d'autant plus intimes que la maîtrise de l'espace est gourmande d'énergie. L'homme n'a vraiment triomphé de l'obstacle des distances qu'à partir du moment où il a disposé d'énergie en quantité massivement croissante à un prix décroissant. Tout le réseau de circulation qui innerve, anime les relations régionales dépend de l'organisation énergétique et réagit sur celle-ci.

En outre, les nouvelles sources d'énergie renouvelables, modifient la répartition géographique des disponibilités énergétiques. Pratiquement réparties sur tout l'espace terrestre, mais avec une disponibilité inégale dépendant fortement des caractéristiques locales, ce différentiel entraîne donc une variété de modes d'exploitation. La valorisation et l'exploitation des ressources énergétiques doit ainsi répondre aux caractéristiques territoriales. En terme de production, les caractéristiques technologiques des nouvelles filières renouvelables à faible intensité énergétique exigent l'émergence de modes de production et de distribution locorégionaux (solaire, éolien, biomasse, bois,…..).

Enfin, la consommation énergétique n'est plus appréhendée en terme de demande d'énergie finale (électricité, produits pétroliers,….) mais d'utilisation finale (éclairage, chauffage, eau chaude, déplacement), et ce afin de pouvoir estimer les ressources locales, de maîtrise de la consommation et d'économie de transport mais aussi de tenir compte de l'impact de la chaîne10 énergétique sur l'environnement, le développement économique et social du territoire dans une vision de développement durable (figure 9). Cette approche de la consommation énergétique nécessite des analyses au plus près des consommateurs en tenant compte des spécificités géographiques du territoire (climat, urbanisme, densité de pop, tissus économique,….) et des usages concurrentiels.


F igure 9 : La chaîne énergétique
Sources : Equipe GREAT, 2007

2.3- … et temporelle :

Chaque mécanisme (de production, de consommation, …) possède une résolution temporelle propre. On ne peut donc définir ou mettre en œuvre une échelle unique pour décrire la dynamique d'un système énergétique. Ainsi, les phénomènes géologiques ou les constituants physiques (montagnes, lacs,..) d'un territoire peuvent être considérés comme invariants en fonction du temps. Toutes les énergies sont renouvelables par cycle. La différence essentielle réside dans la durée du cycle de renouvellement. Les sources d'énergie renouvelables participent à des cycles courts par rapport à la durée moyenne de la vie humaine. Appartiennent à cette catégorie le vent (un jour) et la biomasse (un an pour les récoltes, quelques années pour élever des animaux, trente ans en moyenne pour la reconstitution d'une forêt). En raison de la durée extrêmement longue des cycles qui les concernent (des centaines de millions d'années pour transformer les résidus de biomasse en charbon, pétrole ou gaz), les combustibles fossiles, sans tenir compte du rythme de consommation par rapport à leur formation, ne sont pas renouvelables. Enfin, on peut aussi noter le caractère cyclique quotidien, hebdomadaire ou saisonnier de la consommation énergétique, tel que le cycle de consommation électrique durant la journée, les saisons, ou bien encore les rythmes de déplacements quotidiens. Ainsi, à chaque phénomène, il y a lieu de définir une résolution temporelle adéquate permettant de mettre en évidence la dynamique étudiée.

Ainsi, une analyse globale de la dynamique du système énergétique, sur une durée donnée, mène nécessairement à occulter celle des phénomènes à cycle court relativement au premier ou à négliger celle des phénomènes à cycle long qui paraîtront statiques. La définition au préalable des niveaux de résolution temporelle des dynamiques au sein du système énergétique permet alors d'identifier les facteurs ou éléments agissant ou évoluant sur une même échelle temporelle et ensuite d'éviter les aberrations lors de la formulation du modèle.

