Projet Open Data : Ressources énergétiques Françaises
Gauthier ECHANIZ - Loïck BOURDOIS
15 février 2019
Introduction
Ce projet a pour but d’analyser les productions et consommations d’électricité des régions françaises (hors Corse et Outre Mer) afin de cerner les profils de ces régions. Pour cela, nous utilisons les données indicateurs éCO2mix que RTE met à disposition sur son site internet. Plus particulièrement, nous avons choisi de travailer sur deux bases de données : eCO2mix_RTE_energie_M.zip et eCO2mix_RTE_energie_A.zip.Ces deux bases de données comportent des informations relatives au mix énergétique de la France soit à la maille nationale, soit à la maille régionale (régions métropolitaines hors Corse). Elles offrent également des données mensuelles (base de données comportant le M) et annuelles (base de données comportant le A).
Nous détaillerons en détails les variables contenues dans chacune de ces bases au moment de leur utilisation.
Nous avons effectué un nettoyage en enlevant les données antérieures à janvier 2014 car elles sont en partie incomplètes. Nous nous focaliserons donc sur des données de production et de consommation mensuelle s’étalant sur 5 ans, de janvier 2014 à décembre 2018.
Visualisation de la base eCO2mix_RTE_energie_M.zip :
Représentons le contenu de la base afin d’obtenir des informations de base sur l’état énergétique de la France au niveau national :
Ainsi, en moyenne sur ces cinq dernières années, la France a produit 44792.93 GWh par mois, en a consommé 39609.88 GWh et en a exporté 4391.356 GWh.
De la même façon, en effectuant une moyenne sur les cinq années,on peut observer que la répartition des différentes filières de production d’énergie a lieu de la façon suivante :
Ces premiers éléments sur la producion et la consommation d’énergie en France semblent basiques. Néanmoins, on peut se demander quelles sont les variables permettant de les expliquer. Pour répondre à cette question, il est préférable de s’intéresser aux données régionales afin d’établir un profil énergétique pour chacune d’elles.
Ainsi, avec ce projet, nous allons tenter d’apporter une réponse à la question suivante : Est-il possible de caractériser la production et la consommation d’énergies de chaque région de France ?
1. La production
On commence par étudier la production de chaque région. Pour cela, on reprend la base présentée en introduction. On lui applique deux changements. Premièrement on enlève les lignes concernant les données au niveau national. Deuxièmement, RTE ayant codé une absence de production par un NA (exemple, la production nucléaire en Bretagne), on remplace tous les NA par des 0.
France <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="France"),]
Bilan_Regions <- Bilan_Regions[-which(Bilan_Regions$Territoire=="France"),]
Bilan_Regions[is.na(Bilan_Regions)] <- 0 # remplacement des NA par des 0
1.1 Production totale
1.1.1 Vision d’ensemble
On commence par afficher la production totale de chaque régions. Pour cela, on les isole une à une :
GrandEst <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Grand-Est"),]
Na <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Nouvelle-Aquitaine"),]
Auvergne <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Auvergne-Rhone-Alpes"),]
Bourgogne <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Bourgogne-Franche-Comte"),]
Bretagne <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Bretagne"),]
CentreValDeLoire <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Centre-Val de Loire"),]
IleDeFrance <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Ile-de-France"),]
Occitanie <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Occitanie"),]
Normandie <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Normandie"),]
HautsDeFrance <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Hauts-de-France"),]
PACA <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="PACA"),]
PaysDeLaLoire <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Pays-de-la-Loire"),]Affichons le résultat :
Avec plot()
Avec dygraph()
En valeur :
L’analyse est la même qu’avec la fonction plot.
Le graphique ci-dessous, permet de visualiser l’apport de chaque régions régions françaises dans la production totale de la France lors d’un mois donné.
Ainsi par exemple, au mois d’août 2014, la région Auvergne-Rhône-Alpes a produit 23% de l’énergie française, la région Grand-Est 22%, la Normandie 17%, la région Centre-Val de Loire 14%, la Nouvelle Aquitiane 7%, l’Occitanie 5%, la région PACA 3%, les Pays de la Loire 0.05%, la Bretagne 0.0434%, la Bourgogne 0.036% et l’Ile de France 0.0294%.
Ces deux graphiques permettent de se rendre compte de l’existence d’une grande disparité entre les niveaux de production de chaque régions. En reprenant l’exemple cité à l’instant, on peut remarquer que lors de ce mois-ci quatre régions ont produit plus de 75% de l’énergie produite en France.
Dans la section suivante, on va commencer à s’interesser à caractériser chaque région française. Pour cela, on commence par les regrouper par niveau de production semblable.
1.1.2 Vision par groupe
On procède à un premier profilage en séparant les différentes régions en trois groupes différents, selon leur niveau de production. De plus, on rajoute un marqueur signalant qu’une année s’’est écoulée par des barres rouges sur les graphiques :
Groupe 1
Les régions qui produissent le plus d’électricité 
Ce premier groupe comprend les trois régions métropolitaines qui produisent le plus d’énergie en France.
Le niveau de production moyen de l’Auvergne-Rhône-Alpes est de 9566 GWh par mois, il est de 8829 GWh par mois pour la région Grand Est et est de 6619 GWh par mois pour la région Centre-Val de Loire. La production moyenne mensuelle de ce groupe est de 8338 GWh.
Groupe 2
Les régions qui produisent un niveau intermédiaire 
Ce deuxième groupe comprend les régions avec un niveau de production intermédiaire : la Normandie avec une production moyenne mensuelle de 5623 GWh, la Nouvelle-Aquitaine avec une production moyenne mensuelle de 4361 GWh, les Hauts de France avec 3984 GWh, l’Occitanie avec 2900 Gwh et la PACA avec 1560 Gwh. La production moyenne mensuelle de ce groupe est de 3686 GWh.
Groupe 3
Les régions qui produisent le moins d’électricité 
La production moyenne mensuelle de ce groupe est de 339 GWh.
Nous avons donc trouvé trois groupes pour classer les régions qui ont plus ou moins le même niveau de production d’énergie. Il s’agit maintenant d’essayer de comprendre quelles sont les causes de disparités entre ces trois groupes. Pour cela, nous allons observer les variables liées à production. Il s’agit dans notre cas, des différentes filières de production d’énergie existentes.
