Les territoires engagés dans une démarche Plan Climat Air Energie Territorial (PCAET) ont besoin d’un diagnostic de la consommation d’énergie finale de leur territoire par grand secteur d’activité, par vecteur énergétique et par usage. Un historique sur plusieurs années permet de se comparer aux objectifs régionaux de maitrise de la consommation d’énergie.

Des données de consommations réelles sont disponibles en OpenData à une échelle géographique communale, voire infra-communale, mais elles ne permettent pas d’en tirer un bilan exhaustif des consommations finales d’énergie :

• Ces données ne concernent pas les énergies diffuses : les livraisons de produits pétroliers ne sont disponibles qu’à l’échelle départementale tandis que les combustibles utilisés dans l’industrie ainsi que le bois énergie ne sont pas connus
• La sectorisation résidentiel/tertiaire/industrie/agriculture n’est pas homogène entre les opérateurs gaziers et électriciens ;
• L’historique des données gaz/électricité n’est pas fiable avant 2010
• Les données réelles peuvent parfois présenter des « anomalies » liées par exemple à une régularisation de facture qui ne traduit pas toujours l’énergie réellement consommée sur une année civile. Ces données présentées comme réelles résultent toutefois d’estimations, tous les compteurs n’étant pas relevés au 31/12.

C’est pourquoi une modélisation complexe est nécessaire afin d’estimer pour chaque commune d’Auvergne-Rhône-Alpes les consommations finales d’énergie par secteur d’activités/vecteur énergétique/usage sur un historique remontant jusqu’à l’année 1990.

Approches bottom/up et top/down

La méthode privilégiée pour la réalisation d’un inventaire des consommations d’énergie est dite « bottom/up » : elle utilise dans la mesure du possible les données (activités, émissions) les plus fines disponibles à l’échelle infra-communale. Ces données sont ensuite agrégées à l’échelle communale préalablement au calcul des consommations d’énergie.

Lorsque les informations n’existent pas à une échelle fine, des données régionales sont désagrégées à l’échelle communale au moyen de clés de désagrégation connues pour l’ensemble des communes de la région (population, emplois…);

Prévision des consommations par le modèle ARIMA

Certaines données de consommation diffusées par l'ORCAE sont estimées en utilisant le modèle ARIMA (AutoRegressive Integrated Moving Average) qui est une méthode statistique utilisée pour l’analyse et la prévision de séries de données temporelles. En savoir plus sur la prévision des données de consommation d'énergie par le modèle ARIMA.

Estimation de la rigueur climatique pour les besoins en chauffage

Les consommations liées au chauffage sont pondérées selon la rigueur climatique de l’endroit considéré. Les degrés jours unifiés chauffagiste ont été utilisés pour quantifier la rigueur climatique à l’échelle communale selon les étapes suivantes :

• Un découpage de la région Auvergne-Rhône-Alpes en 5 zones a été réalisé (carte ci-dessous), de sorte qu’à altitude équivalente, la rigueur climatique soit à peu près homogène sur une zone. Il s’agit notamment de traiter spécifiquement les vallées alpines et les territoires méridionaux. A chaque zone ont été attribués 2 ou 3 sites Météo-France de référence (certains sites d’altitude pouvant être communs à plusieurs zones).

L’élaboration d’un bilan régional des consommations d’énergie est une étape essentielle préalablement à une descente à l’échelle communale et aux calculs d’émissions de polluants locaux et de GES. Ce bilan est réalisé par année, grands secteurs consommateurs d’énergie et vecteurs énergétiques.