Par ailleurs, au delà des mécanismes, il est évident que les principaux facteurs d'organisation spatiale sont aussi des facteurs d'évolution interdépendants. Ainsi à titre d'exemple, les considérations environne-mentales poussent les recherches technologiques vers les filières d'énergies renouvelables dont les évolutions possibles jouent, à leur tour, un rôle déterminant dans les politiques énergétiques actuelles. D'un autre côté, des options politiques stratégiques peuvent orienter les efforts de recherche technologique vers le développement d'une filière énergétique donnée. Il est donc nécessaire de considérer les progrès technologiques futurs sur une même échelle temporelle. Ce schéma reste valable pour tous les autres facteurs ou combinaison de facteurs. L'exemple du nucléaire en France est à cet effet édifiant. De fait, la politique énergétique française se base sur le développement du nucléaire et investit dans la recherche technologique dans les nouvelles filières nucléaires et dans la gestion des déchets radioactifs. Les résultats attendus de ces recherches ne peuvent être appréciés indépendamment, ils doivent tenir compte des évolutions possibles des autres filières énergétiques sur une même échelle de temps. Cependant, une stratégie politique associée à des considérations économiques actuelles sans perspectives font que le nucléaire reste une option lourde de la politique énergétique française.

3. Esquisse méthodologique

Sur la base des cinq grands principes induits par l'approche territoriale préconisée, à savoir :

  • La mutualisation et la diversification des ressources en fonction des potentiels locaux,

  • L'optimisation territoriale entre les structures de production, les structures de distribution et les profils de consommation,

  • L'approche par usages et non par consommation d'énergie finale,

  • La prise en compte explicite des acteurs de l'énergie

  • Le tout sur la base d'une réflexion systémique et de long terme.

Il est possible de poser les bases méthodologiques suivantes :

3.1. Approche systémique du concept de système énergétique 

L'étude d'un système énergétique en tant que système géographique ne peut être menée, que dans le cadre d'une approche systémique car elle repose sur la prise en compte concrète, globale et évolutive du système lui–même, de ses limites, de ses éléments de leur organisation et des interactions qu'ils entretiennent. Elle permet, « d'exprimer les limites du système, les éléments qui le composent, les relations existantes entre ces éléments et la manière dont ces relations sont en permanence régulées au service d'une même finalité » (Guermond Y., 1984). Nous retrouvons donc la prise en compte explicite des caractéristiques d'un système complexe.

De fait, les systèmes énergétiques sont complexes. Ils sont constitués de multiples chaînes et processus qui englobent les matières premières/gisements, les centres de production et les réseaux de distribution, avec des modes de régulation, de gestion, de localisation, de production, de distribution et de consommation spécifique. Nous pouvons distinguer quatre familles de mécanismes généraux régissant la dynamique d'un système énergétique:

  • Structurels : caractérisant la structure énergétique des territoires (production/transformation, distribution, consommation),

  • Fonctionnels : représentant les processus mis en œuvre,

  • Spatiaux : caractérisant les fortes interactions territoriales,

  • Temporels : régissant la dépendance temporelle du système.

Tant au niveau de son mode d'existence, de son fonctionnement que de son développement, un système énergétique territorial est modelé par la dynamique simultanée et interdépendante de ces quatre mécanismes. Ainsi, il se conforme aux caractéristiques d'un système complexe : il est à la fois ouvert et fermé (sa limite ou frontière est poreuse), il est défini par ses relations, il est arborescent, finalisé, il présente une grande variété et enfin il est auto-organisateur (Donnedieu G. et al., 2002).

A partir des acquis conceptuels et méthodologiques de la systémique et des apports de l'approche géographique, nous nous proposons de concevoir un modèle d'analyse d'un système énergétique territorial. Ce modèle est basé sur la description et l'analyse des mécanismes régissant la dynamique d'un système énergétique territorial : structurels, fonctionnels, spatiaux et temporels, tels que décrits précédemment. Une approche conceptuelle  de la structure énergétique, telle que représentée par la figure 10, est donc proposée.


Figure 10 : Le système énergétique
Sources : Equipe GREAT, 2007

D'un point de vue méthodologique, il s'agit alors d'identifier :

  • les entités composantes du système,

  • les échelles d'observation et d'analyse pertinentes tant d'un point de vue spatial que temporel (on peut penser ici aux cycles temporels de production ou de consommation),

  • le modèle des interactions à même de refléter la complexité et de satisfaire aux enjeux d'un tel système territorial.