1.2 Production par filière
Filière nucléaire
En valeur : 
En proportion par rapport aux données nationales :
On peut constater que seules quatre régions de France produisent de l’énergie nucléaire. Il s’agit de l’Auvergne-Rhône-Alpes (en moyenne : 6898 GWh mensuellement et 20.8% de la production nationale), le Grand Est (en moyenne : 6854 GWh mensuellement et 20.7% de la production nationale), le Centre-Val de Loire (en moyenne : 6371 GWh mensuellement et 19.2% de la production nationale), la Normandie (en moyenne : 5125 GWh mensuellement et 15.4% de la production nationale), la Nouvelle-Aquitaine (en moyenne : 3601 GWh mensuellement et 10.9% de la production nationale), les Hauts de France (en moyenne : 2823 GWh mensuellement et 8.5% de la production nationale) et l’Occitanie (en moyenne : 1473 GWh mensuellement et 4.5% de la production nationale).
Avec cette première filière, il est déjà possible d’expliquer une partie de la disparité entre les trois groupes détecté lors de la section précédente. En effet, on peut remarquer que toutes les régions appartenant au groupe 3 n’ont pas de production d’énergie nucléaire. On peut noter aussi que la région PACA fait partie du groupe 2 alors que celle-ci n’a pas de production nucléaire. Sa production moyenne totale est 4.5 plus élevée que la production moyenne du groupe 3, il sera interessant par la suite de déterminer quel est le mix énergétique de cette région lui permettant de se différencier du groupe 3.De plus, on peut constater que la production moyenne d’énergie nucléaire de l’Auvergne-Rhône-Alpes, du Grand Est et du Centre-Val de Loire, est supérieure à la moyenne de la production totale du groupe 2. Ainsi, le niveau de production d’énergie nucléaire est une variable permettant de relativement bien discriminer les régions. Seules les régions Normandie (appartenant au groupe 2 mais avec un niveau de nucléaire élevé) et PACA (pas de nucléaire mais dans le groupe 2 plutôt que 3) semblent difficiles à classer. Observons donc les autres filières afin d’obtenir davantage d’informations.
Filière hydraulique
En valeur : 
En proportion par rapport aux données nationales :
On peut souligner que la production moyenne d’hydraulique de l’Auvergne-Rhône-Alpes est supérieure à la production totale de cinq régions françaises (groupe 3 + PACA). Cette variable permet d’expliquer le classement à l’intérieur du groupe 1 : plus la quantité produite est évelée, meilleure est le classement. A contrario, dans le groupe 3, plus la quantité est élevée, moins bon est le classement.
A noter aussi qu’à l’exception de l’Occitanie où l’hydraulique d’Auvergne a une production supérieure, la production nucléaire permet d’obtenir une quantité d’énergie nettement supérieure à celle de l’hydraulique.
Filière thermique
La filière thermique regroupe les productions à base de fioul, de gaz et de charbon.
En valeur : 
En proportion par rapport aux données nationales :
On peut constater que toutes les régions produisent de l’énergie thermique. Notamment en Grand Est (en moyenne : 751 GWh mensuellement et 22% de la production nationale), Hauts de France (en moyenne : 631 GWh mensuellement et 20.6% de la production nationale), PACA (en moyenne : 565 GWh mensuellement et 16% de la production nationale), Normandie (en moyenne : 334 GWh mensuellement et 12.5% de la production nationale), PaysDeLaLoire (en moyenne : 381 GWh mensuellement et 11% de la production nationale), Ile de France (en moyenne : 182 GWh mensuellement et 4.8% de la production nationale), l’Auvergne-Rhône-Alpes (en moyenne : 165 GWh mensuellement et 4,5% de la production nationale), Nouvelle Aquitaine (en moyenne : 73 GWh mensuellement et 2% de la production nationale), Bourgogne (en moyenne : 54 GWh mensuellement et 1.6% de la production nationale) et Bretagne (en moyenne : 48 GWh mensuellement et 1% de la production nationale). Pour les régions restantes, la valeur moyenen est inférieure à 50GW et représente moins de 1% de la production nationale.
Cette variable permet d’expliquer pourquoi la région PACA fait partie du groupe 2 et non du groupe 3 (sa production termique est supérieure à la production totale de chaque régions du groupe 3). Cette production permet également de discriminer les régions au sein du groupe 2.
A l’exception de la région Grand Est, la production thermique ne permet pas d’avoir un niveau de production semblable aux grandes régions hydrauliques montagneuses.
Filière éolienne
En valeur : 
En proportion par rapport aux données nationales :
Filière solaire
En valeur : 
En proportion par rapport aux données nationales :
Filière bio-energie
La filière bio-energie regroupe les productions à base de bio-gaz, de biomasse et de déchets ménagers.
En valeur : 
En proportion par rapport aux données nationales :
Nouvelle Aquitaine (en moyenne : 118 GWh mensuellement et 16.4% de la production nationale), Ile de France (en moyenne : 101 GWh mensuellement et 14.1% de la production nationale), Hauts de France (en moyenne : 78 GWh mensuellement et 10.1% de la production nationale), l’Auvergne-Rhône-Alpes (en moyenne : 76 GWh mensuellement et 4,5% de la production nationale), PACA (en moyenne : 74 GWh mensuellement et 10% de la production nationale), Grand Est (en moyenne : 62 GWh mensuellement et 8.5% de la production nationale), Occitanie (en moyenne : 60 GWh mensuellement et 8.4% de la production nationale), Normandie (en moyenne : 37 GWh mensuellement et 5.2% de la production nationale), CentreValDeLoire (en moyenne : 37 GWh mensuellement et 5.1% de la production nationale), PaysDeLaLoire (en moyenne : 29 GWh mensuellement et 4.1% de la production nationale), Bretagne (en moyenne : 27 GWh mensuellement et 3.8% de la production nationale), Bourgogne (en moyenne : 15.5 GWh mensuellement et 2.1% de la production nationale).
