LA TEP

Unités de l’énergie : qu’est-ce qu’une tep ?

     

Dans les bilans énergétiques, l’usage de la tep est considéré par beaucoup d’observateurs comme plus compréhensible que l’usage du joule. (©photo)

Une « tep » ou « tonne d’équivalent pétrole » équivaut à l’énergie calorifique résultant de la combustion d’une tonne de pétrole brut « moyen ». Cette unité de mesure est très fréquemment employée par les statisticiens pour exprimer dans une unité commune des données de production et de consommation relatives à différentes énergies.

Dans le système international d’unités, le joule (J) constitue l’unité de référence de mesure de l’énergie (elle est microscopique, sachant que 1 kWh équivaut à 3 600 000 J) mais c’est la tep qui s’est dans la pratique imposée dans la plupart des bilans énergétiques au niveau international (1 tep ≈ 4,1868.10¹⁰ J, soit 41,868 GJ), reflétant ainsi l’importance économique et politique du pétrole(1). Pour rappel, le pétrole comptait en 2015 pour 32,9% de la consommation d’énergie primaire dans le monde(2).  

Dans les bilans énergétiques, c’est généralement un des multiples de la tep qui est employé : la « mégatep » ou Mtep (10⁶ tep). La consommation d’énergie primaire dans le monde a par exemple atteint 13 147 Mtep en 2015(3) (239 Mtep en France, 3 014 Mtep en Chine). Précisons toutefois que d’autres unités sont encore utilisées dans les statistiques de certains pays comme le « British thermal unit » (Btu)(4) aux États-Unis.

Notons par ailleurs que la tep est une unité adaptée à l’origine à la mesure d’énergie calorifique « primaire ». Or, il est compliqué de définir ce qu’est l’énergie « primaire » dans le cas de certaines installations produisant de l’électricité « finale » : centrales nucléaires, panneaux photovoltaïques, éoliennes, etc.(5). Les statisticiens ont donc recours à des conventions purement arbitraires : pour les filières renouvelables produisant de l’électricité autrement qu’à partir de chaleur (hydroélectricité, éolien, photovoltaïque, énergies marines), la correspondance « arithmétique » 1 GWh ≈ 86 tep (sachant que 1 Wh = 3 600 J) est utilisée pour toute conversion en énergie primaire dans les bilans énergétiques.

Dans le cas du nucléaire, il a été retenu de façon arbitraire un rendement de conversion de 33% pour calculer une quantité d'énergie primaire à partir d’une production électrique constatée. Autrement dit, on estime que la production de 1 kWh d’électricité nécessite en amont 3 kWh de chaleur « primaire » en raison des différentes pertes(6) : 1 GWh d’origine nucléaire est ainsi comptabilisé en énergie primaire comme 86 tep /0,33 ≈ 260 tep(7).

Précisons que l’on utilise très souvent par commodité des unités de volume plutôt que des unités d’énergie : le baril pour le pétrole (près de 159 litres), le m³ pour le gaz(8), etc. Il s’agit d’approximations puisque la valeur énergétique d’un baril de pétrole ou d’un m³de gaz dépend de la qualité de ces hydrocarbures.

A quoi correspond un baril « équivalent pétrole » ?

Total a annoncé que sa production d’hydrocarbures avait atteint 2,347 millions de barils équivalent pétrole par jour (Mbep/j) en 2016. (©Anadarko)

Comme la tonne « équivalent pétrole » (tep ou toe⁽¹⁾ en anglais), le baril « équivalent pétrole » (bep ou boe en anglais) est une unité conventionnelle permettant la comparaison entre différentes sources d’énergie, notamment entre le pétrole, le gaz naturel et le charbon.

Les différentes quantités d’énergies fossiles peuvent ainsi être ramenées au nombre d’unités de pétrole brut qui possèdent le même pouvoir calorifique. Cela permet notamment aux groupes pétro-pétroliers d’exprimer dans une même unité leurs productions ou leurs réserves de pétrole et de gaz naturel et de les additionner dans leurs bilans

Une tonne de pétrole brut a un pouvoir calorifique de près de 42 GJ en moyenne (1 GJ = 1 milliard de Joules)⁽²⁾. Sachant que 1 000 m³ de gaz naturel ont, en moyenne, un pouvoir calorifique de 38 GJ, il est possible d’exprimer le pouvoir calorifique d’un volume de gaz en « équivalent pétrolier » avec la conversion suivante : 1000 m³ de gaz ≈ 0,9 tep (inversement 1 tep ≈ 1 100 m³ de gaz).

Les volumes de pétrole sont souvent exprimés en barils (près de 159 litres⁽³⁾). La densité du pétrole varie et l’agence internationale de l’énergie (AIE) utilise comme convention qu’une tonne de pétrole contient environ 6,84 barils (BP utilise comme convention 1 tonne de pétrole = 7 barils⁽⁴⁾). 

L’AIE retient ainsi les équivalences suivantes :

• 1 bep = 0,146 tep = 161 m³ de gaz ;
• 1 000 m³ gaz = 6,2 bep.

Comment convertir des TWh en tep ?

Le rendement des centrales géothermiques produisant de l'électricité est évalué à près de 10%. (©photo)

La tep (tonne d’équivalent pétrole) mesure l’énergie calorifique d’une tonne de pétrole « moyen »⁽¹⁾, soit 42 gigajoules (GJ). Le mégawattheure (MWh) mesure l’énergie fournie par une source d’énergie d’une puissance d’un mégawatt fonctionnant pendant une heure, soit 3 600 mégajoules (3,6 GJ).

« Arithmétiquement » donc, 1 tep ≈ 11,6 MWh et 1 TWh (= 10⁶ MWh) ≈ 86 000 tep.

Mais, physiquement, la tep est une unité adaptée à la mesure des énergies calorifiques primaires, en particulier fossiles, alors que le kWh est utilisé pour mesurer des énergies finales consommées par l’utilisateur, essentiellement mécaniques et électriques.

Or, toute énergie finale utilisée ne peut être obtenue à partir d’une énergie primaire que par une suite de transformations dont le rendement global, toujours inférieur à 100%, dépend du processus utilisé. Ainsi, pour produire de l’électricité, ce rendement atteint 10% à partir de la chaleur géothermique, 33% pour le nucléaire, 40% pour le charbon et jusqu’à 60% pour les centrales à gaz à cycle combiné (CCGT). En toute rigueur, toute équivalence effectuée entre des quantités d’énergies primaires calorifiques (tep ou « TWh thermiques ») et celles d’électricité qui en sont issues (« TWh électriques » ou TW_e) devrait être effectuée à partir de ces rendements.

Aujourd’hui, la correspondance « arithmétique 1 TWh_e ≈ 86 ktep » a été imposée par l’AIE pour les énergies électriques produites à partir des différentes sources d’énergies, hors nucléaire et géothermie. Pour l’électricité d’origine nucléaire, il a été retenu la conversion 1 TWh_e nucléaire ≈ 260 ktep. Pour l’électricité d’origine géothermique, il a été retenu la conversion 1 TWh_e géothermique ≈ 860 ktep.

source: CONNAISSANCE DES ENERGIES