3.2. Analyse des structures de l'offre et de la demande

- Structure de la demande énergétique :

Les composants de la structure de consommation sont définis comme les consommateurs appartenant au système qui présentent un comportement énergétique similaire. Ce comportement énergétique peut être analysé sur la base des critères d'homogénéité suivants :

  • les utilisations finales de l'énergie et les activités associées,
  • l es modes de consommation incluant les formes et les quantités relatives d'énergies consommées prépondérantes,
  • les contextes et contraintes physiques, technologiques, économiques, sociales et territoriales qui s'y rattachent.
De ce premier niveau de désagrégation découlent trois sous-systèmes :
  • Activités productrices : Industrie, Services (commerce, tertiaire, administration), Agriculture.
  • Résidentiel (ménages) : pour les ménages, l'analyse se fait sur la base des modes de vie.
  • Le dernier niveau de désagrégation identifie les modules de consommation par les utilisations finales : il s'agit des besoins et/ou des activités qui déterminent la demande d'énergie. A partir de là, la demande d'énergie peut être estimée comme la somme des demandes de tous les modules et une liaison est possible avec la structure de l'offre étudiée.

- Structure de l'offre énergétique :

L'ensemble des chaînes (gisements, production, transport et distribution) qui constituent la structure de l'offre d'un système énergétique territorial peut être représenté par un réseau partant des différentes formes d'énergies primaires et aboutissant aux diverses formes d'énergies utiles. Le réseau précise les liaisons et les branchements qui existent dans un tel système, soit pour la production de mêmes formes d'énergies intermédiaires (par exemple : l'électricité), soit pour la fourniture de prestations en énergies utiles données (travail mécanique, chaleur,…).

La représentation de la structure de l'offre énergétique sous forme de réseau, telle que donnée précédemment (figure 9), permet de mettre en évidence les relations qui existent entre les éléments d'une même chaîne ou filière et entre les différentes filières. Chaque filière énergétique est caractérisée par des modes de transformation (extraction, transformation centralisée ou décentralisée), de transport et de stockage.

Un réseau énergétique comprend ainsi toutes les combinaisons possibles de filières à partir de ressources disponibles en énergie primaire. Ces combinaisons possibles sont dépendantes du niveau territorial considéré et des interactions spatio-temporelles des facteurs mobilisés.

3.3- Cadrage Spatio-temporel :

3.3.1- Dimension Spatiale : Une grille d'analyse multi-échelles :

Le choix des niveaux d'observation et d'analyse auxquels appréhender les systèmes énergétiques territoriaux doit tenir compte des aspects variés et souvent imbriqués de ceux-ci. Ceci nous amène en premier lieu à définir les échelles de représentation et d'analyse pertinentes. La notion d'échelle, dans ce cas, se rapporte au niveau d'observation et d'analyse plus qu'au niveau de résolution spatiale de la donnée.

A titre d'exemple, l'échelle d'analyse pertinente peut être l'échelle communale, intercommunale ou régionale selon les modes et la nature de la production proximité (chaleur, électricité).

Plus généralement, la région nous apparaît comme l'espace géographique intégrant tous les éléments d'analyses et les interactions d'un système énergétique territorial. Ce choix est renforcé, pour la France d'une part, par l'attribution à la région de compétences dans le domaine de l'énergie (schéma collectif des services de l'énergie), d'autre part, par la reconnaissance par les politiques et les programmes européens des régions en tant qu'acteurs principaux y compris dans le domaine énergétique.

Evidemment, ce niveau de représentation sera pris comme niveau de référence mais non comme niveau unique. A ce niveau de référence qu'est la région, différents niveaux s'ajoutent suivant l'élément ou l'interaction considérés (une source d'énergie, un mode de production, un mode de distribution, un mode de consommation). La grille d'analyse est en fait multi-échelles, au sens multi-niveaux d'observation.

Quoiqu'il en soit, l'importance de la prise en compte des localisations et des emprises spatiales des phénomènes énergétiques impose la mobilisation de méthodes et d'outils appropriés (analyse spatiale, systèmes d'information géographiques, …) tant au niveau des phases de diagnostic que dans le cadre d'études prospectives (Ibrahim et al, 2007).

