Modélisation des consommations d'énergie du secteur résidentiel français : amélioration du réalisme comportemental et scénarios volontaristes

par Benoit Allibe

Thèse de doctorat en Économie de l'environnement

Sous la direction de Jean-Charles Hourcade.

Soutenue en 2012

à Paris, EHESS .

mots clés

• Effet rebond
• Comportement
• Efficacité énergétique
• Bonus-malus
• Ménages -- Consommation d'énergie -- France -- 1970-....
• Habitations -- Consommation d'énergie -- France -- Modèles économétriques
• Habitations -- Consommation d'énergie -- France -- Modèles mathématiques
• Habitations -- Consommation d'énergie -- France -- Prévision
• Habitations -- Économies d'énergie -- France
• Politique énergétique -- France -- Prévision

Résumé

La modélisation prospective des consommations d'énergie du secteur résidentiel est essentiellement réalisée à l'aide de deux types de modèles : ingénieur et économiques. Les premiers ont l'avantage de pouvoir décrire en détail l'infrastructure énergétique mais manquent de réalisme concernant les comportements des ménages face à des variations du contexte économique. Les travaux réalisés dans le cadre de cette thèse ont permis d'intégrer des élèments de réalisme comportemental dans les modèles d'ingénieur utilisés pour le calcul des consommations de chauffage des logements. Les résultats obtenus ont mis en relief l'élasticité de la consommation de chauffage des ménages vis-à-vis de nombreuses variables dont la performance énergétique, permettant ainsi de quantifier le phénomène d'effet rebond direct à l'échelle nationale. La deuxième partie des travaux a porté sur la modélisation technico-économique de l'achat d'équipement par les ménages. Les résultats obtenus ont permis de quantifier l'importance des barrières à l'efficacité énergétique et de reconstituer l'hétérogénéité du marché de la rénovation thermique des logements. Ces élèments ont été implémentés dans un modèle de prospective énergétique (BEUS) développé pendant la thèse. Les résultats obtenus avec ce modèle montrent que l'introduction de réalisme comportemental dans les simulations rend très difficile l'atteinte des objectifs nationaux de réduction des consommations énergétiques et émissions carbonnées. Enfin cette thèse propose une discussion autour des tarifs progressifs de l'énergie et de leur équivalent fiscal - le bonus-malus à la consommation d'énergie - à partir des résultats issus du modèle BEUS.

Titre traduit

Long term modelling of French residential sector energy consumption : improvement of behavioural realism and voluntarists scenarios

Résumé

Long term modelling of residential energy consumption is most often realised by two kinds of models : engineering and economic. The former have the ability to precisely depict the energy demand infrastructure in a technical way but generally lack a necessary level of realism concerning households' behaviours when facing changes of economical context. The research undertaken during this thesis explains how elements of behavioural realism have been implemented in an engineering model of housing space heating consumption in order to combine both technical explicitness and behavioural realism. Results highlight the elasticity of space heating consumption with respect to a number of variables including technical performance, allowing the estimation of the rebound effect phenomenon at a national scale. The second part of the research is dedicated to the techno-economic modelling of households' energy efficient equipment investments. The results obtained from the model enabled the quantification of energy efficiency barriers concerning the main types of housing refurbishment and heating systems. Other results depict how market heterogeneity can be introduced in techno-economic models. These elements were implemented into a prospective model (BEUS), wich was developed during the thesis. Simulation results show that the increase of behavioural realism of engineering models makes it even more difficult to reach mid- and long-term national energy and climate policies targets. Finally, a discussion is proposed on the topic of energy tier-pricing and its fiscal equivalent - a bonus-malus on energy consumption - based on BEUS results.