 Bonjour tout le monde, donc bienvenue dans nos locaux. Je vais vous parler de transition énergétique dans le cadre de la fête de la science qui porte cette année sur le changement climatique. Je suis un économiste de l'environnement et de l'énergie, donc c'est mon sujet de recherche et aussi mon sujet d'enseignement au sein de cette école. Ce dont je vais vous parler, c'est quelque chose qu'on enseigne et c'est quelque chose dont notamment on propose un master en économie de l'environnement et des ressources naturelles avec des cours sur l'énergie, la transition énergétique et c'est aussi un secteur qui va procurer du travail, des emplois intéressants que ce soit dans des entreprises comme par exemple des énergéticiens, des producteurs d'énergie comme DF, NG, Total, mais aussi dans des administrations, dans des ministères, dans des ONG, dans des entreprises du bruit de conseil et dans des institutions internationales comme l'agence internationale de l'énergie, l'OCDE, etc. Vous gardez en tête que les problèmes de climat, de transition énergétique, c'est un sujet important pour lequel vous pouvez avoir un impact, donc quand vous travaillez dans ce secteur, vous aurez un impact, que ce soit en entreprise ou dans des administrations publiques et je vous convaincre que c'est un sujet qui peut être intéressant et pour lequel vous pouvez utiliser des outils et des concepts que vous pouvez apprendre en économie et en mathématiques. Voilà, donc quel est le problème ? Si vous voulez avoir un résumé de la science qui est derrière le changement climatique, le mieux c'est de se référer au rapport du GIEC, le groupe gouvernemental d'études sur du climat qui a produit un rapport régulièrement, donc le dernier rapport a été publié cette année, qui fait le point sur la connaissance du changement climatique au niveau mondial. Donc c'est un groupe qui rassemble des scientifiques mais qui est géré par les Nations Unies avec la participation des États membres des Nations Unies et donc les États participent à ce processus de production du rapport et notamment des gens comme TSE, par exemple, des communes Toulouse, ont été appelés à participer à l'évaluation de ce rapport pour le ministère de la Transition écologique française et donc à donner des commentaires sur ce rapport. Donc c'est comme ça que j'ai eu accès au rapport avant qu'il soit publié parce qu'on m'a demandé de faire des commentaires et il y a un graphique qui m'a interpellé, c'est celui-là, qui fait un peu l'état des lieux sur où on a né aujourd'hui sur le climat, sur les problèmes de changement climatique. Donc en haut vous avez la représentation des émissions de gaz à effet de serre à travers le temps depuis deux siècles avec différentes sources d'émissions. Donc vous avez le pétrole, le charbon, le ciment, l'usage des terres dans l'agriculture, etc. Vous pouvez voir l'accroissement phénoménal qu'il y a eu lieu les dernières années. Donc pour faire de façon simple pourquoi on a un changement climatique, un dérèglement climatique, parce qu'il y a une accumulation de gaz à effet de serre dans l'atmosphère, donc c'est un problème d'accumulation de stock de gaz à effet de serre, pratiquement le CO2 mais d'autres gaz à effet de serre dans l'atmosphère, qui est alimenté par un flux, des émissions qui augmentent chaque année. Donc vous voyez ces émissions qui augmentent chaque année. En bas vous avez deux histogrammes, vous avez sur la gauche le stock qui a été accumulé, l'accumulation des émissions de CO2 dans le passé. Donc à gauche c'est entre 1850 et 1990, au début du siècle dernier. Et les deux derniers histogrammes c'est combien de gaz à effet de serre il nous reste, combien de CO2 il nous reste à émettre, notre budget carbone, si on veut contenir le réchauffement à 1,5 degrés ou 2 degrés. Donc vous pouvez voir qu'on a émis beaucoup plus que ce qu'il nous reste à émettre en termes de CO2 dans l'atmosphère. Donc je vous rappelle que 1,2 degrés c'est les engagements comprises des États assignataires de l'accord de Paris, d'imiter le réchauffement à 2 degrés à la fin de notre siècle et potentiellement à 1,5 degrés. Donc vous pouvez voir qu'il ne reste pas grand chose à émettre donc notre budget carbone est très restreint. Si on veut rester dans cette limite de 2 degrés il va falloir qu'on émet très peu et donc il va falloir réduire énormément nos émissions. Donc sur la droite vous avez les années l'année à laquelle on va rencontrer ce budget carbone, épuiser notre budget carbone selon si on a un objectif de 1,5 ou 2 degrés de réchauffement. Donc si on fait rien à 0% réduction on va épuiser notre budget carbone en 2027 si on veut rester à 1,5 degrés d'augmentation de température et en 2042 si on veut rester à 2 degrés. Une autre question c'est est-ce qu'on va pouvoir arrêter ce réchauffement. Stopper le réchauffement ça veut dire stopper le stock, ne pas augmenter le stock de gaz effet de serre dans l'atmosphère pas plus de CO2 dans l'atmosphère. Et ça veut dire être neutre en termes de carbone, ne pas être émetteur net de carbone dans l'atmosphère. Donc là si on continue comme ça on ne l'entendra jamais à ce niveau