TRE/EROI - Taux de Retour Énergétique

@ngreiner Il y avait un peu plus haut une citation d’un papier qui me semble va un peu dans ton sens, mettant en avant la quantité d’énergie nette disponible

Merci @michelB. Malheureusement je n’ai pas accès au papier.

Mais comme @Norway le remarquait déjà à ce moment-là, cette phrase :

ne dit-elle pas justement que ce qui est le plus utile, c’est de se concentrer sur le TRE ?

Dire qu’avoir un système électrique 100% renouvelable requiert qu’un surplus de 17% soit produit par rapport à la demande électrique du reste de l’économie, c’est exactement la même chose que dire que le TRE de ce système électrique 100% renouvelable serait

TRE = 117% [utile + fonctionnement] / 17% [fonctionnement] ~ 7 

Donc dire que ce qui est important, c’est ce nombre qui ici vaut 17%, c’est dire que ce qui est important c’est le TRE…

hello (:

je me permets de m’immiscer dans votre discussion qui me fait bien réfléchir^^

peut être est-ce une simple disgression, mais étant adepte de romans historiques, il me semble qu’au moyen âge, où le TRE des énergies utilisées était plus faible que celui du pétrole d’aujourd’hui, il y avait quand même une sacré quantité de gens qui ne faisaient pas grand chose (la noblesse, le clergé etc…), alors que j’ai l’impression qu’aujourd’hui tout le monde s’active dans tous les sens sous le stress de la productivité etc…

comme si au final, on avait l’inverse des situations proposées:

  • un système de production S1 permet la production de 10 unités d’énergie par an au maximum, et est caractérisé par un TRE de 2 : permet l’existence d’une société de 10 individus dont 5 travaillent et 5 sont oisifs (le Moyen âge)
  • un système de production S2 permet la production de 100 unités d’énergie par an au maximum, et est caractérisé par un TRE de 10: permet l’existence d’une société de 100 individus dont 10 travaillent pour extraire l’énergie et 90 se trouvent une raison de consommer toujours plus d’énergie

comme si au delà du TRE, il y a aussi les usages que nous faisons de l’énergie, qui fait que le temps qu’on a d’oisif (et donc de développement personnel, et de compréhension du monde/des gens etc…) n’est pas forcément allongé avec des énergies à plus haut TRE, parce qu’on se créé des besoins de confort superficiels, nécessitant de l’énergie…

bon je ne sais pas si ça apporte au débat ou si je me plante complètement^^

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aaaaah le moyen-âge :slight_smile: , j’aime bien aussi les analyses historiques.

Pour le TER du moyen-âge, c’est une galère complète car on avait :

  • énergie humaine et l’esclavage( & assimilés)
  • énergie animale (et le corollaire du calcul de son TRE qui est juste une plaie)
  • la marine à voile (on en parle même pas)
  • les moulins à vent et à eau (TRE difficile mais faisable mais j’ai pas le temps et je trouve ça moyennement utile)
  • le bois (et les difficultés d’estimer le rendement de combustion et les quantités)

Mais dans l’ensemble on devait être dans la gamme 8-12 mais à la très grosse louche

Sinon

C’est totalement ça, le TRE ne préjuge aucunement du bonheur ou de l’utilité de l’énergie. Il dit juste que à partir de 15, une société sympathique/agréable est possible (mais pas du tout au niveau auquel nous l’évaluons aujourd’hui).

Un élément ultra important, c’est notre conception du bonheur et notre approche des questions existentielles mais on va trop partir en cacahouète-digression alors ^^.
Le consumérisme a un double effet kiss-kool vàv de celà d’ailleurs :

  • cerveau utilisé pour gagner de l’argent
  • cerveau utilisé pour le dépenser
  • cerveau utilisé pour en trouver plus

=> cerveau indisponible pour toute autre question embarrassante sur la vie et la mort. Fais pas chier cortex préfrontal (au hasard), on va acheter des choses pour te calmer (je conseille vivement la série Dopamine de Arte sur le sujet Arte : Dopamine - une série qu’elle est bien et courte)

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@Norway
Pour mon info personnel : quand tu parles du TRE, tu parles duquel ?

