Efficacité énergétique : tendances et innovations clés

By Margaux Cervatius - 19 août 2021

L’efficacité énergétique constitue l’un des axes prioritaires de la transition énergétique. Elle est de plus en plus considérée comme un moyen de parvenir à un approvisionnement durable en énergie et de réduire les émissions de gaz à effet de serre tout en stimulant l’économie et la compétitivité des pays.

L’Union européenne a établi un cadre commun de mesures pour la promotion de l’efficacité énergétique. En 2007, les dirigeants de l’Union s’étaient donné pour objectif de réduire la consommation annuelle d’énergie de l’Union de 20 % d’ici 2020. En 2018, un nouvel objectif a été fixé : réduire la consommation d’énergie d’au moins 32,5 % à l’horizon 2030. Cette directive prévoit les mesures d’économie d’énergie qu’appliqueront tous les États membres. Chaque État peut développer en complément ses propres mesures pour répondre à la demande pressante des citoyens. En effet, ces dernières années ont vu une prise de conscience accrue de la crise écologique, renforcée par la pandémie de covid-19.

Source : I4CE, d’après Eurostat et Commission européenne, 2020

Dans ce contexte, bon nombre de startups émergent pour faciliter l’amélioration de l’efficacité énergétique. Elles permettent aux individus et aux entreprises d’adopter de meilleures pratiques en matière de consommation d’énergie. Nous étudions ici les tendances et les innovations clés qu’apportent les startups dans le domaine de l’efficacité énergétique.

Optimiser l’efficacité énergétique des bâtiments

Les bâtiments dans leur ensemble sont responsables d’environ 40 % de la consommation énergétique totale de l’UE. Un volet important de la directive de l’UE porte donc sur la performance énergétique des bâtiments. La directive prévoit une stratégie de « vague de rénovations » afin de réduire la consommation énergétique de l’ensemble du parc bâti existant. L’UE souhaite parvenir à un parc immobilier à haute efficacité énergétique et décarboné dans chaque État membre d’ici 2050.

Certaines startups proposent des outils d’audit de la performance énergétique destinés aux bâtiments existants. Toutefois, la plupart se concentre sur l’optimisation de l’efficacité énergétique des nouveaux bâtiments. La technologie de BIM (modélisation des informations du bâtiment) est notamment très répandue dans le secteur de la construction. Elle permet d’accéder à des données, des informations et des outils pour planifier et concevoir les bâtiments. Ces outils aident les acteurs de la construction à optimiser l’efficacité énergétique des bâtiments en amont. Ils peuvent notamment :

  • déterminer la meilleure orientation par rapport au soleil pour bénéficier de lumière naturelle
  • sélectionner les matériaux les plus isolants
  • choisir le meilleur agencement des pièces intérieures pour les flux d’aération…

Exploiter le potentiel des énergies renouvelables

La directive de l’UE prévoit également que tous les nouveaux bâtiments soient à consommation d’énergie quasi nulle. Une des solutions est donc de produire des énergies renouvelables (géothermie, éolien, solaire…) au sein même des bâtiments. Des panneaux photovoltaïques peuvent être intégrés sur la toiture ou sur les façades. L’intégration a lieu soit au moment de la construction, soit a posteriori pour “verdir” le bâti existant. Les panneaux produisent de l’énergie verte au plus près des consommations et limitent les pertes de charges dues au transport.

SolarGaps, une startup ukrainienne notée par Early Metrics, développe des stores solaires intelligents. Ceux-ci ajustent automatiquement leur angle selon le positionnement du soleil. Cela permet d’optimiser le rendement énergétique et les niveaux d’ombrage, y compris à distance grâce à une application mobile. Naked Energy, une autre startup notée par Early Metrics, conçoit des capteurs thermosolaires qui génèrent plus d’énergie et utilisent moins d’espace que les générateurs traditionnels. Ils peuvent donc s’intégrer parfaitement dans les structures des bâtiments commerciaux et résidentiels.

Une installation de SolarGaps à Barcelone

Des systèmes moins énergivores

Enfin, les bâtiments doivent intégrer des équipements et des dispositifs plus performants, notamment pour le chauffage. En effet, le chauffage représente deux tiers de l’énergie totale consommée dans le résidentiel en France pour des bâtiments anciens. Il est donc essentiel de développer des systèmes plus performants. Les chaudières à condensation récupèrent les fumées issues de la combustion du gaz naturel. Elles les refroidissent pour créer de la vapeur d’eau et la condensent pour générer de l’énergie thermique. Elles consomment 12 à 20 % moins d’énergie que les installations classiques au fioul.

L’équipement électrique doit également être plus performant : l’éclairage et l’électroménager absorbent 15 % de l’énergie consommée dans le résidentiel. Des lampes à économie d’énergie (fluorescentes ou LED) consomment 50 % moins d’énergie que les lampes à incandescence. Du côté de l’électroménager, la nouvelle classe énergétique 2021 guide le consommateur pour identifier les appareils les moins énergivores.