Les principales sources de données utilisées sont les suivantes :

• Les consommations régionales par secteur et énergie sont fournies par le SDES pour les années antérieures à 2009 ;
• De nombreuses données sont disponibles en OpenData grâce à l’article 179 de la LTECV et couvrent généralement les années postérieures à 2010 :
  • Echelle communale et IRIS pour gaz/élec par grands secteurs d’activités ;
  • Livraisons de chaleur/froid à l’échelle de chaque réseau de chaleur/froid ;
  • Livraisons départementales de carburants routiers/non routiers, de fioul domestique et GPL.
• Les fournisseurs d’énergie membres de l’observatoire ORCAE Auvergne-Rhône-Alpes (en particulier ENEDIS, RTE, GrDF, GrtGAZ) fournissent des informations complémentaires à l’OpenData et/ou un historique plus conséquent :
  • Consommations des clients industriels
  • Sectorisation plus précise sur l’électricité : résidentiel, sous-secteurs de l’industrie…
• Les enquêtes de l’INSEE (EACEI et IAA) permettent d’avoir des informations sur une grande partie du secteur de l’industrie : consommations détaillées par sous-secteurs, énergies (dont fioul lourds et combustibles minéraux solides).
• Les enquêtes RICA (AGRESTE) apportent des informations précieuses dans le secteur de l’agriculture ;
• Certaines études du CEREN permettent également d’évaluer à l’échelle régionale les consommations de certaines branches tertiaires : datacenters, grands centres de recherche, entrepôts frigorifiques…
• Le registe des déclarations industrielles GEREP permet d’avoir une connaissance précise sur les consommations annuelles d’énergie des établissements industriels soumis à déclaration de leurs émissions et consommations d’énergie (hors électricité). Les informations sont disponibles depuis 2007 ;
• Concernant la biomasse, plusieurs sources de données sont utilisées :
  • Enquêtes nationales de l’ADEME (évolutions interannuelles)
  • Enquêtes régionales du CEREN (structure du parc d’appareils, consommations régionales)
  • Enquête régionale FIBOIS AuRA permettant une estimation régionale des consommations de granulés
  • Bilan régional de consommation d’énergie du SDES

Fioul domestique FOD

En dehors des secteurs résidentiel/tertiaire, industrie et agriculture, le fioul domestique est utilisé jusqu’en 2005 dans le transport ferroviaire et 2011 dans les autres transports non routiers : fluvial, engins agricoles et sylvicoles, Engins Mobiles Non Routiers (EMNR) dans l’Industrie (chariots élévateurs, engins de BTP…). Il est ensuite remplacé par le Gazole Non Routier (avec une phase transitoire Gazole pour le ferroviaire entre 2005 et 2011). Le schéma suivant précise les sources de données utilisées pour évaluer les consommations par secteur d’activités.

Gaz de Pétrole Liquéfié GPL

Les secteurs consommateurs de GPL sont les suivants :

• Transport routier : essentielles voitures particulières ;
• Agriculture : chauffage (locaux, serres) ;
• Industrie : bâtiments et EMNR ;
• Résidentiel/tertiaire : le solde est ventilé à 80% sur le résidentiel et 20% sur le tertiaire (ratio national du SDES).

Combustibles minéraux solides CMS

Cette classification regroupe le charbon et différentes formes de coke (houille, pétrole). Cette énergie est essentiellement utilisée dans l’industrie et très marginalement dans le résidentiel : en l’absence de données fiables sur le nombre de logements utilisant encore cette énergie, un taux de décroissance forfaitaire de 10% par an est utilisé sur le nombre de logements de 1999.

Carburants routiers

Les consommations de gazole et supercarburants sont estimées par bottom/up par le produit entre le nombre de véhicules.km parcourus sur la région et des facteurs unitaires de consommation (issus de la méthodologie européenne COPERT) dépendant du type de véhicule, de la cylindrée/PTAC, norme Euro, vitesse, voire rampe, charge…

Un contrôle de cohérence (et non un bouclage) est ensuite réalisé à l’échelle régionale entre les valeurs modélisées et les ventes de carburants, étant donné les limites d’interprétation de ces données (échanges transfrontaliers avec la Suisse, quantités livrées sur une région pouvant être distribuées sur une autre…).