Je n’ai pas encore assez approfondi, mais de ce que j’en comprend il faudrait faire le distinguo suivant :

  • Société « moderne » = TRE >= 15 (je suppose qu’on par ici de TRE en fin de chaîne que je vais nommer EROIsoc)
  • Infrastructure de production d’énergie compatible avec une société « moderne » : EROIst = 15 x r

r étant le ratio prenant en compte les pertes en ligne entre production et consommation (rendement à chaque étape du processus).

Il faudrait spécifier de quel TRE on parle à chaque fois non ?
Et quel ratio on suppose entre production et consommation pour juger de la pertinence d’une source d’énergie avec la société souhaitée ?

J’ai bon dans l’approche ?

Oui en effet mais normalement on ne parle que de TRE utile, le reste n’ayant que peu d’intérêt.
C’est d’ailleurs un gros problème dans le sujet ici :

Sur le schéma aucun mais Hall et moi ne sommes pas d’accord sur la question de l’intégration de l’infrastructure (je ne développe pas, ca serait over chiant à expliquer). Hall est très agréable et disponible d’ailleurs, j’ai été agréablement surpris.
Mais au final comme, on a pas la même approche et qu’on arrive au même résultat, bah… c’est pas grave. Approche économique vs technique

Un TRE utile fournit soit de l’électricité, soit de la chaleur utile, soit de la force mécanique.

TRE brut = le pétrole en sortie de puit
TRE net = l’essence dans ton réservoir
TRE utile = l’énergie mécanique fournie + un peu de chaleur si il fait froid

Utile c’est qui est utilisé pas qui est indispensable ou intéressant.

Ensuite pour chaque source d’énergie et chaque usage, tu vas avoir un TRE utile.
C’est pondéré ensuite par les quantités bruts pour obtenir un TRE UMP (Utile Moyen Pondéré) qui est l’image du TRE de la société qui doit être supérieur à 15.
Ceci explique pourquoi il faut limiter les productions à faibles TRE car elles plombent la moyenne.

Oui, tu dois juste rajouter les pertes à la production de l’énergie utile et ça devrait être ça.
Au dénominateur, tu dois mettre l’énergie utile du tonnage des matériaux utilisés dans le cycle de vie de ta production (c’est un raccourci qui semble valable mais je ne développe pas ici, ca serait trop long).


Une des estimations en version simplifiée.
A ça il faut rajouter les barrages, le nucléaire, les EnR et d’autres trucs.
J’arrive à un TRE mondial de ~16,5 (+/- 2) en faisant des moyennes des données optimistes et des données pessimistes.

Belgique, j’arrive à 23(+/-3)

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Merci ! :slight_smile:

Petit cas pratique où tu pourras peut-être m’aider car j’ai du mal à me faire une opinion.
Dans un processus industriel type épuration biologique d’un effluent, il me faut injecter de l’air dans ma biologie.

J’utilise un surpresseur d’air, ce qui consomme généralement pas mal d’énergie.
Il y’a des projets où on propose de récupérer la chaleur de l’air insufflée (l’air sort du surpresseur aux alentours de 80/90 °C). On accole ainsi un petit échangeur thermique en sortie du surpresseur pour récupérer l’énergie thermique, qui part ensuite dans une PAC pour produire quelques kWh.

J’ai tendance à me dire que c’est une bonne chose car j’améliore le différentiel entre TREnet et TREutile (je ne gaspille plus ma chaleur).
Toutefois, il m’a fallu investir de l’énergie pour produire mon échangeur thermique et ma PAC.
Et cette énergie je dois la comptabiliser quelque part…

situation initiale (sans récupération de chaleur) :
image
Avec η le rendement par étape

situation future (avec récupération de chaleur)
image

A priori ma récupération de chaleur améliore mon passage de TRE net à TRE utile.
Toutefois, et puisque j’ai dû investir de l’énergie supplémentaire pour améliorer ce rendement, j’ai dégradé mon rendement de passage de TRE brut à TRE net.
Noté autrement ça donnerait :
image

Mon opération « d’optimisation » n’est donc valable que si (à infrastructure de production constante) :
image

Je ne suis pas bien clair sur si je ne mélange pas un peu rendement et TRE dans cette histoire…
Ton avis ?