Là encore, les niveaux de production de la filière bio-gaz ne permettent pas d’effectuer une classification des régions. On peut néanmoins dire qu’elle permet d’expliquer un tiers de la production de l’Ile de France que l’on avait pas vu jusqu’à présent dans les autres filières.Cette remarque nous emmène vers là section suivante où nous allons nous focaliser sur le mix énergétique de chaque régions.
1.3 Analyse des données régionales
1.3.1 Profil de production de chaque région
Auvergne
En valeur : On peut observer la répétition d’un cycle dans le niveau de production totale de l’Auvergne. Chaque année, le pic maximal de production est atteint au mois de janvier, et le minimal de production a lieu vers le mois de septembre.En pourcentage : En s’interessant au mix énergétique de la région, on peut observer qu’il repose sur principalement deux filières : le nucléaire (qui représente en moyenne 72% de la production) et l’hydraulique (qui représente en moyenne 23.8% de la production). On peut constater aussi que l’allure de la courbe du nucléaire s’oppose symétriquement à celle de l’hydraulique. Quand la consommation d’hydraulique augmente, les centrales nucléaires sont moins mises à contribution, et inversement. La corrélation entre ces deux variables est d’ailleurs de -0.9551. Nous voulions proposer une matrice de corrélation basée sur la library corrplot mais la fonction ne supporte pas les objets xts. La fonction cor fonctionne mais n’est pas très esthétique avec un résultat s’étallant sur deux lignes. Nous avons donc décidé finalement de ne pas afficher de matrice de corrélation, et de simplement indiquer à l’écrit la valeur de la corrélation entre deux variables lorsque celle-ci nous paraissait interessante.
Enfin, marginalement, la producion thermique assure 1.8% de la production totale. Son utilisation a notamment lieu l’hiver.
Bourgogne
En valeur : Egalement pour cette région, on peut observer que le pic de production a lieu en janvier/février et que le minimum de production a lieu en été, plus précisément en août.En pourcentage : Comme indiqué dans les sections précédentes, la Bourgogne fait partie des régions françaises n’ayant pas de production nucléaire. Pour pallier à cela, cette région a mis en place un mix énergétique très varié avec en moyenne 30.3% d’éolien, 28.9% d’hydraulique, 21.2% de thermique, 10.7% de solaire et 7.8% de bio-énergies.
On peut remarquer visuellement que l’éolien prend une part de plus en plus importante dans le mix (10% en janvier 2014, 50% en octobre 2018). On peut observer aussi un cycle dans la production d’énergie solaire avec un pic chaque mois de juillet et un minimal chaque décembre. Il aurait été interessant de trouver des données météorologiques pour chaque région afin d’expliquer la variabilité dans la répartition du mix (les filières éoliennes, solaires et hydrauliques étant très dépendantes des conditions météorologiques).
Bretagne
En valeur : Ici aussi on observe que la production maximale a lieu l’hiver, et la production minimale l’été. En introduction, on a pu voir que ce schéma s’observe à l’échelle nationale. On pouvait donc s’y attendre.On peut observer aussi que la filière hydraulique et la filière biogaz sont extrêmement stables dans le temps. Contrairement à l’éolien qui a une forte production l’hiver et une plus faible l’été (là encore il aurait fallu des données météorologiques pour observer la puissance du vent au cours de l’année). Enfin, chaque année entre novembre et mars, on observe l’apparition de l’énergie thermique quand elle est inexistente le reste de l’année. Cette production est probablement utilisée en complément l’hiver quand la consommation est plus importante (cf. la section 2 sur la consommation).
En pourcentage : La Bretagne fait aussi partie des régions françaises n’ayant pas de production nucléaire. Son mix énergétique est composé en moyenne de 48% d’éolien, 19.7% d’hydraulique, 12.5% de thermique, 11.4% de bio-énergies et 7.5% de solaire. Le profil énergétique de la Bretagne est comparable à celui de la Bourgogne.
Centre Val de Loire
En valeur : De nouveau forte production en janvier et une faible production en juillet. On peut distinguer déjà que la production est issue pratiquement que du nucléaire.En pourcentage : La région Centre Val de Loire se caractérise par un fort pourcentage de nucléaire dans son mix énergétique : plus de 96.3% en moyenne sur ces cinq dernières années. On peut observer 2.3% d’éolien, et toutes autres productions sont toutes inférieures à 0.05%.
Grand Est
En valeur : L’allure de la production totale dépend fortement de celle de la production nucléaire.En pourcentage : Deuxième région la plus productrice d’électricité de France, le Grand Est possède une production composée à 77.6% de nucléaire, 8.4% de thermique, 8% d’hydraulique, et 4.8% d’éolien.
Hauts de France
En valeur : De nouveau une région où la production est le plus élevée l’hiver et le moins élevée l’été.En pourcentage : La région Hauts de France à un profil semblable à celui de la région Auvergne Rhône Alpes, au sens où la prédominance de l’énergie nucléaire (plus de 71.5%) est compensée quasiment symétriquement par une autre énergie, l’énergie thermique ici à plus de 15.5%. On peut observer une corrélation de -0.9399 entre ces deux énergies.
Le restant étant compléter par 10.6% d’éolien donc la part est globalement stable dans le temps contrairement à celle du thermique qui peut jusqu’à tripler en fonction du mois de l’année. La matrice de corrélation (que nous n’affichons pas) nous indique également que la corrélation entre les bio-énergies et le solaire est de 0.8776.
Ile de France
En valeur : Une fois de plus, on observe une forte production l’hiver et une faible production l’été.En pourcentage : L’Ile de France est une des cinq régions ne produisant pas d’énergie nucléaire. Le profil de l’Ile de France diffère de celui de la Bourgogne et à la Bretagne qui pallient l’absence de nucléaire par une importante part d’éolien et d’hydraulique. En effet, en Ile de France la production d’énergie est basée en moyenne à 51% sur les bio-énergies, 40% sur le thermique, 3.7% sur le solaire, 2.4% sur l’éolien et 2% sur l’hydraulique.
