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2.2 novaEQUER - Nobatek

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CHAPITRE 1 : ETAT DE L’ART....................................................................................................................... 5<br />

ANALYSE DES OUTILS EXISTANTS POUR L’ACV DES BÂTIMENTS ........................................................................................ 6<br />

CONCLUSION ........................................................................................................................................................ 12<br />

ANNEXES DU CHAPITRE 1 : ...................................................................................................................................... 13<br />

CHAPITRE 2 : DEVELOPPEMENTS METHODOLOGIQUES ................................................................. 66<br />

INTRODUCTION...................................................................................................................................................... 68<br />

1 MÉTHODOLOGIE D’ÉVALUATION.............................................................................................................................. 69<br />

1.1 Unité fonctionnelle et frontières de l’analyse................................................................................................. 69<br />

1.2 Modélisation du transport, du recyclage et de la fin de vie ............................................................................. 71<br />

1.3 Usage du sol ............................................................................................................................................ 79<br />

1.4 Indicateurs pour la santé et l’écotoxicité ...................................................................................................... 86<br />

1.5 Simplification des inventaires...................................................................................................................... 92<br />

1.6 Intégration d’évaluations qualitatives dans les données quantitatives ........................................................... 105<br />

1.7 Cahier des charges pour le module de rendu des résultats .......................................................................... 105<br />

2 DONNÉES SUR LES MATÉRIAUX ............................................................................................................................ 108<br />

2.1 Recensement des bases de données ........................................................................................................ 108<br />

<strong>2.2</strong> Impératifs pour l’harmonisation des données ............................................................................................. 113<br />

2.3 Qualification de la fiabilité, de la transparence et de la qualité des données .................................................. 113<br />

3 QUALITÉ DE L’AIR, DE L’EAU ET DES SOLS ............................................................................................................... 118<br />

3.1 Matériaux et produits associés à la problématique de qualité de l’air intérieur ................................................ 118<br />

3.2 Qualité des milieux extérieurs (eaux de ruissellement et d'infiltration et sols) ................................................. 119<br />

3.3 Proposition de pistes de recherche ........................................................................................................... 120<br />

4 ENERGIE ......................................................................................................................................................... 121<br />

4.1 Energie blanche et énergie grise ............................................................................................................... 121<br />

4.2 Liens avec la simulation thermique ............................................................................................................ 122<br />

4.3 Equipements « énergétiques » ................................................................................................................. 123<br />

4.4 ACV dynamique ...................................................................................................................................... 124<br />

5 EAU : CONSOMMATION DOMESTIQUE ET GESTION DES EAUX PLUVIALES........................................................................ 131<br />

5.1 Estimation de la consommation d’eau ....................................................................................................... 131<br />

5.2 Rétention d’eau ....................................................................................................................................... 133<br />

5.3 Utilisation d’eau de pluie .......................................................................................................................... 134<br />

6 INTERPRÉTATION .............................................................................................................................................. 137<br />

6.1 Normalisation (ou normation).................................................................................................................... 137<br />

6.2 Analyses de sensibilité (durée de vie, fin de vie) ......................................................................................... 139<br />

6.3 Incertitudes sur différents indicateurs ........................................................................................................ 139<br />

6.4 Approche multicritère pour la comparaison de solutions .............................................................................. 140<br />

6.5 Exigences de performances dans un programme ....................................................................................... 141<br />

CONCLUSIONS .................................................................................................................................................... 142<br />

Annexe 1 : Répartitions des substances listées dans Ecoinvent dans les différentes catégories FDES .................. 143<br />

CHAPITRE 3 : INTEGRATION INFORMATIQUE ................................................................................... 150<br />

INTRODUCTION.................................................................................................................................................... 152<br />

1 ELODIE ........................................................................................................................................................... 153<br />

1.1 La version Béta-test d’ELODIE, en mai 2008 ............................................................................................. 153<br />

1.2 ELODIE en mars 2011 ............................................................................................................................. 158<br />

2 ÉVOLUTION D’EQUER VERS NOVAEQUER ........................................................................................................... 171<br />

2.1 Point de départ : EQUER ......................................................................................................................... 171<br />

<strong>2.2</strong> <strong>novaEQUER</strong> ........................................................................................................................................... 176<br />

2.3 Les évolutions ......................................................................................................................................... 185<br />

2.4 Conclusion ............................................................................................................................................. 186<br />

CHAPITRE 4 : APPLICATION ..................................................................................................................... 187<br />

INTRODUCTION.................................................................................................................................................... 189<br />

1 DESCRIPTION DES BÂTIMENTS ANALYSÉS ............................................................................................................... 190<br />

3


1.1 Maison des Hauts de Feuilly ..................................................................................................................... 190<br />

1.2 Bâtiment <strong>Nobatek</strong> .................................................................................................................................... 194<br />

1.3 Etude de variantes de systèmes constructifs sur une maison individuelle ...................................................... 194<br />

2 RETOURS D’EXPÉRIENCE ET MODIFICATIONS APPORTÉES AUX OUTILS.......................................................................... 196<br />

2.1 Elodie .................................................................................................................................................... 196<br />

<strong>2.2</strong> Equer ..................................................................................................................................................... 197<br />

2.3 Simapro ................................................................................................................................................. 199<br />

3 PRÉSENTATION DES RÉSULTATS OBTENUS ............................................................................................................. 201<br />

3.1 Comparaison des résultats par différents outils sur les Hauts de Feuilly ........................................................ 201<br />

3.2 PRÉSENTATION DE L’ÉTUDE SUR LE BÂTIMENT NOBATEK ................................................................................... 211<br />

a) Liste des matériaux complète ..................................................................................................................... 211<br />

b) Liste des matériaux simplifiée .................................................................................................................... 214<br />

3.3 ÉTUDE DE VARIANTES DE PROCÉDÉS CONSTRUCTIFS SUR UNE MAISON INDIVIDUELLE .............................................. 215<br />

CONCLUSION ...................................................................................................................................................... 223<br />

CONCLUSION GÉNÉRALE .................................................................................................................................... 226<br />

ANNEXES ......................................................................................................................................................... 227<br />

ANNEXE 1 – COMMUNICATION RETENUE POUR LA CONFÉRENCE WORLD SUSTAINABLE BUILDING CONFERENCE 2011 À HELSINKI<br />

........................................................................................................................................................................ 228<br />

RÉFÉRENCES BIBLIOGRAPHIQUES ........................................................................................................................... 241<br />

4


CHAPITRE 1 : ETAT DE L’ART<br />

5


Analyse des outils existants pour l’ACV des<br />

bâtiments<br />

Le secteur de la construction évolue vers une prise en compte accrue des impacts environnementaux, ce qui<br />

implique la création d'outils d'aide à la décision permettant de répondre à ces enjeux. Plusieurs méthodes existent déjà mais<br />

il n'y a pas aujourd'hui d'outil consensuel et harmonisé à l'échelle européenne. Le projet COIMBA a pour objectif de<br />

développer les outils d’évaluation quantitative de la qualité environnementale des bâtiments (QEB), utilisable à différentes<br />

phases d’un projet.<br />

Le projet COIMBA est découpé en différentes phases et la première a pour ambition l’établissement d’une cartographie des<br />

principaux outils ACV (Analyse de Cycle de Vie) existants à l’échelle du bâtiment. Parmi l’ensemble des outils identifiés,<br />

seize ont été analysés en vue de distinguer leurs principales caractéristiques. Cette analyse devait permettre d’évaluer ainsi<br />

la pertinence d’une étude détaillée de leur méthodologie en phase 2. Les résultats de ces premières analyses ont été<br />

présentés suivant un format de fiche de synthèse, préalablement retenu par les partenaires. Ces fiches, que vous trouverez<br />

en annexe de cette synthèse ont été établies par Armines, le CSTB et <strong>Nobatek</strong> sur la base d’une recherche documentaire<br />

incluant le projet PRESCO.<br />

Cette cartographie avait pour objectif principal d’identifier quelles sont les données utilisées par les outils, les indicateurs<br />

exprimés et la forme sous laquelle les résultats étaient exprimés. Elle a été effectuée à partir des seules informations<br />

disponibles et communiquées par les éditeurs des outils. Cette recherche a donc trébuché sur les difficultés d’accès aux<br />

méthodes et outils utilisés et nous n’avons donc travaillé que sur la partie émergée de l’information.<br />

1. Modèle économique :<br />

Les stratégies commerciales adoptées par les concepteurs ou les éditeurs des différents outils sont variées et assurent des<br />

modes de diffusion des outils différents.<br />

A défaut d’être un indicateur pertinent pour évaluer la viabilité d’un outil ou le degré de recherche associé à ce même outil, la<br />

connaissance du modèle économique peut permettre de comprendre quels utilisateurs sont susceptibles d’utiliser le logiciel<br />

et d’en déduire les attentes auxquelles les concepteurs des logiciels ont essayé d’apporter une réponse.<br />

Les outils peuvent être :<br />

Gratuits<br />

A Licence payante<br />

• Ecotect (Australie) € 1120 la licence<br />

• GreenCalc+ licence à 3500 €<br />

A Accès et usage différenciés :<br />

• ENVEST (UK) : Il existe 2 logiciels distincts : Envest 2 Estimator (les coûts des produits et leur durée de vie sont<br />

prédéterminées et ne peuvent être modifiées) et Envest 2 Calculator (les coûts des produits et leur durée de vie peuvent<br />

être modifiés).<br />

• BEES (USA) : Gratuit pour les utilisateurs. Payant pour les industriels (insertion données ACV du produit)<br />

• ATHENA (Canada) : Version de démonstration téléchargeable et CD d’utilisation à $1100.<br />

• ECOQUANTUM (Pays Bas) correspond à deux logiciels distincts : ECO QUANTUM Recherche (qui est un outil pour<br />

analyser et développer des conceptions innovatrices et complexes pour des constructions durables) et ECO QUANTUM<br />

Domestique (qui est un outil adaptés aux architectes et révèle rapidement les conséquences environnementales des<br />

choix de conception).<br />

• TEAM (France) Il existe sous format web avec un accès grand public gratuit (après enregistrement) et un accès payant<br />

pour les personnes souhaitant prendre connaissance de la partie détaillée de l’évaluation (étape par étape, flux par flux)<br />

et réaliser des comparaisons d’inventaires et d’impacts avec l’outil.<br />

• EQUER : Version de démonstration gratuite. Licence à 500 €<br />

2. Niveau d’intégration de l’outil et chaînage éventuels.<br />

6


Les logiciels et outils étudiés avaient été sélectionnés en tant qu’outils utilisant une approche analyse de cycle de vie à<br />

l’échelle du bâtiment. Certains de ces outils, préalablement choisis, se sont avérés ne pas être pertinents pour ce projet<br />

puisqu’ils n’incluaient pas de réelle approche ACV mais ont permis l’élargissement de cette analyse.<br />

Les outils peuvent être classés en plusieurs catégories selon leur niveau d’intégration et selon leur chaînage avec d’autres<br />

outils:<br />

Parmi les outils, on distingue différents niveau d’intégration, notamment :<br />

Un outil correspond à un module. Ces outils n’ont qu’une seule fonction et s’attachent essentiellement aux calculs des<br />

impacts imputables aux produits de construction.<br />

Un outil correspond à plusieurs modules. Ces outils sont ceux pour lesquels le module produits de construction est un<br />

module parmi d’autres au sein d’un outil plus global. Les modules sont considérés comme juxtaposés.<br />

L’outil Ecotect (Australie) combine différents outils : en plus d’évaluer les impacts environnementaux des<br />

bâtiments, Ecotect calcule les masques, les besoins en protections solaires, l'accès au soleil, les niveaux<br />

d'éclairement naturels et artificiels, l'exposition au vent, le confort thermique et la réponse acoustique des<br />

bâtiments. ECOTECT fournit également des résultats économiques : investissements mis en jeux et coûts de<br />

maintenance prévus.<br />

Un outil correspond à un ensemble de modules. Pour ces outils, le module produits de construction est un module<br />

parmi d’autres. Mais le cœur de l’outil est alors un outil « chapeau » qui coordonne plus ou moins les modules en les<br />

rendant plus ou moins interdépendants.<br />

Par exemple, l’outil BDA (Building Design Advisor, USA) s’avère ne pas être un outil d’ACV à l’échelle du<br />

bâtiment. Seulement, il s’agit d’une boîte à outil, qui est chaînée à de nombreux outils extérieurs. Il est couplé,<br />

par exemple, à l’outil DCM pour l’éclairage naturel, à l’outil ECM pour calculer l’éclairage artificiel, à DOE-2<br />

pour l’analyse énergétique globale du bâtiment…Cet outil chapeau s’efforce d’aborder tous les aspects de la<br />

conception en intégrant au fur et à mesure des liens avec des outils extérieurs. Il permet de centraliser les<br />

données et favorise le contrôle de l’ensemble des processus de conception d’un bâtiment. Le BDA devrait<br />

être très prochainement relié à l’outil ATHENA et devenir ainsi l’un des outils les plus complet pour<br />

l’évaluation de la performance environnementale des bâtiments.<br />

Remarque :<br />

Parmi les modules rencontrés qui complètent l’analyse de la performance environnementale des bâtiments, les plus<br />

fréquemment mis en place sont les modules rattachés aux thématiques suivantes: consommations énergie durant la vie en<br />

œuvre, consommations d’eau et transport.<br />

Parmi les outils, on distingue différents niveaux et différents types de chaînage, notamment :<br />

Des chaînages peuvent être établis entre des modules juxtaposés<br />

Des chaînages peuvent être établis entre plusieurs outils différents<br />

Par exemple, l’outil comprenant le module produits de construction est chaîné à d’autres outils. L’outil, dans<br />

son fonctionnement fait donc appel à d’autres moteurs de calcul.<br />

Par exemple, l’outil Ecosoft (Autriche) est chaîné à un outil d’analyse énergétique correspondant à la certification<br />

autrichienne. L’outil EQUER est quant à lui chaîné à l’outil de simulation dynamique PLEIADES-COMFIE.<br />

Les chaînages peuvent être de type fermés ou ouverts, c’est-à-dire qu’ils sont plus ou moins obligatoires.<br />

Par exemple certains outils utilisent les sorties d’autres logiciels. Si l’utilisateur n’a pas le choix quant à l’utilisation<br />

de cet autre logiciel, on appellera ce chaînage comme fermé ou exclusif. Si au contraire, il est libre d’utiliser<br />

d’autres données, ce chaînage sera considéré comme ouvert.<br />

Les chaînages peuvent être caractérisés des couplages forts ou faibles.<br />

Lorsqu’un outil utilise les sorties d’un autre logiciel, le chaînage peut être faible (l’utilisateur rentre lui-même les<br />

sorties du premier logiciel comme les entrées du second), modéré (le second logiciel utilise un fichier généré par le<br />

premier, contenant les sorties) ou fort (le premier logiciel a été intégré au second, c’est devenu une extension du<br />

système).<br />

3. Description du bâtiment<br />

Dans chacun des logiciels, l’utilisateur doit décrire le bâtiment sur lequel il souhaite travailler.<br />

Description Top-down<br />

7


Selon la construction des bases de données sur lesquelles sont construites les logiciels (base de données<br />

environnementales ou de matériaux), la description d’un bâtiment peut se faire à différentes échelles et avec<br />

différentes approches. Un bâtiment peut ainsi être décrit comme une somme de matériaux (du béton, du bois, de l’acier),<br />

une somme de produits de construction (des éléments simples ou composés : des briques, des tuiles, des fenêtres), une<br />

somme d’assemblages (un toit, un mur porteur) ou une somme d’éléments disparates.<br />

Dans LEGEP, un bâtiment peut être décrit simultanément et de façon complémentaire à différentes échelles :<br />

inventaires de cycle de vie, caractéristique des matériaux, données de process, éléments simples, éléments<br />

composés (tels que des fenêtres) ou à l’aide de macro-éléments, (tels qu’un toit).<br />

Dans ELODIE, une description à l’échelle des produits de construction (l’unité fonctionnelle comprend alors<br />

des composants complémentaires) est suggérée par le format des FDES.<br />

Le logiciel EQUER, quant à lui privilégie une description orientée objets, comme l’incite le choix de la base<br />

d’ECOINVENT.<br />

La description d’un même bâtiment sera donc forcément différente selon la structure du logiciel et de la base de données<br />

utilisée. Certaines bases de données proposent des données uniquement sur les matériaux alors que d’autres mêlent à la<br />

fois produits et matériaux de construction.<br />

La description de certains bâtiments se trouve parfois fortement handicapée par les lacunes de certaines bases de données.<br />

Lorsque les bases de données ne sont pas exhaustives, il est alors plus facile d’utiliser une base de données qui n’est pas<br />

homogène (données matériaux, produits, d’assemblages…) et qui se complète elle-même, plutôt qu’une base de données<br />

homogène, qui peut s’avérer limitante dans le choix des produits.<br />

4. Données environnementales sur les produits de construction.<br />

Les modules « impacts des produits de construction » nécessitent le renseignement de données environnementales<br />

concernant les produits de construction.<br />

Origine des données utilisées par l’outil:<br />

Les outils fonctionnent avec des bases de données :<br />

- Bases de données internes (BEES, TEAM, ECOEFFECT, GreenCalc+, EQUER, ATHENA) Ces bases de<br />

données peuvent être complétée ou non par les utilisateurs de l’outil en fonction des manques. Ces bases de données ont<br />

été constituées à partir de base de données sur les matériaux de construction, de valeurs par défauts…<br />

Par exemple, EQUER, utilise des données ECOINVENT pour proposer des inventaires comportant plusieurs<br />

centaines de substances, pour les matériaux et les procédés. Un inventaire pour un nouveau produit peut être<br />

ajouté dans la base Ecoinvent puis exporté vers EQUER.<br />

- Bases de données externes, chaînées à l’interface. Certains outils utilisent un lien dynamique avec une base<br />

de données externe.<br />

Par exemple, ELODIE utilise la base INIES qui compile les FDES disponibles.<br />

- Absence de bases de données imposée.<br />

Les utilisateurs sont alors libres d’aller chercher les données où ils le souhaitent.<br />

Qualité et représentativité des données environnementales utilisées<br />

Les données environnementales sont caractérisées non seulement par la technologie auxquelles elles sont associées, mais<br />

elles ont également besoin d’être caractérisées dans le temps et dans l’espace.<br />

o La représentativité spatiale des données caractérise leur validité géographique. Les bases de données<br />

rassemblent en général des données homogènes : données génériques (valeurs par défaut, destinées à<br />

marquer des tendances.), données moyennées (internationales, européennes ou nationales, les valeurs<br />

sont valables pour un secteur géographique défini) ou données spécifiques (données sont issues d’ACV<br />

réalisées pour un ou plusieurs produits avec des scénarios de transports. Les valeurs sont valables pour<br />

un secteur géographique défini dans l’unité fonctionnelle de l’ACV). Pour une meilleure représentativité<br />

des données, certaines données environnementales peuvent être personnalisées : les données sont<br />

issues d’ACV et peuvent être modifiées en fonction du projet réalisé. Par exemple, le chantier pouvant se<br />

trouver à proximité de la fabrication des produits de construction, les impacts liés aux transports peuvent<br />

être révisés.<br />

8


o<br />

o<br />

La représentativité temporelle atteste de la validité des données dans le temps pour des industries,<br />

dont les process et les technologies employées évoluent. Cette représentativité est plus ou moins<br />

sensible selon les données considérées.<br />

Le soin apporté à la représentativité technologique (technologie spécifique ou mélange des<br />

technologies) des données permet d’estimer au plus juste celles-ci. Chaque fabricant a ses propres<br />

process, plus ou moins optimisés. Par ailleurs, pour respecter une approche cycle de vie, il est<br />

nécessaire de coller au plus près des produits de construction utilisés. Pour cette raison, et d’un point de<br />

vue méthodologique un produit de construction n’est pas une somme de matériaux.<br />

Parce qu’il est très difficile de prendre en compte les évolutions technologiques issues d’innovation de process et<br />

d’innovations techniques, la réalisation d’ACV à l’échelle du bâtiment correspond à «une projection de l’état actuel de la<br />

connaissance sur tout le cycle de vie d’un bâtiment » 1 .<br />

Cette première analyse ne nous a pas permis de distinguer la qualité (mesure des incertitudes, disponibilité, précision des<br />

données, niveau de vérification des données utilisées) des différentes données utilisées par les différents outils. Ce travail<br />

sera réalisé en phase 2 à travers une recherche approfondie des bases de données à utiliser.<br />

Durée de vie des produits de construction et des bâtiments<br />

L’identification des méthodologies utilisées dans les outils existants pour traiter les données concernant les durées de vie<br />

des produits de construction et des bâtiments modélisés est complexifiée par le manque d’information accessible sur ce<br />

point .<br />

La durée de vie est pourtant une donnée environnementale non négligeable, puisqu’elle induit, entre autres, la fréquence de<br />

renouvellement des produits de construction.<br />

Elodie propose -par défaut- une Durée de Vie Estimée -pour chaque produit- égale à la Durée de Vie Typique renseignée<br />

par le fabricant dans la FDES. L’utilisateur, en fonction de sa propre expérience peut modifier cette valeur.<br />

D’autres critères, tels que la prise en compte de la dégradation dans le temps des performances, auraient pu être étudiés.<br />

5. Utilisation des données<br />

Comment les données environnementales sont-elles utilisées ?<br />

Les logiciels étudiés ici ont été sélectionnés en fonction de l’approche ACV qu’ils semblaient appliquer à l’échelle du<br />

bâtiment. Les fonctionnements étudiés semblent plus ou moins matures et plus ou moins justes, d’un point de vue approche<br />

ACV.<br />

Certains outils, ceux qui n’ont qu’un seul module produits de construction, ne délivrent qu’un facteur d’impact du bâtiment : la<br />

contribution des matériaux et produits de construction aux impacts à l’échelle de l’ouvrage par l’agrégation des données<br />

environnementales. La justesse de cette approche partielle réside dans les données environnementales elles-mêmes : les<br />

données prennent-elles en compte, outre la fabrication du produit de construction lui-même (assemblage des matériaux de<br />

construction), la phase de chantier, celles de vie en œuvre, de déconstruction et de fin de vie du bâtiment et des produits ?<br />

Le choix de l’échelle de description d’un bâtiment (dicté bien souvent par le choix d’une base de données spécifique) n’est<br />

pas anodin et suggère les choix méthodologiques privilégiés par les concepteurs des logiciels. Pour une approche ACV, un<br />

produit de construction n’est pas égal à une simple somme de matériaux. En effet, tout simplement parce que l’addition des<br />

impacts de différents produits ne prend pas en compte la phase d’assemblage de ces matériaux et que d’autres phases sont<br />

évincées de l’analyse : la complétude (au sens de la norme ISO 14044) n’est pas assurée. De la même façon,<br />

méthodologiquement, l’ACV d’un bâtiment ne correspond pas à la simple somme de données sur les produits de<br />

construction. Les données doivent être adaptées et complétées (phases chantiers et transport).<br />

Certains outils sont plus avancés et intègrent des modules pour calculer les impacts lors de la vie en œuvre du bâtiment.<br />

Peu d’outils semblent traiter de façon approfondie la fin de vie des bâtiments.<br />

Quelques outils (GreenCalc+) proposent une analyse à l’échelle quartier, mais celle-ci est encore balbutiante.<br />

L’adaptabilité et la transparence des données et de leur l’utilisation<br />

Parmi les outils étudiés, il semblerait que toutes les tendances entre « la boite noire » à l’outil le plus transparent soient<br />

représentées. Les stratégies de transparence ou d’adaptabilité sont fortement liées aux objectifs auxquels entend répondre<br />

l’outil. Si certains acteurs se contentent largement d’un outil « presse-bouton », la transparence (affichage et accessibilité<br />

des données) est parfois essentielle. La transparence concerne la définition des frontières de l’étude, l’utilisation de bases<br />

1 POLSTER Bernd. CONTRIBUTION A L'ETUDE DE L'IMPACT ENVIRONNEMENTAL DES BATIMENTS<br />

PAR ANALYSE DU CYCLE DE VIE. Thèse de doctorat. Soutenue le 14 Décembre 1995<br />

9


de données, les hypothèses de calculs, les méthodologies mises en œuvre, les éléments permettant l’interprétation des<br />

résultats ACV, etc.<br />

Par exemple, l’utilisateur, dans l’outil BEES peut modifier les paramètres dominants de l’évaluation, comme les poids des<br />

catégories et a également accès aux bases de données et aux algorithmes.<br />

L’usager, dans l’outil LISA peut accéder aux détails des calculs.<br />

Dans ELODIE, l’utilisateur ne peut consulter qu’une partie des FDES : les tableaux d’indicateurs et pas les tableaux<br />

d’inventaires<br />

6. Les résultats exprimés par les outils<br />

Interprétation des résultats : Indicateurs et normalisation des méthodes de calcul<br />

Pour chacun des outils, les indicateurs calculés ont été relevés. Pour la plupart d’entre eux, les unités ont également été<br />

renseignées. Les méthodes associées à chaque indicateur n’ont pas été précisées. Sur la base de ces données, quelques<br />

remarques peuvent être formulées.<br />

Les outils expriment des résultats en s’appuyant sur les méthodologies normalisées.<br />

Par exemple, l’ensemble des indicateurs utilisés par ELODIE sont normalisés. L’outil Greencalc+ s’appuie sur une série de<br />

normes hollandaises pour ses calculs sur les consommations d’eau et d’énergie.<br />

Les critères (ou thématiques) évalués et les indicateurs calculés sont souvent issus de consensus, qu’ils soient<br />

normalisés ou scientifiques.<br />

Par exemple, l’indicateur changement climatique (en kg éq. CO2) fait largement consensus parmi les outils suivants : Equer,<br />

Elodie, Envest, Legep, Ecoquantum, Athena, BEES, Ecosoft, GreenCalc+ et Ecotect. D’autres indicateurs (Destruction de la<br />

couche d’ozone stratosphérique, en kg CFC éq. R11 ou Acidification atmosphérique, en kg éq. SO2) sont également largement<br />

utilisés.<br />

Mais pour le critère de la préservation des ressources, traité par chaque outil, il existe des divergences d’approches. Par<br />

exemple l’indicateur de consommation de ressources énergétiques (énergie primaire totale) en MJ se restreint parfois aux<br />

énergies fossiles. De plus, si les indicateurs des différents outils semblent porter le même nom, cette première analyse ne nous<br />

permet pas d’affirmer qu’il s’agit bien d’indicateurs équivalents calculés avec la même méthodologie. D’autres indicateurs<br />

semblent exprimer le même questionnement, mais s’expriment de façon différente : la consommation de ressources s’exprime<br />

en t de matières premières ou en kg éq. Antimoine (Sb), qui intègre une pondération.<br />

D’autres indicateurs affichent, au contraire, une présence plus anecdotique. Ils peuvent s’attacher à des préoccupations<br />

annexes, nouvelles ou sur lesquelles la communauté scientifique n’a pas trouvé de consensus de travail.<br />

Par exemple, les indicateurs Qualité de l’air intérieur (BEES), santé humaine, génération d’odeurs n’ont été retenus que par de<br />

rares outils. Ecoeffect propose des indicateurs pour l’air intérieur, les allergies et un indicateur de Sick Building Syndrome.<br />

Interprétation des résultats : Agrégation des indicateurs et Échelles de référence<br />

Les indicateurs sont bien souvent le résultat de l’agrégation de données issues de l’ICV (Inventaire de Cycle de Vie).<br />

Certains outils proposent pourtant un niveau d’agrégation des indicateurs plus élevé allant parfois jusqu’à un indicateur<br />

unique. Ces agrégations ont pour objectif de fournir à l’utilisateur des résultats plus facilement maniables avec le risque<br />

d’une perte d’information au cours de l’étape de l’agrégation.<br />

L’agrégation s’appuie bien souvent sur une pondération des indicateurs initiaux.<br />

Certains outils, comme ELODIE, proposent comme résultat les mêmes indicateurs que ceux observés à l’échelle du produit.<br />

D’autres outils proposent une agrégation « partielle » comme ECO QUANTUM qui définit quatre scores distincts ; ressources,<br />

émissions, énergie et déchets. Chacun de ces indicateurs et scores est divisé en trois catégories : matériaux, énergie et eau.<br />

Enfin d’autres outils proposent comme seul résultat final ou en complément des autres indicateurs un indicateur issu d’une<br />

agrégation totale : ENVEST parle d’ecopoints (pour lesquels la normalisation et la pondération sont spécifiques au Royaume-<br />

Uni) comme Ecosoft et GreenCalc+ calculent un indice de sustainabilité.<br />

Certains outils proposent, en complément d’indicateurs agrégés ou en parallèle, la comparaison du projet -rentré par<br />

l’utilisateur- avec d’autres projets. L’appel à une référence constitue une première étape de l’aide à la décision.<br />

Le profil environnemental du projet peut être comparé avec d’autres profils de solutions modélisées par l’utilisateur lui-même<br />

(Elodie…).<br />

Le profil environnemental du projet peut également être comparé avec un bâtiment de référence prédéfini dans l’outil (les outils<br />

GreenCalc+ et LISA dans lequel bâtiment est comparé à un bâtiment typique de d’une région Australienne) ou encore avec un<br />

ensemble de référence prédéfini dans l’outil (Ecoeffect).<br />

Le profil environnemental peut être traduit en équivalences. Par exemple, les résultats pour l’ensemble du bâtiment peuvent<br />

être exprimés en équivalent habitant année (profil normalisé) comme le fait EQUER ou ENVEST (dont les éco-points sont<br />

spécifiques au Royaume-Uni)<br />

Le profil environnemental agrégé peut également confronté à des classes d’évaluation : GreenCalc+ propose, quant à lui, deux<br />

indices agrégés associés à des échelles de référence : L’indice environnemental de la qualité environnementale du bâtiment<br />

(MIG) correspond à la comparaison des impacts environnementaux du bâtiment (avec son utilisation standard) avec ceux d’un<br />

10


âtiment de référence. Ceci reflète la qualité environnementale intrinsèque du bâtiment. L’indice environnemental de gestion du<br />

bâtiment (MIB) correspond à la comparaison des impacts environnementaux du bâtiment (avec son utilisation effective) avec<br />

ceux d’un bâtiment de référence<br />

Unités d’expression des résultats et format de représentation des résultats<br />

Les résultats, exprimés sous forme de tableaux de résultats, de graphiques radars ou autre, peuvent être donnés pour le<br />

cycle de vie complet d'un bâtiment ou pour chaque étape du cycle de vie (opposition par exemple de l’énergie grise avec<br />

l’énergie de fonctionnement). Les résultats peuvent être calculés pour l’ensemble du bâtiment ou pour des sections diverses<br />

de ce même bâtiment, telles qu'un matériel particulier, un simple composant, des groupes d’assemblage.<br />

Ils peuvent être exprimés avec différentes unités, par exemple : par m², par m 3 ou par personne.<br />

L’outil ENVEST permet de comparer à l’échelle des bâtiments, mais permet également de confronter plusieurs matériaux de<br />

constructions et différentes stratégies de maintenance. Ce même outil offre la possibilité de comparer l’énergie grise avec<br />

l’énergie consommée durant la vie en œuvre.<br />

L’utilisateur peut ainsi étudier les contributions des composants pour chaque indicateur (graphiques camembert ou<br />

histogrammes), comparer plusieurs bâtiments avec l’ensemble des indicateurs (graphiques radar), faire exprimer les<br />

résultats dans les unités qui « lui parlent le mieux ».<br />

Quelques fonctions proposées par les outils :<br />

EQUER : Les variantes sont comparées sur l’ensemble du cycle de vie. La contribution des différentes phases peut être<br />

visualisée par un histogramme pour chaque indicateur.<br />

ELODIE : Pour chacun des indicateurs environnementaux, un graphique donne la répartition des impacts imputable à chaque<br />

zone.<br />

LEGEP : Dessine un diagramme de Sankey. Un graphique représente la répartition des pollutions dans le temps<br />

GreenCalc+ : Donne une étiquette avec classe du bâtiment<br />

11


Conclusion<br />

Les 16 outils étudiés ne s’adressent pas tous aux mêmes acteurs (architectes, BET, architectes, consultants, collectivités<br />

locales), ne répondent donc pas aux mêmes besoins et n’affichent pas tous la même transparence. Pour une majorité des<br />

outils observés, de la documentation consistante et disponible est quasi-inexistante. Les outils proposent -pour l’essentielun<br />

cœur commun qui est l’agrégation des données environnementales (matériaux, produits, assemblages) pour obtenir des<br />

données à l’échelle de l’ouvrage. Les outils divergent sur le format et la méthode d’acquisition des données<br />

environnementales (acquisition automatique ou manuelle ; données à l’échelle matériaux, produit, assemblage ; données<br />

« from cradle to gate » ou « cradle to grave » ; adaptabilité des données), sur l’expression des résultats (indicateurs<br />

renseignés, présentation graphique)…<br />

Les outils semblent pouvoir se classer selon deux alternatives, en termes de méthodologie :<br />

- Soit l’outil travaille à partir de données d’ACV produits complètes (« from cradle to grave ») et l’utilisateur peut<br />

modifier les données s’il souhaite les personnaliser.<br />

- Soit l’outil travaille à partir de données d’ACV partielles (« from cradle to gate ») et l’utilisateur apportent les<br />

compléments nécessaires pour son cas d’étude. (Outil type EQUER)<br />

12


Annexes du chapitre 1 :<br />

EQUER ..................................................................................................................................................................................... 14<br />

ELODIE .................................................................................................................................................................................... 17<br />

ENVEST ................................................................................................................................................................................... 20<br />

LEGEP ..................................................................................................................................................................................... 23<br />

ECO QUANTUM ...................................................................................................................................................................... 26<br />

TEAM TM BÂTIMENT ................................................................................................................................................................. 28<br />

ATHENA .................................................................................................................................................................................. 30<br />

BUILDING DESIGN ADVISOR ................................................................................................................................................ 36<br />

BEES ........................................................................................................................................................................................ 40<br />

ECOEFFECT ............................................................................................................................................................................ 42<br />

ECOSOFT ................................................................................................................................................................................ 45<br />

GREENCALC+ ......................................................................................................................................................................... 48<br />

ECOTECT ................................................................................................................................................................................ 51<br />

GBTOOL .................................................................................................................................................................................. 54<br />

LCAID ...................................................................................................................................................................................... 57<br />

LISA ......................................................................................................................................................................................... 60<br />

LA NORME XP P 01-020-3 ...................................................................................................................................................... 65<br />

