Chapitre 3 – Combustion du carbone et des hydrocarbures | 1ère Bac Pro ICCER (Grpt 1) | Physique – Chimie | ⏱ 40 min
Dernière mise à jour : 28 mai 2026
💡 Notions centrales : leçon §5 (calcul masse de CO₂ libérée par combustion) + décret tertiaire (DEET) du 23 juillet 2019 (objectifs -40 % conso en 2030, -50 % en 2040, -60 % en 2050).
Tony, technicien en efficacité énergétique chez « OptimÉnergie Tertiaire 13 » à Marseille, est missionné pour auditer la chaufferie collective de l'immeuble de bureaux « Atlas Bureaux » (1 500 m², 80 salariés). Le bâtiment est concerné par le décret tertiaire (Éco Énergie Tertiaire) qui impose -40 % de consommation d'énergie d'ici 2030. Tony doit chiffrer l'empreinte carbone actuelle, l'objectif à atteindre, et proposer un plan d'actions.
| Source d'énergie | Facteur d'émission | Origine |
|---|---|---|
| Gaz naturel | 200 g CO₂/kWh | Fossile (combustion CH₄ → CO₂) |
| Électricité (mix EDF France 2026) | 60 g CO₂/kWh | Mix nucléaire + EnR + thermique |
| Fioul domestique | 270 g CO₂/kWh | Fossile |
| Pellets bois (certifié) | 30 g CO₂/kWh | Renouvelable (cycle court) |
| Propane | 240 g CO₂/kWh | Fossile |
Le décret tertiaire (« DEET », du 23 juillet 2019) s'applique aux bâtiments tertiaires ≥ 1 000 m². Il fixe des objectifs cumulés de réduction de consommation par rapport à une année de référence comprise entre 2010 et 2020 :
Les obligations sont à déclarer chaque année sur la plateforme OPERAT de l'ADEME. Sanctions en cas de non-respect : 1 500 à 7 500 € d'amende par bâtiment.
Calculer la consommation totale d'énergie du bâtiment en 2025 (chauffage + élec + ECS, en kWh/an). Calculer la conso ramenée à la surface (en kWh/m²/an).
Conso totale 2025 : 200 000 + 90 000 + 10 000 = 300 000 kWh/an.
Ratio surfacique : \(300\,000 / 1\,500 = \mathbf{200\ \text{kWh/m}^2/\text{an}}\).
Comparaison : un bâtiment tertiaire moderne (RT 2012) consomme ≈ 100-130 kWh/m²/an. Le bâtiment Atlas est au-dessus de la moyenne → marge de progrès importante.
Calculer les émissions de CO₂ annuelles pour chaque poste, puis le total, en utilisant les facteurs d'émission du Doc 2.
| Poste | Conso (kWh/an) | Facteur (g/kWh) | Émissions (kg CO₂/an) |
|---|---|---|---|
| Chauffage gaz | 200 000 | 200 | 40 000 |
| Électricité | 90 000 | 60 | 5 400 |
| ECS électrique | 10 000 | 60 | 600 |
| Total | 300 000 | — | 46 000 |
Émissions totales : 46 t CO₂/an. Le chauffage gaz représente 87 % des émissions (40/46), bien que ce ne soit que 67 % de l'énergie.
Calculer la cible 2030 (-40 % par rapport à la référence 2010 de 350 000 kWh).
Comparer avec la conso actuelle 2025 (300 000 kWh). De combien de kWh faut-il encore se débarrasser entre 2025 et 2030 ?
Cible 2030 : \(350\,000 \times (1 - 0{,}40) = 350\,000 \times 0{,}60 = \mathbf{210\,000\ \text{kWh/an}}\).
Réduction restante 2025 → 2030 : \(300\,000 - 210\,000 = \mathbf{90\,000\ \text{kWh/an}}\) à supprimer.
Soit 30 % de réduction supplémentaire sur 5 ans → effort important mais réalisable avec les bons leviers.
L'audit montre que le chauffage gaz peut être réduit de 25 % par isolation des combles + régulation par sonde. Calculer la nouvelle conso de chauffage et l'économie de CO₂ associée.
Nouvelle conso chauffage : \(200\,000 \times 0{,}75 = \mathbf{150\,000\ \text{kWh/an}}\). Économie : 50 000 kWh/an.
Émissions économisées : \(50\,000 \times 200\ \text{g/kWh} = 10\,000\,000\,\text{g} = \mathbf{10\,t\ \text{CO}_2/\text{an}}\).
C'est l'équivalent de 5 ans de chauffage d'un foyer moyen. Action très impactante.
