University of Luxembourg

Cette courte vidéo explique, comment let site Energy4Life peut t'aider à calculer tes besoins énergétiques quotidiens.

Un atelier sur le bilan énergétique, conçu par des physiciens, des chimistes et des informaticiens de l'Université du Luxembourg, était l'une des activités auxquelles des élèves et le grand public pouvaient participer en novembre dernier lors du Science Festival à Luxembourg-Grund.

Dans cet atelier, conçu à l'origine pour les élèves de l'enseignement secondaire, les visiteurs ont pu « sentir » eux-mêmes la quantité d'énergie nécessaire pour différentes activités, mesurer leur empreinte énergétique et déterminer si cette consommation pourrait être couverte par des technologies renouvelables au Luxembourg et/ou s'il existe des moyens de la réduire.

Le chauffage nécessite beaucoup d'énergie

L'atelier fait démarrer les visiteurs sur un vélo dédié à la production d'électricité, le « vélo humain », où ils apprennent quel effort ils doivent fournir pour allumer une ampoule, et combien ils doivent pédaler pour maintenir la lumière allumée lorsqu'un ventilateur ou un sèche-cheveux est allumé simultanément. Et le résultat est frappant : le fonctionnement d'un ventilateur ne nécessite pas un effort de pédalage supplémentaire pour maintenir la lumière allumée, mais il est presque impossible de continuer à pédaler lorsque le sèche-cheveux est allumé – et la lumière s'éteint. Le message clé à retenir de cette expérience est donc le suivant : le chauffage nécessite beaucoup d'énergie. 

« Le vélo humain est particulièrement révélateur puisque les participants peuvent directement ressentir la puissance qu'il génère, ainsi que les limites du corps humain. Il révèle l'intermittence de l'approvisionnement énergétique et la chance que nous avons d'avoir de l'électricité qui coule d’une prise 24 heures sur 24 », explique Michele Melchiorre, chercheur à l'Université du Luxembourg, qui a participé à l'élaboration de l'atelier.

Élève sur le "Human Bike" (à gauche) et visiteurs de l'atelier au Science Festival 2021 (à droite)

Est-il possible de passer à 100% d'énergies renouvelables au Luxembourg ?

À une autre station, les visiteurs ont pu visualiser leur empreinte énergétique à l'aide de balances, de poids et d'une carte du Luxembourg et voir combien de surface de terrain au Luxembourg devrait être recouverte de panneaux photovoltaïques si CHACUN des habitants du Luxembourg avait en permanence les mêmes besoins énergétiques qu'eux.

L'empreinte énergétique d'une personne est l'énergie consommée pour que cette personne puisse vivre comme elle en a l'habitude. Elle est calculée en demandant à quelqu'un d'indiquer ses habitudes (logement, alimentation, déplacements quotidiens, vacances, etc.) Les faits recueillis et les données scientifiques permettent de calculer les besoins énergétiques totaux d'une personne. Tu peux également calculer ta propre empreinte énergétique sur le site web du projet : https://e4l.uni.lu/

« En comparant les besoins en énergie et la surface nécessaire pour produire cette énergie, les visiteurs peuvent voir s'il est possible ou non de passer à 100 % d'énergies renouvelables. Cela les amène également à comprendre que la surface nécessaire à la production d'énergie est directement liée à nos habitudes énergétiques. Par exemple, si nous prenons la voiture ou le train, cela a un impact direct sur la quantité d'énergie que nous devons produire, et donc sur la surface et les appareils nécessaires », explique Michele.

Quelques exemples concrèts

Si chaque Luxembourgeois vivait dans une maison individuelle, avec un chat, était omnivore, conduisait une voiture seule sur 30 km pour se rendre au bureau, effectuait des voyages d'affaires ou de loisirs en voiture (deux fois par an) ou en avion (une fois par an) en Europe, et achetait de nouveaux objets à une fréquence élevée, il faudrait que 9,3 % de la superficie du Luxembourg (240,3km2) soit couverte de panneaux solaires pour passer au 100 % renouvelable. Un tel niveau de consommation énergétique équivaudrait à un score énergétique personnel de 193 kWh par jour, ce qui est proche du score énergétique moyen du Luxembourg (203 kWh/jour).