Projet financé par l’Agence Nationale de Recherche (PREBAT)<br />

ANR-07-P BAT-003-01<br />

13


Outil développé<br />

par :<br />

Vocation /<br />

description<br />

sommaire de<br />

l’outil<br />

Fonctions<br />

principales<br />

Périmètre :<br />

domaine<br />

d’application<br />

Traitement de la vie en œuvre<br />

Traitement de la<br />

fin de vie<br />

Localisation des<br />

filières locales de<br />

traitement<br />

Pour quel<br />

public ?<br />

Quelle étape du<br />

projet ?<br />

EQUER<br />

ARMINES<br />

IZUBA Énergies<br />

Disponibilité de l’outil : Diffusé depuis 2002<br />

www.izuba.fr<br />

EQUER permet d’évaluer les impacts environnementaux d’un bâtiment par analyse de<br />

cycle de vie, et de comparer diverses variantes de conception.<br />

Calcul des impacts environnementaux d’un bâtiment.<br />

Visualisation des impacts sur les différentes phases du cycle de vie.<br />

Bâtiments neufs ou<br />

existants, transports Sont exclus :<br />

induits par le choix du<br />

site.<br />

Distances de transport<br />

vers une décharge<br />

(déchets inertes et<br />

déchets banals), un<br />

incinérateur, une usine<br />

de recyclage<br />

Acteurs de la<br />

construction.<br />

Prise en main aisée de<br />

l’outil.<br />

Toutes.<br />

Permet une aide à l’écoconception<br />

des<br />

bâtiments (neuf et<br />

réhabilitation)<br />

Énergie<br />

Eau<br />

Émissions<br />

Traitement de la fin de vie<br />

Recyclage des matériaux<br />

(Démontabilité, Séparabilité,<br />

Recyclabilité, Recyclage<br />

effectif)<br />

Bâtiments abritant des<br />

procédés industriels<br />

Chaînage à l’outil de<br />

simulation dynamique<br />

PLEIADES-COMFIE<br />

Consommation d’eau froide<br />

et d’eau chaude<br />

Déchets d’activité<br />

Mise en décharge,<br />

incinération (inventaires<br />

différents pour bois,<br />

plastiques…), recyclage<br />

(verre, acier, béton,<br />

aluminium)<br />

Données d’ACV<br />

utilisées<br />

Données du<br />

bâtiment<br />

Relié à quelles<br />

bases de<br />

Inventaires comportant plusieurs centaines de substances, pour les matériaux et les<br />

procédés. Un inventaire pour un nouveau produit peut être ajouté dans la base Ecoinvent<br />

puis exporté vers EQUER.<br />

- plans par niveau (visualisation 3D)<br />

- techniques de construction (parois, vitrages, équipements…)<br />

- scénarios d’utilisation<br />

- type d’énergie, mixe de production d’électricité, données sur le site<br />

Base Ecoinvent, www.ecoinvent.ch , version 2003 (prochainement 2007)<br />

Ou Oekoinventare 1996<br />

14


données ?<br />

Résultats<br />

principaux :<br />

Liste des<br />

indicateurs<br />

Présentation des<br />

résultats :<br />

Douze indicateurs environnementaux<br />

- Consommation de ressources énergétiques (énergie primaire totale) en MJ<br />

- Épuisement des ressources en kg éq. Antimoine (Sb)<br />

- Consommation d’eau totale, en m 3<br />

- Déchets ultimes, en tonnes eq. inertes<br />

- Déchets radioactifs, en dm 3<br />

- Changement climatique, en kg éq. CO 2<br />

- Acidification atmosphérique, en kg éq. SO 2<br />

- Eutrophisation, en kg eq. phosphates<br />

- Toxicité humaine, en eq. années de vie perdues<br />

- Atteinte à la biodiversité, en % d’espèces disparues x m 2 x an<br />

- Génération d’odeur, en m 3 d’air pollué<br />

- Formation d’ozone photochimique, en kg éq. éthylène<br />

Tableaux, graphiques radars et histogrammes<br />

Plusieurs variantes peuvent être comparées à l’aide d’un diagramme radar :<br />

Résultats :<br />

signification et<br />

usage possible<br />

Les résultats pour l’ensemble du bâtiment peuvent être exprimés en équivalent habitant<br />

année (profil normalisé)<br />

Les variantes sont comparées sur l’ensemble du cycle de vie. La contribution des<br />

différentes phases peut être visualisée par un histogramme pour chaque indicateur.<br />

15


Les résultats sont fournis dans un fichier gérable par Excel pour des analyses<br />

spécifiques.<br />

Sources : Bernd Polster, Thèse de doctorat, École des Mines de Paris, 1995<br />

Bruno Peuportier, Eco-conception des bâtiments, Presses de l’EMP, 2003<br />

http://www.cenerg.ensmp.fr/francais/themes/cycle/index.html<br />

Références<br />

Application de cet<br />

outil (type de<br />

bâtiment, études<br />

spécifiques, etc.)<br />

Validation / intercomparaison<br />

de<br />

logiciels :<br />

Exposition Eco-Logis (maison individuelle neuve), 1996<br />

Projet tertiaire Le Nautile à Mèze, 2000<br />

Réhabilitation HLM à Montreuil (projet européen REGEN LINK), 2003<br />

Logements sociaux à Montreuil et à Trondheim (projet européen Eco-housing),<br />

2005<br />

Quartier Lyon Confluence à Lyon (projet ADEQUA), 2006<br />

Maisons passives à Formerie, 2008<br />

Projet européen REGENER, 1996<br />

Annexe 31 de l’Agence Internationale de l’Énergie, 2001,<br />

http://www.iisbe.org/annex31/index.html<br />

Réseau thématique européen PRESCO, 2004,<br />

http://www.etn-presco.net/generalinfo/index.html<br />

16


ELODIE<br />

Outil développé<br />

par :<br />

Vocation /<br />

description<br />

sommaire de l’outil<br />

Fonctions<br />

principales<br />

Périmètre :<br />

domaine<br />

d’application<br />

CSTB_ France Disponibilité de l’outil : En cours de béta-test<br />

ELODIE a été développé dans l’objectif d’utiliser les Fiches de Déclaration<br />

Environnementale et Sanitaire des produits (FDES) de construction (en utilise pour le<br />

moment uniquement les données environnementales).<br />

Outil d’aide au choix des produits de construction à l’échelle des composants du<br />

bâtiment ou parties d’ouvrages. (on compare des unités fonctionnelles)<br />

Calcule la part produit des impacts environnementaux d’un bâtiment.<br />

ELODIE n'est, dans cette version, pas un outil complet d'évaluation<br />

environnementale des bâtiments.<br />

Données produits<br />

« cradle to grave » à<br />

l’échelle du bâtiment.<br />

Bâtiments neufs<br />

Énergie<br />

Sont exclus :<br />

Prévu dans le futur<br />

Pas de consommations<br />

énergétiques ou d’eau<br />

durant la durée de vie du<br />

bâtiment lui-même<br />

Traitement de la vie<br />

en œuvre<br />

Eau<br />

Émissions<br />

Prévu dans le futur<br />

Prévu dans le futur<br />

Traitement de la fin<br />

de vie<br />

Localisation des<br />

filières locales de<br />

traitement<br />

non<br />

Traitement de la fin de vie<br />

Recyclage des matériaux<br />

(Démontabilité, Séparabilité,<br />

Recyclabilité, Recyclage<br />

effectif)<br />

non<br />

Pour quel public ?<br />

Quelle étape du<br />

projet ?<br />

Acteurs de la<br />

construction.<br />

Prise en main aisée de<br />

l’outil.<br />

Toutes.<br />

Permet une aide à la<br />

conception<br />

environnementale des<br />

bâtiments<br />

Données d’ACV<br />

utilisées<br />

Données du<br />

bâtiment<br />

Relié à quelles<br />

bases de<br />

données ?<br />

- données environnementales des produits et matériaux de construction (extraites<br />

automatiquement dans INIES ou gestion d’une base de données personnelle) « cradle to<br />

grave » (les dix indicateurs environnementaux de la norme NF P01-010)<br />

- métré quantitatif du bâtiment à homogénéiser avec les UF des FDES<br />

- DVT et DVE des produits de construction<br />

- SHON du bâtiment<br />

- Base INIES, répertoriant des FDES. (www.inies.fr)<br />

- Possibilité de gérer sa propre base de données et de partager des produits<br />

entre les différents utilisateurs.<br />

17


Résultats<br />

principaux :<br />

Liste des<br />

indicateurs<br />

Présentation des<br />

résultats :<br />

Les dix indicateurs environnementaux de la norme NF P01-010, excepté les déchets<br />

valorisés. Ils sont calculés grâce à l’agrégation des données produits.<br />

- Consommation de ressources énergétiques (énergie primaire totale, énergie<br />

renouvelable et énergie non renouvelable) en MJ<br />

- Épuisement des ressources (ADP) en kg éq. Antimoine (Sb)<br />

- Consommation d’eau totale, en L<br />

- Déchets solides éliminés (déchets dangereux, déchets non dangereux, déchets<br />

radioactifs, déchets inertes), en kg<br />

- Changement climatique, en kg éq. CO2<br />

- Acidification atmosphérique, en kg éq. SO2<br />

- Pollution de l’air, en m 3<br />

- Pollution de l’eau, en m 3<br />

- Destruction de la couche d’ozone stratosphérique, en kg CFC éq. R11<br />

- Formation de d’ozone photochimique, en kg éq. éthylène<br />

Tableaux, graphiques radars et graphiques « camemberts».<br />

Résultats :<br />

signification et<br />

usage possible<br />

Pour les résultats pour l’ensemble du bâtiment, les unités des résultats peuvent être<br />

choisies parmi les suivantes :<br />

- totaux pour l’ensemble du cycle de vie,<br />

- totaux par m² de SHON et<br />

- totaux par m² de SHON et par annuité.<br />

Les résultats affichés sont le résultat de l’agrégation des données<br />

environnementales des produits : les phases de construction et de remplacement<br />

sont prises en considération. Les données « produit » intègrent les phases de vie<br />

en œuvre et de fin de vie.<br />

ELODIE met à votre disposition des fonctions de comparaison de solutions<br />

constructives ; il est donc possible de comparer plusieurs bâtiments.<br />

Pour chacun des indicateurs environnementaux, un graphique donne la répartition des<br />

impacts imputable à chaque zone.<br />

18


Sources :<br />

http://ese.cstb.fr/elodie/default.aspx<br />

Références<br />

Application de cet outil<br />

(type de bâtiment,<br />

études spécifiques,<br />

etc.)<br />

Validation / intercomparaison<br />

de<br />

logiciels :<br />

_<br />

_<br />

19


ENVEST<br />

Outil développé par : UK Disponibilité de l’outil : Envest 2, interface web, sous<br />

licence.<br />

Vocation /<br />

description sommaire<br />

de l’outil<br />

Outil permettant de calculer les impacts environnementaux à l’échelle du bâtiment et le coût global<br />

de celui-ci. Il existe 2 logiciels distincts : Envest 2 Estimator (les coûts des produits et leur durée de<br />

vie sont prédéterminées et ne peuvent être modifiées) et Envest 2 Calculator (les coûts des<br />

produits et leur durée de vie peuvent être modifiés).<br />

Il est possible d’échanger des informations avec les autres utilisateurs.<br />

Fonctions principales Calcule la part produit des impacts environnementaux d’un bâtiment et la consommation du<br />

Périmètre : domaine<br />

d’application<br />

Traitement de la vie<br />

en œuvre<br />

Traitement de la fin<br />

de vie<br />

Localisation des filières<br />

locales de traitement<br />

bâtiment durant sa vie en œuvre.<br />

Bâtiments neufs ou<br />

existants.<br />

« Cradle to grave »<br />

Énergie<br />

Eau<br />

Émissions<br />

néant<br />

Sont exclus :<br />

Chauffage (pertes de chaleur par paroi, …), éclairage (demande de<br />

la charge d’éclairage, du type de matériel installé, de l’investissement<br />

demandé), ventilation, refroidissement, ascenseurs, …<br />

Oui<br />

Non<br />

Traitement de la fin de vie<br />

Recyclage des matériaux<br />

(Démontabilité, Séparabilité,<br />

Recyclabilité, Recyclage effectif)<br />

néant<br />

Pour quel public ?<br />

Quelle étape du<br />

projet ?<br />

large<br />

Phase de conception<br />

Données d’ACV<br />

utilisées<br />

Les données d’Envest 2 sont spécifiques au Royaume-Uni:<br />

a) la durée de vie<br />

b) les facteurs d'expositions<br />

c) les référence en matière de consommation d'énergie et d'eau<br />

d) les analyse du cycle de vie des matériaux<br />

e) les éco-points (la normalisation et la pondération sont spécifiques au Royaume-Uni)<br />

Données du bâtiment - Type de bâtiment<br />

- Métré quantitatif du bâtiment (nombre d’étage, surfaces, forme du bâtiment, périmètre,<br />

hauteur des étages, % de surface vitrées, % de surface occupées par des portes)<br />

- durée de vie du bâtiment (et % de perte de performance)<br />

- durée d’occupation du bâtiment et nombre d’occupants<br />

- type de sol sur lequel le bâtiment est implanté<br />

- Description des équipements techniques (climatisation, éclairage, ascenseurs…)<br />

- Composition du bâtiment (nature des matériaux…)<br />

Relié à quelles bases<br />

de données ?<br />

- Le logiciel utilise la base de données de BRE.<br />

20


BRE a une base de données répertoriant les impacts environnementaux pour 1 tonne de chacun<br />

des matériaux. La performance environnementale des produits est exprimée à l’aide de 13<br />

indicateurs différents, qui donnent le profil environnemental « cradle to gate » des produits. La<br />

performance environnementale « cradle to grave » est disponible pour des éléments, la durée de<br />

vie ayant été fixée pour tous à 60 ans.<br />

Résultats principaux :<br />

Liste des indicateurs<br />

13 indicateurs environnementaux valeur quantitative des indicateurs<br />

et un indicateur à points : Ecopoint score<br />

Des indicateurs économiques<br />

- Consommation de ressources énergétiques fossiles, en TEP<br />

- Extraction de minéraux, en kg<br />

- Consommation d’eau totale, en L<br />

- Déchets éliminés, en kg<br />

- Changement climatique, en kg éq. CO2<br />

- Acidification atmosphérique, en kg éq. SO2<br />

- Destruction de la couche d’ozone stratosphérique, en kg CFC11<br />

- Formation de d’ozone photochimique, en kg éq. Éthylène<br />

- La toxicité pour l'homme dans l'air, en kg de toxicité (la toxicité est calculée comme la masse<br />

nécessaire pour diluer chaque substance toxique au-dessous de sa concentration maximale<br />

tolérable)<br />

- La toxicité pour l'homme à l'eau<br />

- L’eutrophisation, en kg éq. Phosphate<br />

- Écotoxicité, m3 de toxicité<br />

Indicateur complémentaire :<br />

- La pollution associée au transport et à la congestion du trafic, en tonnes. kilomètres (t.km)<br />

Présentation des<br />

résultats :<br />

Résultats :<br />

signification et usage<br />

possible<br />

Graphique, tableaux, rapports<br />

Possibilité de comparer plusieurs bâtiments, plusieurs matériaux de<br />

constructions et différentes stratégies de maintenance.<br />

Possibilité de comparer l’énergie grise avec l’énergie consommée<br />

durant la vie en œuvre.<br />

Pour les résultats pour l’ensemble du bâtiment, les unités des<br />

résultats peuvent être choisies parmi les suivantes :<br />

- totaux pour l’ensemble du cycle de vie,<br />

- totaux par m².<br />

Embodied (in red) Vs.<br />

operational<br />

Les résultats affichés sont le résultat de l’agrégation des données environnementales des<br />

produits : les phases de construction et de remplacement sont prises en considération.<br />

L’indicateur à points « Ecopoints » est calculé en faisant la somme des scores obtenus pour<br />

chaque indicateur environnemental. Le score pour un indicateur est obtenu en multipliant l'impact<br />

normalisé avec sa pondération.<br />

La norme est correspond à l’'impact sur l'environnement causé annuellement par un citoyen du<br />

Royaume-Uni typique : cette norme vaut 100 Ecopoints. Ce qui correspond au profil suivant :<br />

21


Pour un citoyen du<br />

Royaume-Uni typique<br />

La pondération des impacts<br />

est la suivante:<br />

Sources :<br />

Références<br />

Application de cet outil<br />

(type de bâtiment,<br />

études spécifiques, etc.)<br />

Validation / intercomparaison<br />

de<br />

logiciels :<br />

Climate Change 12,300 kg CO2 eq 38%<br />

Acid Deposition 58.9 kg SO2 eq 5 %<br />

Ozone Depletion 0.286 kg CFC11eq 8%<br />

Human Toxicity to Air 90.7 kg tox. 7%<br />

Photochemical Ozone<br />

3<strong>2.2</strong> kg ethene eq 4%<br />

Creation (Summer Smog)<br />

Human Toxicity to Water 0.0777 kg tox 3%<br />

Ecotoxicity 178,000 m³ tox. 4%<br />

Eutrophication 8.01 kg PO4 eq. 4%<br />

Fossil Fuel Depletion 4.09 tonnes of oil eq 12%<br />

Mineral Extraction 5.04 t 3.5%<br />

Water Extraction 418,000 litres 5,5%<br />

Waste Disposal 7.19 t 6%<br />

Transport Pollution &<br />

Congestion<br />

4140 tonne.km,<br />

http://www.bre.co.uk/page.jsp?id=52<br />

http://envestv2.bre.co.uk/<br />

Wessex Water Operations Centre, par Bennetts Associates (Étude non disponible<br />

_<br />

22


LEGEP<br />

Outil développé<br />

par :<br />

Allemagne, LEGEP-Software<br />

GmbH<br />

Disponibilité de l’outil :<br />

Sous licence<br />

Vocation /<br />

description<br />

sommaire de<br />

l’outil<br />

Fonctions<br />

principales<br />

LEGEP a été développé dans l’objectif d’être un outil complet pour évaluer le cycle de vie d’un bâtiment.<br />

C’est un outil composé de quatre logiciels, permettant d’obtenir, et ce pour chacune des phases du cycle<br />

de vie d’un bâtiment, non seulement<br />

- ses consommations énergétiques (chauffage, l'eau chaude, l'électricité)<br />

- ainsi qu’une évaluation de son coût global (construction, vie en œuvre -consommations, coût<br />

des produits d’entretien-, maintenance, rénovation, démolition) ;<br />

- mais également ses impacts sur l’environnement.<br />

Calcule les impacts environnementaux d’un bâtiment et son coût global.<br />

Périmètre :<br />

domaine<br />

d’application<br />

Traitement de<br />

la vie en œuvre<br />

Données produits « cradle to grave »<br />

à l’échelle du bâtiment.<br />

Bâtiments neufs et existants ou<br />

produits de construction.<br />

Énergie<br />

Sont exclus :<br />

Traitement de<br />

la fin de vie<br />

Localisation des<br />

filières locales de<br />

traitement<br />

Pour quel<br />

public ?<br />

Quelle étape du<br />

Eau<br />

Émissions<br />

Toutes.<br />

Sont calculées les consommations de chauffage, d'eau chaude,<br />

d'électricité …<br />

Construction du diagramme de Sankey sur les consommations<br />

et pertes thermiques.<br />

Type d’utilisation et densité d’occupation des locaux pour<br />

calculer certains usages. Possibilité d’intégrer aux calculs les<br />

apports solaires et la production d’électricité à partie de<br />

panneaux solaires PV.<br />

Type d’utilisation et densité d’occupation des locaux pour<br />

calculer la consommation d’eau ( à partir de données<br />

statistiques). Possibilité d’intégrer l’usage d’eau de pluie.<br />

Néant<br />

Traitement de la fin de vie<br />

Recyclage des matériaux (Démontabilité,<br />

Séparabilité, Recyclabilité, Recyclage effectif)<br />

23


projet ?<br />

Données d’ACV<br />

utilisées<br />

Données du<br />

bâtiment<br />

Relié à quelles<br />

bases de<br />

données ?<br />

Résultats<br />

principaux :<br />

Liste des<br />

indicateurs<br />

Présentation<br />

des résultats :<br />

Figure 1:Changement climatique (kg équivalent CO2, GWP<br />

100) au cours de la vie en œuvre du bâtiment.<br />

LEGEP récupère différents données : données environnementales, énergétiques et économiques.<br />

Dans LEGEP, un bâtiment peut être décrit simultanément et de façon<br />

complémentaire à différentes échelles : inventaires de cycle de vie, caractéristique des matériaux,<br />

données de process, éléments simples, éléments composés (tels que des fenêtres) ou à l’aide de macroéléments,<br />

(tels qu’un toit).<br />

L’utilisateur établi également des scénarios de maintenance, d’entretien, et de modifications du<br />

bâtiment…<br />

LEGEP est organisé autour de quatre logiciels qui ont chacun leur base de données.<br />

tous contenus dans une base de données interne au logiciel. L’utilisateur peut également utiliser une<br />

base de données de matériaux de construction ou renseigner l’inventaire du cycle de vie d’un produit (à<br />

partir des bases de données ECOINVENT, GEMIS, Baustoff Okoinventare et la propre base de LEGEP).<br />

Pour évaluer le coût de chaque élément renseigné, LEGEP utilise ainsi une base de données extérieure<br />

nommée SIRADOS, mise à jour annuellement.<br />

LEGEP fournit donc les impacts environnementaux pour les étapes de construction, et de vie en œuvre.<br />

Pour les indicateurs environnementaux, LEGEP propose huit indicateurs :<br />

- Changement climatique GWP100 ans (méthode CML) en kg éq. CO2<br />

- Acidification atmosphérique, en kg éq. SO2<br />

- Formation d’Ozone photochimique, en kg éq. éthylène<br />

- Destruction de la couche d’ozone stratosphérique, en kg.éq CFC-R11<br />

- Eutrophisation, en éq. Phosphate<br />

- Consommation d'énergie primaire, en MJ<br />

- Consommation d’énergie renouvelable et non-renouvelable, en MJ<br />

- Ressources, en kg éq. Antimoine<br />

Des indicateurs supplémentaires devraient être bientôt proposés.<br />

Résultats :<br />

signification et<br />

usage possible<br />

Sources :<br />

http://www.legoe.de/<br />

PRESCO www.etn-presco.net<br />

24


Références<br />

Application de<br />

cet outil (type<br />

de bâtiment,<br />

études<br />

spécifiques,<br />

etc.)<br />

Validation /<br />

intercomparaison<br />

de<br />

logiciels :<br />

LEGEP est un outil complet d'évaluation environnementale des bâtiments<br />

au même titre que l'outil français EQUER.<br />

25


ECO QUANTUM<br />

Outil développé par :<br />

Vocation /<br />

description sommaire<br />

de l’outil<br />

Fonctions principales<br />

Périmètre : domaine<br />

d’application<br />

Traitement de la vie en<br />

œuvre<br />

Traitement de la fin de<br />

vie<br />

Localisation des filières<br />

locales de traitement<br />

Pour quel public ?<br />

Quelle étape du<br />

projet ?<br />

Données d’ACV<br />

utilisées<br />

Données du bâtiment<br />

Pays Bas_<br />

Financé par le Steering Committee for<br />

Experiments in Public Housing, la Fondation<br />

pour la Recherche dans la construction,<br />

l'Association des Architectes hollandais et le<br />

gouvernement hollandais<br />

Disponibilité de<br />

l’outil :<br />

ECO QUANTUM a été développé dans l’objectif d’offrir aux architectes la possibilité d’effectuer une<br />

rapide analyse de leurs proposition, de faciliter la communication entre les différents acteurs et<br />

d’optimiser la conception des bâtiments.<br />

ECO QUANTUM est un outil d’aide à la décision basé sur les ACV donnant des informations<br />

quantitatives sur les impacts environnementaux des bâtiments.<br />

Il existe deux versions d’ECO QUANTUM :<br />

- ECO QUANTUM Recherche (qui est un outil pour analyser et développer des conceptions<br />

innovatrices et complexes pour des constructions durables) et<br />

- ECO QUANTUM Domestique (qui est un outil adaptés aux architectes et révèle<br />

rapidement les conséquences environnementales des choix de conception).<br />

ECO QUANTUM est couplé à l’outil SimaPro qui calcule les données environnementales par kg de<br />

matériaux utilisé.<br />

Calcule la part produit des impacts environnementaux d’un bâtiment.<br />

Données produits « cradle to grave » à<br />

l’échelle du bâtiment.<br />

Sont exclus :<br />

Bâtiments neufs<br />

Énergie<br />

Eau<br />

Émissions<br />

oui<br />

Architectes<br />

Maîtrise d’ouvrage<br />

Toutes. Mais en particulier phase de<br />

conception<br />

Selon la phase de construction, EQ est utilisé<br />

différemment : pendant la phase de<br />

conception préliminaire : les<br />

recommandations sur la forme et des<br />

dimensions et rempli des éléments de<br />

construction peuvent être le résultat d'EQ.<br />

Plus tard dans le processus de construction,<br />

les recommandations deviendront plus<br />

détaillées. Indiquant par exemple un<br />

composant qui devrait être remplacé pour<br />

réduire l'impact sur l'environnement de la<br />

construction.<br />

- cf. « Relié à quelles bases de données ? »<br />

- composants du bâtiment et les quantités<br />

oui<br />

Traitement de la<br />

fin de vie<br />

Recyclage des<br />

matériaux<br />

(Démontabilité,<br />

Séparabilité,<br />

Recyclabilité,<br />

Recyclage effectif)<br />

Pas de consommations<br />

énergétiques ou d’eau durant<br />

la durée de vie du bâtiment<br />

lui-même<br />

26


Relié à quelles bases<br />

de données ?<br />

Résultats principaux :<br />

Liste des indicateurs<br />

Présentation des<br />

résultats :<br />

Résultats : signification<br />

et usage possible<br />

ECO QUANTUM utilise deux bases de données : les Profils Environnementaux et les Composants.<br />

Une version spécifique du LCA SimaPro donne les profils environnementaux pour plus de 100<br />

matériaux de construction et certains process, comme la production d'énergie et l'eau, le transport et<br />

le traitement des déchets.<br />

La base de données est structurée en 4 niveaux : le logement complet, 8 « parties » de bâtiment, 24<br />

éléments et environ 60 composants.<br />

Les onze indicateurs environnementaux et mesures environnementales calculés grâce à<br />

l’agrégation des données produits :<br />

- Consommation de ressources énergétiques, en kWh/unité<br />

- Epuisement des ressources, en t de matières premières<br />

- Déchets éliminés, en t/unité<br />

- Déchets dangereux éliminés, en kg<br />

- Changement climatique, en t CO2/ unité<br />

- Acidification atmosphérique, en kg éq. SO2<br />

- Destruction de la couche d’ozone stratosphérique, en kg CFC éq. R11<br />

- Formation de d’ozone photochimique, en kg éq. Éthylène<br />

- Toxicité humaine, en kg<br />

- Écotoxicité (eau, sédiments et terrestre), en m 3 / kg<br />

- Nutrification<br />

Ces indicateurs sont ensuite agrégés de manière à obtenir 4 scores distincts ; ressources, émissions,<br />

énergie et déchets. Chacun de ces indicateurs et scores sont divisés en trois catégories : matériaux,<br />

énergie et eau.<br />

Tableaux, graphiques et rapports générés par le logiciel.<br />

Les résultats peuvent être donnés pour le cycle de vie entier d'un bâtiment complet mais également<br />

pour des sections transversales diverses du bâtiment, telles qu'un matériel particulier, un simple<br />

composant ou une phase du cycle de vie, par m², par m3 ou par personne.<br />

Les résultats affichés sont le résultat de l’agrégation des données environnementales des produits.<br />

Les données « produit » intègrent les phases de vie en œuvre et de fin de vie.<br />

Sources :<br />

http://www.uni-weimar.de/scc/PRO/TOOLS/nl-quantum.html<br />

(IEA-BCS Annexe 31 du rapport “Energy related Environmental impact of Buildings”)<br />

Centre for Design at RMIT pour le Department of the Environment and Heritage, Environment<br />

Australia. Greening the Building Life Cycle: Life cycle assement tools in building and construction.<br />

Building LCA. Tools Description. 51 pages. 2001. Disponible sur [http://buildlca.rmit.edu.au]<br />

27


TEAM TM Bâtiment<br />

Outil développé<br />

par :<br />

Vocation /<br />

description<br />

sommaire de<br />

l’outil<br />

Fonctions<br />

principales<br />

Périmètre :<br />

domaine<br />

d’application<br />

Traitement de la<br />

vie en œuvre<br />

Traitement de la<br />

fin de vie<br />

Localisation des<br />

filières locales de<br />

traitement<br />

Pour quel<br />

public ?<br />

Quelle étape du<br />

projet ?<br />

Données d’ACV<br />

utilisées<br />

Données du<br />

bâtiment<br />

Outil Web_ accès<br />

Écobilan_ France Disponibilité de l’outil :<br />

grand public (après<br />

enregistrement)<br />

Et accès payant pour<br />

les personnes<br />

souhaitant prendre<br />

connaissance de la<br />

partie détaillée de<br />

l’évaluation (étape par<br />

étape, flux par flux) et<br />

réaliser des<br />

comparaisons<br />

d’inventaires et<br />

d’impacts avec l’outil.<br />

TEAM TM Bâtiment a été développé dans l’objectif d’utiliser les Fiches de Déclaration<br />

Environnementale et Sanitaire des produits (FDES) de construction (en utilise pour le<br />

moment uniquement les données environnementales).<br />

Outil d’aide au choix des produits de construction à l’échelle des composants du bâtiment ou<br />

parties d’ouvrages. (on compare des unités fonctionnelles)<br />

Calcule la part produit des impacts environnementaux d’un bâtiment.<br />

Données produits « cradle to<br />

grave » à l’échelle du bâtiment. Sont exclus :<br />

Énergie<br />

Eau<br />

Émissions<br />

non<br />

Accès grand public.<br />

Oui. Les résultats des simulations thermiques doivent<br />

être rentrés pour pouvoir être utilisés<br />

oui<br />

non<br />

Traitement de la fin de vie<br />

Recyclage des matériaux<br />

(Démontabilité, Séparabilité,<br />

Recyclabilité, Recyclage<br />

effectif)<br />

Toutes.<br />

Prise en compte de la<br />

maintenance/rénovation<br />

- données environnementales des produits et matériaux de construction (extraites<br />

automatiquement dans INIES ou gestion d’une base de données personnelle) « cradle to<br />

grave » (les dix indicateurs environnementaux de la norme NF P01-010)<br />

- métré quantitatif du bâtiment à homogénéiser avec les UF des FDES (quantités de produits<br />

et de matériaux)<br />

non<br />

28


Relié à quelles<br />

bases de<br />

données ?<br />

Résultats<br />

principaux :<br />

Liste des<br />

indicateurs<br />

Présentation des<br />

résultats :<br />

Résultats :<br />

signification et<br />

usage possible<br />

- Propre base de FDES constituée à partir de la base INIES (www.inies.fr), de sites web de<br />

fédérations ou de FDES provenant directement des fabricants eux-mêmes.<br />

- L’outil stocke parallèlement l’ensemble des données du fascicule AFNOR concernant les<br />

énergies et les transports ainsi que des données de sa base de données DEAM.*<br />

- En absence de FDES, pour décrire certains produits, l’outil permet d’utiliser des<br />

modélisations simples (à partir d’ACV publiques différentes des FDES, ou des calculs<br />

d’ingénieurs)<br />

Les dix indicateurs environnementaux de la norme NF P01-010, excepté les déchets<br />

valorisés. Ils sont calculés grâce à l’agrégation des données produits.<br />

- Consommation de ressources énergétiques (énergie primaire totale, énergie renouvelable<br />

et énergie non renouvelable) en MJ<br />

- Épuisement des ressources (ADP) en kg éq. Antimoine (Sb)<br />

- Consommation d’eau totale, en L<br />

- Déchets solides éliminés (déchets dangereux, déchets non dangereux, déchets radioactifs,<br />

déchets inertes), en kg<br />

- Changement climatique, en kg éq. CO2<br />

- Acidification atmosphérique, en kg éq. SO2<br />

- Pollution de l’air, en m 3<br />

- Pollution de l’eau, en m 3<br />

- Destruction de la couche d’ozone stratosphérique, en kg CFC éq. R11<br />

- Formation de d’ozone photochimique, en kg éq. éthylène<br />

Sous forme tabulaire et graphique.<br />

Les résultats affichés sont le résultat de l’agrégation des données environnementales des<br />

produits.<br />

Possibilité de comparer plusieurs bâtiments.<br />

Possibilité de comparer les résultats avec des ordres de grandeurs de la vie courante.<br />

Sources :<br />

http://www.ecobilan.com/lci-building/fr/index.php (rien actuellement)<br />

Références<br />

Application de cet<br />

outil (type de<br />

bâtiment, études<br />

spécifiques, etc.)<br />

29


Outil développé<br />

par :<br />

Vocation /<br />

description<br />

sommaire de<br />

l’outil<br />

Fonctions<br />

principales<br />

Périmètre :<br />

domaine<br />

d’application<br />

ASMI_Canada<br />

(Athena Sustainable<br />

Materials Institute)<br />

ATHENA<br />

Impact Estimator for Buildings<br />

Disponibilité de l’outil :<br />

CD distribué par Morrison<br />

Hershfield Consulting Engineers<br />

~ $1100<br />

Version démo téléchargeable<br />

Le logiciel permet de simuler plus de 1000 combinaisons différentes et permet de modéliser<br />

95% des constructions de bâtiments en Amérique du Nord. L’estimateur tient compte des<br />

effets sur l’environnement dus à la fabrication industrielle, y compris l’extraction de ressources,<br />

les produits recyclés, les effets du transport, l’incidence régionale de l’utilisation d’énergie, du<br />

transport et les autres facteurs…<br />

L’outil peut être utilisé de manière autonome ou peut s’adapter dans un système comme par<br />

exemple le GBC.<br />

Outils de décision, outils d’évaluation environnementale des bâtiments canadiens.<br />

Permet d’obtenir un profil environnemental du bâtiment et par conséquent d’établir des<br />

comparaisons entre différentes alternatives de conception et d’usage de matériaux.<br />

Évalue l'impact du bâtiment en prenant en compte :<br />

- la fabrication des matériaux (incluant l'extraction des ressources et le contenu en produits<br />

recyclés)<br />

- le transport<br />

- la construction in-situ<br />

- la variation régionale en utilisation d'énergie, transport et autres facteurs<br />

- le type de bâtiment et la durée de vie<br />

- la maintenance, la réparation et le remplacement<br />

- démolition et traitement des déchets<br />

- consommations énergétiques liées à l’usage du bâtiment<br />

Qualité de l’air intérieur<br />

Sont exclus :<br />

Énergie<br />

OUI<br />

Traitement de la vie en œuvre<br />

Eau<br />

Émissions<br />

En cours d’élaboration<br />

En cours d’élaboration<br />

Traitement de<br />

la fin de vie<br />

Localisation<br />

des filières<br />

locales de<br />

traitement<br />

Pas de filières identifiées<br />

Traitement de la fin de vie<br />

Recyclage des matériaux<br />

(Démontabilité,<br />

Séparabilité,<br />

Recyclabilité, Recyclage<br />

effectif)<br />

OUI : Énergie nécessaire à la<br />

démolition des systèmes<br />

structurels.<br />

30


Pour quel<br />

public ?<br />

Quelle étape<br />

du projet ?<br />

Données<br />

d’ACV<br />

utilisées<br />

Données du<br />

bâtiment<br />

Architectes<br />

Ingénieurs<br />

Chercheurs<br />

Toutes<br />

Conçu pour les<br />

bâtiments neufs<br />

industriels et<br />

institutionnels,<br />

les bureaux et<br />

les bâtiments<br />

résidentiels à<br />

usage individuel<br />

ou collectifs.<br />

Bases de données ACV (qui contiennent 90-95% des systèmes structurels (bois, acier, et<br />

béton ; produits pour les revêtements ; isolants ; plaques de plâtre et matériaux de finition,<br />

choix de marques des fenêtres et des vitrages)).<br />

Consommation d’énergie et émissions sur l’air pour la construction in situ d’assemblages<br />

;Énergie nécessaire à la démolition des systèmes structurels.<br />

Évolutions actuelles en termes de nouveaux produits et sur les étapes opérationnelles<br />

(pendant l’usage) et de maintenance.<br />

- Durée de vie du bâtiment<br />

- Localisation du projet<br />

- Type de bâtiment<br />

- Sources et quantités d’énergie durant l’utilisation du bâtiment<br />

L’utilisateur précise le type ou l’épaisseur des matériaux, ainsi que le métré pour chaque<br />

élément.<br />

Relié à<br />

quelles<br />

bases de<br />

données ?<br />

Résultats<br />

principaux :<br />

Utilise les bases de données de l’institut Athena internationalement reconnues pour l’inventaire<br />

du cycle de vie, couvrant plus de 90 matériaux de structure et d’enveloppe. Utilise également<br />

les données de la US Life Cycle Inventory Database (www.nrel.gov/lci ).<br />

Consommation d’énergie (GJ)<br />

Index de pollution d’air<br />

31


Liste des<br />

indicateurs<br />

Présentation<br />

des<br />

résultats :<br />

Index de pollution de l’eau<br />

Production de déchets solides (Tonnes)<br />

Changement climatique : GWP (Tonnes éq. CO 2)<br />

Épuisement des ressources (T) Weighted Ressource Use<br />

Graphiques et tableaux<br />

Graphes de synthèse<br />

- Graphiques par étapes du cycle de vie (disponibles pour les 6 indicateurs)<br />

-<br />

- Graphiques par groupes d’assemblage (enveloppe extérieure détaillée,<br />

structure et enveloppe…) : disponibles pour les 6 indicateurs<br />

- Camembert de comparaison des opérations de maintenance et de l’énergie<br />

grise du bâtiment (disponible uniquement pour les indicateurs suivants :<br />

énergie primaire et changement climatique)<br />

32


Graphiques de détails des indicateurs - Absolute values<br />

33


Bill of materials : liste et quantité de matériaux<br />

Tableaux<br />

Synthèse par étape du cycle de vie (tableau de résultats annuels et tableau de résultat<br />

sur la durée de vie)<br />

34


Résultats :<br />

signification<br />

et usage<br />

possible<br />

Il est possible de comparer plusieurs projets.<br />

Par indicateur ou pour l’ensemble des indicateurs<br />

Sources :<br />

Pour chaque indicateur environnemental, un graphique donne la répartition des impacts<br />

imputables à chaque phase du cycle de vie, ou à chaque assemblage d’éléments.<br />

www.athenasmi.ca<br />

IPENCO (Imapct Environnemental des Produits de Construction), Rapport final<br />