On peut observer aussi une opposition entre la production de thermique et la production de bio-énergies. La part de bio-énergie est très importante les mois d’été (plus de 80%) alors que lors de ces mêmes mois, celle des énergies thermiques est très faible (elle passe en dessosu de celle du solaire). Inversement, les mois d’hiver la part de thermique est très importante (plus de 75%) alors que celle des bio énergies chutent en dessous des 20%. La valeur de la corrélation entre ces deux variables est de -0.998. La filière bio-energie regroupe les productions à base de bio-gaz, de biomasse et de déchets ménagers. Il serait interessant de déterminer les raisons de la saisonnalité de cette filière.
Nouvelle Aquitaine
En valeur : Comme pour les autres régions, on retrouve le schéma forte production l’hiver, plus faible production l’été.En pourcentage : La région Nouvelle Aquitaine produit son énergie en moyenne à base de 82.4% de nucléaire, 6.7% d’hydraulique, 4.3% de solaire, 2.8% de bio-énergie, 2.1% d’éolien et 1.6% de thermique.
On peut aussi constater qu’au fil des années, le solaire progresse dans la région.
Normandie
En valeur : La Normandie diffère légèrement des autres régions de France. En effet le pic de consommation est également atteint l’hiver en janvier, mais la valeur minimale de production n’intervient pas l’été comme dans les autres régions. Au printemps, la production commence à diminuer puis elle réaugmente de nouveau en juillet, avant de baisser à nouveau 1 ou 2 mois après. L’année 2014 est d’ailleurs très marquante. Là encore il aurait été interressant de connaître les données météorologiques de la région. Il est dommage aussi que RTE ne mette pas à disposition les données concernants les échanges d’énergies entre les régions (augmentation de la production afin de satisfaire la consommation de régions frontalières comme la Bretagne et les Pays de la Loire ?).En pourcentage : En Normandie, le nucléaire représente 91% de la production d’énergie. Le thermique représente 6%, et l’éolien 2%. Les autres filières sont très marginales.
Occitanie
En valeur : A l’exception de l’été 2016, on retrouve le schéma habituel avec une forte production l’hiver et une faible production l’été.En pourcentage : La production en Occitanie repose sur 50.6% de nucléaire, 32.8% d’hydraulique, 7.9% d’éolien, 5.6% de solaire, 2,2% de bio-energie. On retrouve ici aussi une région dont la production de nucléaire s’oppose à celle d’hydraulique. La corrélation entre ces deux sources d’énergies est d’ailleurs de -0.8973.
PACA
En valeur :En pourcentage : La production de la région PACA est composée en moyenne de 53.1% d’hydraulique, 33.4% de thermique, 7.9% de solaire et 4.9% de bio-énergies. On constate que la production de thermique et d’hydraulique s’opposent, la corrélation entre ces deux productions est de -0.9549.
Pays de la Loire
En valeur : Entre 2014 et 2016, la production minimale a lieu l’été et la production maximale l’hiver. A partir de 2017, on peut remarquer que comme pour la Normandie, il y a une remontée de la production l’été.En pourcentage : La région Pays de la Loire est une des cinq régions ne produisant pas d’énergie nucléaire. Pour compenser, cette région exploite en moyenne 57.9% de thermique, 23.3% d’éolien, 10.9% de solaire et 7.2% de biogaz.
1.3.2 Comparaison des régions
1.3.2.1 Comparaison des proportions
Part d’énergies renouvelables
Les énergies renouvelables représentent en moyenne 86.7% du mix énergétique de la Bretagne, 77.8% de celui de la Bourgogne, 66% en région PACA, 58.5% en Ile de France, 48.6% pour l’Occitanie, 41.6% de celui des Pays de la Loire, 26.1% de celui de l’Auvergne - Rhône Alpes, 14% dans la région Grand Est, 13% de celui des Hauts de France, 16% en Nouvelle Aquitaine, 3% de celui de la Normandie, et 0.03% dans la région Centre Val de Loire.
Part d’énergie peu carbonnées
Nous pouvons établir une hierarchie des régions les moins pollueuses de France. La région qui émet le moins de CO2, est la région Centre Val de Loire avec un mix “propre” à 99.6%. Puis vient l’Occitanie avec 99.3%, la Nouvelle Aquitaine avec 98.4%, l’Auvergne Rhône Alpes avec 98.2%, la Normandie avec 93.9%, la région grand Est avec 91.6%, la Bretagne avec 87.5%, les Hauts de France avec 84.5%, la Bourgogne avec 78.8%, la PACA avec 66.6%, l’Ile de France avec 59.5% en enfin les Pays de la Loire avec 42.1%.1.3.2.2 Comparaison via l’ACP
Nous avons d’abord effectué une première ACP prenant en compte douze points par année (nous l’affichons pas ici). Nous avions alors une ACP avec 720 points (12 points x 12 régions x 5 années). Le résultat obtenu était difficilement lisible et interprétable. C’est pourquoi, nous avons finalement effectué une ACP prenant en compte qu’un seul point par année. Nous nous ramenons donc à une ACP avec 60 points (1 point x 12 régions x 5 années) :
Tout d’abord, commençons par regarder le cercle des corrélations. On y voit la projection des variables sur les deux premières composantes principales. On remarque tout de suite que toutes les variables contribuent positivement à la construction de la première composante (effet taille). Le second axe semble opposer la Production thermique et Eolienne à la Production solaire.
Les deux axes comptabilisent un total de 60.58 % de la variance expliquée, cela aurait pu être plus grand si on avait pris plus de deux composantes principales. L’identification des axes est assez difficile du fait que les variables sont assez différentes et que leurs projections ne sont pas forcement bien sur les axes. Regardons ce qu’il en est pour les individus en coloriant les points selon les régions :
On arrive maintenant à identifier les points. Concernant la première composante principale, on peut garder les régions Auvergne, Grand Est, Nouvelle Aquitaine, Bourgogne, Bretagne et Pays de la Loire. Pour la seconde composante principale, il vaut mieux garder Grand Est, Hauts de France, la Nouvelle Aquitaine et l’Occitanie. Comparons maintenant les ces régions en fonction de leur contribution à la construction des axes (positives versus négatives).