Il est pas piqué des hannetons ton exemple :sweat_smile: :sweat_smile: :sweat_smile:
En plus, je ne fais que rarement des cas particuliers, les moyennes d’un système c’est mieux mais bon :slight_smile:

Attention, le TRE ne s’utilise que pour des production d’énergie. Ici, c’est de l’augmentation de rendement qui va influencer le TRE MPU.

Pour le matériel, tu dois estimer si tu peux négliger l’énergie de fabrication. Dans beaucoup de cas, la machine ne représente pas plus quelques % de l’énergie que la machine va utiliser/produire au cours de sa vie. Tu peux le faire en analysant vite fait les % de matériaux utilisés, la masse de ceux-ci et le niveau de technologie du truc.

Ici en extrapolant que ton système te permet d’économiser 50% de la chaleur utile nécessaire dans la situation de départ et que l’appareillage est négligeable sur la durée de vie.
Ca diminue le TRE MPU mais ca diminue ta consommation globale.

image

Attention, la compréhension de l’implication de la diminution du TRE MPU est à prendre avec beaucoup de recul et dans le cadre de cet exemple précis à titre uniquement informatif !
Les implications socio-économiques sont complexes et je ne m’amuse pas à les développer ici.

Haha, oui l’idée n’était pas forcément que tu le traite en détail, mais bien d’imager mes interrogations sur l’impact d’une optimisation de rendement sur le TRE.

Oui oui, ça j’ai bien tête.
Mon exemple était justement pour illustrer que : une augmentation de rendement permet de rapprocher le TRE brut du TRE utile (j’ai moins de perte énergétique en route).

Là je coince…
Voici la manière dont j’aurais eu tendance à voir les choses (avec des chiffres totalement bidons) :

Dans mon calcul [7], j’intègre l’énergie nécessaire à la fabrication de mon équipement (hypothèse 20 GWh pour mon surpresseur seul, 30GWh pour mon ensemble, surpresseur/valorisation de chaleur).
C’est mon premier point de doute. Faut-il prendre en compte ce besoin énergétique à ce niveau ?

Quand j’adjoins mes équipements de récupération de chaleur, l’investissement énergétique supplémentaire, diminue mon TRE « borne équipement ». A priori, rien ne me choque ici.

Ensuite quand je regarde l’énergie utile que j’ai à disposition :

  • Sans valorisation de chaleur, j’aboutis à TRE = 23
  • Avec valorisation de chaleur, j’aboutis à TRE = 27 (pour une même production d’énergie, j’obtiens plus d’énergie utile moyennant un investissement supplémentaire de 10GWh sur mes équipements de valorisation).

Dans mon exemple, mon système d’optimisation des rendements ne serait plus valable, si l’énergie que je devais investir dedans était supérieure à 150 GWh :

Ca me titille que mon TRE utile puisse baisser, malgré une optimisation de rendement…

C’est peut-être là que nos approches diffèrent ?
Dans la mienne je considère que tout ce qui est produit est bouffé !

Et petit question bonus pour la route :

Ne pourrais t-on pas considérer que mon système d’optimisation de rendement ait un TRE qui se calculerait comme suit :

  • Investissement énergétique dans le système de valorisation 10GWh ;
  • Valorisation de chaleur permise : 230 GWh.

TRE du sysème d’optimisation : 23 !

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Exact mais ici c’est un autre concept vu que tu utilises une autre source que la primaire (centrale et pompe à chaleur)

Ton approche est tout aussi correcte que la mienne, on diverge juste sur le sur l’usage du surplus.
Tu obtient donc un TRE plus élevé avec une consommation utile supérieure

non, elle devrait être en négatif au niveau 8 ou 9 en fonction de ce qui est requis pour produire le surpresseur (je dirais 8 + perte de production car le 9 ne sera pas de la chaleur utile industriellement)
c’est de l’annuel sur durée de vie je suppose ?

Oui si cette chaleur est utile, tu crées un nouveau besoin

oui et encore tu triches (KWh pas égaux en fonction de leur qualité)

non car le TRE c’est du système complet, pas du système déconnecté.

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A noter que TRE et abondance des resources sont liés par le théorème de l’énergie cannibale, que j’ai présenté en début de ce passionnant thread.

Un peu d’EROI chez le shift (0:20:00 et 1:10:00 entre autres). On sent qu’on prend des pincettes.