Les outils d’analyse environnementale des bâtiments, Durabuild, Novembre<br />

2004<br />

35


Outil<br />

développé<br />

par :<br />

BUILDING DESIGN ADVISOR<br />

Vocation /<br />

description<br />

sommaire de<br />

l’outil<br />

Fonctions<br />

principales<br />

Périmètre :<br />

domaine<br />

d’application<br />

Lawrence Berkeley National<br />

Lab_USA<br />

Financé par U.S.<br />

Department of Energy<br />

(DOE) and the California<br />

Institute for Energy<br />

Efficiency (CIEE).<br />

Disponibilité de l’outil :<br />

Version démo<br />

téléchargeable ;<br />

Logiciel visant à répondre aux besoins des acteurs de la conception de bâtiments pour<br />

la prise de décision depuis les phases initiales de dessin conceptuel jusqu’aux<br />

spécifications détaillées sur les composants et systèmes du bâtiment.<br />

N’EST PAS UN OUTIL ACV<br />

Mode de représentation des données intéressant<br />

Outil d’aide à la décision, analyse multicritères<br />

Nouvel environnement, logiciel sophistiqué destiné à faciliter la prise de décisions en<br />

matière de concepts de construction.<br />

Ce logiciel est à la fois un outil de recherche, une aide pédagogique et, finalement, un<br />

outil professionnel pratique qui facilite le processus décisionnel stratégique et détaillé.<br />

Le BDA est compatible avec l'utilisation intégrée et simultanée de multiples outils de<br />

simulation et de bases de données et ses résultats sont compatibles avec des<br />

jugements multicritères.<br />

_<br />

Sont exclus :<br />

Énergie<br />

Données d’ACV<br />

OUI<br />

Traitement de la vie en œuvre<br />

Eau<br />

Émissions<br />

OUI<br />

Traitement de<br />

la fin de vie<br />

Localisation<br />

des filières<br />

locales de<br />

traitement<br />

NON<br />

Traitement de la fin de vie<br />

Recyclage des matériaux<br />

(Démontabilité, Séparabilité,<br />

Recyclabilité, Recyclage effectif)<br />

NON<br />

Pour quel<br />

public ?<br />

Acteurs de la conception<br />

des bâtiments.<br />

Quelle étape<br />

du projet ?<br />

Prise en main facile,<br />

utilisation rapide<br />

Tout au long de la procédure<br />

de conception, dès la<br />

première phase d'esquisse<br />

de conception d'un bâtiment<br />

jusqu'à la spécification<br />

36


détaillée des composants et<br />

des systèmes de ce<br />

bâtiment.<br />

Les objectifs ultimes du BDA<br />

sont d'étudier les besoins en<br />

données du processus<br />

d'analyse du cycle de vie<br />

complet d'un bâtiment:<br />

conception, construction,<br />

mise en service,<br />

exploitation/performances et<br />

démolition.<br />

Données<br />

d’ACV<br />

utilisées<br />

Données du<br />

bâtiment<br />

Relié à quelles<br />

bases de<br />

données ?<br />

Résultats<br />

principaux :<br />

_<br />

Schematic graphic editor : modélisation du bâtiment<br />

Building browser : paramétrage<br />

_<br />

_<br />

Liste des<br />

indicateurs<br />

Présentation<br />

des résultats :<br />

Visualisation de plusieurs variantes<br />

37


Résultats :<br />

signification et<br />

usage<br />

possible<br />

Décision desktop :<br />

Exemples de résultats :<br />

- Consommation énergétique mensuelle en fin de vie DOE2 (1)<br />

- Consommation énergétique totale DOE2 (1)<br />

- Coût total annuel<br />

- Luminosité spatiale éclairage artificiel<br />

- Apports en éclairage naturel…<br />

Sources :<br />

http://gaia.lbl.gov/bda/<br />

Références<br />

Application de<br />

cet outil (type de<br />

bâtiment, études<br />

spécifiques, etc.)<br />

Validation / intercomparaison<br />

de<br />

logiciels :<br />

_<br />

_<br />

38


(1)<br />

DOE-2 is a widely used and accepted freeware building energy analysis<br />

program that can predict the energy use and cost for all types of buildings. DOE-<br />

2 uses a description of the building layout, constructions, operating schedules,<br />

conditioning systems (lighting, HVAC, etc.) and utility rates provided by the user, along<br />

with weather data, to perform an hourly simulation of the building and to estimate utility<br />

bills. The “plain” DOE-2 program is a “DOS box” or “batch” program which requires<br />

substantial experience to learn to use effectively while offering researchers and experts<br />

significant flexibility; eQUEST is a complete interactive Windows implementation of the<br />

DOE-2 program with added wizards and graphic displays to aid in the use of DOE-2.<br />

39


BEES<br />

(Building for Environmental and Economic Sustainability (construire pour une durabilité<br />

environnementale et économique)<br />

Outil développé par :<br />

Vocation /<br />

description sommaire<br />

de l’outil<br />

NIST_USA<br />

(Building and Fire<br />

Research Laboratory of the<br />

National Institute of<br />

Standards and<br />

Technology)<br />

Disponibilité de l’outil :<br />

Gratuit pour les utilisateurs<br />

Payant pour les industriels<br />

(insertion données ACV du<br />

produit)<br />

Outil d'aide à la décision prenant en compte l'évaluation du cycle de vie. Cet outil<br />

dispose d'une base de données sur la performance environnementale et économique<br />

pour plus de 230 produits de construction.<br />

Choix des produits de construction qui correspondent au meilleur compromis entre la<br />

performance environnementale et économique.<br />

Fonctions principales<br />

Périmètre : domaine<br />

d’application<br />

Plateforme : Visual basic<br />

Conception : outil CAD, Évaluation : outil CAD<br />

Analyse environnementale et économique par l’évaluation du cycle de vie<br />

« Cradle to grave » à<br />

Vie en œuvre<br />

l’échelle des éléments de Sont exclus :<br />

construction<br />

Énergie<br />

NON<br />

Traitement de la vie en œuvre<br />

Traitement de la fin<br />

de vie<br />

Localisation des<br />

filières locales de<br />

traitement<br />

Pas de filières locales<br />

identifiées<br />

Eau<br />

Émissions<br />

Traitement de la fin de vie<br />

Recyclage des matériaux<br />

(Démontabilité,<br />

Séparabilité, Recyclabilité,<br />

Recyclage effectif)<br />

NON<br />

NON<br />

OUI (précisé dans la fiche<br />

produit, End of life)<br />

Pour quel public ?<br />

Quelle étape du<br />

projet ?<br />

Tous sauf les services<br />

d’exploitation des<br />

entreprises.<br />

Pratique, souple (les<br />

usagers peuvent modifier<br />

les paramètres dominants<br />

de l’évaluation, comme les<br />

poids des catégories) et<br />

transparent (accès aux<br />

bases de données et aux<br />

algorithmes).<br />

Toutes<br />

Données d’ACV<br />

utilisées<br />

Données du bâtiment<br />

Base de données intégrée, pas de saisie manuelle possible<br />

Unité Fonctionnelle pour la plupart des produits de construction : 0.09 m2 (1 ft2) pour<br />

une durée de vie de 50 ans.<br />

40


Relié à quelles bases<br />

de données ?<br />

Résultats principaux :<br />

Liste des indicateurs<br />

Présentation des<br />

résultats :<br />

Données ACV des industriels<br />

~200 produits dans la base de données<br />

Changement climatique<br />

Acidification atmosphérique<br />

Eutrophisation<br />

Épuisement des ressources fossiles<br />

Qualité de l’air intérieur<br />

Altération de l’habitat (espèces menacées)<br />

Polluants de l’air de référence<br />

Prélèvement d’eau<br />

Destruction de la couche d’ozone<br />

santé humaine<br />

Toxicité écologique<br />

Tableaux et graphes sur les procédés de production, les consommations d’énergie et la<br />

performance environnementale<br />

Comparaison pour chaque élément de construction, de manière indépendante<br />

Résultats :<br />

signification et usage<br />

possible<br />

Sources :<br />

Références<br />

Application de cet<br />

outil (type de<br />

bâtiment, études<br />

spécifiques, etc.)<br />

Validation / intercomparaison<br />

de logiciels :<br />

Comparaison de plusieurs produits ayant la même fonction dans le bâtiment<br />

www.bfrl.nist.gov/oae/software/bees.html<br />

Bureaux, commerces, habitat<br />

41


Outil<br />

développé<br />

par :<br />

Vocation /<br />

description<br />

sommaire de<br />

l’outil<br />

Fonctions<br />

principales<br />

Périmètre :<br />

domaine<br />

d’application<br />

ECOEFFECT<br />

KTH Disponibilité de l’outil :<br />

www.ecoeffect.se<br />

Décrire quantitativement les impacts du cadre bâti sur l’environnement et la santé, et fournir une<br />

base pour la comparaison et l’aide à la décision permettant de réduire ces impacts<br />

Calcul des impacts d’un bâtiment sur l’environnement et la santé.<br />

Coûts sur le cycle de vie<br />

Visualisation des impacts sur les différentes phases du cycle de vie.<br />

Bâtiments neufs<br />

résidentiels,<br />

tertiaires et scolaires<br />

Traitement de la vie en œuvre<br />

Traitement<br />

de la fin de<br />

vie<br />

Localisation<br />

des filières<br />

locales de<br />

traitement<br />

Pour quel<br />

public ?<br />

Quelle étape<br />

du projet ?<br />

Urbanistes,<br />

concepteurs et<br />

gestionnaires de<br />

bâtiments<br />

Prise en main aisée<br />

de l’outil.<br />

Toutes.<br />

Permet une aide à la<br />

conception et à la<br />

gestion des<br />

bâtiments<br />

Sont exclus :<br />

Énergie<br />

Eau<br />

Émissions<br />

Traitement de la fin de vie<br />

Recyclage des matériaux<br />

(Démontabilité, Séparabilité,<br />

Recyclabilité, Recyclage effectif)<br />

Bâtiments abritant des<br />

procédés industriels<br />

Calcul séparé, par exemple<br />

réglementation thermique<br />

non<br />

Espaces intérieurs et<br />

environnement proche<br />

Données<br />

d’ACV<br />

utilisées<br />

Données du<br />

Inventaires pour différents types d’énergies et matériaux génériques<br />

- géométrie (surfaces des parois, épaisseurs des couches de matériaux<br />

42


âtiment<br />

Relié à<br />

quelles<br />

bases de<br />

données ?<br />

Résultats<br />

principaux :<br />

- techniques de construction (parois, vitrages, équipements…)<br />

- type d’énergie, mix de production d’électricité, données sur le site<br />

Base développée par le KTH<br />

Liste des<br />

indicateurs<br />

Présentation<br />

des<br />

résultats :<br />

Tableaux, graphiques et histogrammes<br />

Les résultats pour le projet sont comparées à un ensemble de références :<br />

Résultats :<br />

signification<br />

et usage<br />

possible<br />

La contribution des différents matériaux peut être visualisée par un histogramme pour<br />

chaque indicateur.<br />

43


Les indicateurs de qualité des ambiances intérieures sont comparés à une référence..<br />

Sources :<br />

Glaumann, Mauritz; Malmqvist, Tove, Environmental assessment of built environment : ecoeffect method,<br />

background and summarized description, KTH, Stockholm, 2004<br />

Références<br />

Application de<br />

cet outil (type<br />

de bâtiment,<br />

études<br />

spécifiques,<br />

etc.)<br />

Validation /<br />

intercomparaison<br />

de logiciels :<br />

Getachew Assefa, On sustainability assessment of technical systems, experience from<br />

system analysis with the Orware and Ecoeffect tools, doctorate thesis, KTH, Stockholm,<br />

Décembre 2005<br />

44


Outil<br />

développé<br />

par :<br />

Vocation /<br />

description<br />

sommaire de<br />

l’outil<br />

Fonctions<br />

principales<br />

Périmètre :<br />

domaine<br />

d’application<br />

Traitement de la vie en œuvre<br />

ECOSOFT<br />

IBO<br />

(Österreichisches<br />

Institut für<br />

Baubiologie und<br />

Bauökologie)<br />

Disponibilité de l’outil : http://www.ibo.at/de/ecosoft.htm<br />

Évaluation environnementale des bâtiments selon la méthode des éco-indicateurs.<br />

Calcul des impacts environnementaux d’un bâtiment.<br />

Visualisation des impacts sur les différentes phases du cycle de vie.<br />

Bâtiments neufs<br />

Bâtiments abritant des procédés<br />

ou existants Sont exclus :<br />

industriels<br />

Énergie<br />

Eau<br />

Chaînage à l’outil de calcul correspondant<br />

à la certification autrichienne<br />

non<br />

Traitement de<br />

la fin de vie<br />

Localisation<br />

des filières<br />

locales de<br />

traitement<br />

Pour quel<br />

public ?<br />

Quelle étape<br />

du projet ?<br />

Inclut le transport<br />

des matériaux en<br />

fin de vie<br />

Architectes et BET<br />

Prise en main<br />

aisée de l’outil.<br />

Toutes.<br />

Permet une aide à<br />

l’éco-conception<br />

des bâtiments<br />

(neuf et<br />

réhabilitation)<br />

Émissions<br />

Traitement de la fin de vie<br />

Recyclage des matériaux<br />

(Démontabilité, Séparabilité,<br />

Recyclabilité, Recyclage<br />

effectif)<br />

non<br />

Mise en décharge, incinération et<br />

recyclage<br />

Données<br />

d’ACV<br />

utilisées<br />

Données du<br />

bâtiment<br />

Inventaires des matériaux (sortie usine) et des procédés<br />

- géométrie (surfaces des parois, épaisseur des couches de matériaux)<br />

- techniques de construction (parois, vitrages, équipements…)<br />

45


Relié à<br />

quelles bases<br />

de données ?<br />

Résultats<br />

principaux :<br />

Liste des<br />

indicateurs<br />

Présentation<br />

des résultats :<br />

- type d’énergie, mixe de production d’électricité, données sur le site<br />

Base WBF développée par IBO avec plus de 500 matériaux de construction, inventaires avec<br />

émissions dans l’air, l’eau et le sol, déchets, utilisation de matières premières et d’énergie<br />

Indicateurs environnementaux :<br />

- Consommation de ressources énergétiques (énergie primaire totale) en MJ<br />

- Changement climatique, en kg éq. CO 2<br />

- Acidification atmosphérique, en kg éq. SO 2<br />

- Eutrophisation, en kg eq. phosphates<br />

- Formation d’ozone photochimique, en kg éq. éthylène<br />

- Eco-indicateur (pondération des précédents)<br />

Tableaux, graphiques et histogrammes<br />

Plusieurs variantes peuvent être comparées à l’aide d’histogrammes :<br />

Résultats :<br />

signification et<br />

usage<br />

possible<br />

46


Sources : IBO, Leitfaden für die Berechnung von Oekokennzahlen für gebäude, Vienne Décembre 2006<br />

Références<br />

Application de<br />

cet outil (type de<br />

bâtiment, études<br />

spécifiques, etc.)<br />

Validation / intercomparaison<br />

de<br />

logiciels :<br />

Utilisé couramment pour la certification ökopass en Autriche<br />

Réseau thématique européen PRESCO, 2004,<br />

http://www.etn-presco.net/generalinfo/index.html<br />

47


Outil développé<br />

par :<br />

Vocation /<br />

description<br />

sommaire de<br />

l’outil<br />

Fonctions<br />

principales<br />

Périmètre :<br />

domaine<br />

d’application<br />

Dutch Institute for<br />

Building Biology and<br />

Ecology (NIBE)<br />

Traitement de la vie en œuvre<br />

Traitement de la<br />

fin de vie<br />

Localisation des<br />

filières locales<br />

de traitement<br />

Pour quel<br />

public ?<br />

Quelle étape du<br />

projet ?<br />

GreenCalc+<br />

Disponibilité de l’outil : Diffusé en néerlandais :<br />

http://www.greencalc.com/<br />

GreenCalc+ permet d’évaluer la « soutenabilité environnementale » d’un bâtiment ou d’un<br />

quartier en estimant le coût nécessaire pour réparer les dommages évalués par analyse de<br />

cycle de vie<br />

Calcul des coûts externes et des impacts environnementaux générés par un<br />

bâtiment ou un quartier.<br />

Répartition des coûts entre 4 sources (matériaux, énergie, eau et transport)<br />

Modèle TWIN2002, basé sur CML2<br />

Bâtiments neufs ou<br />

existants, transports<br />

induits par le choix du<br />

site..<br />

Architectes,<br />

consultants,<br />

collectivités locales<br />

Prise en main aisée de<br />

l’outil.<br />

Toutes.<br />

Permet de quantifier<br />

un « indice de<br />

soutenabilité » élaboré<br />

par RGD (Dutch<br />

Government Buildings<br />

Agency)<br />

Sont exclus :<br />

Énergie<br />

Eau<br />

Émissions<br />

Traitement de la fin de<br />

vie<br />

Recyclage des matériaux<br />

(Démontabilité, Séparabilité,<br />

Recyclabilité, Recyclage<br />

effectif)<br />

Bâtiments abritant des<br />

procédés industriels<br />

Calcul selon les normes<br />

hollandaises NEN 5128<br />

(résidentiel) et 2916 (autres<br />

bâtiments)<br />

Consommation d’eau basée<br />

sur la norme hollandaise NEN<br />

6922<br />

Transports, méthode<br />

hollandaise VPL-KISS<br />

Durée de vie, réparabilité,<br />

réutilisabilité<br />

Données<br />

d’ACV utilisées<br />

48


Données du<br />

bâtiment<br />

Relié à quelles<br />

bases de<br />

données ?<br />

Résultats<br />

principaux :<br />

Liste des<br />

indicateurs<br />

Présentation<br />

des résultats :<br />

- plans et visualisation 3D<br />

- techniques de construction (parois, vitrages, équipements…)<br />

- occupation (nombre d’habitants)<br />

- localisation et données sur le transport (accès, parking…)<br />

Base de données interne<br />

Un indicateur agrégé en €/m2 et plusieurs indicateurs environnementaux :<br />

- Consommation de ressources énergétiques (énergie primaire totale) en MJ<br />

- Consommation d’eau totale, en m 3<br />

- Déchets ultimes, en tonnes eq. inertes<br />

- Changement climatique, en kg éq. CO 2<br />

- Acidification atmosphérique, en kg éq. SO 2<br />

- Eutrophisation, en kg eq. phosphates<br />

- Toxicité humaine (CML)<br />

- Atteinte à la biodiversité, en % d’espèces disparues x m 2 x an<br />

- Génération d’odeur, en m 3 d’air pollué<br />

- Formation d’ozone photochimique, en kg éq. éthylène<br />

- altération de la couche d’ozone, en eq. CFC 11<br />

- écotoxicité aquatique et terrestre (CML)<br />

Tableaux exploitables par Excel, graphiques camemberts, histogrammes<br />

Le coût externe total peut être décomposé sur 4 sources principales : matériaux, énergie,<br />

eau et transports.<br />

Résultats :<br />

signification et<br />

usage possible<br />

Des histogrammes fournissent des décompositions plus détaillées.<br />

L’indice environnemental de la qualité environnementale du bâtiment (MIG) correspond à la<br />

comparaison des impacts environnementaux du bâtiment (avec son utilisation standard)<br />

avec ceux d’un bâtiment de référence .Ceci reflète la qualité environnementale intrinsèque<br />

du bâtiment.<br />

L’indice environnemental de gestion du bâtiment (MIB) correspond à la comparaison des<br />

impacts environnementaux du bâtiment (avec son utilisation effective) avec ceux d’un<br />

bâtiment de référence .Ceci reflète la qualité du bâtiment plus celle de son utilisation.<br />

Le bâtiment de référence est un bâtiment typique des années 1990, l’indice correspondant<br />

étant 100.<br />

Les variantes sont comparées sur l’ensemble du cycle de vie. La contribution des<br />

différentes phases peut être visualisée par un histogramme pour chaque indicateur.<br />

49


Étiquette présentant la classe du bâtiment pour différents indicateurs : MIG/MIB, matériaux,<br />

Sources :<br />

Références<br />

Application de cet<br />

outil (type de<br />

bâtiment, études<br />

spécifiques, etc.)<br />

Validation / intercomparaison<br />

de<br />

logiciels :<br />

eau et énergie.<br />

Les résultats sont fournis dans un fichier gérable par Excel pour des analyses<br />

spécifiques.<br />

Michiel Haas, NIBE Environmental classification for building materials, Nederlands Instituut<br />

voor Bouwbiologie en Ecologie (Consultant), Naarden / Bussem, Pays Bas, 2005<br />

Plusieurs dizaines de projets en ligne sur le site internet http://www.greencalc.com/<br />

_<br />

50


Outil développé<br />

par :<br />

Vocation /<br />

description<br />

sommaire de<br />

l’outil<br />

Fonctions<br />

principales<br />

Périmètre :<br />

domaine<br />

d’application<br />

ECOTECT<br />

SQUARE ONE<br />

Research _<br />

Australie<br />

Disponibilité de l’outil :<br />

€ 1120 la licence<br />

Outil australien de design conceptuel environnemental conçu pour les architectes, avec des<br />

applications visant également l'ingénierie et la planification. Les architectes peuvent évaluer et<br />

contrôler les masques, les besoins en protection solaire l'accès au soleil, les niveaux<br />

d'éclairement naturels et artificiels, l'exposition au vent, le confort thermique et la réponse<br />

acoustique de leur bâtiment. En conjonction avec ces données techniques, ECOTECT fournit<br />

un accès instantané aux investissements mis en jeux, aux coûts de maintenance prévus et à<br />

l'évaluation du cycle de vie à tous les stades de la conception.<br />

Outil de conception (orienté thermique + confort visuel et acoustique)<br />

Module de coût et impacts environnementaux des matériaux existant mais base de données<br />

vide<br />

« Cradle to<br />

Qualité de l’air intérieur<br />

grave » à<br />

Sont exclus :<br />

l’échelle du<br />

bâtiment<br />

Énergie<br />

OUI<br />

Traitement de la vie en œuvre<br />

Eau<br />

Émissions<br />

OUI (consommation d’eau<br />

potable et rejet d’eaux usées)<br />

NON<br />

Traitement de<br />

la fin de vie<br />

Localisation<br />

des filières<br />

locales de<br />

traitement<br />

Pas de prise en<br />

compte des filières<br />

locales<br />

Traitement de la fin de vie<br />

Recyclage des matériaux<br />

(Démontabilité, Séparabilité,<br />

Recyclabilité, Recyclage effectif)<br />

NON<br />

Pour quel<br />

public ?<br />

Quelle étape<br />

du projet ?<br />

Architectes,<br />

Bureaux d’études<br />

Toutes<br />

51


Données d’ACV<br />

utilisées<br />

Données du<br />

bâtiment<br />

- Renseignée par l’usager<br />

- Issues de l’outil LCAid ( ?)<br />

Modélisation 3D du bâtiment avec affectation des matériaux ;<br />

L’usager renseigne les coûts du matériau et ses impacts environnementaux :<br />

- Définition de l’unité fonctionnelle (surface, longueur, élément)<br />

- Coût du matériau<br />

- Émissions de GES (kg)<br />

- Énergie grise (Wh)<br />

- Énergie blanche annuelle (Wh)<br />

- Coûts annuels de maintenance<br />

- Durée de vie (années)<br />

- Référence externe (accès à une base de donnée externe ?)<br />

- Référence LCAid (possibilité d’interactions avec le logiciel LCAid, l’utilisateur doit<br />

saisir la référence LCAid dans la description et peut ainsi intégrer les données<br />

ACV) : apparemment obsolète<br />

Relié à quelles<br />

bases de<br />

données ?<br />

Résultats<br />

principaux :<br />

Données environnementales à renseigner par l’utilisateur<br />

LCAid ?<br />

- Coûts et impacts environnementaux des matériaux<br />

- Ressources énergétiques<br />

- Changement climatique<br />

Liste des<br />

indicateurs<br />

Présentation<br />

des résultats :<br />

Résultats :<br />

signification et<br />

usage possible<br />

Pas de fonction comparative dans l’affichage des résultats.<br />

52


Sources :<br />

Références<br />

Application de<br />

cet outil (type de<br />

bâtiment,<br />

études<br />

spécifiques,<br />

etc.)<br />

Validation /<br />

intercomparaison<br />

de<br />

logiciels :<br />

www.squ1.com<br />

_<br />

_<br />

53


GBTool<br />

Désormais appelé SBTool (intègre des variables socio-économiques)<br />

Outil développé par : RNCan_IISBE<br />

Disponibilité de l’outil :<br />

(International Initiative for a<br />

Sustainable Built<br />

$250 CAD for a permanent<br />

or contracted staff of less<br />

Environment) pour la<br />

than 10 persons (jusqu’au<br />

méthode GBC.<br />

31 octobre 2008)<br />

Vocation /<br />

description sommaire<br />

de l’outil<br />

Fonctions principales<br />

CETC Buildings Group,<br />

CANMET, Natural<br />

Resources Canada by<br />

INPOL Consulting , Kanata<br />

(Ottawa)<br />

Système d’évaluation multicritère<br />

Il s’agit d’un cadre ou d’une boîte à outils mais pas un outil de conception.<br />

Mis en application sous forme de feuille de calcul Excel.<br />

Méthode d’évaluation environnementale - Rating tool<br />

Intègre à la fois des indicateurs environnementaux (potentiel de réchauffement global,<br />

potentiel d'acidification…), des critères qualitatifs (espaces verts, adaptabilité du<br />

bâtiment), et des critères techniques (présence d'une climatisation, d'une ventilation à<br />

double flux...).<br />

Capacité à s’adapter aux conditions locales.<br />

Inconvénients: problèmes liés aux spécificités régionales, aux méthodologies<br />

simplifiées, aux jugements de valeur implicitement contenus dans les évaluations<br />

(pondération entre critères, structuration des critères) => cet outil répond à un objectif<br />

de sensibilisation au niveau international, mais ne constitue pas un réel outil d'aide à la<br />

conception.<br />

L’approche développée par SBTool est très exhaustive, sur tous les aspects du<br />

développement durable.<br />

Second-œuvre dans<br />

énergie grise<br />

Énergie<br />

OUI<br />

Périmètre : domaine<br />

d’application Sont exclus :<br />

Traitement de la vie en œuvre<br />

Traitement de la fin<br />

de vie<br />

Localisation des<br />

filières locales de<br />

traitement<br />

Pas de filières locales<br />

identifiées<br />

Eau<br />

OUI (Quantités d’eau<br />

potable)<br />

Émissions OUI (Critères qualitatifs :<br />

stockage des matériaux,<br />

ventilation forcée, choix de<br />

matériaux à faible teneur<br />

Traitement de la fin de vie<br />

Recyclage des matériaux<br />

(Démontabilité,<br />

Séparabilité, Recyclabilité,<br />

Recyclage effectif)<br />

en COV)<br />

OUI (Plan de gestion des<br />

déchets & % de<br />

réutilisation et de recyclage<br />

des matériaux prévus dans<br />

le plan)<br />

54


Pour quel<br />

public ?<br />

Quelle étape du<br />

projet ?<br />

Données d’ACV<br />

utilisées<br />

Usage non commercial<br />

Lourdeur de mise en<br />

œuvre<br />

Adaptabilité, flexibilité :<br />

Permet aux<br />

organisations locales<br />

de<br />

développer un ou<br />

plusieurs systèmes<br />

d'évaluation convenant<br />

à la région.<br />

Toutes les phases<br />

4 phases<br />

d’évaluation :<br />

Pre-design (APS),<br />

Design(DCE),<br />

Construction<br />

(réalisation), Opération<br />

(après 1 an)<br />

Saisie manuelle de valeurs issues de méthode ACV « acceptable » ou valeurs par défaut de<br />

GBTool<br />

Données du<br />

bâtiment<br />

Relié à quelles<br />

bases de<br />

données ?<br />

Résultats<br />

principaux :<br />

Liste des<br />

indicateurs<br />

Métré gros œuvre<br />

Approximate SBTool values<br />

A-Sélection du site, organisation du projet et développement<br />

B-Énergie et consommation des ressources<br />

C-Impacts environnementaux<br />

D-Qualité environnementale intérieure<br />

E-Qualité des services<br />

F-Aspects socio-économiques<br />

G-Aspects culturels et perceptuels<br />

Cf. résultats dans le 2 ème cadre présenté ci-dessous (« Absolute performance results »)<br />

55


1<br />

Présentation<br />

des résultats :<br />

Design target scores for Megaplex project, Ottawa, Canada<br />

Predicted performance results based on<br />

information available during Design Phase<br />

Active Phase<br />

(set in Region file)<br />

Design Phase<br />

Relative Performance Results<br />

0 = Acceptable Practice; 3 = Good Practice; 5 = Best Practice<br />

G<br />

A<br />

5<br />

4<br />

3<br />

B<br />

Project Information<br />

This is a Renovation project with a total gross area of 7000 m2. It has an<br />

estimated lifespan of 75 years, and contains the following occupancies:<br />

Apartment and Retail and is located in Ottawa, Canada. The assessment is<br />

valid for the Design Phase.<br />

Assumed life span is 75 years, and Amortization rate for embodied energy of<br />

monetary units are in CD<br />

existing materials is set at 2 %<br />

The project contains 20 apartment<br />

units<br />

Design target scores<br />

2<br />

With current context and building data, the<br />

number of active low-level parameters is:<br />

116<br />

Max. potential lowlev<br />

el parameters: 118<br />

1<br />

The number of active low-level mandatory<br />

parameters with a score of less than 3 is:<br />

3<br />

Activ e low-lev el<br />

mandatory<br />

parameters:<br />

10<br />

0<br />

To see a full list of Issues, Categories and Criteria, go to<br />

Active Weights<br />

the Issues worksheet.<br />

Weighted<br />

scores<br />

F<br />

C<br />

Site Selection, Project Planning and<br />

A 8% 3.3<br />

Development<br />

B Energy and Resource Consumption 23% 2.3<br />

C Environmental Loadings<br />

27% 3.7<br />

E<br />

D<br />

D Indoor Environmental Quality<br />

18% 3.4<br />

E Service Quality<br />

16% 2.9<br />

Performance Issue Areas<br />

Design Phase scores indicate Potential Performance as predicted by an assessment of<br />

building features and plans for construction and operation that are developed during the<br />

design process.<br />

F Social and Economic aspects<br />

5% 2.9<br />

G Cultural and Perceptual Aspects<br />

3% 4.3<br />

T o t a l w e I g h t e d b u i l d i n g s c o r e 3.1<br />

Absolute Performance Results<br />

Total performance level is Good Practice or better<br />

Résultats :<br />

signification et<br />

usage possible<br />

Sources :<br />

1 Total net consumption of primary embodied energy for structure and envelope, GJ/m2<br />

22 27 GJ/m 2 *maph<br />

2 Net annualized consumption of embodied energy for envelope and structure, MJ/m2*yr.<br />

296 361 MJ/m 2 *maph<br />

3 Net annual consumption of delivered energy for building operations, MJ/m2*year<br />

617 751 MJ/m 2 *maph<br />

4 Net annual consumption of primary non-renewable energy for building operations, MJ/m2*yr.<br />

1258 1533 MJ/m 2 *maph<br />

5 Net annual consumption of primary non-renewable energy per dwelling unit in project, MJ/m2*yr.<br />

63 77 MJ/m 2 *maph<br />

6 Net annual consumption of primary non-renewable energy per dwelling unit in residential element, MJ/m2*yr. 63 77 MJ/m 2 *maph<br />

7 Net annualized primary embodied energy and annual operating primary energy, MJ/m2*yr.<br />

1554 1893 MJ/m 2 *maph<br />

8 Total on-site renewable energy used for operations, MJ/m2*yr.<br />

90 109 MJ/m 2 *maph<br />

9 Net annual consumption of potable water for building operations, m3 / m2 * year<br />

0.3 0.3 m 3 /m 2 *maph<br />

10 Annual use of grey water and rainwater for building operations, m3 / m2 * year<br />

18 22 m 3 /m 2 *maph<br />

11 Net annual GHG emissions from building operations, kg. CO2 equivalent per year<br />

69 84 kg/m 2 *maph<br />

12<br />

13<br />

14<br />

These data are based on the Self-Assessment values<br />

Total present value of 25-year life-cycle cost fot total project, CD per m2.<br />

Proportion of gross area of existing structure(s) re-used in the new project, percent<br />

Proportion of gross area of project provided by re-use of existing structure(s), percent<br />

Évaluation globale du bâtiment / Certification<br />

www.iisbe.org<br />

http://www.greenbuilding.ca/<br />

By area<br />

By area & occupancy<br />

8,886<br />

64%<br />

63%<br />

Références<br />

Application de<br />

cet outil (type de<br />

bâtiment,<br />

études<br />

spécifiques,<br />

etc.)<br />

Validation /<br />

intercomparaison<br />

de<br />

logiciels :<br />

Bâtiments résidentiels collectifs, Bureaux, Ecoles<br />

11 ha. urban expansion of Monaco (en cours)<br />

A servi au développement de “Protocollo ITACA” (système d’évaluation italien), de CASBEE<br />

au Japon et de VERDE en Espagne<br />

56


Outil<br />

développé<br />

par :<br />

Vocation /<br />

description<br />

sommaire de<br />

l’outil<br />

Fonctions<br />

principales<br />

DPWS_Australie<br />

Square One Research<br />

DPWS : Département de services<br />

et travaux publics de Sydney<br />

LCAid<br />

Disponibilité de l’outil :<br />

N’est plus<br />

disponible<br />

Outils d’aide à la décision pour les concepteurs par l’évaluation des performances et<br />

impacts environnementaux des variantes de conceptions sur toute la durée de vie du<br />

bâtiment.<br />

Selon la méthode ISO/FDIS 21930<br />

Peut fonctionner sur la base d’un modèle 3D CAD (Autocad…) ou ECOTECT et à<br />

partir des données d’ACV DPWS.<br />

Peut être également utilisé pour les classements de SEDA's Building Greenhouse<br />

Rating Scheme et de Green Building Challenge's Tool 2000.<br />

Ne cible pas en particulier les matériaux de construction mais s’attarde sur le bâtiment<br />

et définit une unité fonctionnelle pour un usage particulier du bâtiment (ex : UF = n lits<br />

d’hôpitaux pour un hôpital).<br />

Périmètre :<br />

domaine<br />

d’application<br />

« cradle to grave » à<br />

l’échelle du bâtiment Sont exclus :<br />

Energie<br />

Qualité de<br />

l’environnement<br />

intérieur / Confort<br />

Traitement de la vie en œuvre<br />

Traitement de la fin de<br />

Eau<br />

Émissions<br />

Traitement de la fin de vie<br />

OUI<br />

+ Prise en compte<br />

de l’énergie<br />

nécessaire à la<br />

production d’eau<br />

potable<br />

NON<br />

57


vie<br />

Localisation des filières<br />

locales de traitement<br />

Recyclage des matériaux (Démontabilité,<br />

Séparabilité,Recyclabilité, Recyclage effectif)<br />

Pour quel public ?<br />

Quelle étape du projet ?<br />

Acteurs de la<br />

construction.<br />

Prise en main<br />

aisée de<br />

l’outil.<br />

Toutes<br />

Outils d’aide<br />

à la décision<br />

Données d’ACV<br />

utilisées<br />

Données du bâtiment<br />

Relié à quelles bases<br />

de données ?<br />

Résultats principaux :<br />

Liste des indicateurs<br />

Données propres, pas de saisie manuelle des données ACV<br />

Matériaux et quantités : sélection de matériaux de la bibliothèque ACV des<br />

matériaux et saisie des quantités.<br />

OU métrés issus d’Ecotect…<br />

Utilise les données relatives à un modèle qui doit être rentré par l’utilisateur et ne se<br />

base pas sur une série de modèles établis ou définis pour différents types de<br />

bâtiments.<br />

Données d’ACV DPWS<br />

Eco Indicator 95 + rapport sur l’eau, les déchets et l’énergie primaire<br />

- Changement climatique (en kg GWP)<br />

- Destruction de la couche d’ozone (en kg ODP)<br />

- Acidification atmosphérique (en kg AP)<br />

- Eutrophisation (en kg NP)<br />

- Métaux lourds (en kg equiv. Pb)<br />

- Substances cancérigènes (en équiv. PAH)<br />

- Pollution de l’air d’hiver (en équiv. SO 2)<br />

- Pollution de l’air d’été (en kg POCP)<br />

- Pesticides (en kg active ingr.)<br />

- Déchets solides<br />

- Consommation d’eau<br />

- Energie primaire<br />

58


Présentation des<br />

résultats :<br />

Résultats : signification<br />

et usage possible<br />

Fonction de comparaison par rapport à un modèle de base<br />

Sources :<br />

Review of Methodology for Assessing the Environmental Performance of<br />

Building Materials, June 2007, Murray Hall<br />

CSIRO Sustainable Ecosystems<br />

Références<br />

Application de cet outil (type<br />

de bâtiment, études<br />

spécifiques, etc.)<br />

Validation / intercomparaison<br />

de logiciels :<br />

59


Outil développé<br />

par :<br />

Vocation /<br />

description<br />

sommaire de<br />

l’outil<br />

Fonctions<br />

principales<br />

Périmètre :<br />

domaine<br />

d’application<br />

LISA<br />

(LCA In Sustainable Architecture)<br />

BHP Steel_Australie Disponibilité de l’outil : ?<br />

3 e version<br />

- Aide à identifier les aspects environnementaux clés dans un projet de construction<br />