# Identification AXE 1
Groupe1=rbind(Auvergne_An,GrandEst_An,Na_An)
Groupe2=rbind(Bourgogne_An,Bretagne_An,PaysDeLaLoire_An)
summary(Groupe1)## Territoire Production.nucleaire Production.thermique
## Auvergne :5 Min. :40391 Min. : 565
## GrandEst :5 1st Qu.:45453 1st Qu.: 1069
## Nouvelle Aquitaine:5 Median :79983 Median : 2024
## Mean :69412 Mean : 3959
## 3rd Qu.:83982 3rd Qu.: 6880
## Max. :90864 Max. :12223
## Production.hydraulique Production.eolien Production.solaire
## Min. : 2838 Min. : 758.0 Min. : 453.0
## 1st Qu.: 4017 1st Qu.: 883.5 1st Qu.: 522.5
## Median : 8086 Median :1066.0 Median : 817.0
## Mean :13056 Mean :2397.7 Mean :1147.9
## 3rd Qu.:24872 3rd Qu.:4451.5 3rd Qu.:1488.5
## Max. :29812 Max. :6277.0 Max. :2873.0
## Production.bio.energies
## Min. : 527
## 1st Qu.: 820
## Median : 932
## Mean :1025
## 3rd Qu.:1285
## Max. :1601summary(Groupe2)## Territoire Production.nucleaire Production.thermique
## Bourgogne :5 Min. :0 Min. : 311
## Bretagne :5 1st Qu.:0 1st Qu.: 582
## PaysDeLaLoire:5 Median :0 Median : 752
## Mean :0 Mean :1930
## 3rd Qu.:0 3rd Qu.:3753
## Max. :0 Max. :6763
## Production.hydraulique Production.eolien Production.solaire
## Min. : 5.0 Min. : 369 Min. :172.0
## 1st Qu.: 15.5 1st Qu.:1082 1st Qu.:195.5
## Median :574.0 Median :1301 Median :216.0
## Mean :460.6 Mean :1239 Mean :286.8
## 3rd Qu.:689.5 3rd Qu.:1507 3rd Qu.:388.5
## Max. :945.0 Max. :1801 Max. :531.0
## Production.bio.energies
## Min. :160.0
## 1st Qu.:215.0
## Median :306.0
## Mean :288.9
## 3rd Qu.:352.0
## Max. :390.0
# Identification AXE 2
Groupe3=rbind(HautsDeFrance_An,GrandEst_An)
Groupe4=rbind(Na_An,Occitanie_An)
summary(Groupe3)## Territoire Production.nucleaire Production.thermique
## HautsDeFrance:5 Min. :31222 Min. : 4016
## GrandEst :5 1st Qu.:34589 1st Qu.: 6521
## Median :57175 Median : 8642
## Mean :58060 Mean : 8296
## 3rd Qu.:82190 3rd Qu.: 9875
## Max. :85845 Max. :12223
## Production.hydraulique Production.eolien Production.solaire
## Min. : 4.00 Min. :3637 Min. :112.0
## 1st Qu.: 7.25 1st Qu.:4933 1st Qu.:128.5
## Median :3679.00 Median :5060 Median :297.5
## Mean :4122.60 Mean :5221 Mean :310.2
## 3rd Qu.:8066.50 3rd Qu.:5716 3rd Qu.:483.5
## Max. :9025.00 Max. :7013 Max. :546.0
## Production.bio.energies
## Min. : 527.0
## 1st Qu.: 767.5
## Median : 877.0
## Mean : 837.6
## 3rd Qu.: 943.5
## Max. :1030.0summary(Groupe4)## Territoire Production.nucleaire Production.thermique
## Nouvelle Aquitaine:5 Min. :14920 Min. : 241.0
## Occitanie :5 1st Qu.:18008 1st Qu.: 272.0
## Median :30095 Median : 433.5
## Mean :30441 Mean : 574.6
## 3rd Qu.:42455 3rd Qu.: 859.0
## Max. :45770 Max. :1143.0
## Production.hydraulique Production.eolien Production.solaire
## Min. : 2838 Min. : 814.0 Min. :1166
## 1st Qu.: 3902 1st Qu.: 994.8 1st Qu.:1651
## Median : 6760 Median :1953.5 Median :1956
## Mean : 7595 Mean :1901.0 Mean :1963
## 3rd Qu.:10986 3rd Qu.:2505.2 3rd Qu.:2280
## Max. :13999 Max. :3226.0 Max. :2873
## Production.bio.energies
## Min. : 669.0
## 1st Qu.: 736.8
## Median : 968.0
## Mean :1068.7
## 3rd Qu.:1394.8
## Max. :1601.0La comparaison des deux groupes fait ressortir les variables Production hydraulique, solaire, bio énergies et thermique. Cet axe serait donc la part de production renouvelable opposant les productions hydrauliques, solaires, bio énergies qui seraient dans les parties négatives de l’axe et les productions thermiques donc dans les valeurs positives de l’axe. Le seul bémol est que la production éolienne est plus importante dans le groupe 3 que le 4. Finalement on aurait donc les régions les plus productives sur la droite du graphique et celles qui produisent grâces aux énergies renouvelables sur le bas du graphique.
2. La consommation
On continue l’étude avec l’analyse des consommations de chaque région.