Kérosène

Les livraisons régionales de kérosène diffusées par le SDES ne sont pas utilisées car le biais évoqué sur les carburants routiers est plus marqué sur ce combustible : par exemple aucune livraison de kérosène ne ressort sur l’ex-région Auvergne alors que plusieurs plateformes aéroportuaires (dont Clermont Auvergne) existent. La modélisation consiste à évaluer une consommation par plateforme aéroportuaire par bottom/up et de boucler ensuite sur les consommations modélisées par la DGAC, qui dispose de données plus détaillées notamment sur les parcs d’aéronefs.

Gaz

Les secteurs consommateurs de gaz naturel sont les suivants :

• Agriculture : chauffage (locaux, serres) ;
• Résidentiel : sectorisation fournie par le SDES et les données fournies en OpenData
• Tertiaire : la sectorisation fournie par les opérateurs énergétiques n’est pas utilisée car le périmètre des activités n’est pas cohérent avec celui du CEREN sur lequel s’appuie la modélisation.
• Industrie : la sectorisation fournie par les opérateurs énergétiques n’est pas utilisée car le périmètre des activités n’est pas cohérent avec celui des enquêtes EACEI/IAA.

C’est pourquoi, le bouclage énergétique est réalisé sur les activités tertiaire/industrie sur la base du solde (total-agriculture-résidentiel).

A noter que la contribution du transport routier (GNV) reste marginale dans le parc roulant actuel.

Electricité

Les secteurs consommateurs d’électricité sont les suivants :

• Transport routier : véhicules électriques dont la proportion augmente fortement ces dernières années ;
• Agriculture : chauffage ;
• Résidentiel : sectorisation fournie par le SDES et les données fournies en OpenData
• Tertiaire : au-delà des 8 branches d’activités définies par le CEREN, ce secteur couvre également des branches très consommatrices d’électricité : datacenters, grands centres de recherche, entrepôts frigorifiques… La sectorisation fournie par les opérateurs énergétiques n’est pas utilisée car le périmètre des activités n’est pas cohérent avec celui du CEREN sur lequel s’appuie la modélisation.
• Industrie : la sectorisation fournie par les opérateurs énergétiques n’est pas utilisée car le périmètre des activités n’est pas cohérent avec celui des enquêtes EACEI/IAA.

C’est pourquoi, le bouclage énergétique est réalisé sur les activités tertiaire/industrie sur la base du solde (total-agriculture-résidentiel).

Bois énergie

Le bois énergie est essentiellement utilisé dans le résidentiel, mais aussi dans le secteur tertiaire et l’industrie. Les sources de données sont différenciées et complémentaires. Un croisement entre différentes sources de données différenciées et complémentaires permet d’évaluer les consommations de bois énergie régionales pour ces trois secteurs d’activité.

Résidentiel

Les consommations du secteur résidentiel proviennent :

• Du chauffage des bâtiments selon l’énergie utilisée :
  • Bois bûche individuel : parc communal d’appareils de chauffage au bois qui ressort de l’enquête régionale 2017 et d’enquêtes locales, auxquelles on associe des consommations annuelles moyennes de bûches et granulés ;
  • Réseau de chaleur : livraisons de chaleur attribuées au secteur résidentiel, réparties sur les logements ayant déclaré cette énergie de chauffage ;
  • Autres énergies : enquêtes détail logements de l’INSEE associées à des consommations unitaires par énergie et usage.
• Des autres usages associés aux bâtiments : eau chaude sanitaire, cuisson et usages spécifiques de l’électricité ;
• De l’utilisation des engins de loisirs : évaluation d’un nombre d’appareils sur les maisons individuelles des résidences principales, associé à une durée annuelle de fonctionnement et une consommation horaire moyenne.

L’évaluation des consommations de bois pour le chauffage individuel au bois fait l’objet d’un traitement particulier. En effet, une enquête régionale sur le parc et les consommations des appareils individuels de chauffage au bois a été menée en 2017 [1] et a conduit à l’élaboration de trois parcs.

En complément, des enquêtes locales existantes pour les territoires de l’Arve (ADEME 2012), les métropoles de Grenoble (BIOMQA 2013) et Lyon (EMBRE 2015) ont été utilisées.