de neutralité carbone et donc en bas vous avez d'autres scénarios réduction de 2% et de 5%, on peut repousser la date d'épuisement de notre bilan carbone et potentiellement atteindre cette neutralité carbone. Donc vous voyez qu'il nous reste très peu d'années et il faut agir maintenant. Donc il faut réduire drastiquement nos émissions de gaz effet de serre et essayer de viser la neutralité carbone. Ça c'est la solution pour ne pas avoir un climat irrespirable. Alors pour vous faire participer un peu à cette présentation nous allons utiliser un logiciel qui s'appelle Menti donc je vais vous demander de sortir votre smartphone pour une fois vous avez le droit en classe d'utiliser votre smartphone. Donc vous connectez sur cette page www.menti.com tapez le code et donc la question que je vous pose c'est donc étant donné qu'il faut décarboner c'est-à-dire réduire les émissions de carbone de CO2 de l'économie quel serait le secteur à décarboner en premier ? quel est le secteur qui doit faire l'effort en premier qu'on doit décarboner en premier ? Faire en sorte qu'il n'émette plus ou moins de gaz effet de serre de CO2. Alors on a les réponses en direct. Il y a la production d'électricité et l'agriculture et le transport. Donc les avis sont partagés avec une nette dominance pour l'industrie. Pour répondre à ces questions derrière il y a la question du coût et des bénéfices. Alors peut-être que c'est plus facile pour l'industrie parce que c'est moins coûteux par exemple ou peut-être parce qu'on peut se passer des biens industriels. Donc on va le voir dans ce que je vais vous présenter. On va voir les coûts. Donc voilà, ça c'est le résultat du sondage. Comme j'ai dit les avis sont partagés avec une nette dominance pour l'industrie suivie de la production d'électricité et en dernier l'agriculture. Alors je vais vous donner la réponse de la Commission européenne. Donc en Europe on a un objectif de neutralité carbone en 2050. Donc en 2050 on devrait absorber autant de CO2 que on a aimé. Et la Commission européenne a fourni une feuille de route pour atteindre cet objectif en distinguant les secteurs qui doivent se décarboner. Donc gardez en tête vos réponses et voici la réponse de la Commission européenne. Donc vous avez transport, industrie, électricité, résidentiel. Donc c'était le chauffage. Et UTCATF c'est l'utilisation des terres. Donc l'agriculture. Donc là ce que on peut voir c'est que le premier secteur qui devrait être neutre en termes d'émission de carbone ou sans émission de carbone c'est l'électricité. Avant l'industrie. L'industrie est en bleu. Suivi par l'industrie et elle est transport. Donc vous voyez l'électricité l'idée c'est qu'en 2040 on a un mix énergétique pour produire l'électricité sans carbone. Pour l'industrie et le transport le plan prévoit qu'il y aura un peu d'émissions mais une diminution nette des émissions. Pour l'agriculture on a encore des émissions et l'agriculture hors CO2 très faible par rapport à ce qu'on émet aujourd'hui devrait être absorbée par une expansion de la forêt. Donc on émet du CO2 mais la nature en absorbe aussi dans les océans ou dans les végétaux et c'est le changement d'usage des terres donc la transformation de terres de culture en prairie ou en forêt qui permet d'absorber d'absorber le CO2 dans l'atmosphère donc on compte sur l'expansion de la forêt pour absorber ce qui est émis par le restant et des technologies d'élimination du diversité de carbone donc c'est des technologies qui existent mais qui sont pour l'instant très coûteuses d'absorption du carbone directement dans l'air des technologies produites par l'activité humaine. Donc pour conclure on va s'intéresser à l'électricité comment produire l'électricité avec l'idée qu'on veut atteindre 0 émissions de net pour la production d'électricité comment faire j'ai oublié le sondage comment faire pour atteindre cette 0 émission de net d'électricité pour décarboner notre mix énergétique donc il y a plusieurs solutions, il y a plusieurs sources d'énergie donc l'électricité est produite avec du charbon avec du gaz en brûlant du charbon et du gaz ça c'est dans les centres thermiques par le vent donc il y a les liens terrestres ou les liens à mer off-shore par le solaire, par le nucléaire la décarbonisation ne concerne pas seulement de produits à l'électricité et on parle aussi de stocker l'électricité dans les batteries par exemple pour les voitures électriques donc les batteries c'est une des possibilités pour décarboner, une des technologies importantes et il y a l'idée aussi d'adapter notre demande de notre consommation en fonction de l'offre d'électricité via des compteurs intelligents donc il y a l'idée d'avoir des compteurs d'électricité qui vous permettent de mieux optimiser votre consommation en fonction de l'offre d'électricité en fonction de ce qui est présent dans le réseau donc ça c'est les technologies dont on a notre disposition pour arriver à décarboner le mix énergétique donc là on se dirige vers le solaire et le nucléaire donc le nucléaire c'est vraiment un sujet très controversé vous savez si le nucléaire est l'énergie de demain ou pas ou si on est