@ngreiner je crois que le papier que je citais mets en avant la non-linéaire de la courbe qui est montrée a 20:00, « net energy cliff », quand le TRE devient petit, l’énergie nette s’effondre beaucoup plus vite. Je ne sais pas si ça rejoint ton commentaire. Au delà de cette non-linéarité de base, les discussions entre @Damien_Leduc et @Norway ravivent ma suspicion de non-linéarité pas triviale due au bouclage du système avec des éléments multiples: en général je pense que la répartition des énergies dans le système bouclé est une fonction pas si facile a calculer des TRE bruts et efficacités individuelles. J’aimerais bien reprendre votre exemple pour développer, mais j’ai du mal a me mettre dedans :sweat_smile:
Mais bon, pour ceux qui ont fait un peu d’automatique, l’intuition de base est la différence entre la fonction de transfert en boucle ouverte et celle en boucle fermée.

on parle du TRE et ça c’est :+1: :+1: :+1: :+1: :+1:
On parle du taux d’actualisation et c’est ça bien aussi :slight_smile:

Après la situation en résumé

Et je ne parle même pas des implications politiques !

Le gars le dit, il connait pas bien les implications, après c’est pas une critique.
Les implications socio-économiques, c’est 3-4h minimum pour bien l’expliquer et des centaines d’heures pour le comprendre par soi-même.

Le net ernegy cliff est sympa mais on ne peut pas en tirer qu’une seule info.
Le seuil d’un société un peu complexe c’est ~10, rien de plus.
En plus elle prête à confusion donc je ne l’utilise jamais car on confond machines, humains et confort.

Pour la non linéarité, c’est exact. Toute production d’énergie doit s’étudier au minimum sur 3 axes :
TRE / Puissance / temps et je n’ai absolument pas la possibilité de me lancer dans des explications poussées sur le sujet ici. Je me contente de dire au maximum actuel et/ou optimiste, c’est telle valeur. Si la valeur maximale est en-dessous de la valeur limite de maintient d’une société, je ne dis pas que c’est mal ou bien, je ressorts juste ma phrase fétiche.

« Il n’y pas de bon ou de mauvaise choix, juste des conséquences à assumer »

Et mon souhait est que les conséquences soient connues pour que le choix soit éclairé.

Oui, pour de l’individuel, c’est une calamité car le TRE c’est de l’analyse d’un système fermé, pas ouvert. D’autant plus que que le TER s’étudie en somme moyenne pondérée par la quantité.

Pour les systèmes ouverts, on peut mais ca devient vite compliqué à causes des hypothèses.
C’est pour ça que je critique la plupart des études sur l’hydrogène, les batteries, les EnR car elles sont déconnectées du système et les hypothèses (souvent à côté de la plaque) n’engagent que ceux qui les écrivent.

Pour l’étude d’une technologie, l’obtention du TRE utile maximal est assez simple (entre 5 et 30h suffisent sauf pour le nucléaire ou je patauge un peu plus car c’est un chouïa complexe) en éliminant les paramètres soit communs soit négligeables. Je fais toujours un check via le prix et la rentabilité pour voir si je suis dans la bonne gamme.

Cette vidéo est full combo

  • l’argent n’a aucun lien avec le sujet qui nous occupe
  • une vague explication du TRE par Heureka
  • Heureka et Janco dans la même vidéo

Vous l’avez pas vu mais j’ai fait un triple salto vrillé retournement en carpacio sauce à l’ail en mode saumon sous stéroïde

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Je trouve assez domage que ce soit l’animateur qui pose les question et pas JMJ et Heu?reka qui échange directement. Car le débat réel/direct aurait pu être beaucoup plus profond et précis… snif.

Je me permet de revenir sur des épisodes que j’ai ratés… :wink:
[Au moyen-âge]

Heu, ça me pique un peu les yeux. (désolé)