- Donne aux concepteurs un outil facile à utiliser pour évaluer les aspects<br />

environnementaux pour la conception de bâtiment<br />

- Permet aux concepteurs et aux prescripteurs de faire des choix éclairés basés sur<br />

des considérations sur toute la durée de vie environnementale (ie ACV)<br />

Aide à la décision ;<br />

Evaluation de l’impact environnemental du bâtiment<br />

“cradle to grave” à Sont exclus :<br />

Landfill emissions are<br />

l’échelle du bâtiment<br />

excluded.<br />

The entire life cycle is<br />

considered, from<br />

resources in ground<br />

through to demolition<br />

and recycling/landfill of<br />

the structure.<br />

Transportation mode<br />

and distance are<br />

included for each<br />

material.<br />

La localisation du projet<br />

Traitement de la vie en œuvre<br />

Energie<br />

Eau<br />

Emissions<br />

Gross energy (GJ/t), or<br />

high heating value (HHV),<br />

is used.<br />

NON<br />

NON<br />

Traitement de la<br />

fin de vie<br />

Localisation des<br />

filières locales<br />

de traitement<br />

Pour quel<br />

public ?<br />

Pas d’identification des<br />

filières locales<br />

Acteurs du bâtiment.<br />

Prise en main aisée.<br />

Traitement de la fin de vie<br />

Recyclage des matériaux<br />

(Démontabilité,<br />

Séparabilité,Recyclabilité, Recyclage<br />

effectif)<br />

Quelle étape du<br />

projet ?<br />

Conception<br />

Aide à la conception<br />

60


Données d’ACV<br />

utilisées<br />

Données du<br />

bâtiment<br />

Relié à quelles<br />

bases de<br />

données ?<br />

Résultats<br />

principaux :<br />

Liste des<br />

indicateurs<br />

environnementale de<br />

bâtiment.<br />

Toutes les données d’ICV australiennes sont issues du modèle ACV du BHP denommé<br />

EMMA (Eco-model for Materials and Manufacturing Assessment)<br />

Les ACV permettent à l’usager de préciser l’utilisation de l’énergie stockée dans le bois, ainsi<br />

que la fabrication de fer et d’acier (données de production moyenne).<br />

The LCA options and allow the user to specify the use of timber feedstock energy, and global<br />

iron and steelmaking LCI data (ie averaged production data).<br />

Métrés<br />

Construction data were obtained from Fairweather Homes and detailed plans of the house.<br />

Data for utilisation were gathered from various sources, including manufacturers data and the<br />

Australian Bureau of Statistics.<br />

Données d’ACV australiennes :<br />

- EMMA (Eco-model for Material and Manufacturing Assessment)<br />

- Base de données ACV de BHP<br />

Consommation d’énergie primaire resource energy consumption<br />

Emissions de gaz à effet de serre (IPCC weighting factors (global warming potentials) are<br />

used in the calculation of greenhouse gas emissions, eg for CH4 and N2O.)<br />

Nox<br />

SOx<br />

NMVOC (non-methane volatile organic compounds)<br />

Matières et particules en suspension<br />

Consommation d’eau potable<br />

61


Présentation<br />

des<br />

résultats :<br />

Les résultats peuvent être visualises de plusieurs manières, avec notamment : un<br />

graphique d’impacts, un affichage des matériaux et des détails sur les matériaux de<br />

base.<br />

Graphique d’impact total<br />

Pour comparaison : impact NSW moyen<br />

Détails de l’élément<br />

Les détails contiennent les équations qui ont permis de calculer la consommation<br />

du matériau, et montre également les impacts de l’élément.<br />

62


Listing des matériaux<br />

Détails du matériau<br />

Résultats :<br />

signification<br />

et usage<br />

possible<br />

Comparaison avec impact NSW moyen<br />

Sources :<br />

www.lisa.au.com<br />

63


Références<br />

Application<br />

de cet outil<br />

(type de<br />

bâtiment,<br />

études<br />

spécifiques,<br />

etc.)<br />

Environmental credentials of the Olympics in Sydney 2000<br />

Environmental credentials of housing in Australia - Autonomous mountain home<br />

Environmental credentials of housing in Australia - Fairweather Homes<br />

…<br />

64


La norme XP P 01-020-3<br />

Bâtiment – Qualité environnementale des bâtiments.<br />

Partie 3 : Définition et méthodes de calcul des indicateurs environnementaux pour l’évaluation des<br />

performances d’un bâtiment (titre non définitif)<br />

Date de rédaction : 20/10/08<br />

Mots clés : Indicateurs environnementaux, évaluation, performance environnementale des bâtiments.<br />

Date de sortie de la norme : La norme est passée favorablement en enquête commission, elle devrait être<br />

disponible publiquement fin 2008 ou début 2009.<br />

L’objectif de la norme :<br />

Il s’agit de fournir une méthode pour l'évaluation de la performance environnementale des bâtiments. Cette<br />

norme est un outil d'aide à la programmation, à la conception et au diagnostic.<br />

Domaine d’application :<br />

La norme peut s’appliquer à l’évaluation de bâtiments neufs et existants. La méthode exclut de son champ<br />

d'application l'évaluation du risque et de la qualité sanitaire des bâtiments. Elle permet l'évaluation des<br />

indicateurs environnementaux à différentes étapes d'un projet (Faisabilité/ programme, conception,<br />

réalisation, exploitation/fin de vie) et assure la cohérence entre ces différentes évaluations pour : - évaluer<br />

un bâtiment,<br />

- comparer différentes options d'implantation,<br />

- comparer réhabilitation et construction neuve,<br />

- comparer différentes options de conception,<br />

- comparer différentes options d'amélioration d'un bâtiment existant.<br />

Description du document :<br />

La méthode décrite par la norme comprend un ensemble d'indicateurs et leurs règles de calcul associées.<br />

Cette méthode est basée sur des approches de cycle de vie permettant de couvrir la durée de vie du<br />

bâtiment et chacune des phases du cycle de vie du bâtiment (construction/ réhabilitation, exploitation, fin de<br />

vie). Elle s'appuie fortement sur la méthode d'analyse de cycle de vie décrite dans les normes de la série ISO<br />

14040.<br />

Ce document fournit :<br />

• la liste des indicateurs pertinents à l'échelle du bâtiment,<br />

• l'unité dans laquelle ces indicateurs doivent être exprimés<br />

• les méthodes de calcul des valeurs de ces indicateurs,<br />

• un format de présentation du résultat de l'évaluation.<br />

La méthode comprend :<br />

• la définition des frontières du système pertinentes,<br />

• la définition des contributions à la valeur de l'indicateur,<br />

• les hypothèses, scénarios et algorithmes de calcul de ces contributions (source de l'information,<br />

outils de calcul existants, note de calcul spécifique…).<br />

• les éléments d’évaluation d’un projet à différentes étapes de son avancement.<br />

Commentaires :<br />

En attendant la future norme européenne sur le sujet, cette norme expérimentale va cadrer les<br />

développements d’outils et méthodes d’évaluation et de cotation des bâtiments dans les prochaines années.<br />

Elle servira aussi de référence pour la mutation engagée par les référentiels de certification HQE des<br />

bâtiments vers l’approche performancielle.<br />

Les intervenants :<br />

Le CSTB a été fortement impliqué dans l’élaboration de cette norme. Les industriels de la construction et des<br />

concepteurs ont également contribué à la rédaction de ce document.<br />

65


CHAPITRE 2 :<br />

DEVELOPPEMENTS<br />

METHODOLOGIQUES<br />

66


Sommaire<br />

INTRODUCTION ...................................................................................................................................................................... 68<br />

1 MÉTHODOLOGIE D’ÉVALUATION ..................................................................................................................................... 69<br />

1.1 UNITÉ FONCTIONNELLE ET FRONTIÈRES DE L’ANALYSE .............................................................................. 69<br />

1.2 MODÉLISATION DU TRANSPORT, DU RECYCLAGE ET DE LA FIN DE VIE .......................................................... 71<br />

1.3 USAGE DU SOL ....................................................................................................................................... 79<br />

1.4 INDICATEURS POUR LA SANTÉ ET L’ÉCO-TOXICITÉ...................................................................................... 86<br />

1.5 SIMPLIFICATION DES INVENTAIRES ........................................................................................................... 92<br />

1.6 INTÉGRATION D’ÉVALUATIONS QUALITATIVES DANS LES DONNÉES QUANTITATIVES ..................................... 105<br />

1.7 CAHIER DES CHARGES POUR LE MODULE DE RENDU DES RÉSULTATS ....................................................... 105<br />

2 DONNÉES SUR LES MATÉRIAUX .................................................................................................................................... 108<br />

2.1 RECENSEMENT DES BASES DE DONNÉES ................................................................................................ 108<br />

<strong>2.2</strong> IMPÉRATIFS POUR L’HARMONISATION DES DONNÉES ................................................................................ 113<br />

2.3 QUALIFICATION DE LA FIABILITÉ, DE LA TRANSPARENCE ET DE LA QUALITÉ DES DONNÉES........................... 113<br />

3 QUALITÉ DE L’AIR, DE L’EAU ET DES SOLS ................................................................................................................. 118<br />

3.1 MATÉRIAUX ET PRODUITS ASSOCIÉS À LA PROBLÉMATIQUE DE QUALITÉ DE L’AIR INTÉRIEUR ....................... 118<br />

3.2 QUALITÉ DES MILIEUX EXTÉRIEURS (EAUX DE RUISSELLEMENT ET D'INFILTRATION ET SOLS) ....................... 119<br />

3.3 PROPOSITION DE PISTES DE RECHERCHE ............................................................................................... 120<br />

4 ENERGIE ............................................................................................................................................................................ 121<br />

4.1 ENERGIE BLANCHE ET ÉNERGIE GRISE .................................................................................................... 121<br />

4.2 LIENS AVEC LA SIMULATION THERMIQUE ................................................................................................. 122<br />

4.3 EQUIPEMENTS « ÉNERGÉTIQUES » ........................................................................................................ 123<br />

4.4 ACV DYNAMIQUE .................................................................................................................................. 124<br />

5 EAU : CONSOMMATION DOMESTIQUE ET GESTION DES EAUX PLUVIALES ........................................................... 131<br />

5.1 ESTIMATION DE LA CONSOMMATION D’EAU .............................................................................................. 131<br />

5.2 RÉTENTION D’EAU ................................................................................................................................. 133<br />

5.3 UTILISATION D’EAU DE PLUIE .................................................................................................................. 134<br />

6 INTERPRÉTATION ............................................................................................................................................................. 137<br />

6.1 NORMALISATION (OU NORMATION) ......................................................................................................... 137<br />

6.2 ANALYSES DE SENSIBILITÉ (DURÉE DE VIE, FIN DE VIE)............................................................................. 139<br />

6.3 INCERTITUDES SUR DIFFÉRENTS INDICATEURS ........................................................................................ 139<br />

6.4 APPROCHE MULTICRITÈRE POUR LA COMPARAISON DE SOLUTIONS ........................................................... 140<br />

6.5 EXIGENCES DE PERFORMANCES DANS UN PROGRAMME........................................................................... 141<br />

CONCLUSIONS ..................................................................................................................................................................... 142<br />

67


Introduction<br />

La méthodologie d’analyse de cycle de vie est décrite dans les normes ISO 14040 et<br />

14044. S’appliquant à n’importe quelle activité humaine, ces documents restent assez<br />

généraux : par exemple ils ne précisent pas quels indicateurs sont calculés, ni selon quelle<br />

méthode. Or ces précisions sont nécessaires par exemple pour comparer différents<br />

matériaux de construction sur une même base. Des travaux sont alors menés plus<br />

spécifiquement dans le secteur du bâtiment.<br />

Le projet COIMBA s’est déroulé en parallèle de travaux menés au sein de différents<br />

groupes de normalisation, en particulier le comité technique n°350 du CEN (Contribution<br />

des ouvrages de construction au développement durable), le CEN/TC 351 (Produits de<br />

construction : Évaluation de l’émission de substances dangereuses) et la commission<br />

AFNOR P01E (développement durable dans la construction) ave la parution de la norme<br />

expérimentale XP P01-020-3 en juin 2009. Certains éléments concernant par exemple les<br />

indicateurs orientés dommages ou l’analyse de cycle de vie dynamique ne sont pas<br />

intégrés dans ces normes ou projets de norme, et correspondent à des activités plutôt<br />

orientées vers la recherche, le projet COIMBA étant soutenu par l’ANR. Des travaux de<br />

recherche sont également menés au niveau européen, par exemple dans le cadre des<br />

projets LORE-LCA et SUPERBUILDINGS afin de continuer à faire progresser la<br />

démarche.<br />

Le présent document aborde la méthodologie globale d’évaluation, la question des<br />

données, puis des aspects plus spécifiques concernant l’énergie, l’eau, la qualité de l’air,<br />

de l’eau et des sols, et enfin des aspects plus généraux concernant l’interprétation et<br />

l’exploitation des résultats.<br />

68


1 Méthodologie d’évaluation<br />

1.1 Unité fonctionnelle et frontières de l’analyse<br />

Unité fonctionnelle<br />

Le choix de l’unité fonctionnelle au cours d’une ACV est une étape essentielle, qui<br />

permet de définir les bases sur lesquelles vont être comparés différents projets. Dans le<br />

cas d’un bâtiment, cette unité fonctionnelle recouvre de nombreux aspects, notamment :<br />

- Une quantité, par exemple la surface utile : l’unité fonctionnelle peut correspondre<br />

au bâtiment entier, ou être ramenée à 1 m² de surface utile de manière à<br />

comparer le projet à des références. Néanmoins les différents types d’usages<br />

(résidentiel, tertiaire…) impliquent différentes conditions (consignes de<br />

température, scénarios, exigences réglementaires,…). Les performances<br />

correspondant à une unité fonctionnelle ramenée au m² seront donc issues d’un<br />

calcul où interviendront des valeurs correspondant à différents usages (dans le<br />

cas de bâtiments à usages mixtes), qui devront être comparées à des valeurs<br />

moyennes de références pour chaque usage. A technologie égale, on notera de<br />

plus que certaines performances environnementales exprimées par m² dépendent<br />

souvent de la taille du bâtiment, par exemple la consommation de chauffage en<br />

kWh/m² décroit du fait d’une augmentation de la compacité du bâtiment.<br />

- La fonction : l’unité fonctionnelle devra correspondre à un usage donné<br />

(logements, bureaux, usage mixte…)<br />

- La qualité de la fonction, liée en particulier au niveau de confort, qui dépend de<br />

plusieurs facteurs : thermique (locaux climatisés, ou définition d’une température<br />

maximale pour une année type ou prise en compte des Degrés-Jours d’Inconfort<br />

(DJI)), luminosité (prise en compte de l’éclairement moyen naturel ou du Facteur<br />

de Lumière du Jour (FLJ)), acoustique (avec des dispositifs de protection dont les<br />

caractéristiques sont réglementées), qualité de l’air (débits hygiéniques<br />

réglementaires)…<br />

- La durée : celle-ci peut être ramenée à une année, mais le calcul doit se faire sur<br />

une durée plus longue, de manière à « amortir » les impacts liés en particulier à la<br />

phase de construction.<br />

Ces différents aspects sont pour la plupart étroitement liés et interdépendants. Ainsi<br />

les paramètres d’ambiance (températures, humidité, éclairements, niveau de bruit,…)<br />

varient en général d’une variante à l’autre. Ce qui pratiquement semble le plus simple et le<br />

plus pertinent à fixer est la présence ou non d’un système de régulation de la température<br />

(système de chauffage ou refroidissement), ainsi que les valeurs des consignes<br />

thermostatiques liées. C’est sans doute pourquoi les documents normatifs européens<br />

emploient plutôt le terme d’ « équivalent fonctionnel ».<br />

La norme XP P01-020-3 remplace quant à elle la notion d’unité fonctionnelle par celle<br />

d’unité de référence et de description du système. Il convient alors d’accompagner toute<br />

69


évaluation environnementale, outre des éléments proposés ci-dessus, d’éléments de<br />

contextualisation permettant d’interpréter les résultats :<br />

- la localisation géographique<br />

- les données climatiques<br />

- les masques proches et lointains<br />

- les paramètres géologiques et hydrologiques<br />

- les réglementations en vigueur (dont contraintes d'urbanisme)<br />

- les infrastructures et réseaux disponibles.<br />

Frontières du système<br />

Les frontières du système doivent elles aussi être précisément définies. Un bâtiment<br />

est en effet en lien sur de nombreux aspects avec son environnement extérieur. Outre le<br />

bâtiment, il est alors préférable d’inclure les impacts induits par la fourniture d'énergie et<br />

d'eau, le traitement de l'eau et éventuellement des déchets ainsi que le transport des<br />

matériaux et éventuellement des personnes. De plus, il convient de prendre en compte les<br />

infrastructures de production, en particulier d'énergie et de traitement de l'eau, car ces<br />

procédés peuvent être localisés dans le bâtiment lui-même ou sur sa parcelle,<br />

contrairement aux cas des infrastructures pour le transport et du traitement des déchets<br />

(hors compost).<br />

Les limites du système dépendent de l’objectif de l’étude. Si l'objectif est de comparer<br />

différents sites pour une nouvelle construction, il convient d'inclure les transports (par<br />

exemple domicile-travail), la gestion des déchets ménagers, les réseaux d'énergie<br />

(électricité, gaz, éventuellement chaleur...) et d'eau, qui peuvent varier d’un site à l’autre.<br />

Si par contre l’objectif est l’aide à la conception sur un terrain déjà choisi, l'étude se<br />

restreint à l'enveloppe et aux équipements du bâtiment, le transport des personnes peut<br />

alors être négligé si toutes les variantes comparées sont équivalentes de ce point de vue.<br />

L’allocation des flux au cours d’une ACV peut fortement influencer les valeurs des<br />

indicateurs obtenus. Dans le cas d’un chauffage urbain alimenté par une récupération de<br />

chaleur sur l’incinération d’ordures ménagères par exemple, les impacts de l’incinération<br />

peuvent être répartis de différentes manières entre le traitement des déchets et la<br />

production de chaleur. Le traitement des déchets d’activité du bâtiment n’est pas<br />

forcément inclus dans le système étudié.<br />

La norme XP P01-020-3 explicite quatre types de processus :<br />

- processus liés à la mise à disposition du bâti (construction/réhabilitation)<br />

- processus liés aux flux de fonctionnement du bâtiment<br />

- processus liés à l'activité dont le bâtiment est le support<br />

- processus liés aux déplacements des usagers.<br />

La norme précise que seuls les deux premiers types de processus doivent être<br />

systématiquement pris en compte dans l’évaluation de l’ouvrage. Les processus liés à<br />

l’activité et aux déplacements des usagers sont à inclure en fonction des objectifs de<br />

l’étude.<br />

La question de la fin de vie du bâtiment reste un sujet ouvert.<br />

70


1.2 Modélisation du transport, du recyclage et de<br />

la fin de vie<br />

Modélisation du transport<br />

- transport des produits et matériaux de construction entre l’usine de fabrication et le<br />

chantier<br />

La modélisation du transport des matériaux peut être effectuée de différentes<br />

manières. Le plus simple est de considérer une valeur par défaut, tirée d’une base de<br />

données (par exemple la valeur moyenne pour un matériau fournie par la base de données<br />

INIES) mais il est intéressant de la rendre modifiable par l’utilisateur, afin de permettre une<br />

adaptation au contexte local et/ou particulier au projet.<br />

Une des hypothèses couramment posées dans la modélisation du transport des<br />

matériaux est celle du retour à vide des camions, qui permet une prise en compte<br />

raisonnable et conservative de l’impact de cette partie du système. Une valeur moyenne<br />

peut également être considérée. Généralement, les FDES considèrent un taux de retour à<br />

vide de 30% comme le préconise la norme. Néanmoins, cette valeur varie d’un produit à<br />

un autre tout en étant fonction du mode de distribution. Si le mode de distribution est<br />

générique i.e. plusieurs produits livrés sur plusieurs chantiers, le taux de retour à vide sera<br />

réduit. Dans le cas contraire où il existe un mode de livraison spécifique au produit, le taux<br />

de retour à vide sera voisin de 100%.<br />

- Transport des matières premières et des produits intermédiaires<br />

Il est à noter par ailleurs que les transports des matières premières et des produits<br />

intermédiaires nécessaires à la fabrication des produits sont inclus dans les données « du<br />

berceau à la sortie d’usine » communiquées dans les bases de données ou dans les<br />

déclarations environnementales des fabricants pour la phase « production »). Pour de<br />

nombreux produits, ces transports sont bien plus importants que le transport au chantier et<br />

ne sont pas des paramètres modifiables facilement.<br />

Analyse de sensibilité du poids du transport des produits à l’échelle du bâtiment sur les<br />

indicateurs Énergie et CO2 – Cas d’étude<br />

Une étude a été réalisée sur une maison individuelle afin d’illustrer l’évaluation des impacts<br />

environnementaux de l’étape du transport des produits.<br />

L’étude comparative a été effectuée sur deux cas types :<br />

- une habitation traditionnelle, isolée par l’intérieur et munie d’une ventilation simple<br />

flux, respectant la RT2005 (bâtiment 1) ;<br />

- une habitation optimisée, en ossature bois et munie d’une ventilation double flux<br />

(bâtiment 2).<br />

Le détail de l’étude est présenté en Annexe 1 (hypothèses des bâtiments et résultats<br />

détaillés).<br />

Le transport des produits de l’usine au chantier s’avère faible dans le cas du bâtiment 1.<br />

Elle reste faible sur tous les indicateurs : elle atteint au maximum 5,5% (indicateur pollution<br />

71


de l’eau). Elle est inférieure à 2% pour les indicateurs changement climatique et énergie<br />

non renouvelable.<br />

Le transport des produits prend une part un peu plus conséquente dans le cas du bâtiment<br />

2 (~ 6% sur l’indicateur changement climatique et ~ 2% sur l’indicateur énergie non<br />

renouvelable), notamment en raison de l’utilisation des briques de terre crue en<br />

cloisonnement intérieur (13,8 tonnes sur 350 km) et de l’ossature + bardage bois (environ<br />

5 tonnes sur 500 km). Le transport des produits peut atteindre jusqu’à 12% sur d’autres<br />

indicateurs.<br />

72


Le transport des matières premières, étudié pour le bâtiment 1 (cf. graphes ci-dessous),<br />

représente une part faible de l’impact des matériaux de construction (< 4% pour les deux<br />

indicateurs). Dans cette faible part, le BA13 est l’élément le plus impactant sur les deux<br />

indicateurs, de par sa quantité et l’origine de la donnée Ecoinvent qui considère 0,3 T.km<br />

de camion pour un kg de plaque de plâtre.<br />

Transport des matières<br />

Matériaux<br />

premières<br />

Energie non-renouvelable (MJ Ep) 282962 10600 3,7%<br />

Changement climatique (kg eq CO2) 22560 636 2,8%<br />

73


Modélisation du recyclage et de la fin de vie, comparaison de modèles<br />

La modélisation du recyclage fait aujourd’hui appel à de nombreuses méthodes<br />

hétérogènes tant sur leur philosophie que sur les résultats auxquels elles conduisent..<br />

Pourtant, une évaluation homogène et précise de ces flux de matériaux semble requise<br />

notamment pour correctement évaluer ces flux qui ne seront plus forcément négligeables<br />

dans les nouveaux types de bâtiments. Cependant, l’évaluation du recyclage se heurte<br />

souvent à des choix arbitraires des différentes méthodes illustrant une nouvelle fois<br />

l’approche « goal-oriented » de l’ACV. Ainsi, en fonction de l’objectif de l’outil d’ACV de<br />

promouvoir la recyclabilité et/ou d’évaluer un recyclage effectif, les résultats ne seront pas<br />

identiques.<br />

74


Les méthodes de recyclage implémentées dans les outils considèrent les paramètres<br />

suivants : le taux d’incorporation en fabrication et le taux de recyclage en fin de vie.<br />

S’ajoutent également à ce taux de recyclage les taux relatifs aux autres procédés de fin de<br />

vie : taux de mise en décharge, taux d’incinération avec ou sans récupération d’énergie.<br />

Les méthodes existantes peuvent être classées par rapport à un ensemble de critères de<br />

modélisation du recyclage. Dix critères ont été définis dans le cadre de ce travail. Il s’agit<br />

des critères suivants:<br />

- C1 : Définition des frontières du système (quelles sont les règles d’allocation<br />

notamment au niveau du procédé de recyclage)<br />

- C2 : Choix retenu pour l’évaluation environnementale (attributionnelle,<br />

différentielle ou conséquentielle)<br />

- C3 : Forme de « recyclage » évaluée (recyclage effectif et/ou recyclabilité)<br />

- C4 : Type de recyclage pris en compte (boucle ouverte et/ou fermée)<br />

- C5 : Partage de la responsabilité environnementale entre deux produits<br />

(allocation ?)<br />

- C6 : Statut du déchet valorisé en fin de vie du système bâtiment<br />

- C7 : Complétude du cycle de vie et Autoportance du modèle de recyclage<br />

(dépendance au niveau des cycles de vie amont et avals ?)<br />

- C8 : Gestion des incertitudes associées aux procédés en fin de vie (scénarios de<br />

prudence ou scénario probabiliste)<br />

- C9 : Implication de l’évaluation du recyclage sur l’inventaire de cycle de vie<br />

- C10 : Implication de l’évaluation du recyclage sur les indicateurs d’impacts<br />

- C11 : Implication sur le processus d’aide à la décision<br />

Les approches de recyclage existantes peuvent être regroupées en trois familles<br />

conceptuellement bien distinctes : soit A1 les approches par règles de coupures<br />

temporelles dites « cut-off » qui considèrent uniquement un mix moyen de production avec<br />

un certain taux d’incorporation ; A2 les approches par impacts évités « avoided burden »<br />

qui considèrent la boucle de recyclage entre la fin de vie et la production d’un matériau<br />

comme un bonus qu’il convient ensuite d’affecter ; et enfin A3 les approches en stocks<br />

« stock flow » qui partent du principe de l’existence de stocks de matières premières<br />

secondaires (MPS).<br />

Ces trois types d’approches ont été comparés à la fois par rapport à la liste de critères<br />

définis précédemment mais ont également été comparées sur une étude de cas à l’échelle<br />

d’un kilogramme de produit.<br />

Pour information, à ce jour, l’outil EQUER se base sur une méthode de prise en compte du<br />

recyclage de la famille A2bis tandis qu’ELODIE qui utilise pour prendre en compte le<br />

recyclage, les FDES s’appuie sur une approche de la famille A3.<br />

C1<br />

A1 « Cut-off » A2 « Avoided burden »<br />

WorldSteel<br />

De la fabrication à De la fabrication à la fin de<br />

l’utilisation du vie du produit. Le procédé<br />

produit. Le<br />

de recyclage est affecté<br />

procédé de<br />

en totalité à la phase de<br />

recyclage est donc fabrication par<br />

A2bis « Avoided<br />

burden » 50-50<br />

De la fabrication à la fin<br />

de vie du produit. Le<br />

procédé de recyclage<br />

est affecté pour moitié<br />

à la fabrication et pour<br />

A3 « Stock flow"<br />

1 système de produit<br />

considéré.<br />

Procédé de<br />

recyclage affecté en<br />

totalité en fabrication<br />

75


C2<br />

inclus en<br />

fabrication au<br />

prorata du taux<br />

d’incorporation par<br />

type de produit.<br />

l’intermédiaire d’un bonus<br />

(approche retenue par le<br />

WorldSteel par exemple)<br />

moitié à la fin de vie<br />

(bonus 50-50)<br />

ACV<br />

attributionnelle<br />

(photographie des<br />

impacts avec règle<br />

de coupures<br />

temporelle des flux<br />

de recyclage.<br />

ACV différentielle (ou<br />

conséquentielle)<br />

ACV différentielle (ou<br />

conséquentielle)<br />

Pourquoi ?<br />

C3 Recyclage effectif Recyclabilité Recyclage effectif et<br />

Recyclabilité<br />

Boucle ouverte et Boucle fermée<br />

Boucle ouverte et<br />

C4<br />

C5<br />

C6<br />

C7<br />

C8<br />

fermée<br />

La méthode<br />

favorise les filières<br />

fournissant des<br />

matériaux recyclés<br />

en fabrication.<br />

Sans objet (fin de<br />

vie non<br />

considérée)<br />

Non.<br />

Pas d’approche<br />

cycle de vie<br />

complet<br />

Sans objet puisque<br />

la fin de vie est<br />

Méthode valide pour des<br />

boucles fermées<br />

seulement, la question de<br />

la responsabilité<br />

environnementale n’est<br />

donc pas plus discutée (1<br />

seul matériau en jeu).<br />

Sans objet puisque le<br />

principe de la méthode<br />

raisonne par impacts<br />

évités et la fin de vie est<br />

assimilée à la fabrication<br />

(bonus)<br />

Non. Oui mais<br />

Si les taux de recyclage et<br />

d’incorporation sont<br />

maximisés le bonus de<br />

recyclage est nul ce qui<br />

est incohérent<br />

Le bonus prenant en<br />

compte le recyclage en fin<br />

fermée<br />

Partage égal du bonus<br />

(en cas de recyclage)<br />

entre l’acteur qui utilise<br />

un produit recyclé et<br />

celui qui recycle en fin<br />

de vie.<br />

Sans objet puisque la<br />

méthode est basée sur<br />

les impacts évités, on<br />

ne définit donc pas de<br />

co-produit<br />

Oui le cycle de vie est<br />

complet : il intègre les<br />

procédés de recyclage<br />

en fin de vie<br />

L’allocation du procédé<br />

de recyclage en fin de<br />

du produit.<br />

Lieu de définition du<br />

stock (frontière du<br />

système) reste sujet<br />

à débat. Il peut en<br />

première approche<br />

être basé sur un<br />

critère économique<br />

(par ex. NEN8006).<br />

ACV attributionnelle<br />

(photographie des<br />

impacts du<br />

« berceau à la<br />

tombe »)<br />

Recyclage effectif<br />

Boucle ouverte<br />

Partage de la resp.<br />

env. entre le<br />

système de produit<br />

qui génère un déchet<br />

valorisable et celui<br />

qui l’incorpore en<br />

tant que MPS.<br />

Le système qui<br />

envoie un déchet<br />

vers un recyclage est<br />

« récompensé » si la<br />

filière existe.<br />

Le déchet valorisé<br />

est considéré à ce<br />

jour comme un sousproduit<br />

donc aucun<br />

impact ne lui est<br />

imputé (flux<br />

intermédiaire).<br />

EN revanche si le<br />

statut du déchet<br />

évolue la méthode<br />

des stocks n’est plus<br />

applicable.<br />

Oui.<br />

Modèle non<br />

dépendant des<br />

cycles de vie amont<br />

et aval au produit<br />

étudié (pas<br />

d’élargissement des<br />

frontières)<br />

Je dirais plutôt non,<br />

car on ne prend pas<br />

en compte le<br />

procédé de<br />

recyclage en fin de<br />

vie<br />

L’allocation du<br />

procédé de<br />

76


négligée<br />

C9 Si recyclage il y a :<br />

l’ensemble des flux<br />

d’ICV sont réduit<br />

en phase de<br />

fabrication en<br />

fonction du taux<br />

d’incorporation<br />

C10<br />

C11<br />

Même remarque<br />

que C9 mais avec<br />

les indicateurs<br />

d’impacts (Energie,<br />

GWP,<br />

Ressources…)<br />

N’incite pas à<br />

l’emploi de<br />

matériaux à fort<br />

potentiel de<br />

recyclage<br />

de vie est affecté en<br />

fabrication et masque<br />

l’incertitude sur ce que<br />

seront réellement les<br />

techniques de recyclage<br />

lorsque le système<br />

arrivera en fin de vie<br />

(l’impact de la boucle de<br />

recyclage correspond aux<br />

technologies actuelles).<br />

Si recyclage il y a :<br />

l’ensemble des flux d’ICV<br />

est diminué par le bonus<br />

(différentiel entre les<br />

masses recyclées et<br />

recyclables entrants et<br />

sortantes du système)<br />

Même remarque que pour<br />

C9 mais avec les<br />

indicateurs d’impacts<br />

(Énergie, GWP,<br />

Ressources…)<br />

Incite à l’utilisation de<br />

matériaux à fort potentiel<br />

de recyclage.<br />

vie induit une forte<br />

incertitude sur ce que<br />

seront les techniques<br />

de recyclage lorsque le<br />

système arrivera en fin<br />

de vie. Mais l’utilisateur<br />

peut aussi considérer<br />

une technique<br />

contemporaine<br />

(scénario de prudence).<br />

Si recyclage il y a :<br />

l’ensemble des flux<br />

d’ICV sont réduits en<br />

fonction du taux<br />

d’incorporation et de<br />

recyclage ; possibilités<br />

de flux négatifs en fin<br />

de vie<br />

Même remarque que<br />

pour C9 mais avec les<br />

indicateurs d’impacts<br />

(Énergie, GWP,<br />

Ressources…)<br />

Récompense à la fois<br />

l’utilisation de matières<br />

recyclées en fabrication<br />

et l’envoi vers un<br />

recyclage en fin de vie.<br />

recyclage à la<br />

fabrication du produit<br />

permet de toujours<br />

évaluer une<br />

technologie<br />

contemporaine et en<br />

conséquence<br />

diminue les<br />

incertitudes. Mais le<br />

fait de ne pas<br />

prendre en compte le<br />

procédé de<br />

recyclage en fin de<br />

vie induit une<br />

imprécision<br />

Si recyclage il y a :<br />

Apparition au niveau<br />

de l’ICV du flux de<br />

déchets valorisés (en<br />

masse)<br />

correspondant à un<br />

flux intermédiaire (au<br />

sens de l’ACV)<br />

Un indicateur agrégé<br />

sommant les flux<br />

intermédiaires de<br />

déchets valorisés<br />

(mis en stock dans<br />

une filière de<br />

recyclage existante),<br />

mais peut-on ajouter<br />

1 kg d’acier et 1 kg<br />

de béton ?<br />

Gains associés au<br />

recyclage moins<br />

important que<br />

d’autres approches<br />

sur la plupart des<br />

indicateurs d’impacts<br />

ACV.<br />

Mais création d’un<br />

indicateur spécifique<br />

au recyclage<br />

permettant d’informer<br />

le décideur de la<br />

masse brute ou nette<br />

de matières<br />

recyclées utilisées<br />

et/ou mobilisées par<br />

le système<br />

Ces trois types d’approches après avoir été comparées par rapport à un ensemble de<br />

critères et sur une étude de cas à l’échelle du kilogramme de produit (acier, bois, béton)<br />

vont pouvoir être analysés à l’échelle d’une étude de cas de bâtiment du projet. Lors de<br />

l’application sur l’étude de cas de bâtiment se posera notamment la question de la<br />

définition des scénarios de fin de vie à retenir par type de produits ou matériaux. La<br />

problématique est donc maintenant un peu plus large que le seul « recyclage » puisque les<br />

autres procédés de fin de vie (mise en décharge, incinération…) sont introduits.<br />

77


Le choix d’une méthode peut influencer la décision, comme le montre la figure suivante<br />

concernant le recyclage d’une tonne de béton. Elle représente l’indicateur de<br />

consommation d’énergie primaire en fonction de la distance de transport vers le recyclage.<br />