indispensable ou pas mais alors il y a les reliens offshore qui tiennent la corde apparemment sur le terrestre et personne n'intéresse au compteur intelligent donc alors je vais vous donner des éléments de réponse par rapport à cette question encore basé sur le rapport du GIEC donc ça c'est la bonne nouvelle du rapport c'est la baisse des coûts de production d'électricité à partir des énergies solaires et éoliennes donc en haut vous avez ici le coût par MWh le coût pour produire 1 MWh d'électricité du photovoltaïque de l'éolien terrestre, de l'éolien maritime de notre façon de produire d'électricité avec du solaire c'est à dire en concentrant la chaleur et vous pouvez voir qu'il y a une baisse phénoménale dans les 20 dernières années du coût par MWh donc ces sources énergies deviennent rentables en gris en bas vous avez le coût du thermique c'est à dire la production avec du charbon et du gaz donc ces sources énergies deviennent rentables en termes de coûts et compétitives par rapport au thermique et même là on a le coût du stockage, des batteries et là aussi il y a une baisse phénoménale du coût donc on a les technologies et les coûts ont baissé énormément en bas vous avez les capacités installées au niveau mondial donc on a eu un accroissement énorme des capacités installées donc ça c'est la bonne nouvelle, les énergies renouvelables deviennent abordables et on a un accroissement énorme des capacités installées pour autant c'est suffit pas pour décarboner de façon signifiant pour autant on a encore du chemin à parcourir avant d'avoir la neutralité carbone alors où on en est en France ? quel est notre mix énergétique en France ? donc pour répondre à cette question il y a une application qui est fournie par RTE réseau de transport d'électricité qui est l'opérateur des lignes à haute tension cette application s'appelle EcoDemix et elle vous donne en temps réel le mix énergétique en France combien on consomme et combien on produit par source d'énergie donc là c'est une capture d'écran de mercredi dernier donc qu'est ce qui s'est passé mercredi dernier ? on a consommé, il y a eu un pic de consommation autour de midi et le soir ça c'est de la consommation totale et là vous avez les sources d'énergie dont vous savez que la plus grosse part de notre mix énergétique est fournie par le nucléaire c'est un jour où il y a eu du vent parce qu'on a eu pas mal d'éolien et du soleil, vous voyez, on a aussi du soleil mais évidemment pendant la journée, pas pendant la nuit on a un peu de hydraulique en bleu foncé et le reste c'est du gaz en rouge on a aussi des importations en gris on a importé des pays voisins d'électricité donc on est assez décarboné grâce au nucléaire et aussi grâce au renouvelable hydraulique solaire et éolien mais on a encore d'énergie thermique, notamment pas mal de gaz maintenant le problème des énergies renouvelables telles que solaire et éolien c'est qu'elles sont intermittentes c'est-à-dire qu'on ne contrôle pas la production c'est les conditions météorologiques qui contrôlent la production contrairement au central thermique ou au central nucléaire donc ça ça pose problème pour regarder la veille le mardi 4 la production du mardi 4 là il n'y avait pas de vent le vent, l'éolien, c'était 4% du mix énergétique où il y avait du soleil heureusement du coup les jours où il n'y avait pas de vent ou pas de soleil, on a un problème donc on a besoin d'énergie conventionnelle pour pas lire ce déficit de vent ou de soleil ou bien de batterie donc notre solution c'est de stocker cette électricité qui est produite quand il y a du vent ou du soleil pour pouvoir l'utiliser la nuit ou quand il n'y a pas de vent donc là ça nécessite d'installer des batteries voilà donc pour conclure cette partie pour décarboner le mix énergétique il faut se débarrasser du thermique c'est-à-dire du charbon, du gaz et du fuel pour l'instant on en a besoin et notamment à cause de l'intermittence des renouvelables donc même si on a beaucoup de capacités à installer on en a pas suffisamment notamment lorsqu'il n'y a pas de vent et durant la nuit ou alors une autre solution c'est d'installer des batteries donc ça c'est la feuille de route ça c'est la technologie, c'est des discussions sur quelle technologie on doit mettre en place maintenant en tant qu'économiste on se pose la question comment faire, comment mettre en place ces technologies et pour ça on a deux instruments les marchés, les tarifs, les prix donc tout ce qui est marché et les politiques publiques c'est le mécanisme de marché et les politiques publiques qui vont générer de l'investissement dans ces technologies qui vont faire en sorte qu'on va investir dans ces technologies, dans la recherche d'éveloppement dans des nouvelles capacités de production, dans des nouvelles batteries alors en gros le secteur de production d'électricité est organisé de cette façon il y a des producteurs qui ont des centrales de production ou des fermes solaires ou aéoliennes il y a des fournisseurs qui soit ont des centrales de production soit achètent sur le marché de gros pour vous fournir à vous et moi donc vous avez de l'électricité, vous