Ces enquêtes permettent ainsi, pour une année donnée de connaitre le parc communal d’appareils des résidences principales selon :

• Le mode de chauffage : base ou appoint
• 12 classes d’appareils distinguant :
  • Leur type : foyer ouvert, insert, poêle/cuisinière, chaudière
  • Le combustible : bois bûche ou granulés (plaquettes négligeables dans le résidentiel)
  • Par ancienneté : ancien (<2002), récent (>2002) et performant (label FV).

La reconstitution des autres années couvertes par l’inventaire a ensuite été réalisée au moyen de plusieurs sources de données :

• Durée de vie par type d’appareil pour caractériser le renouvellement naturel ;
• Conversion énergétique des logements et nouveaux logements à partir des enquêtes détail logement de l’INSEE depuis 1990 ;
• Prise en compte du renouvellement anticipé des appareils grâce aux fonds Air Bois de l’Arve et Grenoble ;
• Hypothèses concernant la part d’appoint bois lorsque le chauffage principal n’est pas couvert par le bois (enquêtes régionales CEREN) ;
• Statistiques sur les achats d’appareils neufs, ainsi que sur l’évolution nationale du parc (CITEPA).

La connaissance détaillée du parc d’appareils de chauffage au bois permet de calculer des consommations par appareil selon le logigramme ci-dessous :

Tertiaire

Les consommations du secteur tertiaire proviennent :

• Du chauffage des bâtiments selon l’énergie utilisée :
  • Réseau de chaleur : livraisons de chaleur attribuées au secteur tertiaire, réparties sur les bâtiments appropriés ;
  • Autres énergies : surfaces régionales chauffées pour chacune des huit branches réparties sur chaque commune (au prorata des emplois ou des élèves) puis associées à des consommations unitaires par énergie et usage :
    • Bureaux
    • Cafés Hôtels Restaurants
    • Commerces
    • Enseignement/Recherche
    • Santé
    • Habitat communautaire
    • Sport, culture et loisirs
    • Activités liées aux transports (logistique, transports en commun)
• Des autres usages associés aux bâtiments : eau chaude sanitaire, cuisson et usages spécifiques de l’électricité ;
• De l’utilisation de l’électricité pour d’autres branches :
  • Eclairage public
  • Consommations générales d’immeubles résidentiels et tertiaires
  • Entrepôts frigorifiques
  • Grands centres de recherche publics ou privés
  • Locaux de la défense nationale
  • Secteur des télécommunications
  • Secteur de l'eau
  • Secteur de l'édition
  • Datacenters
  • Remontées mécaniques des stations de ski

Les consommations de certains hôpitaux et grands centres de recherche sont directement issues de la BDREP ou des données RTE en OpenData.

Industrie manufacturière

Les consommations de l’industrie manufacturière sont évaluées selon plusieurs sources :

• Pour les plus grosses industries, les consommations individualisées sont déduites de la BDREP et des données en Open Data fournies par RTE et GRTgaz
• Les consommations des autres entreprises sont déduites du solde entre les consommations régionales par sous-secteur et celles des grosses entreprises citées plus haut, ventilées à l’échelle communale au prorata des salariés.
• Concernant les engins du BTP pour lesquels aucune statistique n’est disponible, la méthode du guide méthodologique du Pôle de Coordination des Inventaires Territoriaux (PCIT) est suivie.

Production et transformation d’énergie

Ce secteur, qui comprend essentiellement les centrales thermiques productrices d’électricité, la raffinerie de Feyzin et les réseaux de chaleur, n’est pas comptabilisé dans le bilan des consommations finales d’énergie afin de ne pas générer de doubles comptes avec l’énergie finale consommée par ailleurs : par exemple, les ventes de chaleur/froid produit par les réseaux de chaleur sont directement prises en compte dans les secteurs résidentiel, tertiaire, industrie manufacturière et agriculture.