A partir d’une certaine distance, les impacts liés au transport deviennent supérieurs à<br />

l’impact évité par le recyclage. Avec la méthode des stocks, le seul impact évité est la mise<br />

en décharge, donc il suffit d’une distance de 80 km pour annihiler l’intérêt du recyclage.<br />

Dans ce même exemple, la méthode des impacts évités donne un intérêt au recyclage<br />

jusqu’à 400 km.<br />

Devant la complexité et les incertitudes associées à la fin de vie, une approche de<br />

scénarios contemporains semble être bien adaptée bien que probablement conservatrice.<br />

Sur la base des statistiques actuelles de fin de vie de matériaux et produits de<br />

construction, des taux peuvent être définis et appliqués. Il peut être également intéressant<br />

lors de ce travail d’adapter les scénarios de fin de vie non pas relativement au type de<br />

matériau mais au type d’usage. En effet, l’usage détermine grandement la capacité d’un<br />

matériau donné à être recyclé ou mis en décharge (par ex. bétons de fondations vs.<br />

bétons de superstructures d’un bâtiment).<br />

A ce titre, il est également intéressant d’étudier à côté des scénarios conventionnels, des<br />

scénarios dits probabilistes. Ceci en faisant l’hypothèse que lorsque le bâtiment arrivera en<br />

fin de vie les technologies et procédés de fin de vie se seront améliorés notamment pour<br />

ce qui concerne le recyclage. Le test de ces scénarios probabilistes peut par exemple se<br />

faire dans le cadre d’une étude de sensibilité des résultats pour tester leur robustesse.<br />

Modélisation de la fin de vie<br />

Là encore, il faut faire des choix :<br />

- Utiliser les scénarios (taux et procédés) contemporains,<br />

- Utiliser des scénarios probabilistes.<br />

Bien que considérée très conservatrice, l’utilisation de scénarios contemporains permet<br />

d’assurer une homogénéité des hypothèses et de parier sur « si on peut faire ça<br />

78


aujourd’hui, alors on ne fera pas moins demain ». Toutefois, comme n’importe quel autre<br />

scénario probabiliste, elle ne permet pas de s’affranchir des nombreuses incertitudes<br />

planant sur la valorisation des déchets : réglementations diverses et contradictoires,<br />

augmentation des coûts de transport, segmentation des marchés des matériaux,…<br />

La question de la prise en compte de la fin de vie des matériaux et produits de construction<br />

du bâtiment est rendue plus complexe par leur longue durée de vie qui conduit à introduire<br />

des incertitudes quelle que soit la méthode employée liée à l’évolution des scénarios de fin<br />

de vie et des process industriels mis en jeu.<br />

1.3 Usage du sol<br />

Ce chapitre traite l’analyse de l’origine des impacts sur un indicateur d’usage du sol. Ce<br />

type d’indicateur est encore peu utilisé aujourd’hui dans l’ACV de produits de construction<br />

et l’ACV de bâtiments de par sa complexité, sa dépendance aux spécificités locales et ses<br />

nombreuses hypothèses de calcul. Néanmoins une approche expérimentale avec ce type<br />

d’indicateur peut se révéler intéressante dans le but d’observer l’importance relative de<br />

l’impact de la parcelle et celle des matériaux.<br />

Il peut en effet traduire l’effet de consommation de territoire, engendré par l’extension<br />

urbaine et la consommation croissante de terres agricoles, en évaluant les impacts<br />

générés à la fois par la transformation du sol et par sa « mise à disposition » pendant la<br />

durée de vie du bâtiment. Plutôt que d’accorder une importance à la nature du sol en tant<br />

que tel, traitée par d’autres indicateurs qui recensent la ressource consommée, c’est<br />

principalement le sol comme support de biodiversité qui est évalué. Cela se traduit par un<br />

impact sur la faune et la flore (nombre, diversité, disparitions, fragmentation de l’espace,<br />

etc.), sur le sol et sa qualité environnementale, et sur les régulations écologiques locales et<br />

régionales (climat, ruissellement, érosion, etc.). L’indicateur « usage du sol » permet<br />

d’évaluer en définitive la perte (ou le gain) de biodiversité engendrée par un projet de<br />

construction ou d’aménagement réalisé dans un contexte donné.<br />

Au-delà de l’impact généré par la transformation et utilisation de la parcelle à construire, on<br />

retrouve un impact sur l’usage du sol (et donc la biodiversité) dans chaque matériaux et<br />

produits qui composent le bâtiment. Ces impacts trouvent leur origine dans le sol ou<br />

territoire transformé ou occupé pour les étapes d’extraction de matières premières,<br />

transformation ou de transport.<br />

Il est intéressant alors d’observer quelle est, pour un bâtiment type, la part d’impact sur<br />

l’usage du sol des matériaux qui composent le bâtiment comparativement à l’impact<br />

généré par l’occupation de la parcelle.<br />

Dans cet objectif deux bâtiments ont été modélisés et tous deux analysés<br />

comparativement de façon à en extraire l’impact sur l’usage du sol des matériaux et de la<br />

parcelle utilisée). Les deux bâtiments répondent au même cahier des charges de base<br />

(nombre de logements) mais sont de deux formes différentes avec une occupation de<br />

parcelle différente. Pour évaluer le poids du type de matériaux utilisé, trois modes<br />

constructifs ont été évalués pour chaque bâtiment : construction béton, construction bois<br />

et construction acier.<br />

L’indicateur « Land use » :<br />

79


L’indicateur usage du sol a été développé initialement par le Ministère des transports,<br />

travaux publics et gestion de l’eau des Pays-Bas en 1998. Il a depuis été repris et optimisé<br />

par divers travaux, principalement menés en Hollande. L’un d’eux2 a notamment mené à<br />

l’intégration de cette méthode pour l’ACV dans l’indicateur Eco Indicator. On le retrouve<br />

également intégré dans des versions particulières dans les indicateurs Impact 2002+ et<br />

CML 2001. Tous les processus inclus dans Ecoinvent intègrent dans leur inventaire la<br />

notion de transformation et occupation du sol.<br />

L’indicateur utilisé dans cette étude est l’indicateur « Land use » mis à disposition dans<br />

Eco Indicator 99 dans sa version « hiérarchique ». L’Ecoindicateur 99, développé par Pre<br />

Consultants, évalue l’usage du sol en estimant la perte d’espèces végétales vascularisées<br />

et la zone concernée.<br />

Land use : occupation<br />

et transformation<br />

Changement de la<br />

taille de l’habitat<br />

Effet régional sur les espèces<br />

de plantes vasculaires<br />

Effet local sur les espèces de<br />

plantes vasculaires<br />

Dommage sur la qualité de<br />

l’écosystème (% d’espèces<br />

de plantes vasc.*km2*an)<br />

Indicateur<br />

(PDF*m2*an)<br />

L’indicateur est basé sur deux types d’impact :<br />

- l’impact de la transformation du sol : de terre arable à espace urbain peu dense<br />

par exemple<br />

- l’impact de l’utilisation du sol : utilisation pendant 50 ans pour un usage industriel<br />

construit par exemple ou encore pour un usage de forêt à exploitation intensive<br />

Des précisions sur ces deux types d’impacts sont apportées en Annexe 2<br />

Les interventions génératrices d’impact sont de plusieurs types :<br />

- extraction de matières premières (mines, carrières, etc.)<br />

- process de production (exploitation agricole ou forestière, zone industrielle, etc.)<br />

- transport (route, etc.)<br />

- usage (zone résidentielle, zone de loisir, etc.)<br />

- processus de traitement de déchets (décharges, zones d’implantation d’usines<br />

d’incinération, etc.)<br />

Pour chaque processus les points suivants doivent être spécifiés dans l’inventaire :<br />

- le domaine transformé<br />

- la nature de la transformation (de quoi en quoi), incluant ou non un caractère<br />

irréversible<br />

- la zone occupée,<br />

- la durée de l’occupation<br />

- la nature de l’occupation<br />

Pour calculer les différents impacts, les modèles utilisés intègrent les impacts sur les<br />

capacités/propriétés suivantes :<br />

2 Méthode Köllner, Köllner, PhD thesis, 2001 ; Goedkoop et Spriensma, 2000<br />

80


- disponibilité de ressources naturelles : l’utilisation d’espace peut entraîner une<br />

raréfaction de certains types d’écosystème et en conséquence une compétition<br />

entre espèces pour l’occupation du territoire<br />

- services de support du vivant :<br />

o Maintenance des cycles naturels (régulation du climat – température et<br />

humidité -, purification de l’air, fertilité du sol, inertie du sol (dégradation de<br />

polluants), purification de l’eau)<br />

o Structure de l’écosystème (régulation du climat –albedo et barrière de vent<br />

-, protection contre les inondations, protection contre l’érosion,<br />

structuration du sol)<br />

o Impact structurant sur des espèces (pollinisation, régulation de maladies<br />

par des prédateurs naturels)<br />

- Valeur intrinsèque de la nature : biodiversité :<br />

o Diversité des écosystèmes,<br />

o Diversité des espèces,<br />

o Diversité génétique<br />

L’impact sur la biodiversité est notamment provoqué par la réduction directe d’espace<br />

naturel, mais aussi par des actions indirectes :<br />

- fragmentation des milieux<br />

- création de couloirs,<br />

- dégradation des milieux (perte de niches de biodiversité)<br />

- modification de conditions abiotiques (humidité, vent)<br />

- sur-sensibilisation à des événements exceptionnels (inondations)<br />

La traduction méthodologique de ces considérations passe par l’intégration dans les<br />

calculs des paramètres de « densité d’espèces de plantes » et de « qualité des<br />

écosystèmes ». Ces paramètres sont par ailleurs contrastés par les facteurs de<br />

- « rareté de l’écosystème »,<br />

- « vulnérabilité de l’écosystème », et<br />

- « qualité de l’écosystème au niveau du biome considéré ».<br />

L’indicateur d’impact se traduit finalement en PDF (Potentially Damaged Fraction) rapporté<br />

à une durée (un an) et une superficie (m 2 )<br />

PDF<br />

<br />

Sréférence Suse<br />

Sréférence<br />

Sréférence = diversité d’espèces sur le type d’espace de référence<br />

Suse = diversité d’espèces sur l’espace occupé ou modifié.<br />

Il y a quatre facteurs de caractérisation (occupation du sol locale et régionale,<br />

transformation du sol locale et régionale). L’effet local se réfère au changement du nombre<br />

d’espèces se produisant sur le sol occupé ou transformé, alors que l’effet régional se<br />

réfère au changement des espaces naturels hors du sol occupé ou transformé. Les<br />

données sur le nombre d’espèces sont basées sur des observations et non sur des<br />

modèles. Le problème avec ce type de données est qu’il n’est pas possible de séparer<br />

l’influence du type d’usage du sol de l’influence des émissions. Il faut donc veiller à éviter<br />

81


le double comptage d’effets qui sont inclus dans l’usage du sol et qui pourraient être inclus<br />

dans d’autres modèles de dommages.<br />

Bâtiments d’étude<br />

Nous avons modélisé deux types de bâtiments avec, pour chacun d’eux, trois systèmes<br />

constructifs : structure en béton, structure en acier et structure en bois. Les deux bâtiments<br />

répondent au même cahier des charge, mais ont différentes formes qui leur procurent une<br />

occupation différente de la parcelle : l’un est vertical avec une emprise au sol faible et six<br />

niveaux, l’autre est horizontal avec une emprise au sol plus importante sur deux niveaux.<br />

Ces différences structurelles impliquent également des différences dans les quantités de<br />

matériaux utilisés pour chaque type de système constructif<br />

Il y a vingt-quatre appartements dans chaque bâtiment, chaque appartement possède la<br />

même surface et le même nombre d’habitants.<br />

Le détail des hypothèses (plans des bâtiments étudiés, quantifications des matériaux<br />

correspondantes,...) est présenté en Annexe 2.<br />

Résultats d’analyse<br />

Les résultats de simulation réalisés sur les modèles aboutissent aux résultats suivants<br />

pour l’indicateur usage du sol :<br />

Usage du sol<br />

(PDF.m 2 .an)<br />

Parcelle<br />

Structure<br />

béton<br />

Structure bois<br />

Structure<br />

acier<br />

Bâtiment 1 (vertical) 809 854 46817 5070<br />

Bâtiment 2 (horizontal) 2428 1339 116019 4335<br />

82


Les résultats montrent que l’impact sur l’usage du sol est très dépendant des matériaux utilisés.<br />

Ceux-ci sont à l’origine de plus de 50% des impacts hormis dans le cas du bâtiment horizontal<br />

en structure béton.<br />

Les différences de matériaux dans les systèmes constructifs ont d’importantes<br />

conséquences. Le béton est peu impactant alors que le bois est à l’inverse très impactant.<br />

Ceci s’explique par les larges surfaces de forêt occupées pendant de longues périodes de<br />

temps pour l’exploitation forestière.<br />

Le choix privilégié de la verticalité reste pertinent dans les trois cas. Ces résultats incitent<br />

à une vigilance accrue sur l’occupation de la parcelle dans le cas de construction<br />

traditionnelle en béton.<br />

Les résultats surprenants du cas de la construction bois a conduit à une recherche plus<br />

approfondie de l’impact de l’exploitation forestière sur un indicateur de type usage du sol,<br />

en partie pour pouvoir identifier les différences éventuelles entre différents modes de<br />

gestion de la forêt ou encore entre les différences entre espèces.<br />

Impact du bois<br />

L’étude s’est focalisée sur les impacts du bois lamellé-collé « Glued laminated timber, indoor<br />

use, at plant/RER U » sur l’indicateur « land use ». Le tableau ci-dessous présente à titre<br />

d’exemple l’analyse par substance de des poteaux LC 40*40 du bâtiment 1.<br />

83


normalisation []<br />

Catégorie<br />

2,2<br />

2<br />

1,8<br />

1,6<br />

1,4<br />

1,2<br />

Land use<br />

Substance Unité Glued laminated timber,<br />

indoor use, at plant/RER U<br />

Total of all compartments PDF*m2yr 15095<br />

1 Occupation, 0<br />

forest, intensive, normal PDF*m2yr 13569<br />

2 -0,2 Transformation, to arable, non-irrigated PDF*m2yr 4499<br />

3 Transformation, -0,4<br />

to forest, intensive, normal PDF*m2yr 3391<br />

4 Occupation, -0,6 traffic area, road embankment PDF*m2yr 1030<br />

2,6<br />

Glued laminated timber, indoor use, at plant/RER U<br />

2,4<br />

2,2<br />

Occupation, forest, intensive, normal<br />

Transformation, to forest, intensive, normal<br />

Transform<br />

Occupatio<br />

2<br />

Transformation, to traffic area, road embankment<br />

Transform<br />

Occupation, industrial area, vegetation<br />

Occupatio<br />

1,8<br />

Occupation, industrial area<br />

Transform<br />

1,6<br />

Transformation, to industrial area<br />

Occupatio<br />

Transformation, to water bodies, artificial<br />

Transform<br />

1,4<br />

Transformation, to industrial area, built up<br />

Occupatio<br />

Glued laminated timber, indoor use, at plant/RER U<br />

1,2<br />

Occupation, traffic area, road network<br />

Occupatio<br />

1<br />

Transformation, to arable<br />

Transform<br />

Occupation, forest, intensive, normal<br />

Transformation, to arable, non-irrigated<br />

Transformation, 0,8 Analyse de 1 p 'Poteaux LC 40*40 bois 1', méthode: Eco-indicator 99 (H) V2.06 / Europe EI 99 H/H / normalisation<br />

to forest, intensive, normal<br />

Occupation, traffic area, road embankment<br />

Transformation, 0,6to traffic area, road embankment<br />

Transformation, to mineral extraction site<br />

Occupation, industrial area, vegetation<br />

Occupation, arable, non-irrigated<br />

0,4<br />

Occupation, industrial area<br />

Transformation, to industrial area, vegetation<br />

Transformation, 0,2to industrial area<br />

Occupation, industrial area, built up<br />

Transformation, 0to water bodies, artificial<br />

Transformation, to dump site, benthos<br />

Transformation, to industrial area, built up<br />

Occupation, dump site<br />

Occupation, traffic -0,2 area, road network<br />

Occupation, mineral extraction site<br />

Transformation, -0,4to arable<br />

Transformation, to dump site<br />

is 1', méthode: Eco-indicator -0,6 99 (H) V2.06 / Europe EI 99 H/H / normalisation<br />

-0,8<br />

1<br />

0,8<br />

0,6<br />

0,4<br />

0,2<br />

-0,8<br />

On constate que les impacts importants viennent de l’occupation de la forêt, de la<br />

transformation en terres arables non irriguées, et de la transformation en forêt.<br />

Occupation, forest, intensive, normal<br />

Transformation, to forest, intensive, normal<br />

Transformation, to traffic area, road embankment<br />

L’indicateur « land use » de la forêt<br />

Occupation, industrial area, vegetation<br />

L’usage du sol pour la production de bois et les processus de foresterie est calculé selon<br />

Occupation, industrial area<br />

les informations et hypothèses données dans le tableau suivant :<br />

Transformation, to industrial area<br />

Transformation, to water bodies, artificial<br />

Transformation, to industrial area, built up<br />

Occupation, traffic area, road network<br />

Transformation, to arable<br />

Glued laminated timber, indoor use, at plant/RER U<br />

Analyse de 1 p 'Poteaux LC 40*40 bois 1', méthode: Eco-indicator 99 (H) V2.06 / Europe EI 99 H/H / normalisation<br />

Transform<br />

Occupatio<br />

Transform<br />

Occupatio<br />

Transform<br />

Occupatio<br />

Transform<br />

Occupatio<br />

Occupatio<br />

Transform<br />

84


La construction bois peut être fortement pénalisée par ce type d’indicateur. Les impacts<br />

liés à l’exploitation de la forêt sont importants, néanmoins il existe des incertitudes sur<br />

certains aspects :<br />

- La totalité de la surface de forêt est allouée à la production de bois bien que les<br />

forêts aient de nombreuses fonctions parallèles, telles que la protection contre les<br />

avalanches et les inondations, son rôle essentiel dans l’écosystème global,<br />

l’habitat des animaux et des plantes, l’utilisation en lieu de détente et de loisirs,<br />

etc...<br />

- Étant donné que les données utilisées sont valides pour une espèce et une région<br />

en particulier, l'incertitude est assez élevée.<br />

- Les données d’usage du sol peuvent varier considérablement en fonction de<br />

l’intensité avec laquelle la forêt est utilisée [Life cycle inventories of wood as fuel and construction<br />

materials – data V2.0 (2007), Ecoinvent Centre]. En revanche, il n’est pas possible de prendre<br />

en compte le mode de gestion forestière. En effet, les mêmes coefficients sont<br />

employés pour l’extensif et l’intensif<br />

- Les données pour les infrastructures d’usines de production ne sont pas<br />

disponibles. Souvent il n’y a pas d’usines fixes, mais des lieux de production près<br />

des forêts sans infrastructures fixes. Donc les infrastructures ne sont pas<br />

évaluées.<br />

- Notons également que le temps de croissance des arbres pris en compte entre le<br />

plant et la coupe (table 4.2 ligne n°2) semble plus élevé que les pratiques<br />

actuelles connues, en particulier pour les résineux.<br />

85


Conclusions<br />

- Les indicateurs d’usage du sol ont fait l’objet de nombreux développements scientifiques<br />

et trouvent même un fort niveau d’approbation aux Pays-Bas. Leur utilisation, a minima à<br />

titre expérimental, peut être intéressante pour l’ACV de bâtiments dans l’objectif d’observer<br />

les impacts directs et indirects sur la biodiversité, puisque cet aspect reste encore non<br />

évalué dans les indicateurs « classiques ».<br />

L’impact des matériaux est fort voire prédominant sur celui généré par la transformation et<br />

utilisation de la parcelle : il est important en conséquence d’intégrer la dimension<br />

matériaux et produits dans une analyse d’impact sur la biodiversité et non seulement celle<br />

de la parcelle. En revanche il semble particulièrement pénalisant pour le bois: il serait alors<br />

opportun sur ce point de réaliser des analyses d’incertitude complémentaires et d’intégrer<br />

des facteurs de différenciation plus marqués selon le type de gestion utilisé pour la forêt à<br />

l’origine du bois.<br />

1.4 Indicateurs pour la santé et l’écotoxicité<br />

Les indicateurs caractérisant les impacts sur la santé et ceux liés à l’éco-toxicité sont<br />

des indicateurs relativement élaborés, dont le calcul dépend de nombreuses données,<br />

hypothèses et modèles. Une attention toute particulière doit être apportée à tous ces<br />

facteurs d’incertitudes et à la rigueur des méthodes employées. Plusieurs analyses<br />

critiques et études des méthodologies existantes ont déjà été menées, notamment dans le<br />

cadre du projet ILCD (International Life Cycle Database), pour lequel certaines<br />

recommandations ont été émises.<br />

La collecte des données représente un facteur d’incertitude assez important, la<br />

transparence et la représentativité de celles-ci doit être la plus élevée possible. Des<br />

recommandations ont ainsi été émises [ILCD, 2008], ces dernières sont explicitées dans la<br />

partie <strong>2.2</strong> d).<br />

La méthodologie de calcul de ces indicateurs hautement élaborés est elle aussi<br />

particulièrement importante. Ainsi une évaluation des différentes méthodes disponibles a<br />

été menée [ILCD, 2008], aboutissant à certaines recommandations.<br />

Santé humaine<br />

Le but d’un indicateur sur la santé humaine est de quantifier les modifications<br />

concernant la mortalité et la morbidité générées par les émissions de substances<br />

intervenant dans le cycle de vie d’un produit ou un procédé.<br />

L’indicateur DALY, issu de la méthode Eco-Indicator 99, permet ce genre<br />

d’évaluation. C’est un indicateur orienté dommages, basé sur une modélisation de<br />

l’évolution et des effets des substances émises dans l’environnement. Cet indicateur se<br />

base sur des données statistiques mondiales concernant la santé humaine. Il a été calculé<br />

pour un grand nombre de maladies, notamment de nombreux types de cancers [Frischknet<br />

& al, 2000 ; Goedkoop & Spriensma, 1999 ; Murray & Lopez, 1996]. Son calcul, à partir de<br />

l’inventaire établi pour le système étudié, se base sur quatre étapes principales :<br />

- Une analyse de l’évolution des substances considérées, consistant à décrire et<br />

modéliser les transferts entre les différents compartiments écologiques (air, eaux<br />

de surface, nappes phréatiques, sols…) et les phénomènes de transport, la<br />

86


dégradation des substances, afin de calculer la concentration résultante dans<br />

chacun des compartiments écologiques<br />

- Une analyse de l’exposition, basée sur les concentrations calculées, qui estime à<br />

quel point les hommes, les animaux, la végétation… peuvent être contaminés, en<br />

déterminant la dose reçue soit directement par l’homme, soit indirectement par<br />

transfert (via l’eau potable ou la nourriture par exemple)<br />

- Une analyse des effets, en lien avec la dose déterminée pour une certaine<br />

substance, permet de connaitre les types et les fréquences de pathologies (ou<br />

autres effets) qui seront développés<br />

- Une analyse des dommages, qui permettra l’expression dans l’unité considérée<br />

des résultats de l’analyse des effets.<br />

On calcule ici l’impact des substances cancérigènes sur la santé en utilisant EUSES<br />

(European Uniform System for the Evaluation of Substances) [EUSES, 1996]. L’analyse de<br />

l’évolution des substances cancérigènes considérées au cours du temps est prise en<br />

compte, et permet de calculer la concentration présumée de substance dans l’air, l’eau<br />

douce et les aliments, liée à une émission instantanée de substance.<br />

Ces données sur la quantité de substance présente dans l’environnement sont mises<br />

en lien avec la relation dose-effets, tirée d’une analyse d’effet. Cette analyse est basée sur<br />

la notion de risque : la probabilité qu’un individu moyen développe un cancer après avoir<br />

été exposé pendant 70 ans à une concentration en substance considérée de 1 µg/m 3 . Ce<br />

paramètre permet de calculer le taux de cancer pour 1 kg de substance émise.<br />

La densité de population détermine le nombre de personnes qui seront exposées,<br />

selon la durée de présence de la substance dans les différents compartiments écologiques<br />

considérés, qui eux-mêmes déterminent l’évolution de la répartition et de la concentration<br />

de la substance (ainsi l’air représente le compartiment le plus important en ce qui concerne<br />

la dispersion de substances sur une grande échelle). On prendra en compte les<br />

hypothèses suivantes :<br />

- La densité de population est égale à la densité en Europe de l’ouest (160 hab/km²)<br />

si le temps de résidence de la substance est égal à un jour, avec une dispersion<br />

localisée à l’Europe<br />

- Elle est prise égale à la densité mondiale si on considère un temps de résidence<br />

de 1 an<br />

- Elle est maximale (300 hab/km²) pour des temps de résidence plus longs.<br />

L’autre grande catégorie de substances prises en compte correspond à celles ayant<br />

des effets respiratoires, qu’elles soient organiques ou inorganiques. Leur prise en compte<br />

repose là aussi principalement sur l’analyse de l’évolution de la substance, de sa<br />

concentration, de son transport… Les données les plus pertinentes pour l’Europe sont<br />

utilisées, en considérant une relation linéaire entre les émissions et les concentrations.<br />

Ainsi les grandeurs spécifiques concernant les COV sont calculés par Hofsteter [Hofsteter,<br />

1998] en utilisant le POCP (Photochemical Ozone Creation Potential) et les facteurs<br />

d’évolution donnés par Jenkin [Jenkin & al, 1997]. Concernant l’ozone, des mécanismes<br />

de formation non-linéaires et des relations marginales sont utilisées. Une approche<br />

87


épidémiologique permet ensuite d’estimer une relation dose-réponse, en prenant en<br />

compte la concentration en substance, la densité de population, le nombre de personnes<br />

hospitalisées avec des problèmes respiratoires et le risque relatif.<br />

Ainsi, concernant la santé humaine, en sachant qu’un certain niveau d’exposition<br />

entraine par exemple un risque d’augmentation d’un certain type de cancer quantifié, il est<br />

possible d’obtenir des données sur l’âge moyen des personnes susceptibles de<br />

développer ce cancer, le risque moyen de décès, et ainsi calculer les valeurs des YLD<br />

(Years of Life Disabled, durée pendant laquelle un être humain soumis aux émissions<br />

induite par le système étudiée vivra sous l’effet d’une pathologie) et YLL (années de vie<br />

perdues), selon la méthodologie développée par la banque mondiale [Murray & lopez,<br />

1996] :<br />

D : poids de la pathologie (facteur d’équivalence en année de vie perdue, entre 0 et 1)<br />

K : facteur de modulation de la pondération en âge, =1 (cf. ci-dessous)<br />

C : constante d’ajustement, =0.1658<br />

e=2.1718<br />

r : taux de décompte, 0.03<br />

a : âge d’apparition de la pathologie<br />

β : paramètre de pondération de l’âge, 0.04<br />

L : durée de la pathologie<br />

a : âge au décès<br />

L : espérance de vie standard à l’âge a (actuellement à la naissance 82.5 ans pour les<br />

femmes et 80 pour les hommes)<br />

On obtient alors le DALY en années de vie équivalentes perdues :<br />

DALY = YLD + YLL<br />

Le calcul de cet indicateur dépend ainsi de nombreux choix et hypothèses, induisant<br />

des incertitudes et est donc largement soumis à discussion.<br />

Ainsi dans la plupart des ACV le calcul du DALY ne tient pas compte de critères d’âge<br />

ni d’actualisation selon de possibles futurs dommages à la santé. La pertinence pratique<br />

de ces deux aspects est en général considérée comme limitée (ainsi la prise en compte de<br />

l’âge ne modifie sensiblement l’estimation du DALY que dans le cas où une atteinte à la<br />

santé des enfants a un poids élevé dans le calcul du DALY d’une maladie. La santé des<br />

enfants n’intervient en général que faiblement dans le cas des ACV), nous proposons de<br />

ne pas les prendre en compte, l’ACV ne pouvant de plus que difficilement fournir les<br />

88


informations temporelles nécessaires à une bonne appréhension de ces aspects. Une<br />

ACV ne considère pas la santé humaine comme une valeur fonctionnelle mais cherche à<br />

évaluer les changements prenant comme point de départ un humain bien portant. Il n’est<br />

alors pas judicieux d’affecter un poids moindre à une pathologie future, tant qu’il n’est pas<br />

question d’évaluer d’éventuels coûts liés à ces dernières.<br />

Le calcul des YLD implique lui l’élaboration d’une échelle de valeurs afin de pondérer<br />

les différentes pathologies, et requiert l’avis de spécialistes. Ainsi si pour les cancers<br />

l’importance du YLD est relativement faible, il en va autrement pour certaines maladies<br />

musculo-squelettiques, neuropsychiatriques, des affections des organes sensoriels… il est<br />

néanmoins supposé que l’influence des jugements subjectifs sur les estimations des YLD<br />

auront une influence faible sur la valeur du DALY, cette supposition devant être considérée<br />

avec de nombreuse précautions, et doit être prise en compte dans toute phase<br />

d’interprétation des résultats<br />

L’indicateur DALY se réfère de plus à une région spécifique et à un cadre temporel<br />

précis, comme par exemple le monde entier en 1990. Néanmoins dans le cas d’une ACV<br />

ayant une visée plus locale, l’usage de cette grandeur doit être accompagné de<br />

précautions. Ainsi selon la zone géographique considérée les résultats peuvent varier,<br />

notamment selon l’état du système de santé considéré (ainsi des facteurs DALY calculés<br />

dans les pays occidentaux seront moins élevés que si la planète est considérée dans sa<br />

globalité). De même des valeurs de DALY calculées aujourd’hui risquent de présenter un<br />

écart notable avec celles qui résulteront d’un calcul effectué dans un futur lointain (ce qui<br />

peut être significatif dans le cas de substances émises aujourd’hui mais dont l’impact se<br />

fera ressentir dans le futur, ayant de fortes périodes de latence).<br />

On notera de plus que dans le cadre d’une étude des pathologies, cette prise en<br />

compte de l’état des infrastructures médicales considérées constitue l’introduction dans<br />

l’étude d’éléments externes au système. L’impact de ces éléments est en général négligé<br />

dans une ACV.<br />

On notera enfin que l’utilisation du DALY dans le cadre d’une ACV implique de faire<br />

bien plus d’hypothèses que dans le cas d’un DALY tiré uniquement de données<br />

statistiques liées aux maladies. Ainsi dans une ACV il est nécessaire de connaître l’effet<br />

d’une substance sur la santé. Un manque conséquent d’information reste problématique<br />

dans le cas notamment de produits chimiques ayant des effets toxiques, cancérigènes ou<br />

non. Si dans le cas des effets cancérigènes, la valeur du DALY peut être choisie comme la<br />

valeur moyenne du DALY des différents cancers (l’amplitude des valeurs concernant ce<br />

type d’affection étant inférieure aux incertitudes concernant le potentiel toxique de la<br />

majorité des substances cancérigènes), le cas des effets non cancérigènes reste plus<br />

problématique. En effet l’étude de ces pathologies par des tests sur animaux se fait sur la<br />

base de critères de réponse corporelle non simplement transposables à l’homme (étude de<br />

la perte de poids des cobayes par exemple). Il n’y a ainsi en général pas de DALY obtenu<br />

pour les effets sur la santé des substances toxiques non-cancérigènes.<br />

A la lumière de ces éléments, le groupe de travail du projet ILCD recommande<br />

d’utiliser l’indicateur DALY, qui permet de combiner des informations qualitative et<br />

quantitative sur la santé, lorsque les dommages sont causés par plusieurs facteurs de<br />

stress liés à l’environnement, agrégés en un unique indicateur d’impact. Le calcul du DALY<br />

89


devrait préférentiellement être mené sans pondération d’âge (facteur de pondération K = 1)<br />

ni d’actualisation.<br />

Si l’état des services de santé actuels entre en compte dans l’évaluation d’un DALY<br />

spécifique à une maladie, il sera important de prendre en compte les éventuels effets<br />

rebonds et de spécifier la méthodologie correspondante utilisée dans l’ACV. On notera de<br />

plus que le point de départ de l’analyse portant sur la santé humaine, la valeur intrinsèque<br />

d’une vie humaine, est soumis à débat.<br />

Il est de plus recommandé d’effectuer certaines analyses de sensibilité de l’indicateur<br />

DALY afin de déterminer l’influence de différents paramètres :<br />

- Donner les valeurs des YLL et YLD séparément permettra ainsi d’évaluer<br />

l’influence de la pondération des différentes pathologies dans le calcul du DALY<br />

- L’application optionnelle d’une pondération suivant l’âge et une actualisation selon<br />

un taux standard de 3 % fournira des informations sur l’importance de ces<br />

paramètres.<br />

Eco toxicité<br />

Cette catégorie concerne les écosystèmes naturels, leur fonction et leur structure.<br />

Sont considérés comme des dommages tous les changements intervenant de façon<br />

incontrôlée dans l’écosystème suite à la mise en œuvre du système (ainsi dans le cas<br />

d’une station d’épuration, les impacts positifs sur l’environnement de la structure<br />

interviennent dans la phase d’inventaire, et pas dans l’évaluation des dommages),<br />

consécutivement à une exposition à des produits chimiques ou à une transformation<br />

physique.<br />

La complexité des écosystèmes, des liens entre différentes espèces, de<br />

l’environnement physique et chimique rend difficile l’étude des changements consécutifs à<br />

la mise en œuvre du système étudié. L’éco toxicologie s’est donc focalisée sur la<br />

biodiversité d’un écosystème. Cette dernière peut se définir selon trois niveaux : la<br />

diversité écologique (diversité des écosystèmes), la diversité des populations (diversité<br />

des espèces) et la diversité génétique.<br />

La biodiversité ne rend pas directement compte de la santé d’un écosystème, qui<br />

dépend aussi de la protection des fonctions de l’écosystème (par exemple la production de<br />

biomasse ou le cycle des éléments nutritifs). Elle ne représente donc pas la seule façon de<br />

modéliser les dommages engendrés sur les écosystèmes. C’est néanmoins elle qui sera<br />

considérée ici, les fonctions d’un écosystème étant étudiées lorsque l’on s’intéresse aux<br />

ressources naturelles, en se penchant plus particulièrement sur la diversité des espèces,<br />

qui sera considérée comme représentative de l’état de la structure et des fonctions d’un<br />

écosystème.<br />

Il existe différentes approches permettant d’évaluer la perte de biodiversité d’un<br />

écosystème :<br />

- L’approche des PDF (Potentially Disappeared Fraction of species) et des PAF<br />

(Potentially Affected Fraction of species). Le PDF caractérise la part d’espèce dont<br />

la probabilité de présence dans un milieu est faible, à cause notamment de<br />

90


conditions non favorables. La sensibilité d’une espèce à une substance est<br />

déterminée par des tests en laboratoires, et les courbes de sensibilité obtenues<br />

permettent la détermination du PDF ou du PAF (le lien entre PAF et PDF se fait en<br />

considérant que la nature du milieu est en lien direct avec la biodiversité, c'est-àdire<br />

qu’une espèce disparait quand la concentration de toxique atteint une certaine<br />

limite dans le milieu considéré).<br />

- L’approche du MET (Mean Extinction Time). Cette démarche consiste à<br />

considérer que l’exposition à un stress toxique n’entraine pas la disparition<br />

immédiate d’une population, mais rapproche l’instant d’extinction prévu. Cette<br />

méthode nécessite une connaissance de l’historique des différentes populations<br />

des espèces en présence, afin de déterminer le taux d’accroissement de cette<br />

dernière.<br />

- Il est aussi intéressant, d’après les différentes conceptions de la biodiversité<br />

explicitées ci-dessus, de chercher à connaitre les modifications intervenant dans le<br />

patrimoine génétique d’une espèce, ainsi que dans sa diversité. Ainsi une<br />

exposition à des produits polluants peut entrainer des perturbations dans le<br />

patrimoine génétique d’une espèce, que ce soit à la suite de mutations, de<br />

migrations, de dérives génétiques ou de sélection naturelle. Cette méthode reste<br />

aujourd’hui un champ de recherche.<br />

Parmi ces méthodes, seule une approche cherchant à déterminer les effets sur la<br />

diversité en termes de population semble suffisamment développée pour être appliquée à<br />

une ACV. La méthode du PDF semble la plus adaptée à ce type d’analyse, la méthode<br />