avez faite affaire avec EDF, NG Total Energies, Enercope ou d'autres fournisseurs d'arties qui vous vendent de l'électricité alors soit ces fournisseurs ils ont leur propre capacité de production en ce moment là vous avez les deux entreprises intégrées entre producteurs et fournisseurs ou bien ils achètent sur le marché de gros et vous avez les consommateurs finaux et donc vous avez deux prix, vous avez un prix d'électricité sur le marché de gros qui s'échange entre les producteurs, les générateurs et les fournisseurs et vous allez voir, je vous donnais sur ces prix, ces prix fluctuent pour refléter justement la variation d'offres et de demandes et notamment l'intermittence des renouvelables et vous avez un prix de détail qui est un tarif fixe donc vous avez un amortement électrique avec un tarif par palier qui ne varie pas selon la météo, selon il y a du vent, du soleil, etc ou si les centrales nucléaires sont en panne ou pas et donc ces prix-là qui vont déterminer la rentabilité des différentes sources d'énergie et donc c'est important d'avoir une idée sur le design des marchés et la terrification et c'est un sujet vraiment de actuel, de discussion à plusieurs échelons à Paris, à Bruxelles comment faire en sorte que les prix et les marchés génèrent le bon investissement dans la décarbonation Alors, sur la même application economics vous avez les prix de marché de gros en Europe donc là ici, alors ça se voit pas très bien mais c'est dans la courbe bleue c'est le prix du megawater c'était le prix du megawater en France le mardi 4 octobre, cette journée où il y a pas eu de vent alors vous ne voulez peut-être pas mais le prix a varié entre 200 euros de megawater et 500 euros de megawater, à la pointe ici puis il a baissé de nouveau à 200 euros puis il a augmenté l'après-midi à 20 heures il était à 600 euros du megawater donc ça c'est une implication notamment de variations de l'offre et du lieu à l'intermittence des solaires et holiens le prix varie énormément d'une jour à l'autre là il a été multiplié par 3 à la même journée et parfois le prix est proche de zéro parce qu'il y a beaucoup d'énergie holienne et solaire et des fois il est proche de... il y a un prix plafond il est proche du prix plafond imaginez que vous allez à la boulangerie vous allez acheter du pain le matin le matin elle est à 2 euros et l'après-midi la baguette est à 6 euros c'est comme ça donc c'est l'électricité le prix change en fonction de l'offre un des problèmes c'est que vous en tant que consommateur vous avez un prix fixe vous n'avez pas ce prix qui varie comme d'aller sur les marchés de gros donc c'est pour ça que les compteurs intelligents ça peut être un instrument intéressant pour que vous adaptiez votre consommation à ces variations de la production alors un autre chose qui est intéressant c'est que si vous regardez toutes les prix sur le marché de gros en Europe il varie aussi également vous voyez là les variations de prix dans plusieurs pays France, Angleterre, Belgique, Allemagne, Suisse etc vous avez cette même variation des prix dans la journée ça c'est le matin, l'après-midi mais vous avez une différence de prix donc par exemple entre l'Espagne ou la langue l'Espagne ou l'Angleterre ici le matin à 200€ alors qu'en France c'était à 500€ donc là vous pouvez par exemple garnir de l'argent en achetant de l'électricité en Angleterre et la revenda en France mais pour ça vous avez besoin d'une ligne d'attention pour transporter l'électricité et là on peut penser que la ligne était saturée à cette période-là parce que je pense qu'il y a beaucoup d'entreprises qui ont eu cette idée donc ça c'est aussi un élément de la transition énergétique pour pallier à cette variation d'offre d'eau condition météo une des solutions c'est améliorer les interconnections entre pays c'est à dire qu'il y a beaucoup de vent en Espagne, si on veut en profiter il faut construire des lignes d'attention entre la France et l'Espagne et inversement qu'il n'y a pas de vent mais nous on a beaucoup du nucléaire, on peut vendre en Espagne donc ça c'est aussi une solution de la décarbonisation de les interconnections alors j'ai parlé des batteries donc comment savoir si c'est rentable pour vous d'installer une batterie ou de faire comme Elon Musk qui a fait en Australie il a construit une énorme batterie et les gens qui exploitent cette batterie ils achètent sur le marché de gros et ils revendent l'électricité sur le marché de gros et là vont vous dire la rentabilité d'une batterie si vous avez une batterie ce que vous avez intérêt à faire c'est acheter l'électricité qui est à 200€ et la revendre quand elle a 500 ou 600€ ça vous donne une idée du profit que vous pouvez faire avec la batterie donc plus les prix vont varier et plus ça sera rentable de vestir dans les batteries et plus on va décarboner avec l'électricité donc ça vous donne une idée en quoi les prix peuvent être un vecteur de la décarbonation du mix énergétique donc j'ai parlé des prix j'ai parlé des ans de marché marché de gros maintenant on va parler des politiques publiques donc ça suffira peut-être pas des prix des marchés pour implacer ces