Si tout le monde vivait dans une maison mitoyenne, était végétarien, prenait le bus à 30 km pour se rendre au bureau, faisait des voyages d'affaires ou de loisirs en voiture en Europe (deux fois par an) et achetait de nouveaux objets à une fréquence modérée, il faudrait que 5,7 % de la superficie du Luxembourg (148,2 km2) soit couverte de panneaux solaires pour que le Luxembourg devienne 100 % renouvelable. Ce niveau de consommation énergétique donnerait un score énergétique personnel de 119 kWh/jour. Le score moyen géographique européen est de 102 kWh/jour, le score moyen mondial de 62 kWh/jour.

Pour information : en 2019, selon le STATEC, 10,1% de la surface du Luxembourg était couverte par des surfaces bâties ; 84,8% était utilisée à des fins agricoles et forestières ; 4,5% était couverte par de la voirie, chemin de fer, etc.

Michele ajoute : « Grâce à ce jeu, les gens pouvaient voir une conséquence directe de leurs actions d'une manière immédiatement saisissable. Le problème est que l'énergie est invisible, et ici nous avons réussi à la rendre visible en utilisant la forme, la hauteur et la masse. Le jeu permet pour la première fois aux gens de voir directement les conséquences de leurs actions. Ceux qui se sont vraiment sentis concernés par le jeu ont immédiatement commencé à jouer à des scénarios du type ‘et si’, par exemple si j'arrête d'utiliser la voiture, j'aurais besoin de moins d'énergie, et donc de couvrir moins de surface avec des panneaux solaires. Du point de vue pédagogique, il est extrêmement gratifiant d'avoir trouvé la clé pour expliquer un concept très difficile, lorsque vous voyez la lumière s'allumer dans les yeux des gens, c'est l'expérience la plus gratifiante qui soit. »

Mesurer l'empreinte énergétique

« Le calcul de l'empreinte énergétique n'est qu'une partie du problème, car il est encore difficile de comprendre si une telle empreinte est petite ou grande, si elle est inférieure ou supérieure à la moyenne et, peut-être plus important encore, s'il est possible de produire cette énergie de manière 100 % renouvelable au Luxembourg », explique le professeur Phillip Dale, directeur du Laboratory for Energy Materials de l'université du Luxembourg, qui a conçu le jeu et le site web avec son équipe. « L'objectif de l'UE étant de parvenir à des émissions nettes de carbone nulles d'ici 2050, nous devrions trouver un moyen de couvrir notre empreinte énergétique en utilisant uniquement des technologies d'énergie renouvelable. »

« Un autre problème que nous avons rencontré est que nous ne savons pas vraiment ce que l'on entend par énergie ou puissance, car la plupart du temps, elles sont invisibles. Nous n'en savons quelque chose que lorsque l'électricité ou le chauffage du bâtiment sont coupés. Pire encore, nous n'avons aucune idée des quantités d'énergie. Par exemple, la consommation énergétique quotidienne d'une personne est de 150 kWh par jour. Qu'est-ce que cela signifie ? Comment pouvons-nous nous représenter cette quantité d'énergie ? Face à ces problèmes, nous avons conçu l'atelier ‘Energy Balance’ pour les surmonter », poursuit Phil.

Phillip Dale (à gauche) et Michele Melchiorre (à droite) de l'Université du Luxembourg

Le projet « Energy Balance »

L'atelier fait partie du projet « Energy balance » financé par le Fonds National de la Recherche (FNR) dans le cadre du programme « Promoting Science to the Public » (PSP-Classic). Des chercheurs en physique (Phillip Dale, Michele Melchiorre, Conrad Spindler), en informatique (Alfredo Capozucca) et en sciences de l'apprentissage (Robert Reuter) ont travaillé ensemble pour créer une solution informatique permettant aux gens de calculer leur empreinte énergétique.

Cette solution a été matérialisée sous forme d'une application web qui soutient l'organisation de l'atelier et permet à chaque élève et chacun de mesurer son empreinte énergétique et de savoir où il se situe par rapport aux autres participant à l'atelier.

« Avec l'aide du Scienteens Lab, 346 élèves du secondaire ont déjà participé à l'atelier. Le projet est arrivé à son terme, mais l'intérêt des écoles est suffisamment grand pour que nous le poursuivions. Nous avons donc créé une version réduite de l'atelier pour le Science Festival 2021 et avons proposé aux enseignants cinq dates par an où nous répéterons la version complète », explique Phil Dale et conclut :  « Je tiens à remercier toutes les personnes et tous les bénévoles qui ont participé à ce projet, ce fut un véritable travail d'équipe ! »

Auteur: Université du Luxembourg
Éditeur: Michèle Weber (FNR)
Photos: Université du Luxembourg

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