MET présentant des spécificités peu compatibles avec une ACV (les données nécessaires<br />

représentent un objectif peu réaliste dans le cadre d’une ACV).<br />

Cette méthode, en caractérisant la disparition ou le stress ressenti par une espèce, de<br />

façon réversible ou irréversible, sur une certaine zone et durant une période donnée,<br />

permet une bonne cohérence avec les conditions aux limites d’une ACV, qui peut<br />

concerner une petite unité fonctionnelle, avec peu d’information sur les conditions de<br />

stress ressenties par l’écosystème considéré découlant des effets d’un autre système.<br />

Néanmoins cet aspect peut constituer une des lacunes de la méthode, et les facteurs<br />

utilisés pour l’obtention des autres indicateurs nécessitent des études plus poussées.<br />

Pour pallier les difficultés et les lacunes liées à l’utilisation de ces méthodes dans les<br />

études ACV afin de caractériser les impacts sur la santé et les impacts sur les<br />

écosystèmes, une solution pourrait être le couplage des approche ACV avec les<br />

approches d’évaluation des risques sanitaires (HRA – Health Risk Assessment) et les<br />

approches d’évaluation des risques écologiques (EDR ou ERA – Ecological Risk<br />

Assessment). Une évaluation intégrée, prenant en compte l’ensemble des exigences<br />

sanitaires et environnementales permettra d’appréhender l’impact environnemental global<br />

d’un bâtiment ainsi que son impact local sur la qualité des milieux intérieur et extérieur.<br />

Ainsi l’avenir est peut être à l’utilisation dans l’ACV d’une approche simplifiée utilisant<br />

des indicateurs environnementaux dits « midpoint » et au couplage de l’ACV avec des<br />

évaluations de risques sanitaires et environnementaux pour évaluer correctement les<br />

systèmes sur les aspects santé et écotoxicité.<br />

91


Une autre option consiste à utiliser des flux localisés (selon la densité de population du<br />

site d’émission), ce qui permettrait de comparer sur la base d’indicateurs communs un<br />

projet induisant davantage d’émissions locales à une variante induisant des émissions<br />

ailleurs. Cette option nécessite d’affiner l’évaluation des indicateurs de manière à prendre<br />

en compte cette localisation des flux. Sinon, l’utilisateur devra arbitrer entre des<br />

performances locales et globales (santé des habitants d’un bâtiment et des riverains ou<br />

santé publique globale).<br />

1.5 Simplification des inventaires<br />

A l’heure actuelle, les bases de données d’ACV les plus complètes (souvent des bases de<br />

données génériques) considèrent plusieurs milliers de flux élémentaires. A l’opposé, les<br />

bases de données les plus réduites (correspondant souvent à des bases spécifiques à une<br />

catégorie de produit) réduisent le nombre des paramètres de l’inventaire à quelques<br />

dizaines. Ces formats ou modèles d’inventaires différents entrainent bien souvent une<br />

propagation de ces hétérogénéités jusqu’à la phase de caractérisation des impacts. Or,<br />

ces hétérogénéités peuvent entraîner des erreurs à plus large échelle notamment pour la<br />

comparaison de variantes de systèmes constructifs ou de bâtiments.<br />

Le problème peut être exprimé de la manière suivante :<br />

Sachant l’alternative A meilleure que B sur la base d’un modèle d’inventaire ICV1, qu’en<br />

est-il de la comparaison d’alternatives A et B lorsque ICV1 est remplacé par ICV2 ?<br />

Pour répondre à cette question, considérons trois modèles d’Inventaire de Cycle de<br />

Vie (ICV) respectivement repris par les bases de données Ecoinvent, DEAM et INIES se<br />

basant sur la norme NFP01-010.<br />

La figure 1 représente les étapes de la simplification des flux élémentaires entre<br />

chacun des trois modèles d’ICV. Ces étapes sont illustrées en prenant quelques flux<br />

élémentaires d’émission dans l’air. Dans un souci d’alléger la figure, seul le flux « styrène »<br />

est représentée pour la partie Ecoinvent. La figure 1 montre ainsi que la base Ecoinvent a<br />

choisi de dissocier chaque flux (ici d’émissions dans l’air) en sous-catégories fonction du<br />

lieu d’émission. Ainsi, il est fait distinction des émissions de styrène à proximité de lieux à<br />

forte densité de population (près des villes) des lieux à faible densité de population<br />

(extraction de granulats dans une carrière), d’émission sur le long-terme (sans objet dans<br />

l’exemple du styrène sauf pour les substances radioactives), de l’émission dans la<br />

troposphère (en lien avec le transport aérien) ou non spécifiés si l’information n’a pu être<br />

établie. La seconde approche (DEAM) constitue déjà une simplification puisque ce niveau<br />

de précision est omis. Finalement, le modèle simplifié 3 de la norme NFP01-010 va plus loin<br />

en agrégeant les flux d’émission aux propriétés chimiques équivalente. A titre d’exemple,<br />

les hydrocarbures (dont le styrène) sont donc regroupés au sein d’une seule ligne de<br />

même que les différents composés organiques et inorganiques chlorés, halogénés et<br />

fluorés.<br />

3 A la base l’inventaire type de la norme NF P01-010 n’a pas été conçu comme un inventaire<br />

simplifié mais comme un inventaire type pouvant être complété à loisir.<br />

92


amoniaque<br />

Classification<br />

directe<br />

amoniaque<br />

...<br />

toluène<br />

...<br />

Styrène, densité faible population<br />

Styrène, densité faible population,<br />

long terme<br />

Styrène, basse stratosphère et haute<br />

troposphère<br />

Styrène, densité forte population<br />

Styrène, non spécifiés<br />

Agrégation<br />

...<br />

styrène<br />

...<br />

xylène<br />

Agrégation<br />

hydrocarbures<br />

...<br />

...<br />

cobalt<br />

Classification<br />

directe<br />

cobalt<br />

...<br />

hélium<br />

Norme NFP01-010<br />

Simplification<br />

hélium<br />

Base de données DEAM<br />

Base de données ECOINVENT<br />

Figure 1. Illustration de la simplification des Inventaires de Cycle de Vie<br />

Au total, cette démarche de simplification de la norme NFP01-010 permet de<br />

considérer non plus 4000 lignes de flux d’inventaire (Ecoinvent) ni même 600-1000 lignes<br />

(DEAM) mais « seulement » 171 lignes.<br />

En raison de la sensibilité attendue des hypothèses simplificatrices sur la<br />

caractérisation des indicateurs d’impacts classiques de l’approche ACV, un travail<br />

d’analyse comparative des inventaires Ecoinvent et NFP01-010 a été mené. Ce travail a<br />

été restreint aux indicateurs de toxicité. En effet, ce type d’indicateur est généralement<br />

sensible aux nombres et types de flux d’inventaire sélectionnés.<br />

Dans le cadre du projet COIMBA, ont été considérés les indicateurs de toxicité<br />

suivants :<br />

- Approche orienté dommages : indicateur de dommages sur la santé (DALY)<br />

- Approche par volume critique : indicateur de pollution de l’air (PA)<br />

Ces deux indicateurs ont été retenus car ils sont à l’heure actuelle implémentés pour l’un<br />

dans EQUER et pour l’autre dans ELODIE.<br />

La suite présente une étude de cas réalisée sur deux types de revêtements de sols (bois<br />

et PVC).<br />

93


L’approche simplifiée facilite la production de données par les fabricants, en<br />

particulier dans le cas de petites entreprises. Il est alors envisagé de rendre ce choix<br />

possible dans l’outil EQUER. Mais ceci pose deux principaux problèmes.<br />

Tout d’abord, le choix d’un matériau ou de la quantité mise en œuvre (par exemple<br />

l’épaisseur d’isolant) influence généralement la consommation énergétique d’un bâtiment.<br />

Une analyse sur l’ensemble du cycle de vie du bâtiment est alors nécessaire. Or il n’existe<br />

actuellement pas de FDES concernant les procédés (chauffage, éclairage…). Il s’agit alors<br />

d’étudier la possibilité d’évaluer des données équivalentes à partir de la base Ecoinvent,<br />

mais il convient de vérifier si la simplification des inventaires n’introduit pas d’erreur trop<br />

importante.<br />

Ensuite, les unités fonctionnelles considérées dans les FDES ne sont pas toujours<br />

adaptées à des études en phase de conception : par exemple des données sur les impacts<br />

d’un kg de béton permettent à un concepteur de faire varier l’épaisseur d’une paroi, et sont<br />

alors plus adaptées que des données correspondant à un m2 de mur d’une certaine<br />

épaisseur. Il s’agit alors d’étudier la possibilité de passer d’une unité fonctionnelle à une<br />

autre, et là encore d’évaluer l’erreur éventuellement commise lors de cette transformation.<br />

Cette erreur pourrait dépendre de la simplification des inventaires, selon les produits<br />

auxiliaires considérés.<br />

La simplification modifie le calcul des indicateurs d’impact, en considérant des<br />

groupes de substances et non chaque substance séparément :<br />

Les conséquences d’une telle simplification du modèle doivent être analysées et<br />

éventuellement limitées. Ainsi le mode d’agrégation des substances dans une catégorie<br />

doit permettre de minimiser la différence qui apparait dans le calcul de l’indicateur selon<br />

que l’on considère le modèle détaillé ou le modèle simplifié. On peut exprimer cette<br />

condition en introduisant une valeur seuil qui ne doit pas être dépassée :<br />

94


En remplaçant Gj par sa valeur,<br />

, on peut préciser les conditions<br />

portant sur les facteurs de caractérisation permettant de respecter l’inégalité précédente :<br />

Avec<br />

On voit donc que si l’on souhaite déterminer un critère à respecter en ce qui concerne<br />

les facteurs de caractérisation, il est nécessaire de tenir compte de l’importance relative de<br />

la substance i dans la catégorie concernée, ainsi que du flux total lié à cette catégorie. La<br />

grande variabilité des valeurs de flux pour les différents produits considérés rend difficile la<br />

systématisation d’un critère. L’analyse de l’influence de la réduction d’inventaire concerne<br />

donc ici plus particulièrement la méthodologie d’agrégation des substances au sein de<br />

catégories, et la cohérence de cette démarche avec les méthodes de calculs des différents<br />

indicateurs utilisés dans la phase d’analyse d’impact d’une ACV.<br />

Nous comparons ci-dessous des résultats obtenus avec des inventaires simplifiés et<br />

détaillés dans le cas d’une étude impliquant deux types de revêtements de sol, en utilisant<br />

les données issues de la base Ecoinvent et celles fournies par la base de données INIES.<br />

Afin d’analyser les conséquences de la catégorisation des différents flux mise en<br />

œuvre dans les FDES, des calculs ont été menés à partir des données Ecoinvent<br />

disponibles, qui intègrent les substances dont les émissions sont mesurées de façon<br />

détaillée et unitaire, alors que la méthodologie décrite dans la norme AFNOR P 01010<br />

comporte des valeurs correspondant à des catégories de substances.<br />

Nous avons donc ici cherché, dans un premier temps, à évaluer les indicateurs DALY<br />

à partir d’un nouvel inventaire, construit à partir de données Ecoinvent agrégées suivant la<br />

méthodologie des FDES.<br />

Le calcul de l’indicateur DALY représente un des enjeux clés de la simplification de<br />

l’inventaire, puisqu’il met en jeu un nombre important de substances (250 sont pour<br />

l’instant prises en compte dans le modèle EUSES), et puisqu’il repose sur des modèles<br />

élaborés, qui peuvent être sensibles à la qualité des données en entrée. Il convient donc<br />

d’analyser l’influence des inventaires simplifiés sur les valeurs obtenues pour cet<br />

indicateur.<br />

Ainsi dans le cas de l’air, les substances ont été regroupées sur la base de la norme et<br />

des classifications telles qu’elles sont menées dans la méthode CML. Les listes de<br />

substances sont données en Annexe. A partir de ces différentes catégorisations, un<br />

facteur moyen a été affecté à chaque catégorie, calculé à partir des coefficients existants<br />

pour les substances prises en compte dans celles-ci. On notera que dans le cas où il<br />

n’existe pas de facteur de caractérisation pour une substance, une valeur nulle est utilisée<br />

dans le calcul de la moyenne.<br />

95


Les valeurs obtenues sont les suivantes :<br />

Substances<br />

(a) Hydrocarbures (non spécifiés, excepté méthane)<br />

(a) HAP (non spécifiés)<br />

(a) Méthane (CH4)<br />

(a) Composé organiques volatils (ex : acétone, acétate, etc,<br />

(a) Dioxyde de Carbone (CO2)<br />

(a) Monoxyde de Carbone (CO)<br />

(a) Protoxyde d'Azote (N2O)<br />

(a) Oxydes d'Azote (Nox en NO2)<br />

(a) Ammoniaque (NH3)<br />

(a) Poussières (non spécifiées)<br />

(a) Oxydes de Soufre (SOx en SO2)<br />

(a) Hydrogène Sulfureux (H2S)<br />

(a) Acide Cyanhydrique (HCN)<br />

(a) Acide Chlorhydrique (HCl)<br />

(a) Composés chlorés non spécifiés (en Cl)<br />

(a) Composés fluorés non spécifiés (en F)<br />

(a) Composés halogénés (non spécifiés)<br />

(a) Métaux (non spécifiés)<br />

(a) Antimoine et ses composés (en Sb)<br />

(a) Arsenic et ses composés (en As)<br />

(a) Cadmium et ses composés (en Cd)<br />

(a) Chrome et ses composés (en Cr)<br />

(a)g Cobalt et ses composés (en Co)<br />

(a) Cuivre et ses composés (en Cu)<br />

(a) Etain et ses composés (en Sn)<br />

(a) Manganèse et ses composés (en Mn)<br />

(a) Mercure et ses composés (en Hg)<br />

(a) Nickel et ses composés (en Ni)<br />

(a) Plomb et ses composés (en Pb)<br />

(a) Sélénium et ses composés (en Se)<br />

(a) Zinc et ses composés (en Zn)<br />

(a) Vanadium et ses composés (en V)<br />

(a) Silicium et ses composés (en Si)<br />

Facteur de<br />

caractérisation pour<br />

le calcul du DALY<br />

8,63808E-06<br />

2,07708E-03<br />

4,41287E-06<br />

5,64535E-05<br />

1,39999E-07<br />

1,60999E-07<br />

6,89997E-05<br />

8,87002E-05<br />

8,50003E-05<br />

3,61596E-04<br />

5,46007E-05<br />

0,00000E+00<br />

0,00000E+00<br />

0,00000E+00<br />

3,35557E-08<br />

0,00000E+00<br />

5,42809E+00<br />

0,00000E+00<br />

0,00000E+00<br />

2,46000E-02<br />

1,35000E-01<br />

2,92003E-03<br />

0,00000E+00<br />

0,00000E+00<br />

0,00000E+00<br />

0,00000E+00<br />

0,00000E+00<br />

4,29006E-05<br />

0,00000E+00<br />

0,00000E+00<br />

0,00000E+00<br />

0,00000E+00<br />

0,00000E+00<br />

Tableau 1: valeurs du facteur de caractérisation pour le calcul de l'indicateur DALY, pour chaque<br />

catégorie de substances FDES considérée<br />

Une partie de l’inventaire support aux FDES ne permet pas d’associer immédiatement<br />

un facteur DALY pour les flux regroupants plusieurs substances. Il s’agit notamment de :<br />

- Les hydrocarbures hors HAP<br />

- Les composés chlorés inorganiques<br />

Les composés agrégés concernés ne sont alors pas pris en compte.<br />

96


Une seconde partie de l’inventaire des flux d’émissions dans l’air ne possèdent pas de<br />

facteurs DALY (tout comme l’inventaire Ecoinvent). Il s’agit de :<br />

- L’hydrogène sulfureux<br />

- L’acide cyanhydrique<br />

- L’acide chlorhydrique<br />

- Le cuivre, l’étain, le manganèse, le mercure, le sélénium, le tellure, le zinc, le<br />

vanadium et le silicium<br />

Le calcul du DALY a donc été mené à partir de ces données (aucune correspondance<br />

n’ayant pu être déterminée dans le cas de la pollution de l’air et du sol, les catégories de<br />

flux retenues ne les permettant pas), afin de comparer les résultats obtenus avec ceux<br />

basés sur des données Ecoinvent détaillées et des données contenues dans les FDES.<br />

Le premier cas considéré est celui d’une dalle de PVC homogène, disponible dans la<br />

base INIES, et reconstituée pour la base de donnée Ecoinvent à partir des fiches<br />

concernant le PVC.<br />

La comparaison a été effectuée sur une dalle PVC homogène de 1 m², disponible<br />

dans la base de données INIES, en considérant la masse équivalente de PVC prise sous<br />

Ecoinvent (la fiche Ecoinvent concerne un kilogramme de PVC, sa production et sa fin de<br />

vie). Dans un premier temps le calcul mené à partir des données Ecoinvent ne prend en<br />

compte que le PVC, et pas les différents éléments constituant l’emballage du produit<br />

répertoriés dans la FDES (les différents constituants du système ne pouvant pas être pris<br />

séparément dans la base de donnée INIES), les quantités correspondantes pouvant être<br />

considérées comme négligeables devant celle du PVC. En revanche il sera intéressant<br />

dans un deuxième temps de considérer les colles et détergents intervenant comme<br />

produits complémentaires dans l’unité fonctionnelle.<br />

Ainsi, en considérant le poids de la plaque PVC de 2,974 kg, on obtient pour les<br />

valeurs DALY calculées à partir de l’inventaire Ecoinvent complet :<br />

DALY production plaque<br />

DALY incinération plaque<br />

DALY décharge plaque<br />

3,52E-06<br />

3,27E-06<br />

1,06E-06<br />

Tableau 2: Valeurs du DALY pour les différentes phases du cycle de vie du produit calculées à partir<br />

des fiches Ecoinvent détaillées, pour une plaque PVC de 2,974 kg<br />

Les valeurs obtenues pour les inventaires simplifiés selon FDES tel que décrit<br />

précédemment sont celles-ci :<br />

DALY production plaque<br />

DALY incinération plaque<br />

DALY décharge plaque<br />

4,65E-03<br />

4,57E-06<br />

9,41E-08<br />

Tableau 3:: Valeurs du DALY pour les différentes phases du cycle de vie du produit calculées à partir<br />

des fiches Ecoinvent simplifiées, pour une plaque PVC de 2,974 kg<br />

On observe donc ici une distorsion dans les résultats consécutive à l’utilisation de<br />

valeurs moyennes pour les facteurs de caractérisation du DALY. Ainsi on notera que la<br />

valeur du facteur de caractérisation pour la dioxine est comparativement aux autres<br />

facteurs de caractérisation très élevée, le calcul de la moyenne donne une valeur élevée<br />

97


qui surévalue la toxicité de la plupart des substances classifiées avec la dioxine dans la<br />

catégorie « composés halogénés non spécifiés ».<br />

Benzene, hexachloro-<br />

Benzene, pentachloro-<br />

Dioxins, measured as<br />

2,3,7,8-tetrachlorodibenzop-dioxin<br />

Phenol, pentachloro-<br />

Acetic acid, trifluoro-<br />

Ethane, 1,1,1,2-tetrafluoro-,<br />

HFC-134a<br />

Ethane, 1,1,1-trichloro-,<br />

HCFC-140<br />

Ethane, 1,1,1-trifluoro-,<br />

HFC-143a<br />

Figure 2 : valeurs des facteurs de caractérisation pour le calcul de l'indicateur DALY, concernant les<br />

substances faisant partie de la catégorie "composés halogénés non spécifiés"<br />

La valeur moyenne obtenue à partir de ces grandeurs pour le facteur de<br />

caractérisation dans ce cas est :<br />

Afin de pallier cette distorsion, une prise en compte spécifique est donc nécessaire : il<br />

s’agit d’utiliser le coefficient de caractérisation associé aux dioxines dans la méthode de<br />

calcul du DALY. La valeur moyenne affectée à la catégorie « composés halogénés non<br />

spécifiée » est alors recalculée :<br />

98


Benzene, hexachloro-<br />

Benzene, pentachloro-<br />

Phenol, pentachloro-<br />

Acetic acid, trifluoro-<br />

Ethane, 1,1,1,2-tetrafluoro-,<br />

HFC-134a<br />

Ethane, 1,1,1-trichloro-,<br />

HCFC-140<br />

Figure 3 : valeurs des facteurs de caractérisation pour le calcul de l'indicateur DALY, concernant les<br />

substances faisant partie de la catégorie "composés halogénés non spécifiés", dioxines exclues<br />

On obtient alors pour le facteur de caractérisation :<br />

Un nouveau calcul est mené pour les valeurs de DALY :<br />

DALY production plaque<br />

DALY incinération plaque<br />

DALY décharge plaque<br />

6,61E-06<br />

2,26E-06<br />

6.95E-08<br />

Tableau 4: Valeurs du DALY pour les différentes phases du cycle de vie du produit calculées à partir<br />

des fiches Ecoinvent simplifiées, pour une plaque PVC de 2,974 kg, dioxine traitée à part<br />

Les résultats obtenus ici sont plus proches des valeurs obtenues en utilisant les<br />

données Ecoinvent détaillées, les ordres de grandeur étant sensiblement les mêmes. Une<br />

forte disparité existe dans le cas de la mise en décharge. Celle-ci s’explique par l’absence<br />

de prise en compte des émissions dans l’eau et dans le sol pour le calcul avec la fiche<br />

Ecoinvent simplifiée, aucune correspondance n’ayant pu être déterminée. Or ces<br />

émissions ont une importance non-négligeable dans le cas de la mise en décharge.<br />

L’utilisation de valeurs moyennes semble néanmoins sensiblement modifier les résultats. Il<br />

serait intéressant de recourir à un calcul de moyenne pondéré par les flux respectifs pour<br />

chaque substance impliquée dans l’inventaire. Les différents résultats obtenus sont<br />

regroupés dans le graphique suivant, où en ordonnée sont représentés, en échelle<br />

logarithmique, les valeurs de l’indicateur DALY dans les différents cas.<br />

99


Figure 4 : Valeurs de l'indicateur DALY pour la plaque PVC homogène<br />

On a donc pu mettre ici en avant l’une des limites de l’inventaire simplifié tel que<br />

présenté dans la norme NF P01 010. En effet cette catégorisation des substances ne<br />

permet pas de calculer l’indicateur DALY de façon pertinente et cohérente, puisque<br />

certaines substances, qui présentent un caractère toxicologique particulièrement élevé, ici<br />

les dioxines, sont classées dans une catégorie ne tenant pas compte de cette particularité.<br />

Ce mode de classement conduira donc nécessairement soit à une sous-évaluation du<br />

caractère toxique de ces substances, soit à la surévaluation de l’impact sur la santé de<br />

l’ensemble de la catégorie considérée, ce en fonction de la méthode choisie pour calculer<br />

le facteur de caractérisation de la catégorie. Dans l’optique d’intégrer des aspects santé à<br />

une évaluation des impacts d’un système, il pourrait donc être judicieux de mieux intégrer<br />

les aspects sanitaires lors de la simplification des inventaires, en établissant les catégories<br />

en tenant compte des caractéristiques toxicologiques des substances.<br />

Dans un deuxième temps c’est le calcul de l’indicateur de pollution de l’air implémenté<br />

dans les FDES, basé sur la méthode des volumes critiques, qui est étudié. En effet pour<br />

permettre la prise en compte de procédés dans l’ACV du bâtiment, il est nécessaire, pour<br />

utiliser une base de donnée type INIES complète, de produire des FDES pour ces<br />

procédés (chauffage, électricité, eau potable…). Il est donc important de vérifier la<br />

cohérence des résultats obtenus quand sont calculés les indicateurs FDES à partir de<br />

données Ecoinvent.<br />

Le calcul du nombre de m3 d’air pollué a donc ici été effectué pour la base de données<br />

Ecoinvent simplifiée selon la méthodologie FDES :<br />

100


m3 production plaque 20,5<br />

m3 incinération plaque 7,97<br />

m3 décharge plaque 0,67<br />

Tableau 5: Valeurs du nombre de m3 d'air pollués pour les différentes phases du cycle de vie du<br />

produit calculées à partir des fiches Ecoinvent simplifiées, pour une plaque PVC de 2,974 kg, ramené<br />

à une année<br />

Ces valeurs sont alors ici aussi recalculées en considérant à part les dioxines, en<br />

cohérence avec les résultats obtenus précédemment, en considérant un seuil d’émission<br />

de dioxines de 0,1 ng/m3, grandeur tirée des réglementations relatives à la loi sur l’air, qui<br />

permet de déterminer la grandeur correspondante pour la méthode des volumes critiques.<br />

On obtient alors :<br />

m3 production plaque 48,0<br />

m3 incinération plaque 9,13<br />

m3 décharge plaque 0,67<br />

Tableau 6: Valeurs du nombre de m3 d'air pollués pour les différentes phases du cycle de vie du<br />

produit calculées à partir des fiches Ecoinvent simplifiées, pour une plaque PVC de 2,974 kg, ramené<br />

à une année, dioxine traitée à part<br />

Figure 5 : Valeurs du nombre de m3 d'air pollués dans le cas de la dalle PVC, selon le mode de prise<br />

en compte des dioxines<br />

On voit donc ici qu’un traitement différencié de la dioxine dans les inventaires tels<br />

qu’ils sont élaborés dans la méthodologie des FDES conduit à une valeur d’indicateur plus<br />

élevée que lorsque la dioxine et incorporée dans la catégorie « composés halogénés non<br />

spécifiés ». Il semblerait donc qu’intégrer ces substances dans une sous-catégorie (ici les<br />

composés halogénés non spécifiés) conduise à une sous-estimation des impacts en phase<br />

de fabrication. Intégrer les dioxines dans une autre catégorie possible, les composés<br />

chlorés, donnerait des écarts encore plus importants, la toxicité de ces derniers étant<br />

considérée comme moindre.<br />

Afin d’affiner l’analyse, le même calcul sur l’indicateur FDES de pollution de l’air a été<br />

mené sur le cas d’une dalle bois, reconstituée à partir de la fiche Ecoinvent de la planche<br />

bois dur.<br />

101


m3 production plaque 4,31<br />

m3 incinération plaque 0,66<br />

m3 décharge plaque 0,15<br />

Tableau 7: Valeurs du nombre de m3 d'air pollués pour les différentes phases du cycle de vie du<br />

produit calculées à partir des fiches Ecoinvent simplifiées, pour une plaque bois dur de 14 kg,<br />

ramené à une année<br />

Dans le cas de la prise en compte particulière de la dioxine pour le calcul de<br />

l’indicateur :<br />

m3 production plaque 4,32<br />

m3 incinération plaque 1,71<br />

m3 décharge plaque 0,15<br />

Tableau 8: Valeurs du nombre de m3 d'air pollués pour les différentes phases du cycle de vie du<br />

produit calculées à partir des fiches Ecoinvent simplifiées, pour une plaque bois dur de 14 kg,<br />

ramené à une année, dioxine traitée à part<br />

Figure 6 : Valeurs du nombre de m3 d'air pollués dans le cas de la dalle PVC, selon le mode de prise<br />

en compte des dioxines<br />

Le résultat obtenu ici correspond à ce qu’on pouvait attendre compte tenu des<br />

caractéristiques du bois, et met en relief l’importance de la dioxine dans le cas du PVC,<br />

lorsqu’il est question d’évaluer les impacts de ce produit en termes de toxicité.<br />

Voyons maintenant les résultats obtenus lorsque l’on cherche à comparer les deux<br />

alternatives pour le revêtement de sol étudié ici, selon le type d’inventaire utilisé. Nous<br />

comparons ici les valeurs obtenues pour l’indicateur FDES calculé à partir d’un inventaire<br />

Ecoinvent simplifié, puis en traitant les dioxines à part (deux alternatives ont été<br />

considérées avec les données Ecoinvent, l’une correspondant à la transformation de<br />

l’inventaire concernant la poutre lamellée collée afin de le faire correspondre aux<br />

caractéristiques d’une plaque, l’autre étant le calcul de l’inventaire de la plaque bois à<br />

partir de la fiche « bois dur »), et enfin à partir des fiches FDES, en ne considérant que les<br />

phases de production et de fin de vie (dans le cas de la plaque en bois, faute d’une fiche<br />

de ce type de produit disponible, le calcul a été mené à partir de la fiche de la poutre<br />

lamellée collée adaptée pour correspondre aux caractéristiques de la plaque).<br />

102


m3 d'air pollués<br />

m3 d'air pollués<br />

m3 d'air pollués<br />

fin de vie<br />

production<br />

fin de vie<br />

production<br />

fin de vie<br />

production<br />

Figure 7 : indicateur FDES de pollution de l'air, calculé à partir de différents inventaires, pour la<br />

plaque PVC homogène (en haut) et la plaque en bois dur (milieu), et la plaque en lamellé collé (en<br />

bas)<br />

Ce graphique montre que quel que soit le cas de figure, la comparaison est robuste, la<br />

plaque PVC demeurant plus impactante que son équivalent en bois. On remarquera<br />

néanmoins que si pour la plaque bois dur les valeurs obtenues à partir de données<br />

Ecoinvent restent dans tous les cas inférieures à celle calculée dans les FDES, la prise en<br />

compte spécifique des dioxines dans le calcul donne une valeur plus élevée que la<br />

103


grandeur FDES dans le cas du bois dur et dans le cas du lamellé collé lorsque la plaque<br />

est incinérée en fin de vie. Ceci semble mettre en évidence la sous-évaluation de l’impact<br />

des dioxines telle que prises en compte dans la méthodologie FDES, dont les émissions<br />

sont particulièrement importantes dans le cas du PVC et pour les procédés d’incinération.<br />

Nous nous proposons donc ici de recalculer l’indicateur de pollution de l’air en<br />

effectuant un traitement spécifique des dioxines, basé sur le seuil d’émissions défini dans<br />

la loi sur l’air, soit 0.1 ng/m3.<br />

Le flux correspondant à cette substance n’étant pas spécifiquement disponible dans la<br />

base de données INIES, la valeur de l’indicateur a été calculée en considérant les flux de<br />

dioxines listés dans Ecoinvent, de la façon suivante :<br />

étant le flux de dioxine inventorié dans la base de données Ecoinvent<br />

étant le facteur de caractérisation pour la méthode des volumes critiques déterminé<br />

à partir de la norme de la loi sur l’air<br />

étant le facteur utilisé par défaut à partir de la norme AFNOR, soit celui des<br />

composés halogénés non spécifiés.<br />

Le résultat fourni par cette nouvelle méthode est ensuite comparé aux valeurs<br />

obtenues à partir des autres méthodes :<br />

Figure 8 : Calcul de l'indicateur AFNOR m3 d'air pollués pour les phases de production et<br />

d'incinération de la dalle PVC<br />

Il apparait donc que le données brutes tirées des bases de données INIES ou<br />

Ecoinvent ne sont utilisables telles quelles qu’avec précaution, si l’on souhaite par exemple<br />

calculer l’indicateur FDES de pollution de l’air à partir de données Ecoinvent. Ainsi un<br />

travail plus poussé devra être mené :<br />

- Sur les inventaires et les hypothèses faites pour l’élaboration de ceux-ci, afin<br />

d’adapter les flux pris en compte.<br />

- Sur les regroupements de substances effectuées dans l’un ou l’autre des<br />

inventaires. Ainsi il serait intéressant de bien mettre en lien les catégories utilisées<br />

104


dans les FDES et l’inventaire Ecoinvent, ce afin de limiter au maximum l’utilisation<br />

de coefficient « par défaut » dans le calcul de l’indicateur de pollution de l’air.<br />

1.6 Intégration d’évaluations qualitatives dans les<br />

données quantitatives<br />

Il est proposé d’intégrer les aspects évalués qualitativement aujourd’hui dans les<br />

exigences de base de l’Unité fonctionnelle en assumant que les bâtiments étudiés<br />

respectent la réglementation qui s’y applique (sécurité, feu, PMR etc..) et d’autre part en<br />

précisant dans l’UF les niveaux de confort visés (acoustique, visuel, thermique, etc) cf. 1.1.<br />

Des critères d’évaluation architecturale (intégration au site, esthétique, caractère innovant,<br />

fonctionnalité, modularité, possibilité d’évolution etc), de qualité de vie (exemple :<br />

nuisances du chantier), ou encore de qualité de management du projet (exemple :<br />

participation des futurs usagers / riverains à l’élaboration du projet) apparaissent<br />

aujourd’hui comme difficiles à associer à une évaluation quantitative consensuelle.<br />

1.7 Cahier des charges pour le module de rendu<br />

des résultats<br />

L’interview de praticiens de l’AMO et de l’ACV de bâtiments a abouti à la définition des<br />

exigences suivantes pour un outil ACV bâtiment. L’utilisation de ces outils est plutôt<br />

orientée vers de l’aide à la conception que pour la certification de projets.<br />

Les résultats obtenus doivent permettre à l’usager d’évaluer la contribution des différents<br />

composants à l’impact global du bâtiment, de comparer plusieurs projets de bâtiments et<br />

de comparer des variantes sur un même bâtiment.<br />

Les résultats à afficher seront le résultat de l’agrégation des données environnementales<br />

des produits, des consommations pendant la phase d’usage, et des données<br />

environnementales de la phase chantier et de la fin de vie.<br />

La présentation des résultats doit se faire sous forme de résultats détaillés et de<br />

graphiques. Il est pertinent de faire apparaître en instantané les graphiques et les résultats<br />

en parallèle de la modélisation du bâtiment.<br />

Concernant la liste des indicateurs d’impacts, il existe aujourd’hui une liste plus ou moins<br />

établie, que l’on retrouve dans les méthodes internationales. Le tableau ci-dessous<br />

récapitule les indicateurs pris en compte dans ces différentes méthodes.<br />

105


Indicateur Unité NF P 01-010 XP P 01-020-3 ISO21930 EQUER ELODIE<br />

Energie primaire totale MJ X X X X<br />

Energie renouvelable MJ X X X<br />

Energie non renouvelable MJ X X<br />

Consommation ressources<br />

énergétiques non renouvelables<br />

kWhep X X<br />

Consommation de ressources non<br />

énergétiques non renouvelables<br />

épuisables<br />

X<br />

X<br />

Epuisement des ressources (ADP) kg éq. Antimoine (Sb) X X X<br />

Consommation d’eau potable /<br />

totale / eau douce<br />

m3 X X X X<br />

Déchets valorisés t X<br />

Déchets dangereux t X X X X<br />

Déchets non dangereux t X X X X<br />

Déchets inertes t X X X<br />

Déchets radioactifs dm3 / t X X X X<br />

Déchets ultimes tonnes eq. Inertes X<br />

Changement climatique kg éq. CO2 X X X X X<br />

Acidification atmosphérique kg éq. SO2 X X X X<br />

Pollution de l’air m 3 air X X X<br />

Pollution de l’eau m 3 eau X X X<br />

Formation d’ozone photochimique kg éq. Éthylène X X X X X<br />

Destruction de la couche d’O3 X X X<br />

Energie primaire procédé<br />

X<br />

Eutrophisation kg eq. Phosphates X X X X<br />

Toxicité humaine eq. années de vie perdues X<br />

Atteinte à la biodiversité % d’espèces disparues x m2 x an X<br />

Génération d’odeur m3 d’air pollué X<br />

Tableaux de résultats détaillés et graphiques<br />

Pour chaque indicateur environnemental, un graphique (camembert, histogramme,...)<br />

donne la répartition des impacts imputables à chaque phase du cycle de vie, ou à chaque<br />

assemblage d’éléments. Les résultats peuvent également être exprimés en valeur absolue<br />

et en pourcentage.<br />

Pour chaque indicateur d’impact, les résultats peuvent faire apparaître :<br />

- A l’échelle du projet, la répartition des impacts des différents bâtiments,<br />

- A l’échelle du bâtiment, la répartition des impacts des différentes familles de produits, des<br />

différents composants ou des différents lots.<br />

Les résultats peuvent être présentés sur un an et sur toute la durée de vie du bâtiment<br />

(tableau de résultats annuels et tableau de résultat sur la durée de vie).<br />

Ils pourront être présentés pour différentes types « d’unités de bâtiment » afin de pouvoir<br />

comparer plusieurs bâtiments sur une même base :<br />

- SHON (m 2 )<br />

- Durée d’occupation du bâtiment, en nombre de mois par an (mois)<br />

- Nombre de postes de travail<br />

Les résultats peuvent être donnés pour le cycle de vie entier d'un bâtiment complet mais<br />