investissements phénoménaux dans les énergies décarbonées etc alors quelles sont les autres politiques publiques des politiques publiques on doit mettre en œuvre donc il y a subventionner la recherche subventionner l'installation de panneaux solaires et d'éoliennes taxer le carbone acheter l'électricité solaire eolienne dans un tarif subventionné donc au lieu de subventionner directement on achète un prix de gros d'électricité mieux informer les consommateurs sur leur bilan carbone par exemple interdire les passoires thermiques et les appareils énergivores et adapter la terrification d'électricité à l'offre d'énergie renouvelable donc par exemple faire varier les prix en fonction de l'offre d'énergie alors vous êtes comme beaucoup de femmes politiques vous aimez les subventions et pas trop les taxes par contre vous êtes d'accord pour adapter la terrification à l'offre d'énergie renouvelable c'est quelque chose que la commission européenne à Bruxelles a beaucoup poussé notamment en Espagne mais depuis la hausse énorme des prix de l'énergie le gouvernement espagnol est revenu là-dessus et on s'aperçut que ça fonctionne pas très bien mais peut-être qu'on n'a pas les bons instruments pour faire fonctionner cette adaptation donc ça vous donne un peu une idée de la panoplie des politiques publiques qu'on peut mettre en œuvre pour favoriser cette transition énergétique et là vous voyez très bien que elles ont des impacts différents sur les entreprises et sur les consommateurs et nous en tant qu'économie notre travail notre expertise c'est de pouvoir éclairer donner des conseils aux décideurs publics que ce soit à la commission européenne ou au gouvernement sur l'impact de ces différents instruments donc on doit jouer sur tous les instruments donc on a des instruments qui sont plus en termes monétaires subventions des taxes on a des instruments qui sont plus de l'information par exemple les labels d'efficacité énergétique des appareils c'est-à-dire qu'il y a un frigo, il y a un label A, B, C, D et d'autres instruments qui sont plus des interdictions des standards donc c'est pour placer l'étape des instruments et on a besoin de tout et chaque instrument a un impact différent tout ce que j'ai dit pour répéter ce que j'ai dit vous avez vu qu'il y a une diversité d'instruments qui doivent être mobilisés pour accélérer cette transition énergétique voilà donc c'était l'introduction de mon exposé avant de venir de vous présenter un de mes articles de recherche donc ce qu'on fait dans cette école de recherche pour éclairer le débat public notamment sur des choix de politique publique et là j'espère que vous avez convaincu que ces questions de recherche sont pertinentes et que la réponse est complexe du fait de la complexité des technologies des marchés donc les questions que l'on se pose sont les suivantes quel doit être le mix énergétique décarboné qu'on doit mettre en place quelle source d'énergie à quel cap c'est de production quelle technologie quel commun designé le marché de gros de façon à arriver à ce mix énergétique décarboné donc là en ce moment il y a des gros débats à Bruxelles et à Paris est-ce qu'on devrait changer de façon dont on échange d'électricité les marchés de gros notamment il y a des propositions d'avoir un prix plafond de séparer les sources d'énergie avec deux marchés il y a plusieurs façons de faire quelles sont les politiques publiques qu'on doit mettre en œuvre et que ce devrait être la terrification sur le marché de détails donc je vais pas répondre à toutes les questions mais je vais essayer de à la première question surtout et je vais essayer de vous expliquer comment on peut répondre à cette question en mobilisant les mathématiques et l'économie donc je vais vous présenter un de mes travaux et je vais aussi vous présenter un autre article de recherche en fait deux, si j'ai le temps de deux mais peut-être j'aurai pas le temps qui ont utilisé un autre méthodologie pour répondre à la même question est-ce qu'il y a des questions avant que je entre dans le vif du sujet donc juste avant de séparer le modèle donc vous avez toutes les technologies possibles j'ai pris cette image d'une thèse d'un étudiant qui a analysé cette question pour la France et donc il a représenté en sa thèse toutes les technologies qu'on peut mobiliser pour produire d'électricité sans émettre de CO2 donc des renouvelables des stations d'hydraulique de pompage c'est-à-dire que vous avez de réservoir en haut et en bas et du pompage donc quand l'égrifité est pas chère la nuit vous pompez de l'eau en haut ça vous permet de stocker de l'énergie que vous pouvez turbiner la journée des technologies qui existent dans les Alpes par exemple on a des soutiens de barrage avec deux réservoirs en haut et en bas qui permet de stocker l'énergie du biocarburant, du biogaz et pour stocker il y a deux possibilités des batteries on parle beaucoup en ce moment de l'hydrogène dont l'hydrogène ça consiste à faire un gaz qui a pas de carbone H2 l'hydrogène en utilisant de l'électricité à partir de l'eau par de l'électrolyse donc ce qu'on appelle du power to gas vous faites de l'électricité quand