      3.3.2- Dimension temporelle - niveaux multiples de résolution temporelle :

A l'instar de la dimension spatiale, le temps doit être considéré en tant qu'élément de cadrage de l'ensemble des composants et processus caractérisant les systèmes énergétiques. Il doit notamment être possible, à travers des granularités temporelles différentes, d'exprimer les dynamiques emboîtées de phénomènes tels que la consommation électrique des ménages par exemple. La maîtrise des dynamiques spatiales pour appréhender des comportements de mobilité, générateurs de consommation énergétique, apparaît également indispensable. Dans ce domaine et d'un point de vue méthodologique, les acquis de la « Time Geography », traitant des comportements spatiaux à travers le temps semblent particulièrement intéressants. Par ailleurs, et en matière de modélisation de systèmes spatio-temporel en vue de la constitution de bases de données, les proposition formulées par (Parent, 1997) puis (Thiam et al, 2003), basées sur l'orthogonalité des dimensions spatiales, temporelles et structurelles peuvent apporter des solutions innovantes permettant de développer des outils de gestion, d'analyse et de prospective des systèmes énergétiques à l'échelle des territoires.

4. Conclusion et perspectives

La nouvelle donne en matière énergétique et les enjeux environnementaux qui l'accompagnent imposent une approche renouvelée des problématiques énergétiques, abordées par le biais de la systémique et replacées dans leurs contextes spatio-temporels.

L'enjeu est ici de maîtriser au sein de structures spatio-temporelles emboitées, la complexité des systèmes d'offre et de demande, notamment à travers les relations qu'elles entretiennent et les processus qui les caractérisent. Mais au delà de la relocalisation des réflexions, il apparaît nécessaire de s'inscrire dans une perspective territoriale et non plus seulement spatiale. L'intégration des logiques d'acteurs, l'approche par les usages, ouvrant la voie à une réelle prise en compte de concurrences exprimées ou supposées permettent d'appréhender la complexité des systèmes énergétiques et leur sensibilité à l'ensemble des facteurs structurels et conjoncturels qui marquent leur environnement.

Le territoire est alors vu comme un système « vivant » et ouvert dont la construction et le fonctionnement, à l'image du métabolisme, sont conditionnés par les flux d'énergies qui le parcourent et les modes de consommation qui le caractérisent. Les systèmes énergétiques apparaissent ainsi comme de véritables instruments d'auto-organisation des territoires qu'il faut aborder dans une perspective de durabilité11, à travers des outils performants de suivi, d'analyse et prospective.

Notes Bibliographiques

Auray J.P. et al,.1994, « Encyclopédie d'économie spatiale », Editions Economica.

Bailly A. et al., 1984, « Les concepts de la géographie humaine », éditions Masson.

Bailly A. et Beguin H., 2001, « Introduction à la géographie humaine », Arman Colin/VUEF

Baitaille, C. et Galley R., 1999, « L' aval du cycle nucléaire », Office parlementaire des choix scientifiques et technologiques. Rapport de l'Assemblée Nationale n°1359, France

Barret Ch .et al.,2000, « Dictionnaire de géographie humaine », Editions Liris.

Bavoux J.J., 2002, « La géographie. Objet, méthodes, débats », Arman Colin/VUEF

Bobin J.L et al., Mars 2001, « L'énergie dans le monde : bilan et perspectives, Société Française de Physique ».

Braun, B. et Collignon, F., 2003, « La France en Chiffres », Editions Bréal

Brunet R., 1982, « Rapport sur la géographie », L'Espace Géographique, 3.

Brunet ,1990, « Le déchiffrement du monde », in Mondes nouveaux, Editions Hachette RECLUS, Géographie Universelle, vol.1

Brunet R ., Ferras R. et Théry H. ,1993, « Les Mots de la Géographie, Dictionnaire Critique » ; RECLUS-La Documentation Française.

Ciattoni et Y.Veyrat, 2003, « Les fondements de la géographie », Editions Aramnd Colin

Claval P., 2001, « Epistémologie de la géographie » , Nathan/VUEF.

Curran D.W., 1981, « La Nouvelle Donne Energétique ». Editions Masson.

DATAR, 2001, « Schéma Collectif de l'Energie », MEFI.

DGMPE,2002, Statistiques Energétiques de l'Europe, DGMPE- « Observatoire de l'Energie ».

Dumoulin A., 2001, “ L'avenir du nucléaire militaire”, la documentation française, n°854, collection dossiers d'actualité mondiale.