  1. Le clergé, c’est beaucoup de monde à l’époque en effet dont :
  • des ordres religieux qui travaillent du matin au soir sauf aux heures des offices. Très actif dans la transformation des produits agricoles car souvent propriétaires terriens, on peut penser à la bière dans le nord, mais toutes les abbayes/monastères avait un potager qui occupait des moines à l’année. Un lavoir, une cuisine, des ateliers selon la spécialité de l’ordre ou généraliste. Quand ils ne servaient pas d’instituteurs, en plus.
  • Des prêtres qui jouent le rôle de fonctionnaire communal ET qui cultives leur potager dans toutes les zones rurales sinon il mange pas.
  • Des évêques qui sont le niveau à partir duquel on peut probablement trouver le type d’oisiveté à laquelle pensait @malix (je suppose), des gens « qui font pas grand-chose ». Mais, sans vouloir vexer tous ceux qui travail derrière un bureau dans un poste à responsabilité aujourd’hui, être en charge des niveaux du dessous dans une société médiéval devait demander au moins autant de travail.
  • Dans les niveaux supérieurs du clergé bah déjà y’a plus personne en volume et c’est des politiciens probablement bien occupés à tirer la couverture vers leur personne ou leur ordre.
  1. La noblesse aussi une part non négligeable de la société dont :
  • la « petite noblesse pauvre » qui est propriétaire de la terre sur laquelle elle travaille.
  • La « petite noblesse riche » qui est propriétaire de la terre qu’ils administrent, et sur laquelle ils travaillent à des tâches moins pénible que leurs serviteurs.
  • La « noblesse au dessus » encore une fois y’a plus personne en volume et ils sont probablement politiquement, militairement, administrativement, actifs dans des tâches qui aujourd’hui seraient un métier.
  • les tous derniers étages (famille royal et compagnie) sont probablement les seuls à ne pas travailler sinon à considérer que produire des efforts extrêmement important pour se maintenir en place soit un travail.

Au moyen-âge quelque soit le TRE le ratio oisifs sur actifs devait avoisiner le 0.
Et si comme le dit @Norway le TRE était autour de 8-10, je suis assez inquiet de voir notre société retourner dans ces eaux-là.

(Même si je me doute bien que la comparaison sur des périodes aussi différentes d'un indicateur possédant autant d'agrégats, n'a pas beaucoup de sens)

Une idée assez drôle : Si le TRE autour de 8-10 permet de maintenir en fonctionnement une centrale nucléaire, et que le TRE du moyen-age était en effet pas loin de 8-10. Alors le TRE 8-10 du futur c’est le moyen-age, avec ses châteaux-forts, ses batailles épiques, ces paysans et ses centrales nucléaires.

La réponse évidente, même si elle ne répond pas directement à la question, n’a pas été mentionnée :
système choisi : 1(S2)+45(S1)=100population le système S2 doit être priorisé et le système S1 moduler en fonction du besoin (population). Car un mix sera ce qu’il faut pour une population donnée même s’il y a concurrence de surface/ressource entre les deux systèmes, cela complique simplement la manière de les articuler.
Le TRE se retrouve autour de 2,17, ce qui n’est pas beaucoup mieux que deux mais permet déjà des améliorations majeur (46NRJ, 46reproduction, une institutrice, un cordonnier, un tanneur, un tailleur, un charpentier, un tisserand, un maire/juge/notaire et un handicapé | au lieu de : 50NRJ 50 reproduction). ça fait toujours pas une société qui passera l’hiver, mais c’est un début.

Essaye d’être plus clair si possible, j’ai vraiment des difficultés à te décrypter.
Essayer d’être concis pour pas digresser trop sinon on se retrouve à parler des émissions indirectes de la culture de patates dans un threath « La colonisation de Mars » :sweat_smile: et si jamais ouvrez un nouveau threath (Matt Damon approved :+1:)

Si je résume
Oui, il y avait très peu de personnes ne ne faisaient rien. La plupart des « oisifs » assuraient des services immatériels ou fonctions sociales utiles (défense du pays, administration, transmission d’information, soins, paix sociale,…), c’est le confort d’une société.