Traitement des déchets

Les consommations finales d’énergie dans le traitement des déchets concernent :

• Les UIOM non reliées à un réseau de chaleur : les informations sont issues de la BDREP ;
• Les Stations d’épuration (STEP).

Agriculture et sylviculture

Les consommations du secteur agriculture/sylviculture sont évaluées pour les postes suivants :

• Exploitations : chauffage (bâtiments, serres) et usages spécifiques de l’électricité par croisement entre exploitations communales et consommations régionales ;
• Engins agricoles : consommations de carburant selon 17 types d’engins provenant des enquêtes décennales de l’AGRESTE ;
• Engins sylvicoles : consommations de carburant selon 4 types d’engins dont la répartition communale est obtenue par croisement entre parc national d’engins, récoltes de bois à différentes échelles et surfaces forestières communales.

Transport routier

Les consommations du transport routier concernent l’ensemble des véhicules circulant sur la voie publique (voitures, véhicules utilitaires légers, poids-lourds, bus urbains, autocars et deux roues motorisés). Les volumes de trafic (Trafic Moyen Journalier Annuel TMJA) sont estimés sur le réseau structurant (autoroutes, nationales et majorité des départementales) et ventilés selon plus de 300 types détaillés de véhicules provenant du parc roulant national du CITEPA. Les consommations de carburant ou d’électricité sont estimées à partir de la source européenne COPERT, en tenant compte de la vitesse, des conditions météorologiques (pour le calcul des surconsommations à froid), de la rampe de la route…

Les consommations d’électricité des trolleybus sont également prises en compte à partir des données fournies par l’exploitant.

Autres transports

Transport ferroviaire

Le transport ferroviaire inclut :

• la circulation des trains sur l’ensemble des voies ferrées
• les transports en commun sur rail : métro, funiculaire et tramway.

Les consommations des trains sont obtenues par combinaison entre trafics par section et consommations unitaires appropriées, tandis que les consommations électriques des TCU sont généralement fournies par l’exploitant.

Transport aérien

Les consommations du transport aérien concernent :

• Les aéronefs (cycle Landing Taking Off LTO en dessous de 3000 pieds, ainsi que la croisière)
• D’autres activités sur le tarmac sont considérées sur la plateforme de Lyon St-Exupéry (négligées sur les autres plateformes) : engins de piste, APU (groupe auxiliaire de puissance)…

Le transport aérien international n’est plus pris en compte dans le calcul des consommations d’énergie du transport aérien depuis la version 2021.

29 plateformes sont considérées dans l’inventaire, les petits aérodromes ayant un poids négligeable et pour lesquels il est très difficile de collecter des informations fiables :

• Annemasse
• Alpe d’Huez 
• Annecy Haute-Savoie
• Aubenas
• Aurillac
• Bellegarde-Vouvray
• Bourg-en-Bresse
• Chambéry Aix-les-Bains
• Clermont-Ferrand-Auvergne
• Courchevel
• Grenoble le Versoud
• Grenoble Isère (St-Geoirs)
• Issoire-Le-Broc
• Le Puy-Loudes
• Lyon Bron
• Lyon-Corbas
• Lyon St-Exupéry
• Megève
• Montélimar-Ancône
• Moulins-Montbeugny
• Roanne Renaison
• Saint-Etienne Bouthéon
• Saint-Flour
• Saint-Rambert
• Tournon
• Valence Chabeuil
• Vichy-Charmeil
• Vienne-Reventin 
• Villefranche-Tarare

Le nombre de mouvements combiné à une consommation unitaire par type d’avion permet d’estimer les consommations en cycle LTO, auxquelles s’ajoute la consommation en croisière fournie par la modélisation TAARMAC de la DGAC.

Transport fluvial

Le transport fluvial concerne :

• le trafic de marchandises sur l’axe Saône/Rhône
• le trafic de passagers et bateaux de plaisance sur l’axe Saône/Rhône, le canal latéral de la Loire et le canal de Roanne à Digoin.

Les consommations sont obtenues en associant les trafics à des consommations unitaires appropriées.