IAEA, 2003, “Nuclear Reactors Directory”, IAEA,Vienna. (www.IAEA.org/worldatom/Books)

Ibrahim K., M-H. de Sède-Marceau, (2006) : « Fondements et méthodologie pour une modélisation dynamique des systèmes énergétiques territoriaux ». Communication présentée au XLIIème Colloque de l'ASRDLF (Association de Science Régionale De Langue Française) – XIIème Colloque du GRERBAM (Groupe de Recherches sur les Espaces et les Réseaux du bassin Méditerranéen), sur le thème : « Développement local, compétitivité et attractivité des territoires » SFAX, Tunisie, 4, 5 et 6 Septembre 2006

IEA, 2003, “Key World Energy Statistics” ; (www.iea.org).

Isnard H., Racine J.B., Reymond H., 1981, « Problématiques de la Géographie », P.U.F.

Labbé M-H., 2000, « la grande peur du nucléaire », Paris, Presses de Sciences Po.

Le Berre M., 1992, « Territoires », in Encyclopédie de Géographie, Editions Economica.

Loi n°99-533 du 25 juin 1999 d'orientation pour l'aménagement et le développement durable du territoire, J.O n°148 du 29 juin 1999.(www.legifrance.gouv.fr)

Marconis,R., 1996, « Introduction à la géographie », Arman Colin

Martin J.M., 1992, « Economie et politique de l'énergie », Arman Colin.

Mérenne-Schoumaker B., 2007, « Géographie de l'Energie » ; Editions Nathan.

Ministère Délégué à l'Industrie, 2003, « Livre Blanc sur les Energies ». (www.industrie.gouv.fr/energie).

Montricher N .,1995, « L'aménagement du territoire », Editions La Découverte.

Ngo C., 2002,  « L'énergie » , Dunod, 2002

C. Parent, S. Spaccapietra, E. Zimanyi, P. Donini, C. Plazanet, C. Vangenot, N. Rognon, and P. –A. Grausaz. MADS: un modèle conceptuel pour des applications spatio-temporelles, Revue Internationale de Géomatique, vol.7, no 3-4, 1997.

Pumain D., Saint Julien T., 2001, « Les interactions spatiales », Editions Armand Colin

De Rosnay J.; 12/11/1996, « Une approche systémique de l'énergie » ; Conférence FIFEL, Lausanne.

Sarlos G., Haldi P.A. et Verstraete P., 2003, « Systèmes Energétiques, Offre et demande d'énergie: méthodes d'analyse » ;Presses Polytechniques et Universitaires Romandes.

Thiam S., de Sède M-H., C. Parent., (2003) : “COBALT, A design tool for geographical databases development“, AGILE 2003: The science behind infrastructure, 6th AGILE Conference on Geographic Information Science, Lyon, 24-26 April 2003.

1 Sarlos G., Haldi P.A. et Verstraete P., 2003, Systèmes Energétiques, Offre et demande d'énergie: méthodes d'analyse ;Presses Polytechniques et Universitaires Romandes.

2 Curran D.W., 1981, La Nouvelle Donne Energétique. Editions Masson.

3 Baitaille, C. et Galley R., 1999, L' aval du cycle nucléaire, Office parlementaire des choix scientifiques et technologiques. Rapport de l'Assemblée Nationale n°1359, France

4 Martin J.M., 1992, Economie et politique de l'énergie, Arman Colin.

5 Labbé M-H. 2000. La grande peur du nucléaire. Presses de Sciences Po.

6 Dumoulin A. 2001. L'avenir du nucléaire militaire. La documentation française n°854.

7 IAEA, 2003, Nuclear Reactors Directory, IAEA, Vienna.(www.IAEA.org/worldatom/Books)

8 Bavoux J.J., 2002, La géographie. Objet, méthodes, débats, Arman Colin/VUEF

9 Mérenne-Schoumaker B., 2007, Géographie de l'Energie ; Editions Nathan.

10 Chaine énergétique : constituée d'un ensemble de processus par filière et de séries de transformations de formes d'énergies.

11 De Rosnay J. 12/11/1996, « Une approche systémique de l'énergie »; Conférence FIFEL, Lausanne.

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