2.1 Consommation totale
2.1.1 Avec la base mensuelle
2.1.1.1 Vision d’ensemble
On commence par afficher la consommation totale de chaque régions. Pour cela, on les isole une à une :
Bilan_Regions <- read.csv("Regions/Bilan Regions/Bilan Regions.csv",sep=";")
France=Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="France"),]
Bilan_Regions=Bilan_Regions[-which(Bilan_Regions$Territoire=="France"),]
Bilan_Regions=replace(Bilan_Regions, is.na(Bilan_Regions),0) # on remplace les NA de la base de donnée par des 0
GrandEst <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Grand-Est"),]
Na <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Nouvelle-Aquitaine"),]
Auvergne <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Auvergne-Rhone-Alpes"),]
Bourgogne <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Bourgogne-Franche-Comte"),]
Bretagne <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Bretagne"),]
CentreValDeLoire <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Centre-Val de Loire"),]
IleDeFrance <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Ile-de-France"),]
Occitanie <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Occitanie"),]
Normandie <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Normandie"),]
HautsDeFrance <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Hauts-de-France"),]
PACA <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="PACA"),]
PaysDeLaLoire <- Bilan_Regions[which(Bilan_Regions$Territoire=="Pays-de-la-Loire"),]Affichons le résultat :
Ce graphique permet de nous rendre compte que la consommation est cylique avec un pic maximal atteint l’hiver aux alentours du mois de janvier, et un minimal de consommation attient l’été en août.En observant la part de chaque régions dans la consommation on peut observer trois groupes :
- un premier composé de l’Ile de France (en moyenne 14.92% de la consommation nationale) et de l’Auvergne Rhône Alpes (14% de la consommation nationale en moyenne),
- un deuxième composé des Hauts de France (10.77% de la consommation nationale en moyenne), de la région Grand Est (9.76% de la consommation nationale en moyenne), de la Nouvelle Aquitaine (9.12% de la consommation nationale en moyenne), de la région PACA (8.64% de la consommation nationale en moyenne) et de l’Occitanie (7.80% de la consommation nationale en moyenne),
- un troisième composé de la Normandie (5.84%), des Pays de la Loire (5.66%), de la Bretagne (4.63%), de la Bourgogne (3.93%) et de la région Centre Val de Loire (3.93%).
2.1.1.2 Consommation par habitants
On s’interesse maintenant à la consommation par habitants de chaque région. Pour cela on récupère les données concernant la population sur l’INSEE pour les années 2014, 2015 et 2016. La méthodologie employée par l’INSEE fait que les données de l’année 2017 ne seront disponibles qu’au premier janvier 2020, et celles de l’année 2018 au premier janvier 2021.
## 2014 2015 2016
## Auvergne Rhône Alpes 0.008254735 0.008534854 0.008559802
## Bourgogne 0.007235636 0.007352868 0.007766634
## Bretagne 0.006607269 0.006649969 0.006794436
## Centre Val de Loire 0.007233936 0.007361382 0.007347550
## Grand Est 0.008098087 0.008160026 0.008428521
## Hauts de France 0.008482630 0.008550783 0.008554871
## Ile de France 0.005829526 0.005970298 0.006026261
## Normandie 0.008140854 0.008248254 0.008585614
## Nouvelle Aquitaine 0.007188802 0.007355008 0.007402112
## Occitanie 0.006167950 0.006329205 0.006456645
## PACA 0.008147387 0.008320525 0.008167182
## Pays de la Loire 0.007128201 0.007202343 0.007374990Les habitants les plus consommateurs sont dans l’ordre décroissants, ceux provenant de la Normandie, l’Auvergne Rhône Alpes, des Hauts de France, du Grand Est, de PACA, de Bourgogne, de Nouvelle-Aquitaine, des Pays de la Loire, du Centre Val de Loire, de Bretagne, d’Occitanie et d’Ile de France.
2.1.2 Avec la base annuelle
La base eCO2mix_RTE_energie_M.zip que nous avons utilisé jusqu’à présent contient des variables liées à la production. Elle n’en possède cependant pas pour ce qui est de la consommation.C’est pourquoi, nous allons à présent utiliser la base eCO2mix_RTE_energie_A.zip qui contient le niveau de consommation totale de chaque région de France métropolitaine (hors Corse), ainsi que les différents secteurs de consommation (Grandes entreprises, PME/PMI, Energie, Agriculture, Automobile, Sidérurgie, etc…). Les données de cette base s’exprimant en TWh, RTE a procédé à des arrondis. Ainsi, en ajoutant les différents secteurs individuellement, on ne retrouve quasiment jamais la valeur de la consommation totale. RTE a néanmoins rassemblé différents secteurs pour former des secteurs sous-totaux (ex : le secteur Automobile ou Sidérurgique est compris dans un secteur plus global intitulé par RTE “Grandes entreprises/PME/PMI”). Par la suite, nous allons utiliser ces secteurs sous-totaux afin de gagner en précision. Il est a noté que pour certaines régions, les arrondis font que la somme des 4 sous secteurs que nous avons retenus (Grandes entreprises/PME/PMI, Energie/Agriculture, Tertiaire/Telecom/Transport, Perte) ne donne pas exactement la valeur de la consommation totale. Enfin, contrairement à la base eCO2mix_RTE_energie_M.zip, les données de la base eCO2mix_RTE_energie_A.zip ne sont rapportées mensuellement mais annuellement, et que sur les années 2014 à 2017. Visualisation cette nouvelle base :
Nous avons donc ici beaucoup moins de lignes car nous avons des données annuelles.
Précisons aussi que la variable “Consommation.totale” représente la somme de toutes les variables exceptés la variable “Particulier”. La variable “Perte” représente la quantité d’électricité perdue lors de son acheminement de son point de production jusqu’à son point de consommation. Quant à la variable “Particuliers”, on la garde à titre indicatif pour voir les consommation des particuliers par région. Visualisons l’évolution de ces variables à l’échelle de la France :
En effectuant une moyenne sur les quatre années,on peut observer que la répartition des différentes secteur de consommation a lieu de la façon suivante :
2.1.2.1 Vision d’ensemble
On affiche à présent la consommation totale de chaque régions. Pour cela, on les isole une à une :
GrandEst=Conso[which(Conso$Territoire=="Grand-Est"),]
Na=Conso[which(Conso$Territoire=="Nouvelle-Aquitaine"),]
Auvergne=Conso[which(Conso$Territoire=="Auvergne-Rhone-Alpes"),]
Bourgogne=Conso[which(Conso$Territoire=="Bourgogne-Franche-Comte"),]
Bretagne=Conso[which(Conso$Territoire=="Bretagne"),]
CentreValDeLoire=Conso[which(Conso$Territoire=="Centre-Val de Loire"),]
IleDeFrance=Conso[which(Conso$Territoire=="Ile-de-France"),]
Occitanie=Conso[which(Conso$Territoire=="Occitanie"),]
Normandie=Conso[which(Conso$Territoire=="Normandie"),]
HautsDeFrance=Conso[which(Conso$Territoire=="Hauts-de-France"),]
PACA=Conso[which(Conso$Territoire=="PACA"),]
PaysDeLaLoire=Conso[which(Conso$Territoire=="Pays-de-la-Loire"),]Affichons le résultat :
2.1.2.2 Vision par groupe
Sur le graphique de la section précédente, on peut observer différents profils de consommation. On se propose de procéder à un premier profilage en séparant les différentes régions en trois groupes :
Groupe 1
Les régions qui consomment le plus d’électricité 
En comparant avec les trois groupes que l’on a pu faire avec la base de données de consommation mensuelle, les Hauts de France intégèrent le premier groupe.