Suivre et régler la consommation énergétique avec des systèmes intelligents

Selon une étude de l’ADEME, 9 Français sur 10 modifient leurs habitudes quotidiennes pour réduire leur consommation d’énergie. Des startups leur proposent donc des outils pour suivre facilement leur consommation et adopter des gestes plus écologiques. Ecojoko, une startup notée par Early Metrics, développe un assistant connecté pour aider les particuliers à réduire leur consommation énergétique. Grâce à un boîtier branché sur le disjoncteur, l’utilisateur peut suivre sa consommation en temps réel. L’application l’aide à identifier les équipements les plus énergivores et à réduire sa consommation. Il peut débrancher les équipements multimédia lorsqu’ils ne sont pas utilisés, par exemple. La startup DeltaQ propose quant à elle un logiciel de gestion des bâtiments destiné aux professionnels. Des modèles de machine learning analysent des données internes et externes pour optimiser la consommation énergétique.

En plus de suivre la consommation énergétique, certaines solutions de startups permettent de la piloter de façon optimale. Grâce à des capteurs (de température, de mouvement, de CO2…) répartis dans le bâtiment, les thermostats s’ajustent de façon autonome. La startup Ogga, notée par Early Metrics, développe un dispositif IoT branché sur le panneau électrique et connecté à une plateforme. Il régule la consommation en fonction des habitudes des occupants. Par exemple, le chauffage est mis en route si les habitants sont sur le point de revenir ou, au contraire, éteint s’ils sont absents. Les équipements peuvent être gérés à distance grâce à une application mobile.

Adopter des méthodes de production d’énergie circulaires

L’économie circulaire est une des pierres angulaires de la transition énergétique. Ce système économique d’échange et de production vise à augmenter l’efficacité de l’utilisation des ressources et à diminuer l’impact sur l’environnement. En ce qui concerne les bâtiments, il est possible de produire de l’énergie de manière circulaire.

Exploiter la chaleur fatale

Qarnot Computing, une startup française, a développé le premier radiateur-ordinateur. Sa solution est constituée de microprocesseurs embarqués qui exécutent à distance via internet des calculs informatiques pour des banques, industriels, studios d’animation 3D… La chaleur générée par ces calculs est ensuite utilisée pour chauffer le bâtiment. Cette solution réduit fortement l’empreinte carbone informatique tout en offrant une chaleur écologique et gratuite. Qarnot présente un potentiel de croissance élevé et fait partie du top 10 % des startups notées par Early Metrics.

La startup suédoise Enjay, de son côté, a créé l’échangeur de chaleur Lepido pour la ventilation des restaurants et des usines alimentaires. Sa solution, protégée par deux brevets exclusifs, empêche les particules de graisse et de suie de se coincer dans l’échangeur de chaleur. L’énergie récupérée peut ensuite être utilisée pour les processus de chauffage et de refroidissement.

Valoriser les déchets

D’autres startups développent des solutions pour valoriser les déchets. Cela réduit la quantité de déchets à évacuer du bâtiment tout en générant de l’énergie de façon écologique. La startup suédoise C-Green a mis au point la technologie OxyPower HTC™ qui combine l’oxydation humide et la carbonisation hydrothermale (HTC). Elle stérilise les déchets organiques humides et les transforme en énergie renouvelable et en produits utiles (biochar HTC, phosphore et azote). C-Green affirme que sa technologie permet d’éviter l’émission de 200 kg de CO₂-eq par tonne de boue non utilisée pour le stockage et le compostage.

À l’échelle des particuliers, la startup israélienne HomeBiogas commercialise un digesteur de petite taille capable de convertir des déchets ménagers (restes de nourriture, épluchures, légumes ou fruits avariés…) en gaz renouvelable directement utilisable. Selon la startup, deux kilos de déchets permettent de fournir assez de gaz pour cuisiner pendant deux heures. Le système développé par HERU permet de transformer les déchets du quotidien, y compris les gobelets en carton et les couches de bébé, en énergie grâce à la pyrolyse. Cette énergie vient ensuite alimenter la chaudière, pour chauffer l’eau de manière écologique.

Le fonctionnement du système développé par Heru

Réduire la consommation énergétique à tous les niveaux

Le constat est simple :  pour être durable, notre économie doit diminuer sa dépendance à l’énergie. Les entreprises comme les particuliers doivent réduire leur consommation d’énergie, non seulement pour préserver l’environnement mais aussi pour réduire leurs dépenses. L’efficacité énergétique est donc devenue un enjeu d’attractivité et de compétitivité majeur. Les startups peuvent apporter des solutions innovantes pour aider les grandes entreprises à mieux maîtriser, et ainsi à réduire, leur consommation d’énergie. Ces collaborations permettront ainsi de concilier performance commerciale, énergétique et environnementale.

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