Coût des travaux : isolation combles ~ 35 €/m² (1 500 × 35 = 52 500 €) + régulation ~ 8 000 €. Total ≈ 60 000 €. ROI : 60 000 / (50 000 × 0,10 = 5 000 €/an) = 12 ans. Long mais nécessaire (obligation décret).
Tony propose en plus de remplacer la chaudière gaz par une PAC air/eau COP 3,5 (qui consomme 3,5 fois moins d'énergie pour la même chaleur). Calculer la nouvelle conso électrique correspondante et les émissions associées.
Énergie thermique nécessaire post-isolation : 150 000 kWh/an (cf. Q4).
Énergie élec consommée par PAC : \(150\,000 / 3{,}5 \approx \mathbf{42\,857\ \text{kWh/an}}\).
Émissions PAC : \(42\,857 \times 60 / 1\,000 \approx \mathbf{2\,571\ \text{kg CO}_2/\text{an}}\) ≈ 2,6 t.
Comparaison : chauffage gaz post-iso 150 000 × 200 / 1 000 = 30 t CO₂. PAC : 2,6 t CO₂.
Économie CO₂ supplémentaire : 30 − 2,6 = 27,4 t CO₂/an en remplaçant le gaz par la PAC. Énorme.
Calculer la conso totale finale (chauffage PAC + élec + ECS) et la comparer à la cible 2030. Atteint-on l'objectif ?
Nouveau bilan :
Cible 2030 : 210 000 kWh. Nouveau total : 142 857 < 210 000 → OBJECTIF ATTEINT ✓ avec marge confortable (32 % en dessous).
Réduction totale 2010 → après travaux : (350 000 − 142 857)/350 000 ≈ 59 %. On atteint même l'objectif 2040 (-50 %) !
Calculer le nouveau bilan CO₂ total annuel après tous les travaux. Comparer à 46 t initiale. Calculer le pourcentage de réduction CO₂.
Nouvelles émissions :
Réduction : (46 − 8,6) / 46 ≈ 81 % de CO₂ en moins.
C'est largement au-delà de l'objectif décret tertiaire qui ne porte que sur l'énergie finale (-40 %). Bonus climatique majeur grâce au changement d'énergie (gaz → électricité décarbonée via PAC).
Rédiger en 6 lignes le rapport stratégique de Tony à la direction d'Atlas Bureaux :
OptimÉnergie Tertiaire 13 — Rapport stratégique Atlas Bureaux (Marseille)
• Diagnostic 2025 : conso 300 000 kWh/an (200 kWh/m²/an), émissions 46 t CO₂/an. Cible décret 2030 : 210 000 kWh. Écart 90 000 kWh à supprimer en 5 ans.
• Phase 1 (2026-2027) : isolation combles + régulation chauffage. Coût ~ 60 000 €. Économie 50 000 kWh/an, 10 t CO₂/an.
• Phase 2 (2028-2029) : remplacement chaudière gaz par PAC air/eau COP 3,5. Coût ~ 80 000 €. Bascule 150 000 kWh gaz → 43 000 kWh élec.
• Résultat final 2030 : conso 143 000 kWh (−59 % vs 2010), émissions 8,6 t CO₂/an (−81 % CO₂).
• Décret tertiaire respecté avec marge (-59 % en énergie au lieu des -40 % requis). Anticipation 2040 (-50 %) atteinte.
• Investissement total : 140 000 €, ROI ≈ 14 ans sur les économies d'énergie. Subventions à mobiliser : aides CEE, MaPrimeRénov' tertiaire, prime ADEME.
Combien de salariés faut-il en moyenne pour générer 46 t CO₂ de chauffage par an, et combien d'arbres faudrait-il planter pour compenser ce CO₂ (un arbre adulte capte ≈ 25 kg CO₂/an) ?
46 t = 46 000 kg / 80 salariés = 575 kg CO₂ par salarié et par an, juste pour le chauffage.
À comparer avec l'empreinte carbone totale moyenne d'un Français (~ 9 t CO₂/an). Le chauffage du bureau représente ainsi ~ 6 % de l'empreinte carbone d'un salarié.
Pour compenser 46 t : \(46\,000 / 25 = 1\,840\) arbres à planter. Soit environ 2 hectares de forêt dédiée à cette compensation.
Conclusion : la compensation par plantation est utile mais ne remplace pas la réduction à la source (qui reste le principal levier). Les travaux d'efficacité énergétique sont prioritaires.
📚 Cette activité s'appuie sur §5 (Énergie thermique et masse de CO₂) de la leçon Ch03 + cadre réglementaire DEET / RE2020 + lien EDD.