il y a du soleil et beaucoup de vent vous transformez l'eau en hydrogène l'hydrogène c'est de l'énergie qui peut être stockée et qui ensuite peut être déstockée dans une centrale thermique pour faire l'électricité donc c'est une façon de stocker l'électricité comme les batteries et ce qui est intéressant pour l'hydrogène c'est que vous pouvez c'est facile à transporter donc il y a l'idée d'avoir des canalisations d'hydrogène pour distribuer l'hydrogène et d'utiliser l'hydrogène pour les avions voilà donc ça c'est les différentes possibilités donc moi ce que je fais c'est des modèles beaucoup plus simples donc il y a deux approches soit vous avez un modèle très très compliqué qui prend en compte toutes ces technologies et tous les détails de la technologie mais vous ne pouvez pas le résoudre de façon spécifique il vous faut des ordinateurs de faire des simulations ce qu'a fait cet étudiant soit vous simplifiez vous essayez d'avoir un modèle le plus impossible c'est ça l'idée du modèle pour essayer de mieux comprendre les mécanismes techniques et économiques qui répondent à votre question donc voilà mon modèle à moi donc supposons que pour produire de l'électricité vous avez accès à deux technologies vous pouvez produire avec du gaz du charbon, du pétrole c'est l'énergie thermique ou avec des renouvelables donc et là ça c'est ce qu'on appelle les coûts de production donc ce qu'il faut retenir c'est que le thermique est complètement pilotable et là si vous pouvez s'installer que j'ai noté KF vous pouvez produire toutes les unités donc vous avez par exemple 100 MW vous pouvez produire jusqu'à 100 MWh chaque heure dont la production KF est inférieure à la capacité il y a un coup il vous faut du gaz il y a un coup d'installer la capacité et surtout il y a un coup social du carbone c'est à dire que vous allez détourir le climat et ça c'est représenté par le coup social du carbone l'alternatif c'est de avoir des renouvelables pareil vous faut installer des éoliennes des panneaux solaires une capacité de production le problème des renouvelables c'est que vous n'avez pas toujours de l'électricité ça dépendra s'il y a du vent, du soleil etc donc là on va supposer qu'il y a deux cas de figure soit il y a du vent ou il n'y a pas de vent c'est l'état pétole si vous êtes de la voile vous connaissez ce terme donc en cas de pétole vous ne produisez rien il n'y a pas de coup d'énergie c'est ça la magie des renouvelables et au lien solaire mais il y a une capacité de production qui va dépendre en fait de la fréquence du vent ou de la longueur de l'insolément dans la journée et qui est à la probabilité d'avoir du vent ça va refléter le coût de la capacité par contre cette énergie renouvelable ne détériore pas le climat donc il n'y a pas de coût de pollution donc vous savez combien investir dans chaque source d'énergie et notre question c'est est-ce qu'on doit installer des unités de stockage d'électricité des batteries et ici dans ce modèle le stockage ne produit pas d'électricité vous avez besoin d'électricité pour faire fonctionner une batterie mais ce que fait le stockage c'est qu'il transfère d'électricité d'un état de nature à un autre c'est-à-dire qu'il y a en cas de pétole pour fournir l'électricité en cas de pétole vous pouvez stocker l'électricité quand il y a du vent et la déstocker en cas de pétole alors pareil il y a des coûts un coût d'installation et il y a un coût de l'énergie que j'appelle l'ANDA donc c'est ce qu'on appelle un modèle stylisé c'est un modèle le plus simple possible pour essayer de comprendre la transition énergétique donc il y a deux sources d'énergie du thermique du renouvelable et du stockage qui vous permet de produire l'électricité ça c'est côté offre côté demande alors il y a des consommateurs il y a une fonction de demande donc ça c'est des hypothèses standardes en économie mais alors une hypothèse importante du modèle c'est que je fais l'hypothèse que les prix ne varient pas les prix de détails ne varient pas en fonction du état de la nature donc il y a du vent ou un cas de pétole vous avez le même prix quand ça a une conséquence c'est qu'on doit avoir cette contrainte qui doit être satisfaite tout le temps et cette contrainte vous dit que la consommation qu'il y a du vent qui est à gauche ça c'est la consommation et la production qu'il y a du vent doit être égal à la consommation et la production qu'il n'y a pas de vent qui est à droite comme vous prenez le même prix qui est du vent ou pas vous consommez la même chose et donc là ça vous donne des contraintes sur les capacités donc quand il y a du vent vous utilisez vos éoliennes à plein régime donc ça c'est la capacité de production d'éoliennes installées vous pouvez compléter avec du thermique vous pouvez faire fonctionner votre central thermique et vous pouvez stocker donc vous enlevez de l'électricité pour la stocker et quand il y a pas de vent, quatre pétoles vous utilisez vos centrales thermiques en pleine capacité et vous pouvez compléter avec ce que vous avez stocké dans les batteries voilà, donc c'est ça la contrainte et donc évidemment si vous aviez des prix qui varient s'il y