Le confort d’une société ne s’étudie pas en comparaison directe mais à la lumière de la société étudiée. C’est la quantité disponible par personne qui va nous intéresser.
Un shaman = un médecin
Un troubadour = netflix
Un moine = « le gorafi » ou « le monde » c’est selon
Un hallebardier = un tank

La diminution du TRE n’implique pas du tout qu’on va revenir à des shamans (même si c’est également possible) mais juste qu’il y aura 0,02 médecins pour mille personnes à la place de 0,05. Ce qui implique soit des consultations plus courtes, soit moins de consultations. On pourrait évidemment se retrouver dans le cas d’une médecine moins efficace (pas ou moins d’IRM, de test sanguins, de vaccins,…)

:thinking: :face_with_raised_eyebrow: :thinking: :dizzy_face:

Un TRE de 2,17 ne permet pas d’avoir la perpétuation d’une espèce (faut 6-7 minimum)

Et par pitié, si vous voulez clarifier un point, clarifier le vraiment, le temps de clarification est porté par celui qui explique pour être efficace. D’autant plus que ici, il y avait déjà des explications sur cet élément

1h pour bien expliquer est mieux que 37 x 10 minutes pour comprendre.
Merci d’avance pour l’intérêt du forum et la bonne compréhension d’un sujet complexe.
Et n’hésitez évidemment pas à me faire la même remarque évidemment ou d’autres :innocent:

@Norway puisque que tu demandes :wink:

Je pense que ça mériterait un autre terme que « confort » et que tu clarifies ta catégorisation: « confort »=« tout ce qui n’est pas l’alimentation »? Ou bien « confort »=« tout ce qu’on ne sait pas quantifier en flux physiques ». Je penche pour la seconde option… mais c’est une définition basée sur notre « ignorance ».

A mon humble avis, ce que tu appelles « confort » existe pour une raison, et rien ne prouve que la dite société se maintiendrait sans. De plus, certaine activités mesurable en flux physiques peuvent inclure une notion de « confort » dans le sens ou ça peut être jugé superflu (matériaux/esclaves pour les pyramides…). Difficile d’éviter le jugement de valeur et donc d’avoir des critères objectifs.

Cette distinction est elle nécessaire? En quoi l’alimentation (disons) diffère sur le principe? (comparaison directe/indirecte, quesako). Bref, je ne comprends pas les fondements exacts d’une comparaison de TRE entre société formulée dans ces termes.
Si je suis le raisonnent, j’aurai envie de définir le TRE sociétal simplement comme le rapport énergie totale quotidienne consommée par la société normalisée par individu; divisé par l’énergie injectée dans un corps humain pour qu’il continue a fonctionner le lendemain… des objections?

Tout à fait, c’est ce que j’insinuait quand je disais qu’elle ne « passerait pas l’hiver ».
J’était simplement assez frustré que personne n’ai fait la remarque que choisir entre les systèmes S1 et S2 n’a pas de sens il faut prioriser le système à plus fort TRE et mobiliser ensuite le système au TRE moindre pour couvrir les besoins. (si le Système S2 est limité en volume)
Et donc ce qui me semble important c’est qu’une fois que la hiérarchies des priorités est clair pour le système de production d’NRJ. La société se régule d’elle même car plus elle mobilise de source à faible TRE plus elle fait baisser ses dépenses de « confort » (y compris maintient en vie des individus).
Ceci étant vrai, s’il n’y a pas d’effet négatif (pollution) dû au système S1 ou S2. (très théorique)
La question des volumes (renouvelables) disponible n’est donc pas pertinente. Et n’est pas un manque de l’analyse par TRE.

Et arrêtez d’invoquer le moyen-age ! sinon je digresse :wink:

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Le confort est subjectif donc heuuu difficile de voir si le terme est adéquat, je l’aime bien aprce que je le trouve parlant mais voilà, c’est juste mon opinion.
Ca correspond physiquement à la quantité de biens et de services par personne mixé avec le temps de « loisir » disponible sur une vie complète plus d’autres trucs :sweat_smile:

Exact :+1:

Oui pour bien comprendre que la décroissance c’est pas le retour au moyen-âge.
L’alimentation est un besoin incompressible donc écarté dans le « confort » pour éviter le sempiternel débat viande ou pas viande qui serait un peu contreproductif ici.

:+1: :+1: :+1: mais dis ça à des gens et ca va te donner ça en réaction :woozy_face: :nauseated_face: :sleeping:

L’énergie impose et la société dispose est le meilleur résumé je trouve au final.

Mon problème c’est d’abord d’établir un « gold standard » qui serait une étape pour convaincre. Cette définition est relativement facile a estimer, et pourrait servir de critère aux métriques de TRE: on combine les estimations de TRE et efficacités au différents étages et on vérifie que l’on retrouve le gold standard…

Oui mais du propos qualitif au quantitatif solide, il y a un gros fossé.