également pour des extraits de l’ACV du bâtiment, tels qu'un matériau particulier, un<br />

simple composant ou une phase du cycle de vie, par m², par m 3 ou par personne.<br />

Pour chaque résultat, il sera précisé le nom de l’indicateur, sa valeur, son unité.<br />

106


Les tableaux de résultats détaillés doivent faire apparaître le nom du composant, les<br />

sources des données (nom de la FDES,...), la durée de vie du composant, les quantités de<br />

matériaux en précisant l’unité.<br />

Fonction de comparaison par rapport à un modèle de base : Les résultats pour le projet<br />

pourront être présentés par rapport à un ensemble de références, d’une part des bâtiments<br />

de références, d’autre part des ordres de grandeurs de la vie courante.<br />

107


2 Données sur les matériaux<br />

2.1 Recensement des bases de données<br />

Il existe plusieurs types de bases de données d’ACV:<br />

- Bases de données d’inventaire<br />

- Bases de données d’écoprofils (EPD, FDES…).<br />

Parmi ces bases, certaines sont génériques et portent sur tout type de procédés et<br />

matériaux (énergie, transport, matériaux…) . D’autres sont spécifiques à un secteur donné<br />

(matériaux plastiques, bases de données énergétiques, bases de données sur les produits<br />

et matériaux de construction, bases de données sur les procédés agricoles…). Enfin,<br />

certaines bases sont orientés matériaux (Ecoinvent, APME…) et d’autres produits (World<br />

Steel, INIES,…)<br />

Au final pour faire l’ACV d’un bâtiment ou d’un produit de construction, il faut souvent<br />

utiliser différentes sources de données. Que ces bases stockent des inventaires ou des<br />

écoprofils elles utilisent comme référence dans le meilleur des cas uniquement la norme<br />

ISO14040 ce qui est insuffisant pour assurer leur cohérence. Ainsi les FDES de la base<br />

INIES intègrent souvent des données de la base Ecoinvent non compatibles avec<br />

l’application de la norme NF P01-010. Comme la plate-forme ADEME/AFNOR sur<br />

l’affichage environnemental des produits de grande consommation du grenelle de<br />

l’environnement, seule une méthode d’ACV unique appliquée à tout type de<br />

produit/matériau/procédé permettrait d’assurer une cohérence complète. On peut donc<br />

regretter que la base Ecoinvent qui possède ces qualités d’homogénéité ait été<br />

développée avec une concertation limitée avec les différentes parties prenantes au niveau<br />

européen. Ainsi, l’adhésion à la méthode Ecoinvent n’est pas totale alors que tout le<br />

monde utilise ces données faute d’autres sources facilement accessibles et que cette base<br />

est reconnue de facto par beaucoup comme la source la plus fiable de données<br />

environnementales génériques. En effet, les données numériques sont complétées par<br />

des milliers de pages décrivant les procédés considérés. D’autre part un comité éditorial<br />

permet une vérification, même minime, de ces données, ce qui n’est pas le cas dans la<br />

plupart des autres bases, alimentées directement par les industriels.<br />

Données matériaux et produits : la base de l’ACV<br />

Le développement de la pratique de l’ACV à l’échelle du bâti passe obligatoirement par la<br />

disponibilité de données environnementales quantifiées pour les matériaux et produits<br />

utilisés dans le secteur de la construction. Pour être utilisables par un pratiquant d’ACV,<br />

qu’il soit architecte ou bureau d’étude environnement, ces données doivent correspondent<br />

aux produits utilisés pour son projet, doivent être récentes, et suffisamment transparentes<br />

pour qu’il s’assure de la qualité des impacts annoncés.<br />

Parallèlement à l’essor des pratiques et logiciels ACV, de nombreuses bases de données<br />

sont en développement de par le monde. Elles se développent généralement par pays<br />

et/ou par secteur économique. Elles sont assez hétérogènes tant en terme de qualité que<br />

de quantité de données et le plus souvent peu accessibles aux pratiquants ACV car<br />

108


diffusées uniquement localement. Dans le cadre du projet COIMBA, les bases de données<br />

disponibles actuellement et les données qu’elles contiennent ont été recensées et<br />

analysées. Cette analyse est en réalité une photographie qui ne correspond qu’à la<br />

disponibilité des données en 2009 puisque tant les données que les bases qui les abritent<br />

sont en constante évolution.<br />

Cette analyse permet à la fois d’identifier le potentiel actuel de réalisation d’ACV complètes<br />

de bâtiments, étant donné le nombre de produits et matériaux représentés, peut<br />

éventuellement permettre d’identifier des ressources d’information pour des pratiquants ne<br />

retrouvant pas certaines données particulières dans la base qu’ils utilisent (à manier avec<br />

précaution toutefois étant donné l’hétérogénéité de la qualité des données disponibles), et<br />

permet enfin d’identifier les principes généraux retenus dans ces bases tant au niveau de<br />

la qualité des données que pour l’information associée à ces données.<br />

Recensement et analyse des bases de données<br />

Près de 40 bases de données sont identifiées aujourd’hui pour la fourniture de données<br />

ACV12. Parmi celles-ci, seules quelques-unes proposent des données sur des matériaux<br />

et produits de construction. Les listes de produits ou bases de données de produits<br />

évalués qualitativement3 ne sont pas considérées ici.<br />

Les recherches réalisées nous ont permis d’identifier 13 bases de données pertinentes<br />

dans le secteur de la construction et pour lesquelles un minimum d’information était<br />

disponible (les bases de données asiatiques n’ont pas été analysées de par les difficultés<br />

de traduction pour les manier).<br />

Les points suivants reprennent les principales observations réalisées à partir de ce<br />

recensement :<br />

1 JRC, LCA database<br />

2 Summary of global life cycle resources, MA Curran, P.Notten; Task Force 1: Database<br />

registry, SETAC/UNEP Life cycle<br />

initiative<br />

3 Eco devis (CH), BRE green guide (UK), etc.<br />

Type de données :<br />

Deux approches se confrontent : des données de matériaux et de process (par exemple<br />

Ecoinvent), ou des données sur des produits de construction (par exemple la base INIES).<br />

La première catégorie s’adresse à des pratiquant plus aguerris de l’ACV, qui vont pouvoir<br />

construire le cycle de vie du bâtiment en assemblant des matériaux et process génériques.<br />

Cette pratique permet de spécifier chaque paramètre du cycle de vie du bâtiment étudié et<br />

de personnaliser l’étude. En revanche les données utilisées sont le plus souvent des<br />

données génériques et il est indispensable de bien maîtriser le contenu des données afin<br />

de faire les assemblages opportuns entre matériaux et processus. L’information sur les<br />

données est donc cruciale dans ce cas pour maîtriser au mieux les incertitudes de<br />

l’analyse dues aux extrapolations et aux hypothèses.<br />

La seconde catégorie de données est basée le plus souvent sur les systèmes de<br />

déclaration environnementale de produit (ISO 14025, EPD), tel que les FDES en France,<br />

mis en place dans chaque pays (ainsi qu’à l’échelle européenne depuis peu). Les données<br />

correspondent à des produits spécifiques disponibles sur le marché et les déclarations<br />

sont le plus souvent réalisées suivant un cadre normalisé clairement défini (et renvoyant<br />

aux normes de l’ACV de la série ISO 14040).<br />

109


Certaines de ces données incluent le cycle de vie complet du produit ou ne précisent que<br />

les impacts jusqu’en sortie d’usine. Certaines bases de données incluent des informations<br />

complémentaires sur les impacts sanitaires et de confort des produits concernés : bien<br />

qu’inutilisées dans l’ACV aujourd’hui, ces informations pourraient s’avérer utiles dans des<br />

versions futures des outils d’ACV bâtiment.<br />

Ces données sont déclarées par des industriels ou groupements d’industriels, avec des<br />

systèmes de vérification proposés mais pas systématiquement obligatoires. Ces données<br />

permettent une lecture plus aisée aux pratiquants de l’ACV pour identifier le produit<br />

correspondant à leur besoin. Cependant le peu de données encore disponible,<br />

comparativement à la multitude de produits sur le marché, et les champs d’application très<br />

précis des données existantes peuvent imposer des extrapolations hasardeuses lorsque la<br />

donnée ne correspond pas exactement au produit recherché dans une dimension donnée.<br />

Origine des données :<br />

Ces bases de données ont des origines diverses :<br />

- travaux de production de données réalisés par des instituts de recherche ou des centres<br />

spécialisés dans l’ACV,<br />

- déclarations d’industriels ou de groupements d’industriels,<br />

- compilation d’ACV réalisées de façon dispersée.<br />

Nature des données et information délivrée :<br />

Les données réellement utilisables doivent inclure l’inventaire de cycle de vie. Ce n’est pas<br />

toujours le cas et cela réduit grandement les possibilités d’usage de certaines bases de<br />

données qui ne déclarent que les impacts selon une série d’indicateurs. De nombreuses<br />

données reprennent le format de déclaration de l’ISO 14048.<br />

Les informations sur le cycle de vie de chaque donnée sont de qualité inégale, allant d’un<br />

bref descriptif de l’unité fonctionelle et des flux associés à des rapports complets sur les<br />

hypothèses de réalisation de l’ACV initiale. Bien qu’ajoutant parfois de la complexité dans<br />

la pratique, la mise à disposition de rapports complets sur l’origine des données (à l’image<br />

des rapports Ecoinvent) permet un contrôle idéal sur l’étude réalisée et les incertitudes<br />

générées par le choix de processus génériques dans la base de données.<br />

Parmi l’ensemble des bases de données identifiées, nous en avons retenu 13 qui<br />

proposent des données pertinentes et actualisées pour le secteur de la construction.<br />

Les tableaux suivants reprennent l’analyse de ces 13 bases de données, ainsi que les<br />

données qu’elles contiennent qui sont ensuite présentées en Annexe 3.<br />

Ces bases de données mettent à disposition des informations sur près de 650 types de<br />

matériaux ou produits et 250 données sur des systèmes actifs. Cette grande quantité de<br />

données démontre le réel potentiel de réalisation d’ACV de bâtiment aujourd’hui.<br />

110


Abréviation Description Géographie Langue<br />

Nombre de<br />

produits ou<br />

matériaux de<br />

construction<br />

Données<br />

process<br />

Date Cycle de vie Accès Information Analyse critique<br />

INIES<br />

Fiches de déclaration<br />

environnementale et<br />

sanitaire<br />

France Français 362<br />

Intégrées dans les<br />

inventaires de<br />

chaque produit<br />

depuis<br />

2002<br />

de l'extraction des<br />

matières<br />

gratuit<br />

premières à la fin<br />

de vie<br />

inventaire, information<br />

de base (UF, flux,<br />

origine, durée de vie)<br />

et données<br />

complémentaires<br />

(impacts sanitaire et<br />

sur le confort)<br />

Production de données normalisée (NF P 01-010) et en<br />

cohérence avec la série ISO 14040<br />

Il s'agit de déclaration de fabricants, avec une procédure de<br />

vérification optionelle. Les données peuvent être individuelles<br />

ou collectives. Les données concernent des produits finis,<br />

établies sur la base d'unités fonctionnelles et flux produits<br />

spécifiques. Origine des données et hypothèses pas toujours<br />

précisées. Disponible sous forme de fiche PDF peu pratiques<br />

à intégrer dans les calculs. Base de donnée en forte<br />

croissance et de plus en plus représentative des principaux<br />

produits disponibles sur le marché français.<br />

Eco-invent<br />

Base de données du<br />

Swiss Centre for Life<br />

Cycle Inventories<br />

Europe et<br />

Suisse<br />

Energie par<br />

pays<br />

Anglais 248<br />

Extracion matière et<br />

transformation<br />

produits, production<br />

et transformation<br />

d'énergie, transport,<br />

fin de vie<br />

récent<br />

de l'extraction des<br />

matières<br />

payant<br />

premières à la<br />

sortie d'usine<br />

Ecoinvent reports:<br />

information complète Base de données de référence pour l'ACV en Europe.<br />

sur les hypothèses, Données concues par le Swiss Centre for Life Cycle<br />

les modes de calcul, Inventories. Données matériaux et process, ce qui impose la<br />

l'inventaire et l'origine "fabrication" de données intermédaires pour la plupart des<br />

des données (en produits de construction. Disponible au format excel ou Spold<br />

anglais et allemand)<br />

DEAM<br />

IVAM<br />

Base de données de<br />

TEAM<br />

Base de données de<br />

ECO-Quantum<br />

France Français 60<br />

Pay-bas Anglais 125<br />

Transport,<br />

production,transform<br />

récent<br />

ation<br />

production payant non accessible<br />

d'énergie,traitement<br />

Transport,<br />

production,<br />

transformation<br />

d'énergie, fin de vie,<br />

extraction des<br />

matières premières<br />

récent production payant non accessible<br />

Peu d'information libre sur la qualité et les modes de<br />

production des données.<br />

Base de donnée réalisée par le centre IVAM (Université<br />

d'Amsterdam). Données de matériaux et process,<br />

concernant en particulier le contexte des Pays-Bas. Données<br />

actualisées régulièrement et réalisées selon ISO 14040,<br />

utilisables au format Sima Pro.<br />

GEMIS<br />

IBU<br />

Global Emission<br />

Model for Integrated<br />

Systems<br />

German Institute<br />

Construction and<br />

Environment<br />

données par<br />

pays<br />

Allemand ou<br />

anglais, mais<br />

pas de<br />

description<br />

détaillée<br />

Allemagne Allemand 47<br />

50(45)<br />

extraction,production<br />

, transformation<br />

d'énergie,transportati<br />

récent<br />

on,traitement de<br />

déchets(peu de<br />

données)<br />

pas de données<br />

process (elles sont<br />

intégrées dans les<br />

données)<br />

récent<br />

production<br />

extraction des<br />

matières<br />

premières,<br />

production,<br />

transport, fin de<br />

vie<br />

une partie<br />

accessible,<br />

inventaire et impacts<br />

une autre<br />

partie non<br />

gratuit<br />

Cycle de vie et<br />

impacts selon une<br />

dizaine d'indicateurs<br />

Données liées à un outil ACV proposé pour des analyses<br />

rapides et simplifiées. Données réalisées par l'Oko Institut<br />

(DE) et le GhK, avec le soutien de collectivités allemandes.<br />

Peu d'information sur la production et le contenu des<br />

données<br />

Les données sont produite par l'Institut Bauen und Umwelt<br />

(De) et correspondent à des produits disponbile sur le<br />

marché allemand. Les données sont récentes. L'inventaire<br />

n'est pas prévisé, seuls les impacts finaux et le descriptif du<br />

cycle de vie le sont.<br />

111


Abréviation Description Géographie Langue<br />

Nombre de<br />

produits ou<br />

matériaux de<br />

construction<br />

Données<br />

process<br />

Date Cycle de vie Accès Information Analyse critique<br />

ELCD<br />

Athena<br />

US LCI Database<br />

IBO<br />

GaBi<br />

CPM LCI<br />

database<br />

EIME<br />

Environmental<br />

Product Declaration<br />

Athena institute,base<br />

de donnée pour<br />

logiciel<br />

ECOCALCULATOR<br />

US National<br />

Renewable Energy<br />

Laboratory<br />

Austrian Institute for<br />

Building<br />

Biology&Ecology<br />

un logiciel allemand<br />

Swedish national LCA<br />

database<br />

Environmental<br />

Information&Manage<br />

ment Explorer<br />

Europe<br />

Canada et Nord<br />

de Amérique<br />

Amérique du<br />

Nord<br />

Europe ou Paybas<br />

ou<br />

Allemagne<br />

anglais,<br />

certaines<br />

données en<br />

japonais<br />

11<br />

anglais 114<br />

anglais 18<br />

extraction des<br />

matières premières,<br />

transport des<br />

matières premières,<br />

production,<br />

transformation<br />

d'énergie<br />

Transport,<br />

production,<br />

transformation<br />

d'énergie,extraction<br />

des matières<br />

premières<br />

récent<br />

plutôt<br />

ancien<br />

Transport,<br />

production,transform<br />

ation<br />

d'énergie,traitement récent<br />

des déchets,<br />

extraction des<br />

matières premières<br />

allemand 19 récent<br />

anglais 134<br />

Suède anglais 25(24)<br />

France anglais 23<br />

Transport,<br />

production,<br />

traitement des<br />

déchets,<br />

transformation<br />

d'énergie<br />

Transport,<br />

transformation<br />

d'énergie, extraction<br />

des matières<br />

premières ,<br />

production,<br />

traitement des<br />

déchets<br />

transformation<br />

d'énergie, transport,<br />

traitement des<br />

déchets, production<br />

de l'extraction des<br />

matières<br />

gratuit<br />

premières à la<br />

production<br />

de l'extraction des<br />

matières<br />

gratuit<br />

premières à la<br />

production<br />

de l'extraction des<br />

matières<br />

gratuit<br />

premières à la<br />

production<br />

inventaire et<br />

indicateurs des<br />

impacts<br />

inventaire dans le<br />

rapport. Les impacts<br />

sont calculables par le<br />

logiciel proposé par<br />

Athena<br />

inventaire<br />

récent payant liste de produits<br />

plutôt<br />

ancien<br />

récent<br />

hétérogène: de<br />

l'extraction des<br />

matières<br />

premières à la<br />

production ou<br />

seulement<br />

production<br />

de l'extraction à la<br />

payant<br />

sortie d'usine<br />

une partie<br />

est gratuite inventaire<br />

inventaire (inclus<br />

dans le logiciel)<br />

Données recueillies par le JRC Ispra et d'origines variées.<br />

Elles concernent des matériaux et des process. Les données<br />

sont récentes et détaillées (inventaire, description du cycle<br />

de vie, normes et bibliographie de référence) mais<br />

concernent peu de produits de construction.<br />

Les données sont un peu anciennes, elles sont réalisées par<br />

l'Athena Institute (CA) et concernent des produits de<br />

construction disponibles sur le marché nord-américain.<br />

Base de données produite par le NREL (US) et l'Athena<br />

Institute (CA). La base de données est composée de<br />

données matériaux et process, contient des donénes<br />

récentes générées selon l'ISO 14048 et en cohérence avec<br />

les exigences de l'ISO 14040, avec une revue critique<br />

systématique. Les données correspondent au contexte de<br />

l'Amérique du nord.<br />

Peu d'information sur cette base de données autrichienne<br />

produite par le Österreichisches Institut für Baubiologie und<br />

Bauökologie<br />

Base de donnée payante, comprend beaucoup de produits<br />

mais il y a peu d'information disponible sur la qualité des<br />

données (proposée par PE International (De))<br />

Données produites par le CPM (Center for environmental<br />

assessment of product and material systems) (SE). Il s'agit<br />

de données matériaux et process, avec une déclaration<br />

détaillée (inventiare et cycle de vie) suivant ISO 14048. Les<br />

données correspondent principalement à des production<br />

suédoises.<br />

Base de donées payante liée au logiciel EIME (Bureau<br />

Veritas), et composée principalement des données venues<br />

d'autres sources. Contient des données de matériaux et<br />

process.<br />

112


<strong>2.2</strong> Impératifs pour l’harmonisation des données<br />

Au sein de l’outil EQUER, la modélisation du transport et des scénarios de fin de vie sont laissés à la<br />

discrétion de l’utilisateur de l’outil, qui peut adapter la distance moyenne parcourue entre le lieu de<br />

production des matériaux et le chantier, ainsi que le procédé en fin de vie (décharge, incinération,<br />

recyclage).<br />

Les données utilisées peuvent être contextualisées pour s’adapter notamment au mix électrique<br />

local [Peuportier, Brutto, 2008]. Ainsi le mix de production électrique a été modifié pour correspondre aux<br />

caractéristiques de différents pays (France, Italie,…), et les indicateurs d’impact environnementaux de la<br />

base de données utilisés sous Equer ont été recalculés sur ces nouvelles bases, en retranchant la<br />

contribution de l’énergie électrique telle que prise en compte dans les fiches Ecoinvent (selon la<br />

localisation de ces dernières et le mix électrique correspondant) et en y rajoutant les impacts liés au mix<br />

électrique spécifique au lieu de production.<br />

Dans le cas de produits importés, la contextualisation des données Equer peut aussi consister en la<br />

prise en compte des impacts liés au transport (distances, modes…) [Peuportier, Brutto, 2008].<br />

L’ACV d’un bâtiment nécessite également des données sur des procédés (production d’électricité,<br />

de chaleur, d’eau…). Ces données doivent être cohérentes avec celles concernant les matériaux. Des<br />

données de la base Ecoinvent ont alors été utilisées pour établir des profils environnementaux de ces<br />

procédés. Il a été nécessaire d’établir des correspondances entre les flux considérés dans Ecoinvent et<br />

les catégories de substances de la norme NF P01-010.<br />

Des travaux, sur les formats d’inventaire et leur simplification, sont également en cours dans le<br />

cadre de la thèse de Sébastien Lasvaux coencadrée par le CSTB et l’Ecole des Mines de Paris. Cela a<br />

notamment abouti au développement d’une base de données d’inventaire de cycle de vie simplifiée sur la<br />

base de l’inventaire NFP01-010. L’intérêt de ce travail a été de ramener tout ICV en provenance de base<br />

de données d’ACV sous un même format. Ainsi les inventaires des produits FDES et des procédés ou<br />

matériaux d’Ecoinvent possèdent les mêmes flux environnementaux considérés dans l’inventaire. Les<br />

retombées de ce travail devraient contribuer à montrer les potentialités et les limites d’une approche<br />

simplifiée en ACV bâtiment.<br />

En attendant, le format ECOSPOLD est le seul format normalisé utilisé par certains fournisseurs de<br />

données ACV. Il reste insuffisant en matière de nomenclature harmonisée des flux et paraît bien trop<br />

complexe au regard des flux d’inventaire réellement exploitées par les méthodes actuelles de<br />

caractérisation des impacts.<br />

2.3 Qualification de la fiabilité, de la transparence et de la<br />

qualité des données<br />

La phase de collecte des données d’inventaire est une étape clé de l’ACV, qui doit répondre à<br />

certaines exigences de qualité et de transparence. Plusieurs recommandations ont été émises dans ce<br />

but [ILCD, 2008].<br />

113


La phase d’inventaire consiste à déterminer les flux entrants et sortants du système à l’étude. Elle se<br />

fait en deux temps : l’obtention de données spécifiques concernant les procédés unitaires intervenants<br />

(correspondant aux plus petits sous-systèmes définissables, pour lesquels le fait de les séparer en<br />

plusieurs sous-systèmes ne présente pas d’intérêt pour la phase d’inventaire) et la sélection et la<br />

compilation de données génériques concernant les procédés constituant l’arrière-plan de l’étude (ex : le<br />

mix électrique), ou certains aspects du système de premier plan (utilisations de camions, de machines<br />

standards…). Les données constituant les inventaires doivent être exprimées quantitativement, en tant<br />

que flux par unité fonctionnelle.<br />

Les sources de données les plus représentatives pour des procédés spécifiques sont les mesures<br />

menées directement sur ces derniers, ou encore les collectes de données auprès des opérateurs<br />

impliqués (entretiens, questionnaires…). La collecte de données doit prendre en compte le cycle de vie<br />

entier du procédé, et donc intégrer toutes les différentes phases de production (stand-by,<br />

maintenance,…). Afin d’obtenir des grandeurs représentatives des flux entrants et sortants associés,<br />

celles-ci doivent être quantifiées sur une durée couvrant au moins un cycle entier, puis ramenées à l’unité<br />

fonctionnelle. La collecte des données doit se faire de façon précise, en lien avec l’objet de l’étude. Il est<br />

ainsi recommandé de fixer et préciser les flux à inventorier pour tous les procédés, afin d’assurer la<br />

cohérence de l’étude. La fabrication des infrastructures intervenant dans la production (machines,<br />

bâtiments,…) peut être négligée, mais ce choix doit se faire en cohérence avec les objectifs de l’étude et<br />

les frontières définies.<br />

Dans le cas de ce qui constitue l’arrière-plan du système, il est important de vérifier que toutes les<br />

données utilisées dans la modélisation présentent une réelle consistance méthodologique, afin d’éviter<br />

une éventuelle distorsion des résultats. La collecte des données génériques constitue aussi une phase<br />

de l’étude où il est possible de faire apparaitre des besoins en données plus représentatives ou plus<br />

spécifiques. Ainsi pour des procédés qui ne représentent pas une partie clé du système, de simples<br />

estimations (basées sur des simulations reposant sur les connaissances liées au procédé) peuvent<br />

fournir une première approximation des données. Dans le cas de données manquantes, des valeurs<br />

conservatives doivent être considérées, tirées d’une expertise. Si une étude de sensibilité portant sur ces<br />

données montre leur importance, une étude plus poussée du procédé devra être menée. Si cette<br />

dernière n’est pas possible, les données doivent être négligées et ce choix doit être signalé et pris en<br />

compte dans la phase d’interprétation des résultats.<br />

La phase d’inventaire suit donc alors une démarche qui peut être itérative :<br />

- Identification et description des procédés : après la détermination de l’ensemble des procédés<br />

intervenant dans l’étude du système, les différents sous systèmes sont classés selon qu’ils<br />

nécessitent l’obtention de données spécifiques (procédés unitaires) ou que des données<br />

génériques sont appropriées. Les procédés unitaires sont alors décrits plus précisément<br />

(facteurs influençant les flux entrants et sortants, conditions d’exploitation pertinentes) et les<br />

méthodes de calcul des données d’inventaire sont explicitées.<br />

- Collecte des données pour les procédés unitaires : des données quantitatives concernant les<br />

produits entrants (biens manufacturés, services, matériaux, ressources,…), les émissions dans<br />

l’air, l’eau et le sol, les déchets émis et les produits valorisables sont recensées.<br />

- Contrôle des données concernant les procédés unitaires : en se focalisant sur les procédés et<br />

flux clés, il est important de vérifier si l’inventaire comprend bien tous les éléments attendus. Les<br />

valeurs obtenues sont elles aussi à inspecter (concordance des ordres de grandeur,<br />

conservation des quantités entre l’entrée et la sortie…), éventuellement en comparant les<br />

114


données avec d’autres études (qui suivent une autre méthodologie ou dont l’objet est similaire).<br />

Toute divergence doit être questionnée, et soumise à l’avis d’experts. Cette phase de vérification<br />

doit être l’occasion de vérifier que la collecte de données à bien été menée.<br />

- Prise en compte des données manquantes : chaque donnée manquante doit être signalée, son<br />

importance dans l’étude doit être analysée (en utilisant dans un premier temps une valeur<br />

fortement conservative, puis en cherchant à évaluer si possible des grandeurs plus pertinentes.<br />

Ces choix doivent être pris en compte dans l’interprétation des résultats). Les données<br />

manquantes peuvent être négligées, ce choix devant être documenté et prit en compte, quel que<br />

soit le degré d’importance de celles-ci.<br />

- Choix de données génériques : ce choix doit se faire en respectant la consistance<br />

méthodologique d’obtention des différents jeux de données. Il est important de vérifier la<br />

représentativité des données, leur complétion et leur précision, ainsi que leur accord avec les<br />

buts de l’étude.<br />

- Phase itérative : une première analyse peut permettre de déterminer les procédés qui contribuent<br />

le plus aux impacts globaux du système, et une analyse de sensibilité peut mettre en avant des<br />

besoins de raffinement des données. La précision des données concernées devra alors si<br />

possible être améliorée, les frontières de l’analyse pouvant elles aussi être redéfinies.<br />

- Enfin il est important de préciser tous les choix et hypothèses faits au cours de la collecte de<br />

données.<br />

Les données relatives aux divers sous-systèmes utilisés sont en général ensuite compilées pour<br />

obtenir les flux entrants et sortants concernant le système entier. La même procédure de calcul doit être<br />

utilisée tout au long de l’étude, et les résultats obtenus doivent être parfaitement documentés, afin de<br />

faciliter et d’alimenter la phase d’interprétation des résultats. Les résultats et méthodes obtenues doivent<br />

être en cohérence avec les frontières et les buts de l’étude (par exemple dans le cas d’une étude<br />

géographiquement ou temporellement différenciée, les données doivent être sélectionnées et calculées<br />

en conséquence).<br />

Enfin, comme le recommande la norme XP P01-020-3, il est fortement recommandé d’accompagner<br />

une évaluation environnementale, notamment lorsqu’elle est comparative, d’une étude de sensibilité pour<br />

tester la robustesse de la comparaison réalisée.<br />

Informations sur les données :<br />

Les FDES présentent les informations suivantes sur les données : définition du produit, durée de vie,<br />

substances, éléments de confort et impact sanitaire,... Il apparaît alors difficile de savoir comment<br />

extrapoler une telle fiche à un produit différent (besoin récurrent).<br />

Ecoinvent fait apparaître un rapport exhaustif accompagnant la donnée, avec un descriptif détaillé du<br />

cycle de vie du produit, de l’origine des données, ainsi qu’un graphique expliquant l’origine de la<br />

substance. Il s’agit d’un système permettant à l’utilisateur de bien comprendre la donnée qu’il manie et de<br />

son niveau de précision, et donc de la capacité à bien l’utiliser dans l’analyse.<br />

Il s’agit de trouver un compromis entre une présentation ergonomique et suffisamment détaillée.<br />

A titre d’exemple, nous avons étudié la présentation des données de la laine de verre dans une FDES,<br />

Simapro, Ecoinvent (cf. Annexe 4).<br />

Les informations délivrées dans les FDES sont les suivantes :<br />

115


- Masses et données de base pour le calcul de l’Unité Fonctionnelle<br />

o Durée de Vie Typique<br />

o Fonction<br />

o Résistance thermique<br />

o Quantité de laine pour l’UF, masse surfacique et épaisseur<br />

o Emballages de distribution (nature et quantité)<br />

o Produits complémentaires (nature et quantité) pour la mise en œuvre<br />

o Taux de chute lors de la mise en œuvre et l’entretien<br />

o Justifications des informations fournies (origine des données)<br />

- Caractéristiques techniques utiles non contenues dans la définition de l’unité fonctionnelle<br />

Les informations délivrées dans Simapro sont les suivantes :<br />

- Procédés considérés<br />

- Remarque<br />

- Représentativité géographique<br />

- Représentativité technologique<br />

- Valeurs énergétiques<br />

- Catégorie locale<br />

- Sous-catégorie locale<br />

Les informations délivrées dans les rapports Ecoinvent sont les suivantes :<br />

- Introduction<br />

- Réserves, ressources et matières premières<br />

o Matières premières<br />

o Propriétés physiques<br />

o Propriétés chimiques<br />

o Usage<br />

- Caractérisation du système<br />

o Généralités<br />

o Fusion<br />

o Production de fibres<br />

o Formage du produit<br />

- Inventaires du cycle de vie<br />

o Qualité des données<br />

o Tableau récapitulatif de la donnée<br />

o Tableau des flux récapitulant toutes les entrées et sorties servant à la définition de la<br />

donnée<br />

Une proposition serait de reprendre les informations données dans Simapro, voire de les compléter par<br />

exemple par des données sur les propriétés physiques importantes (densité, conductivité thermique,...) et<br />

des données complémentaires, telles que sur la qualité de l’air.<br />

- Traçabilité (rapport ACV de la donnée publique ou publication correspondante)<br />

- Impacts selon les dix indicateurs des FDES<br />

- Descriptif du cycle de vie<br />

- Périmètre d’étude (étapes spécifiques considérées ou non considérées (exemple : emballage<br />

pris en compte)<br />

- Représentativité géographique et « technologique »<br />

- Hypothèses, ensemble des entrants, des sortants, ce qu’il manque et ce qui n’est pas considéré<br />

(inspirés des tableaux Ecoinvent sur les inventaires du cycle de vie)<br />

116


- Commentaires généraux<br />

Il serait pertinent d’organiser ces informations en trois onglets :<br />

- résumé - synthèse<br />

- contenu de la donnée / descriptif du cycle de vie<br />

- résultats - indicateurs<br />

117


3 Qualité de l’air, de l’eau et des sols<br />

La qualité de l’air, de l’eau et des sols (traduite par les indicateurs d’impacts sur la santé et sur les<br />

écosystèmes) peut être évaluée selon différentes approches dont les approches d’évaluation des risques<br />

sanitaires (HRA – Health Risk Assessment) pour ce qui concerne la qualité de l’air intérieur et les<br />

approches d’évaluation des risques écologiques (EDR ou ERA – Ecological Risk Assessment) pour ce<br />

qui concerne la qualité de l’eau (à l’exception de l’eau destinée à la consommation humaine) et des sols.<br />

En ce qui concerne une éventuelle pollution induite par le cadre bâti une interdépendance entre ces trois<br />

milieux - air, eau et sol - est évidente à travers le transfert de pollution via les vecteur de transfert air et<br />

/ou eau (un polluant émis dans l’air peut se retrouver lixivié par l’eau de pluie et atteindre ainsi les milieux<br />

eau surfacique/souterraine et sol. De ce fait, l’harmonisation et la cohérence entre les différentes<br />

approches et méthodes utilisées pour l’estimation des impacts est souhaitable. Par ailleurs, une<br />

démarche d’intégration des aspects sanitaires et environnementaux est visé également lors de travaux<br />

de normalisation à l’échelle européenne (normes harmonisées à respecter lors du marquage CE des<br />

produits de construction) avec la création d’un groupe de normalisation unique pour les deux volets :<br />

émissions des substances dans l’air intérieur et émissions des substances dans l’eau et le sol (pendant<br />

leur vie en œuvre dans les bâtiments). Il s’agit du groupe CEN/ TC 351 Produits de construction :<br />

Évaluation des émissions de substances dangereuses (WG1 Émissions des substances dans l’eau et les<br />

sols et WG2 Émissions des substances dans l’air intérieur).<br />

3.1 Matériaux et produits associés à la problématique de<br />

qualité de l’air intérieur<br />

Concernant l’évaluation de la contribution du bâti à la qualité de l’air intérieur, aujourd’hui, les méthodes<br />

de caractérisation sont développées à l’échelle produit et ont fait l’objet d’une démarche de normalisation<br />

(série des normes ISO 16000). Elles sont largement utilisées, notamment dans le cadre des labels<br />

volontaires existants en Europe (émissions de COV et de formaldéhyde par les produits de construction).<br />

Ces méthodes présentent l’avantage de pouvoir comparer des produits entre eux sur la base de leurs<br />

émissions et d’identifier des produits faiblement émissifs (c’est le principe des labels). Par contre, elles<br />

présentent l’inconvénient de ne pas pouvoir prédire directement la qualité de l’air résultante dans une<br />

pièce où plusieurs produits de construction seront placés. La prédiction de l’exposition des occupants<br />

d’un bâtiment aux polluants émis par les produits de construction tels que caractérisés par les normes<br />

d’essais classiques n’est pas possible, sauf à faire de nombreuses hypothèses extrêmement<br />

simplificatrices. Par ailleurs, lorsque l’on réalise un diagnostic de qualité de l’air intérieur dans un<br />

bâtiment, on peut, à l’aide de méthodes de mesures normalisées, caractériser le niveau des polluants<br />

dans une ou plusieurs pièces de ce bâtiment. Dans ce cas, outre le fait qu’il est parfois difficile de relier<br />

ces mesures à l’exposition réelle des occupants, il est également difficile de remonter aux déterminants<br />

de la qualité de l’air intérieur et d’identifier les principales sources de pollution, en particulier pour des<br />

polluants dont les sources sont nombreuses. Il manque donc aujourd’hui un élément permettant de faire<br />

le lien entre les caractéristiques (notamment émissives) des produits de construction et la qualité de l’air<br />

résultante à l’échelle d’une pièce, puis d’un bâtiment. L’état actuel de connaissances sur cette<br />

problématique ne permet pas l’estimation de l’impact du cadre bâti sur la qualité de l’air intérieur.<br />

118


Dans un premier temps, en attendant le développement de modèles numériques robustes, il pourrait être<br />

éventuellement envisagé l’estimation d’un potentiel d’émissions par le bâti vers les espaces intérieurs. Ce<br />

potentiel serait calculé par simple sommation des émissions des produits de construction, pondérées par<br />

un scénario d’exposition à l’air intérieur (voir norme ISO16000 et projet d’arrêté sur l’étiquetage sanitaire<br />

des produits de construction et de décoration). Ce potentiel ne permettrait pas d’estimer la concentration<br />

résultante des pollaunst dans l’air intérieur mais permettrait de sélectionner globalement les solutions les<br />

moins émissives. On pourrait donc évaluer un indicateur de « moindre émissivité dans l’air<br />

intérieur ».<br />

3.2 Qualité des milieux extérieurs (eaux de ruissellement<br />

et d'infiltration et sols)<br />

Concernant la contribution du bâti à la qualité du milieu extérieur, les recherches sur les risques<br />

environnementaux sont menées à l’échelle produit : émissions dans l’eau de ruissellement notamment<br />

par les produits à base de bois traités [Deroubaix et al., 2000 ; Waldron et al., 2004 ; Schiopu, 2007], les<br />

toitures et autres produits métalliques [Bertling, 2005 ; Heijerick et al., 2002; Robert, 2006] et les produits<br />

incorporant des matières premières secondaires [Jayr et al., 2006; Leray, 2006]. Les méthodes de<br />

caractérisation ne font pas l’objet des normes mais des travaux sont en cours dans le cadre du CEN/TC<br />