a du vent ou pas donc d'un compteur étéligeant et en plus vous aurez un prix qui varie ce qu'ils avaient en Espagne récemment en fait vous connaissez le prix d'électricité qu'ils allaient payer le lendemain, la veille et ça variait à travers le temps vous pourriez adapter votre consommation à un coup et en réalité on s'aperçut que les Espagnons ne le faisaient pas n'adaptez pas leur consommation mais là on suppose qu'on soit le consommateur on n'a pas envie d'adapter sa consommation on soit il ne le peut pas parce qu'il y a le prix est fixe parce qu'il a un compteur traditionnel voilà alors comment résoudre le problème comment trouver le mix énergétique optimal il faut résoudre ce programme de maximisation donc là c'est pour vous montrer qu'il y a des mathématiques donc c'est un programme de maximisation sous contrainte donc il vous faut trouver les capacités de production la production de thermique là il y a du vent qui maximise l'espérance de gain donc S c'est le gain du consommateur l'utilité du consommateur moins les coûts donc vous avez tous les coûts sous ces contraintes vous avez la contrainte de prix unique comme j'avais dit vous avez des contraintes vous ne pouvez pas produire plus que les capacités de production vous ne pouvez pas produire quelque chose qui est négatif etc donc la difficulté c'est résoudre ce problème comment on fait parce qu'il y a quelqu'un qui a une idée c'est un problème l'objectif là il est concave donc concave ça veut dire que le maximum est lorsque la dérivé est égal à zéro et ensuite il y a des contraintes donc les contraintes peuvent contraindre le maximum vous êtes une solution de coin qui est imposée par les contraintes et donc la façon de résoudre c'est ce qu'on appelle on utilise le lagrangien on dérive on pose un lagrangien et on prend la dérivé et on légalise à zéro donc c'est quelque chose que vous apprendrez peut-être l'année prochaine donc là j'ai fait une capture de l'article de recherche donc vous avez le lagrangien ici avec toutes les contraintes des multiplicateurs de lagrange associés aux contraintes etc voilà et la solution c'est là ça c'est le mix énergétique de demain voilà donc ici en ici sur l'axe DX vous avez le coût social du carbone c'est-à-dire votre objectif des carbonations donc plus le coût social élevé moins vous émettez de CO2 et sur l'axe vertical vous avez la production les capacités de production et la consommation donc c'est une façon de représenter ce qui va se passer dans l'avenir donc avec un coût social du carbone zéro vous utilisez que le thermique donc vous avez une capacité de production en thermique qui est en marron pour la production en rouge à partir de la mesure que vous augmentez le coût du carbone ça revient à augmenter la taxe carbone par exemple si vous avez une taxe carbone plus élevée le coût de l'électricité est plus élevé donc vous diminuez la consommation donc la consommation est diminue à un moment donné ça devient rentable d'investir dans les renouvelables donc en vert vous avez la capacité de production des renouvelables et donc ici sur cette zone du renouvelable mais le renouvelable n'est pas suffisant même qu'il y a du vent pour servir la consommation à rouge donc vous complétez avec du thermique donc c'est le cas où qu'il y a du vent vous avez des eoliennes mais vous avez aussi du gaz donc c'est ce qui se passe à ce moment vous avez jamais 100% d'énergie renouvelable dans le mix énergétique alors si on va plus loin d'investir dans la capacité de production on arrive à cette situation ici où quand il y a du vent on est 100% renouvelable on a 100% d'éoliennes et donc on est neutre en carbone quand il y a du vent par contre en cas de pétrole on a encore utilisé du thermique donc ça c'est le cas ici pourquoi parce qu'on a toujours pas investi dans les batteries à partir de ce seuil là ça devient rentable d'investir dans les batteries donc vous commencez à remplacer les centrales thermiques qui sont marron par des batteries alors ce qui est rigolo c'est que avant ça pour décarboner la seule façon de décarboner c'est de réduire la consommation parce que vous pouvez pas augmenter la production de déoliennes parce que vous avez le maximum déoliennes qu'il y a du vent et chaque fois que si vous consommez plus vous consommez plus qu'il y a du vent ou pas et donc si vous avez une nouvelle éolienne il va falloir mettre une centrale thermique au cas où elle ne fonctionne pas donc c'est pour ça que là vous êtes obligé de réduire le nombre d'éoliennes et la seule façon de décarboner c'est réduire votre consommation c'est ce qu'on appelle la sobriété énergétique et c'est seulement qu'il y a de la batterie que vous recommencez à augmenter la capacité de production des éoliennes donc là vous repartez un investissement massivement dans les éoliennes ou dans le solaire pourquoi ? parce que les batteries ne produisent pas de l'électricité donc il va falloir alimenter ces batteries il va falloir avoir énormément d'éoliennes et de solaires pour alimenter toutes ces batteries et là c'est comme ça que vous réussissez à ne plus dépendre des centrales thermiques et là de façon ultime ici