La consommation moyenne annuelle pour ces régions est de 75.25 TWh pour l’Ile de France, 74TWh pour l’Auvergne et 63TWh pour les Hauts de France.
Groupe 2
Les régions qui consomment un niveau intermédiaire 
Groupe 3
Les régions qui consomment le moins d’électricité 
2.2 Consommation par secteur
Les graphiques suivant permettent de nous rendre compte quelles sont les régions qui possèdent le plus d’entreprises, quelles sont les plus agricoles, et quelles sont qui ont le secteur tertiaire le plus développé. Ces critères se trouvent finalement ne pas être très interessants. En effet, on peut remarquer que le classement des régions est exactement le même que celui du nombre d’habitants par régions. Ainsi, par exemple, plus la région a d’habitants, plus son nombre d’entreprises sera important. On peut noter une exception : l’Ile de France n’est pas la région la plus agricole de France. Cela est compensé par la part écrasante qu’elle occupe dans le tertiaire : plus du double par rapport à la deuxième région de France dans ce secteur.Cette analyse de la consommation par secteur aurait été interessante à réaliser par secteur individuel (automobile, sidérurgie, etc…) plutôt que par secteur sous-totaux (ce qui nous a fait perdre de l’information). On aurait ainsi obtenu des profils plus détaillés des régions et cela aurait limité l’impact du nombre d’habitants par région sur le résultat final. Nous avons malheureusement manqué de temps.
Grandesindustrie, PME, PMI
En valeur : 
Energie/Agriculture
En valeur : 
Tertiaire/Telecom/Transport
En valeur : 
En proportion par rapport aux données nationales :
Perte
En valeur :
2.3 Analyse des données régionales
2.3.1 Profil de consommation de chaque région
Toutes les régions possèdent un profil extrèmement semblables avec : les “Grande Industries, PME, PMI” qui consomment le plus, suivi du secteur “Energie/Agriculture” et enfin le secteur “Tertiaire/Telecom/Transport”. La seule exception est l’Ile de France où les secteurs dominants sont dans l’ordre : “Grande Industries, PME, PMI” puis “Tertiaire/Telecom/Transport” et enfin “Energie/Agriculture”. Comme dit à la section précédente, la répétition des profils vient du fait que nous avons étudié les secteurs sous-totaux et non les secteurs individuels. Cela a entrainé une perte d’information.
Auvergne
En valeur : 
En pourcentage : 
Bourgogne
En valeur : 
En pourcentage : 
Bretagne
En valeur : 
En pourcentage : 
Centre Val de Loire
En valeur : 
En pourcentage : 
Grand Est
En valeur : 
En pourcentage : 
Hauts de France
En valeur : 
En pourcentage : 
Ile de France
En valeur : 
En pourcentage : 
Nouvelle Aquitaine
En valeur : 
En pourcentage : 
Normandie
En valeur : 
En pourcentage : 
Occitanie
En valeur : 
En pourcentage : 
PACA
En valeur : 
En pourcentage : 
Pays de la Loire
En valeur : 
En pourcentage : 
2.3.2 Comparaison des régions
2.3.2.1 Comparaison des proportions
Cette comparaison abouti aux mêmes conclusions que la section précédente.
Grandes Industries/PME/PME
Sur tout le territoire métropolitain, le secteur “Grandes Industrie/PME/PMI”, répresente environ 50% de la consommation d’électricité des régions.
Energie/Agriculture
Tertiaire/Telecom/Transports
Perte
2.3.2.2 Comparaison via l’ACP
Pour effectuer l’ACP nous avons traiter nos données afin de ne garder que celles numériques.
On commence avec l’ACP de notre matrice d’individus sur les consommations des régions. Il en résulte les graphiques suivants :
Regardons le cercle des corrélations, on voit tout d’abord que l’on a 84.57 % de variance expliquée grâce aux deux axes. On voit bien que la variable Grandes industrie PME PMI est presque sur le premier axe. Cela signifie que le premier axe peut être identifié par cette variable. Le second axe semble opposer les variables Energie industrie et Agriculture avec la variable Tertiaire Telecom Transport. On remarque aussi un effet taille sur la première composante, toutes les variables contribuent positivement à la construction de la composante.
Représentons les individus : 
Concernant la première composante principale, on voit bien que les régions Auvergne,Hauts de France, Ile de France, Bourgogne, Centre Val de Loire et Bretagne peuvent l’expliquer. Pour la seconde composante principale, on peut retenir l’Ile de France, Haut de France, Auvergne et Grand Est. Comparons maintenant les ces régions en fonction de leur contribution à la construction des axes (positives versus négatives).
# Identification AXE 1
Groupe1=rbind(HautsDeFrance,Auvergne,IleDeFrance)
Groupe2=rbind(Bourgogne,Bretagne,CentreValDeLoire)
summary(Groupe1)## Grande.industrie.PME.PMI Energie..industrie.et.agriculture
## Min. :30.00 Min. : 7.0
## 1st Qu.:31.00 1st Qu.: 8.0
## Median :36.00 Median :21.5
## Mean :34.25 Mean :17.0
## 3rd Qu.:36.25 3rd Qu.:22.0
## Max. :37.00 Max. :22.0
## Tertiaire..telecom.et.transports Perte Particuliers
## Min. : 8.00 Min. :0.00 Min. :12.00
## 1st Qu.: 8.00 1st Qu.:2.25 1st Qu.:13.00
## Median :14.00 Median :3.00 Median :19.00
## Mean :16.75 Mean :2.75 Mean :18.17
## 3rd Qu.:28.00 3rd Qu.:4.00 3rd Qu.:22.25
## Max. :29.00 Max. :5.00 Max. :23.00summary(Groupe2)## Grande.industrie.PME.PMI Energie..industrie.et.agriculture
## Min. : 8.000 Min. :4
## 1st Qu.: 8.000 1st Qu.:4
## Median : 9.000 Median :5
## Mean : 9.333 Mean :5
## 3rd Qu.:10.250 3rd Qu.:6
## Max. :11.000 Max. :6
## Tertiaire..telecom.et.transports Perte Particuliers
## Min. :3.000 Min. :0.0000 Min. :6
## 1st Qu.:3.000 1st Qu.:0.0000 1st Qu.:6
## Median :4.000 Median :1.0000 Median :7
## Mean :3.667 Mean :0.5833 Mean :7
## 3rd Qu.:4.000 3rd Qu.:1.0000 3rd Qu.:8
## Max. :4.000 Max. :1.0000 Max. :8On retrouve ce que l’on avait dit avant, on voit bien l’écart des groupes pour les variables Grande industrie PME PMI et Perte. Cet axe correspondrait donc à la consommation des Grandes industries PME PMI.
# Identification AXE 2
Groupe3=rbind(HautsDeFrance,GrandEst,Auvergne)
Groupe4=IleDeFrance
summary(Groupe3)## Grande.industrie.PME.PMI Energie..industrie.et.agriculture
## Min. :24.0 Min. :17.00
## 1st Qu.:24.0 1st Qu.:17.00
## Median :30.5 Median :21.50
## Mean :30.0 Mean :20.17
## 3rd Qu.:34.5 3rd Qu.:22.00
## Max. :36.0 Max. :22.00
## Tertiaire..telecom.et.transports Perte Particuliers
## Min. : 6.000 Min. :0.00 Min. :12.00
## 1st Qu.: 7.000 1st Qu.:2.25 1st Qu.:12.75
## Median : 8.000 Median :3.00 Median :13.00
## Mean : 9.417 Mean :2.75 Mean :14.75
## 3rd Qu.:13.250 3rd Qu.:4.00 3rd Qu.:18.25
## Max. :14.000 Max. :5.00 Max. :20.00summary(Groupe4)## Grande.industrie.PME.PMI Energie..industrie.et.agriculture
## Min. :36.00 Min. :7.0
## 1st Qu.:36.75 1st Qu.:7.0
## Median :37.00 Median :7.5
## Mean :36.75 Mean :7.5
## 3rd Qu.:37.00 3rd Qu.:8.0
## Max. :37.00 Max. :8.0
## Tertiaire..telecom.et.transports Perte Particuliers
## Min. :28.0 Min. :0.00 Min. :22.00
## 1st Qu.:28.0 1st Qu.:2.25 1st Qu.:22.75
## Median :28.5 Median :3.00 Median :23.00
## Mean :28.5 Mean :2.50 Mean :22.75
## 3rd Qu.:29.0 3rd Qu.:3.25 3rd Qu.:23.00
## Max. :29.0 Max. :4.00 Max. :23.00Ici les groupes s’opposent par les variables Energie industrie et agriculture ainsi que Tertiaire Telecom et Transport. On peut donc supposer que cet axe représente les régions qui consomment de l’électricité par le secteur primaire et secondaire (partie positive de l’axe) et celles par le secteur tertiaire (partie négative de l’axe). Finalement, on a une représentation des régions qui consomment beaucoup d’électricité par le biais d’entreprises type Grande industrie PME PMI du secteur primaire ou secondaire (régions en haut à droite) et celles d’autres types d’entreprise du secteur tertiaire (régions en bas à gauche).
Maintenant, essayons de grouper les régions pour voir leurs similitudes, en se basant sur les deux premières composantes principales. Nous feront 4 groupes (au vu des projections), le groupe 1 plutôt orienté sur les Grandes industries PME PMI du secteur primaire ou secondaire. Le groupe 2 totalement centré sur les deux composantes, le groupe 3 sans grandes industrie et PME PMI puis le groupe 4 avec le même type d’industrie que le groupe 1 mais orienté sur le secteur tertiaire.Voici les groupes :
Groupe 1 : Grand Est, Hauts de France et Auvergne
Groupe 2 : Nouvelle Aquitaine,PACA et Occitanie
Groupe 3 : Bourgogne,Centre Val de Loire, Normandie, Bretagne et Pays de la Loire
Groupe 4 : Ile de France
Groupe en fonction des projections sur les deux premières composantes principales :
Conslusion
Nous sommes partis de statistiques descriptives simples sur les données de production et de consommation d’énergie au niveau national. Notre objectif a été alors de les expliquer à l’aide des données que nous possédions à l’échelle régionale. Nous avons donc établi le profil énergétique de chacune de ces régions que ce soit d’un point de vue de la production que de la consommation.
Pour la partie production, nous avons basé le profil énergétique sur l’analyse des différentes filières de production : nucléaire, hydraulique, thermique, éolien, solaire et bio-énergies. Nous avons pu alors également regrouper certaines régions en fonctions de leur profil de productions grâce à l’ACP. On peut rappeler par exemple que la Bretagne et la Bourgogne sont très similaire (Eolien,Hydraulique,Thermique) ou bien encore que la Normandie et le Centre Val de Loire sont quant à eux aussi similaires (Nucléaire).
De même pour la consommation, nous avons basé le profil énergétique sur l’analyse des différents secteurs d’activités de l’économie. Nous avons utilisé des sous-totaux de secteurs pour gagner en précision sur les valeurs (RTE ayant procédé à des arrondis). Nous avons pu nous rendre compte que cela a eu une conséquence sur l’homogénéisation des profils (on ne sait pas par exemple quelle région a un secteur automobile plus développé qu’une autre, etc..). S’il fallait refaire ce projet, il faudrait alors garder l’ensemble des secteurs d’activités plutôt que les sous totaux.
Là encore, nous avons recouru à de l’ACP afin de regrouper les régions ayant un profil de consommation identique. On en a déduit les groupes suivants : un groupe composé de la Bretagne, la Bourgogne etles Pays de la Loire, un deuxième composé de la Nouvelle Aquitaine, de la région PACA et de l’Occitanie, un troisième composé de l’Auvergne, le Grand Est et les Hauts de France, et un quatrième composé de l’Ile de France.