vous avez atteint l'électricité énergétique décarbonée mais pour ça il faut énormément d'éoliennes de solaires de capacité de production de renouvelables et de batteries et l'électricité va être chère évidemment il faut les installer donc voilà une description de qu'est ce qui peut se passer en fonction des coûts donc dans l'article il y a une proposition qui fait une page qui décrit ça en termes mathématiques mais ici c'est le résumé de cette proposition et donc ça se reflète dans les prix donc on a dans l'article aussi les prix sur le marché de gros et sur le marché de détails donc P c'est un rouge c'est le prix de détails qui est constant et PW c'est le prix de gros qu'il y a du vent PW bas c'est le prix du gros qu'il n'y a pas de vent donc on va avoir une augmentation de prix c'est officible là parce que comme je vous ai dit il y a du à la consommation mais aussi on a un plus gros écart entre les prix ce qui rend les batteries rentables voilà donc ça c'est la réponse que donne cet article de recherche que j'ai coécrit avec Claude Kramp un de mes collègues sur le mix énergétique optimal alors je vais vous présenter une autre étude alors je vais mentionner rapidement une étude qui a été faite par RTE l'entreprise qui gère les lignes auto-tention du mix énergétique décarboné et donc ils sont arrivés avec un document donc là je vous invite c'est un rapport qui est téléchargeable en ligne ils sont arrivés avec plusieurs scénarios et plusieurs mix énergétique décarboné selon s'il y a du nucléaire ou pas avec des coûts différents avec des au liens de les solaires du nucléaire ou pas plusieurs choses et pour arriver à ça ils ont un modèle beaucoup plus compliqué que le mien et ils ont des simulations mais je vais plutôt parler d'une autre étude qui s'intéresse au mix énergétique décarboné aux Etats-Unis donc en ce moment on a Erin Mansour un des auteurs de cette étude qui est visite chez nous qui est prof d'Ars Moos College aux Etats-Unis qui vient de produire cet article qui répond à la même question que moi avec les mêmes méthodes c'est à dire que vous voyez ici il maximise un objectif une expérience de surplus comme je vous avais montré tout à l'heure avec des contraintes avec un lagrangien donc ça c'est le lagrangien l'élimite à collecteur de lagrange donc encore une fois c'est utiliser des mathématiques un programme de maximisation pour répondre à une question leur modèle est plus compliqué que le mien il y a plus de détails, c'est un modèle dynamique etc et à la fin ils ont des résultats théoriques et des simulations donc pour réseau de problèmes pareil ils prennent la dérivée donc c'est vraiment comme dans mon article c'est les conditions de Connecticut on appelle ça les conditions de Connecticut vous demandez à vos profs de maths, vous en parlez et ils arrivent à ces simulations donc ici vous avez la transition énergétique dans différents états des Etats-Unis où vous avez chaque couleur définie une source d'énergie donc en orange vous avez le nucléaire en jaune le solaire en vert le vent, en bleu l'hydro là vous avez le thermique de gaz donc là vous avez l'évolution de la transition énergétique pour un verre mix décarboné au début on utilise encore du gaz pas mal et ce qui est intéressant de voir c'est que la solution va dépendre des sources d'énergie disponibles dans l'état dans chaque état par exemple si on regardait le sud-ouest des Etats-Unis donc l'Arizona, le Nouveau-Mexique on a beaucoup de vent et beaucoup de solaire donc on va arriver à un mix énergétique décarboné avec beaucoup d'éolien pas mal de solaire et très peu d'hydro par contre d'autres états comme au Tennessee on va avoir besoin du nucléaire en Floride il n'y a pas de vent donc c'est une combinaison de nucléaire et de solaire au centre beaucoup d'éolien donc vous voyez la solution peut dépendre des conditions météo et donc la disponibilité des différentes sources d'énergie voilà je crois que je suis arrivé à la présentation donc j'espère vous avoir convaincu que décarboner le mix énergétique pour la production d'électricité c'est une question de recherche intéressante notamment du fait de l'intermittence des énergies renouvelables qui posent un certain nombre de défis et l'analyse économique permet d'apporter des éclairages sur des investissements dans les différentes sources d'énergie dans le stockage dans les différents instruments de décarbonation les compteurs intelligents le réseau l'interconnection entre pays l'analyse économique permet aussi de mieux comprendre les mécanismes de marché et de produire des recommandations pour améliorer les mécanismes de marché afin de encourager cette transition énergétique elle permet aussi aussi proposer des politiques publiques pour accompagner cette transition énergétique et si vous voulez en savoir plus avec mon collègue le Claude Kramp on alimente un blog sur le site de l'économie Toulouse qui s'appelle TSE Débat on essaie d'écrire un billet de blog par mois sur ces questions sur le site de TSE TSE Débat vous aurez des petits articles sur différents sujets que j'ai abordés lors de ma présentation voilà donc merci et j'attends vos questions