351. Tout comme dans le cas des émissions dans l’air, les produits de construction sont testés<br />

individuellement et en général en conditions contrôlées d’exposition. Les recherches menées sur<br />

différents type de produits de construction s’accordent sur le constat de la complexité du comportement<br />

des produits de construction au contact de l’eau, due aux multiples phénomènes entrant en jeu (diffusion,<br />

adsorption, relaxation, dissolution, reprécipitation, carbonatation, détérioration (gel/dégel,…)). Pour ce qui<br />

concerne l’impact des polluants sur le sous-sol et les eaux souterraines, les évaluations réalisées<br />

peuvent souvent être qualifiées de « majorantes », dans la mesure où certains processus clé<br />

d’atténuation naturelle ne sont généralement pas pris en compte et notamment la précipitation et coprécipitation<br />

de métaux avec des phases minérales néoformées. La prise en compte de ces processus<br />

d’atténuation nécessite de considérer l’environnement géochimique du sous-sol et nécessite l’utilisation<br />

de modèles spécifiques. Par conséquent, l’impact du cadre bâti sur les milieux extérieurs eaux et sols est<br />

très difficile à estimer dans l’état actuel de connaissances. Compte tenu de ces constats, les méthodes<br />

d’évaluation des risques écologiques (EDR) peuvent être considérées comme les mieux adaptées pour la<br />

prise en compte de l’impact local du bâti sur les milieux eau et sol. Toutes les méthodes EDR<br />

comprennent les trois grandes étapes définies pour la première fois dans le Guidelines for Ecological<br />

Risk Assessment de l’EPA (1998). Depuis, des variantes ont été développées se caractérisant par la<br />

diversité d’outils et de données employés, la diversité de choix de points de caractérisation des impacts,<br />

la diversité de résultats obtenus et de leur expression. Ces variantes peuvent cependant être groupées<br />

en trois catégories de méthodes: matrice (dont la méthode de l’Ecocompatibilité développée par l’ADEME<br />

pour les scénarios de valorisation et stockage de déchets), substance (méthode EDR mise au point et<br />

appliquée à la caractérisation de l’écotoxicité d’une substance donnée) et EDR incomplète qui n’évalue<br />

pas les impacts écotoxiques mais seulement la dispersion des polluants dans les différents milieux<br />

naturels fournissant donc une concentration dans un espace et temps donnés (impact sur la qualité des<br />

biotopes - e.g. la méthodologie décrite dans la norme NF EN12920 [AFNOR, 2008]). La figure 1 montre<br />

un schéma général des méthodes EDR avec leurs étapes et points d’évaluation des dommages<br />

environnementaux.<br />

119


TERME<br />

SOURCE<br />

TERME<br />

TRANSPORT<br />

TERME<br />

IMPACT<br />

APPROCHE<br />

SUBSTANCE<br />

APPROCHE<br />

MATRICE<br />

expérimentations<br />

expérimentations<br />

expérimentations<br />

expérimentations<br />

expérimentations<br />

modèle<br />

modèle<br />

modèle<br />

modèle<br />

modèle<br />

espèce α<br />

MODELE<br />

D’EMISSION<br />

espèce α<br />

milieu i<br />

MODELE<br />

DE TRANSFERT<br />

espèce α<br />

milieu i<br />

cible n<br />

MODELE<br />

DE CONTACT<br />

MODELE D’EXPOSITION<br />

espèce α<br />

milieu i<br />

cible n<br />

toutes les espèces<br />

milieu i<br />

biocénose en milieu i<br />

MODELE D’EVALUATION DE<br />

L’EFFET<br />

Impact sur<br />

le biotope<br />

Profile<br />

d’exposition<br />

Risque<br />

Impact<br />

écotoxicologique<br />

Profile dose /<br />

effet<br />

Figure 1 Schéma générale EDR [RECORD, 2005]<br />

3.3 Proposition de pistes de recherche<br />

Certains matériaux, ou des matériaux auxiliaires (colles par exemple) engendrent des émissions de<br />

polluants en phase de vie en œuvre, par exemple des formaldéhydes ou autres COVs. De plus, ces<br />

polluants sont émis à l’intérieur des locaux, donc moins dilués que les émissions extérieures emportées<br />

selon le vent. Compte tenu de la durée d’exposition des occupants, une évaluation des risques d’impacts<br />

sur la santé devrait être analysée. Par ailleurs, il serait utile d’exploiter ces flux dans une ACV, mais ceci<br />

est en dehors du champ de la présente étude.<br />

A l’heure actuelle les recherches basées sur les différentes approches d’évaluation de l’impact du bâti sur<br />

l’environnement sont menées de manière disjointe et notamment à l’échelle de produit (exception faite<br />

des recherches basées sur les approches ACV qui ont abouti à des méthodes normalisées d’évaluation :.<br />

Le couplage des approches de bilan environnemental global (ACV) et d’évaluation de risques sanitaires<br />

et environnementaux parait comme une action nécessaire afin d’obtenir un ensemble d’informations<br />

complémentaires à différentes échelles spatiales et temporelles.<br />

120


4 Energie<br />

La réflexion sur les impacts environnementaux des bâtiments distingue généralement la mise à<br />

disposition de l’ouvrage, son fonctionnement « normal » et son fonctionnement lié à l’activité qui y est<br />

hébergée. La distinction entre le normal et l’activité est parfois difficile et arbitraire. Sont notamment<br />

identifiés comme contributeurs : les produits et matériaux de construction, les consommations d’énergie<br />

de fonctionnement du bâtiment et les consommations d’eau des utilisateurs.<br />

Pour le contributeur « consommations d’énergie du bâtiment en vie en œuvre » son impact<br />

environnemental est calculé en cohérence avec la norme XP P01-020-3 :<br />

est l’impact environnemental du type énergie i (vecteur de valeurs d’indicateurs environnementaux<br />

est la consommation du type énergie i<br />

est l’impact environnemental du bâtiment lié aux consommations d’énergie (vecteur de valeurs<br />

d’indicateurs environnementaux).<br />

Les consommations du type énergie i sont les résultats soit de calculs réglementaires soit les résultats de<br />

logiciels de simulation thermique [cf. chapitre suivant]. Ces résultats de calculs thermiques sont exprimés<br />

de manière hétérogène : ils n’ont pas tous les mêmes frontières ou ne sont pas exprimés suivant les<br />

mêmes unités. Notamment, les utilisateurs obtiennent :<br />

- soit des évaluations des besoins énergétiques ou futures consommations d’énergie utile (par<br />

exemple : Comfie, Trnsys),<br />

- soit des consommations en énergie finale (possible avec Comfie et Trnsys)<br />

- soit des consommations en énergie primaire (RT2005 corrigée par les équivalences ACV, ou<br />

Comfie complété par Equer) pour tout type d’usage<br />

-<br />

Il faut que les modèles développés prennent en compte tous les usages (pour tous les fluides du<br />

bâtiment) mais les périmètres pris en compte dans le modèle doivent varier en fonction des<br />

applications (évaluation à différents stades de conception, évaluation en exploitation, etc.)<br />

Les impacts sur l’environnement des consommations d’énergie (consommer 1 kWh d’énergie génère des<br />

consommations de ressources, des pollutions et des déchets) sont fonction du type d’énergie<br />

consommée (gaz, bûches, plaquette forestière, humidité pour le bois, etc.) et des équipements utilisés.<br />

Pour évaluer ces impacts, il convient de s’assurer d’une représentativité technologique (combustible et<br />

équipement), temporelle (millésime du mix énergétique, prise en compte moyennée de la phase de<br />

démarrage, etc.) et géographique (mix énergétique utilisé en France) des procédés considérés.<br />

4.1 Energie blanche et énergie grise<br />

On distingue parfois deux types d’énergies consommées par un système :<br />

- l’énergie dite blanche correspond à l’énergie consommée pour assurer son fonctionnement.<br />

- L’énergie dite grise correspond à l’énergie nécessaire à la mise à disposition (fabrication,<br />

distribution, fin de vie) du système indépendamment de son fonctionnement.<br />

121


La réglementation et les labels sur les performances énergétiques des bâtiments ont - jusqu’à la<br />

réglementation thermique 2005 (RT 2005)- essentiellement focalisé leurs approches sur l’énergie de<br />

fonctionnement des ouvrages et ciblé sur cinq postes réglementaires de consommation d’énergie en<br />

exploitation : chauffage, eau chaude sanitaire, éclairage, auxiliaires, refroidissement. Sur l’énergie dite<br />

blanche, il faudrait dans certains cas se donner la possibilité d’ajouter les autres usages, notamment<br />

l’électricité spécifique.<br />

Le concept d’énergie grise est aujourd’hui moins bien cerné et ne fait l’objet d’aucune définition<br />

normalisée. Toutefois, par opposition à l’énergie consommée par un système pour son fonctionnement,<br />

les définitions de la littérature font souvent référence à l’énergie nécessaire à la mise à disposition d’un<br />

bien (notamment fabrication et distribution).<br />

A l’échelle des produits et matériaux de construction, la norme NF P01-010 définit cinq indicateurs<br />

énergétiques : l’énergie primaire totale, l’énergie primaire non renouvelable, l’énergie primaire<br />

renouvelable, l’énergie primaire matière et l’énergie primaire procédé. Il n’y a pas de définition officielle<br />

de l’énergie grise. Les deux principales options aujourd’hui sont d’utiliser l’énergie primaire totale ou<br />

l’énergie primaire procédé, consommée tout au long du cycle de vie d’un produit. L’énergie grise<br />

comprend une part renouvelable et une part non renouvelable. Pour le calcul de l’énergie grise à l’échelle<br />

du bâtiment, les principaux travaux à mener doivent porter sur la définition du périmètre des produits,<br />

matériaux et équipements à intégrer dans l’analyse, en cohérence avec les postes considérés dans<br />

l’énergie blanche.<br />

Les Pouvoirs Publics préconisent aujourd’hui, pour mieux connaître l’énergie grise, de quantifier l’énergie<br />

grise grâce à l’indicateur « énergie primaire totale » et de renseigner parallèlement les indicateurs,<br />

« énergie primaire procédé » et « énergie primaire non renouvelable ».<br />

Par analogie, à l’échelle du bâtiment, quantifier l’énergie grise reviendrait donc à quantifier<br />

l’énergie nécessaire à la mise à disposition du bâtiment. Sa définition méthodologique est en<br />

cours à partir de la norme XP P01-020-3.<br />

4.2 Liens avec la simulation thermique<br />

Le comportement thermique d’un bâtiment, fortement influencé par les matériaux utilisés et les choix<br />

de conception effectués, est d’une importance primordiale lors de l’ACV du bâtiment, les consommations<br />

énergétiques en découlant représentant une importante part des éventuelles pollutions.<br />

Afin de permettre l’évaluation de ces performances thermiques, il est nécessaire de préciser dans<br />

les unités fonctionnelles les propriétés physiques des matériaux (masse volumique, conductivité<br />

thermique, chaleur massique…).<br />

Le comportement thermique du bâtiment dépend de plus des différents composants et systèmes mis<br />

en œuvre au sein de ce dernier (par exemple pompe à chaleur, matériaux à changement de phase,<br />

chaudières, vitrages…). La simulation thermique et l’ACV sont alors fortement dépendantes des<br />

caractéristiques des systèmes utilisés, de leurs paramètres de fonctionnement. Ainsi les chaudières<br />

utilisées dans un bâtiment peuvent mener à des inventaires différents selon leur type (chaudières à<br />

basse émission de NOx, chaudières à condensation), leur puissance, leur vétusté…<br />

Les modèles de pompe à chaleur (PAC) développés pour COMFIE font le lien entre le<br />

comportement thermique du bâtiment, et donc les déperditions de chaleur et ses besoins de chauffage,<br />

les conditions climatiques extérieures (la température notamment) et les performances et modes de<br />

122


fonctionnement des différents matériels disponibles, en se basant notamment sur des données<br />

constructeurs expérimentales. Ainsi la température et les déperditions thermiques du bâtiment (et donc<br />

ses besoins de chauffage) déterminent le mode de fonctionnement d’une PAC (pleine charge ou charge<br />

partielle), son efficacité variant selon ces différents paramètres. Pour bien modéliser le fonctionnement<br />

d’une pompe à chaleur, il est important de bien connaitre les caractéristiques de fonctionnement de cette<br />

dernière. Il sera donc intéressant, lors de l’intégration de ce type de dispositifs dans un bâtiment, de<br />

disposer des courbes de fonctionnement appropriées (puissance calorifique en fonction de la<br />

température extérieure, COP en fonction du taux de charge), qui peuvent être obtenues par corrélation à<br />

partir de différents points de fonctionnement pour lesquels les différentes grandeurs sont connues.<br />

De même des dispositifs comme les puits climatiques permettent de tempérer l’enceinte d’un<br />

bâtiment selon la saison, et mettent en jeu une infrastructure impliquant des canalisations, ventilateurs et<br />

échangeurs. Ils peuvent permettre un gain sur les besoins de chauffage ou de climatisation, ou encore<br />

être couplés à une PAC pour améliorer l’efficacité de cette dernière. Le modèle développé pour COMFIE<br />

nécessite ici de connaitre les caractéristiques de ventilation mise en jeu dans le bâtiment, ainsi que les<br />

caractéristiques du puits (nombre de nappes, nombre de tubes par nappe, longueur moyenne, diamètre<br />

externe et épaisseur de la paroi des tubes, ainsi que leur caractéristiques thermiques) [Thiers, 2008].<br />

Enfin, l’utilisation de matériaux à changement de phase (MCP) peut permettre d’améliorer l’inertie<br />

thermique d’un bâtiment, ce qui permet à la fois d’améliorer le confort thermique et d’abaisser la<br />

consommation énergétique d’un bâtiment [Guiavarch & al, 2008]. Ces matériaux peuvent soit être utilisés<br />

à la place d’un autre (le béton par exemple), soit être intégrés au bâtiment en dehors de son enveloppe<br />

(microcapsules de paraffine dans une plaque de plâtre par exemple). Pour simuler l’utilisation de ce type<br />

de matériaux sous COMFIE, leurs caractéristiques physiques et thermiques devront être connues.<br />

4.3 Equipements « énergétiques »<br />

Nous appelons ici « équipements énergétiques », tous les équipements du bâtiment non passifs et<br />

transformateurs d’énergie (électricité, combustible…) ainsi que les réseaux associés (fluides, électricité,<br />

gaz, fibres optiques,…). Ces équipements englobent notamment :<br />

- la production de chaleur,(chaudières, solaire thermique, pompes à chaleur, émetteurs dispersés<br />

– radians, radiateurs, convecteurs…-, ))<br />

- la production de froid (pompes à chaleur réversible, climatiseurs…),<br />

- la ventilation (ventilateurs et réseau de ventilation, filtres et épurateurs d’air…),<br />

- la motorisation (volets roulants, ascenseurs et monte-charges, protections solaires,<br />

escalators…),<br />

- l’éclairage (luminaires, signalisation sécurité, fibres optiques,…)<br />

- la gestion, le stockage et la diffusion de l’information numérique (GTB, serveurs, ordinateurs,<br />

VDI, écrans…)<br />

- la production d’électricité (éolienne, solaire photovoltaïque)<br />

- l’électroménager.<br />

Les données environnementales nécessaires à l’évaluation de la contribution des équipements<br />

énergétiques aux impacts environnementaux d’un bâtiment sont de trois types :<br />

- Les FDES pour certains types de réseaux (tuyauteries, conduits de ventilation,…)<br />

- Les PEP (Profils Environnementaux Produits), équivalents des FDES pour la pluaprt des<br />

équipements et certains réseaux (câbles électriques…). Ces PEP doivent être pris en compte<br />

dans la description du bâtiment et sont considérés comme partie prenante de la mise à<br />

disposition du bâtiment.<br />

123


- Les DES (Déclaration Environnementale de Service), sont produites pour exprimer les impacts<br />

de la mise à disposition d’une quantité d’énergie.<br />

Ces DES sont issues soit de données conventionnelles (issues de la réglementation thermique et<br />

ne portant que sur un nombre limité de critères), soit de données issues d’ACV (Analyse de<br />

Cycle de Vie).<br />

Les PEP permettront donc, là l’échelle de l’ouvrage, d’estimer la part d’énergie grise liée aux<br />

équipements énergétiques.<br />

Certains de ces équipements et consommations associées ne sont aujourd’hui pas prises en compte par<br />

la réglementation thermique. Il convient donc de déterminer quels sont les équipements à prendre en<br />

compte dans les évaluations environnementales de bâtiment en fonction des objectifs de l’étude :<br />

- Doit-on inclure l’électroménager ?<br />

- Quels sont les consommateurs « d’électricité spécifique » à inclure ?<br />

En effet, si pour l’aide à la conception il n’est pas inutile de connaître l’importance de ces postes, la<br />

plupart d’entre eux ne sont pas opposables au maître d’ouvrage et au concepteur du bâtiment et<br />

dépendent surtout du comportement de l’utilisateur du bâtiment. Par conséquent doit on les compter<br />

forfaitairement, pas du tout ? Tout dépend, comme vu précédemment, des objectifs de l’étude.<br />

4.4 ACV dynamique<br />

Le terme « ACV dynamique » fait référence d’une part à une ACV prenant en compte la variation de<br />

certains paramètres au cours du temps, d’autre part à des effets conséquentiels : l’usage de l’ACV peut<br />

dans certains cas conduire au développement d’une technologie qui induit en retour une modification des<br />

impacts environnementaux considérés comme hypothèse de départ. Par exemple le bilan carbone incite<br />

à développer le chauffage électrique, mais ce développement induit une forte demande de pointe, qui<br />

modifie le mix de production et donc les impacts liés à l’usage de l’électricité. Il semble alors judicieux<br />

d’élaborer un modèle prenant en compte ces effets dynamiques.<br />

Evolution du mix de production électrique au cours du temps<br />

RTE fournit depuis 2007 les données horaires de production d’électricité sur une année, en fonction des<br />

différents modes de production :<br />

- Nucléaire<br />

- Hydraulique<br />

- Charbon + gaz<br />

- Fioul + pointe<br />

Ces données apportent des informations d’un grand intérêt dans le cadre de l’ACV du bâtiment. En effet<br />

le mode de production de l’électricité (et donc les impacts sur l’environnement qui y sont associés)<br />

dépend fortement de l’usage fait de ce type d’énergie, et plus particulièrement de la dynamique de ces<br />

usages. Ainsi les pics de demande d’électricité, liés par exemple à l’usage de chauffage électrique,<br />

nécessitent la mise en route de moyens de production de pointe, en particulier des centrales thermiques<br />

engendrant de fortes émissions de CO2.<br />

124


Figure 9: Production d'électricité nucléaire en France en 2008<br />

Figure 10: Production d'électricité de pointe et au fioul en France en 2008<br />

125


Figure 11: Production d'électricité au charbon et au gaz en France en 2008<br />

Afin d’évaluer les impacts liés aux différents usages de l’électricité dans un bâtiment, il serait utile de<br />

disposer d’un modèle permettant d’évaluer le mix de production au cours du temps. Ce mixe dépend de<br />

la saison (et surtout de la température), du jour de la semaine et de l’heure. L’objectif est ici d’élaborer un<br />

modèle en exploitant les données disponibles pour l’année 2008. Cette démarche sera appliquée pour<br />

chaque mode de production, ainsi que pour la production totale, afin de déterminer des tendances<br />

d’évolution du mix énergétique.<br />

Une périodicité apparait comme manifeste ici. L’analyse des données passe donc dans un premier temps<br />

par une analyse de Fourier, afin de déterminer les fréquences déterminantes dans la description du<br />

signal.<br />

126


Figure 12: Spectre des données correspondant à la production d'électricité nucléaire en France en 2008 (en haut à<br />

gauche), à la production de pointe et au fioul (en haut à droite), ainsi qu’au charbon et au gaz (en bas)<br />

A partir de ces fréquences, on cherchera à déterminer la fonction décrivant, en fonction du temps et de<br />

données en température, les courbes de production d’électricité. Afin d’étudier l’existence d’un lien entre<br />

la production d’électricité et son utilisation pour du chauffage, il est intéressant de chercher le lien entre<br />

cette production et l’évolution des températures en France. En première approche une température<br />

moyenne nationale sera considérée, en utilisant des relevés horaires pour chaque station météo<br />

considérée comme représentative des trois principales zones climatiques de la RT 2005 (soit Agen<br />

Macon et Nice), pondérés par la population associée à chaque zone, comme explicité dans la formule<br />

suivante :<br />

Où , et sont les températures relevées aux trois stations météos considérées (Agen, Macon et<br />

Nice), et , et respectivement la population de chaque zone. L’objectif est alors de déterminer, en<br />

utilisant l’algorithme de Levenberg-Marquardt permettant d’implémenter une méthode des moindres<br />

carrés non-linéaires, une fonction dépendant du temps et de la température permettant de décrire<br />

l’évolution de la production électrique. On cherche donc des fonctions de la forme :<br />

Où les correspondent aux n fréquences préalablement déterminées par analyse de Fourier. Les<br />

paramètres à déterminer sont les différentes expressions<br />

, qui caractérisent la dépendance en<br />

température de l’amplitude de chaque variation périodique, les grandeurs , caractérisant la localisation<br />

temporelle des variations, et la fonction , rendant compte d’éventuelles évolutions de la<br />

production en fonction de la température, et non directement en fonction du temps.<br />

Une fois les différentes expressions déterminées, elles seront validées par application aux courbes de<br />

production et de température de l’année 2007.<br />

Il convient ensuite d’exploiter les informations fournies par les expressions obtenues, afin d’affiner le<br />

calcul des impacts environnementaux des différents usages de l’électricité. Ainsi l’analyse des différentes<br />

morphologies d’évolution sur la production totale permet de déterminer quels usages en sont la source.<br />

On peut déterminer trois morphologies spécifiques.<br />

127


Une tendance annuelle, qui présente plusieurs caractéristiques :<br />

L’existence d’un minimum global au cours de la période chaude de l’année, par rapport auquel, au cours<br />

de cette même période, apparaissent un maximal local et une hausse globale de la production. Une<br />

première analyse simplificatrice peut permettre de considérer que cette hausse locale correspond à<br />

l’utilisation de climatisation. La valeur de production atteinte à ce minimum local peut être considérée<br />

comme correspondant aux usages constants d’énergie électrique au cours du temps, et donc<br />

indépendants de la température.<br />

Figure 13: Production totale d'électricité en France en 2008, heure par heure<br />

Ainsi la partie de la production d’électricité correspondant à la différence entre ce minimum global et les<br />

valeurs atteintes au cours de la période froide peuvent être reliées à un usage de l’électricité liée au<br />

chauffage.<br />

On observe aussi une tendance hebdomadaire, où la production d’électricité est maximale sur les cinq<br />

premiers jours (avec des maximums locaux dont la valeur reste quasiment constante), et une production<br />

dont l’importance est atténuée au cours du week-end.<br />

128


Figure 14: Production totale en France en 2008, zoom sur les semaines 8 et 9<br />

Cette tendance peut être considérée comme illustrant l’influence des usages professionnels de l’électricité, qui se<br />

superposent aux usages domestiques, qui eux apparaissent seuls (ou presque) pour les deux derniers jours de la<br />

semaine. Ainsi le rapport qui existe entre les valeurs maximales atteintes au cours de la semaine et celles atteintes au<br />

cours du week-end peut constituer un premier élément d’évaluation de l’importance des différents usages de<br />

l’électricité.<br />

On observe enfin une tendance journalière, qui met en avant deux pics de production, l’un atteignant son maximum<br />

dans la journée à 13 heures, l’autre à 21 heures. Ces pics correspondent vraisemblablement à un usage domestique<br />

d’électricité, et devront donc être traités comme tels.<br />

Figure 15 : Production totale d'électricité en France en 2008, exemple du jour 56<br />

Les travaux à venir vont donc consister en la détermination des fonctions décrivant les différents types de<br />

production d’électricité, puis en une formalisation mathématique de la relation entre usage et mode de<br />

production, qui servira de base à l’évaluation des impacts pour chaque type d’utilisation de l’électricité<br />

intervenant dans le bâtiment.<br />

129


Evolution de certaines propriétés<br />

Au cours du vieillissement d’un bâtiment, les caractéristiques physiques de ses différents<br />

constituants subissent des évolutions et modifications. Ces évolutions modifient le comportement<br />

thermique du bâtiment, sa consommation énergétique, ses impacts sur l’environnement.<br />

Un travail reste à mener afin de prendre en compte ces différentes évolutions, et faire évoluer au<br />

cours du temps au sein de l’outil d’ACV différentes caractéristiques importantes du système, comme par<br />

exemple la conductivité thermique des isolants utilisés, le rendement des chaudières, ou encore<br />

l’étanchéité de l’enveloppe, ce afin de mieux prendre en compte le vieillissement d’un bâtiment et son<br />

influence sur la qualité environnementale de ce dernier.<br />

130


5 Eau : consommation domestique et gestion<br />

des eaux pluviales<br />

L’objectif de cette partie de l’étude a été de définir les moyens pour une prise en compte pertinente de<br />

l’impact du bâti sur l’eau (consommation domestique et gestion des eaux pluviales), afin d’améliorer les<br />

outils d'évaluation de la qualité environnementale de bâtiments. Dans cet objectif le travail a visé le<br />

développement d’un modèle d’estimation des consommations d’eau domestique (CSTB) et d’un modèle<br />

de gestion des eaux pluviales (NOBATEK)<br />

5.1 Estimation de la consommation d’eau<br />

Le modèle d’estimation de la consommation d’eau des bâtiments a été développé pour le secteur<br />

résidentiel et en se basant notamment sur les données disponibles auprès de différents organismes<br />

chargés de la gestion d’eau et / ou de recherches sur l’impact de sa consommation sur l’environnement<br />

(e.g. le Centre d’Information sur l’Eau, l’Office International de l'Eau, etc.), les données statistiques de<br />

consommation d’eau en France disponible auprès de l’INSEE et les textes réglementaires (e.g. l’arrêté du<br />

21 août 2008 sur les modalités d’utilisation de l’eau de pluie dans les bâtiments).<br />

Le développement du modèle a été réalisé en plusieurs étapes :<br />

- une première étape a consisté à recenser les besoins en eau d’un bâtiment ; il s’agit de déterminer<br />

tous les points d’utilisation de l’eau.<br />

- la deuxième étape a consisté à identifier les équipements utilisateurs d’eau et leur caractéristiques de<br />

consommation.<br />

Les postes consommateurs d’eau pris en compte sont : Chasse d'eau, Baignoire, Douche, Lavabo, Évier,<br />

Nettoyage intérieur logement, Nettoyage parties communes, Lave-linge, Lave-vaisselle (usages à<br />

l’intérieur du bâtiment) ainsi que : Arrosage espace vert, Nettoyage à l’extérieur, Autre équipement - e.g.<br />

piscine (usages à l’extérieur du bâtiment). En ce qui concerne les caractéristiques de consommation,<br />

l’approche adoptée a été de proposer et de laisser la possibilité à l’utilisateur de l’outil de choisir une<br />

valeur parmi plusieurs valeurs possibles / pertinentes (en fonction des équipements disponibles sur le<br />

marché à l’heure du développement de l’outil). Si aucune des valeurs proposées n’est jugée par<br />

l’utilisateur comme étant adaptée au scenario concerné, alors il peut renseigner une nouvelle valeur. Afin<br />

d’orienter l’utilisateur dans le choix de la valeur de consommation d’eau, les valeurs proposées sont<br />

accompagnées d’un commentaire explicatif. Egalement, une valeur par default est proposée dans le cas<br />

ou l’utilisateur ne possède pas l’information demandée (réponse «je ne sais pas»). Les valeurs par<br />

default sont des valeurs pénalisantes.<br />

- la troisième étape a consisté à identifier et définir la fréquence d’utilisation par type d’équipement et le<br />

cas échant la durée d’utilisation – en fonction de données statistiques sur l’utilisation et la consommation<br />

d’eau en France. La même approche que pour les caractéristiques de consommation d’eau a été<br />

adoptée (l’utilisateur peut choisir parmi plusieurs valeurs ou proposer lui-même une autre valeur).<br />

- la quatrième étape a consisté à identifier tous les autres paramètres qui ont un impact sur la<br />

consommation d’eau d’un bâtiment (e.g. nombre d’occupants, la surface intérieure, la surface de l’espace<br />

131


vert etc.). En ce qui concerne l’utilisation de l’eau provenant d’autres sources que le réseau d’eau potable<br />

(i.e. eau puisée sur site et eaux récupérées - eaux pluviales, eaux recyclées, etc.), uniquement l’eau de<br />

pluie 4 a été considérée dans cette version du modèle. La quantité prévue est mise en évidence lors de la<br />

présentation des résultats et comparée avec le potentiel hydrologique du site. Pour l’estimation du<br />

potentiel du site en eau de pluie ont été pris en compte les caractéristiques météorologiques locales 5 , la<br />

surface de récupération (type 6 et superficie) et les caractéristiques du réseau de récupération (les pertes<br />

dues au filtre et à l’architecture du réseau d’acheminement).<br />

- dans la cinquième étape ont été définies les formules de calcul des consommations d'eau. Si des<br />

équipements ou installations sont mis en œuvre dans le bâtiment ou sur sa parcelle pour réduire ces<br />

consommations (e.g. limiteur de pression à l’entrée de l’installation générale d’eau), de coefficients<br />

spécifiques de réduction ont été alors utilisées pour moduler les consommations conventionnelles. Pour<br />

les postes pour lesquels l’eau chaude sanitaire (ECS) est utilisée (la douche, le bain, le lavabo, l’évier)<br />

une distinction entre la consommation d’ECS et la consommation d’EFS est faite. Pour cela l’approche<br />

est de calculer d’abord la quantité totale d’eau consommée pour chacun de ces postes à la température<br />

d’utilisation (en m 3 d’eau à la température TECS_usage) et ensuite faire la distinction entre la quantité d’EFS,<br />

en m 3 à la température TEFS et la quantité d’ECS, en m 3 à la température de production (TECS_production). La<br />

consommation de l’eau chaude affichée en tant que résultat final est celle correspondante à la<br />

température de production (TECS_production). Pour la température moyenne annuelle de l’eau froide, 2 cas<br />

on été définis en se basant sur les données Météo France sur plusieurs années:<br />

- Cas 1 : une température de 15°C pour les départements suivants (situés au sud de la France) : 04, 05,<br />

06, 13, 20A et 20B, 30, 34, 48, 83, 84,<br />

- Cas 2 : une température de 10°C pour tous les autres départements.<br />

Les résultats de calcul sont exprimés sous forme de :<br />

- consommation d’eau en m 3 par an et par personne ;<br />

- consommation d’eau en m 3 par an et par bâtiment ;<br />

- consommation d’eau en m 3 par personne, pendant toute la durée de vie du bâtiment ;<br />

- consommation d’eau en m 3 par bâtiment, pendant toute sa durée de vie.<br />

L’outil permet également d’obtenir la valeur de la consommation d’eau par poste (en m 3 /personne/an) et<br />

le pourcentage par rapport à la consommation totale d’eau. Les consommations sont différenciées par<br />

type d’eau consommée (EFS, ECS et eau non-potable). Le coût de l’eau consommée est estimé à partir<br />

du prix de l’eau dans la commune d’implantation du bâtiment.<br />

- la sixième étape a consisté à valider le modèle développé par la simulation de différents scenarios et la<br />

comparaison des résultats obtenus avec des valeurs de mesures disponibles dans la littérature. Par<br />

exemple, pour une consommation « moyenne » on obtient par simulation à l’aide du modèle développé<br />

4 L’eau de pluie collectée à l’aval de toitures inaccessibles peut être utilisée pour des usages domestiques<br />

extérieurs au bâtiment, pour les chasses d’eau et le lavage des sols à l’intérieur des bâtiments et, à titre<br />

expérimental et sous conditions, pour le lavage du linge ; Dans les bâtiments à usage d’habitation, ou assimilés, la<br />

présence de robinets de soutirage d’eaux distribuant chacun des eaux de qualité différentes est interdite dans la<br />

même pièce, à l’exception des caves, sous-sols et autres pièces annexes à l’habitation, parce que l’utilisation de<br />

l’eau de pluie peut augmenter la probabilité de contamination sanitaire (Les eaux de pluies récupérées, ruisselées<br />

en aval des toitures, ne respectent pas les limites de qualité réglementaires définies pour l’eau potable et peuvent<br />

contenir des micro-organismes pathogènes) [MEEDDAT, 2008]<br />

5 Une bonne estimation du potentiel hydrologique du site implique l’utilisation de la hauteur de pluie enregistrée à<br />

la station météorologique la plus représentative du site étudié (en général, la plus proche)<br />

6 Le rendement de captage de l’eau de pluie est influencé par les caractéristiques de la toiture. Ainsi, le rendement<br />

de récupération varie entre 80% (pour une toiture en pente de tuile ou une toiture terrasse non-gravillonnée) et<br />

30% (pour une toiture végétalisée) [norme DIN 1989]<br />

132


une valeur d’environ 44 m 3 / an / personne, ce qui correspond à la consommation moyenne en France,<br />

d’après les données CIEau [CIEau, en ligne].<br />

Un exemple de copie d’écran du module d’estimation de consommation d’eau est présenté en annexe 4.<br />

5.2 Rétention d’eau<br />

Cette réflexion s’inscrit dans le cadre d’une approche ACV bâtiment intégrant la parcelle dans le<br />

périmètre d’étude.<br />

Face à l’urbanisation grandissante, on assiste à une imperméabilisation croissante des sols par les<br />

constructions, les parkings et les rues, ce qui a pour effet d’augmenter le ruissellement des eaux<br />

pluviales au détriment de leur infiltration. Les nappes phréatiques et les ruisseaux reçoivent de moins en<br />

moins d’eau de façon naturelle et les inondations se multiplient. Cela induit une concentration importante<br />

des flux vers les réseaux existants (et donc des inondations ou des surcoûts de surdimensionnement des<br />

canalisations). Le développement urbain conjointement à celui des infrastructures d’assainissement a un<br />

deuxième effet : celui de la détérioration de la qualité des milieux.<br />

Les enjeux principaux sont donc la limitation du surdimensionnement des infrastructures<br />

d’assainissement, la réalimentation de la nappe (qui conditionne la préservation des ressources futures<br />

en eau), la limitation des inondations et des pollutions liées au ruissellement.<br />

La gestion des eaux pluviales sur la parcelle vise à compenser l’imperméabilisation des sols inhérente<br />

aux constructions et à l’aménagement de leurs abords. Elle a pour objectif d’atténuer le ruissellement et<br />

d’alléger la charge des infrastructures collectives d’assainissement existantes (égouts, collecteurs,<br />

stations d’épuration). Elle contribue à prévenir les inondations et la pollution des eaux de surface ainsi<br />

qu’à réalimenter la nappe phréatique.<br />

La solution est d’avoir recours aux techniques de rétention/infiltration des eaux de ruissellement sur la<br />

parcelle. Ces techniques permettent de diminuer les débits et/ou les volumes d’eaux pluviales, mais aussi<br />

de diminuer leurs charges polluantes (limiter les phénomènes de lessivage des surfaces urbaines par les<br />

eaux de ruissellement et décantation..).<br />

Par ordre de priorité, il s’agit de privilégier dans l’outil les dispositifs qui :<br />

• Limitent les surfaces imperméabilisées pour assurer une infiltration directe à l’endroit même où la<br />

pluie rencontre le sol (participe à la recharge de la nappe)<br />

• Récoltent l’eau de pluie collectée sur les surfaces imperméabilisées pour l’utiliser ou la restituer<br />

au milieu naturel par infiltration forcée. Les dispositifs de stockage agissent pour retenir l’eau<br />

pendant la durée du processus d’infiltration.<br />

• Retiennent l’eau et l’évacuent lentement (à débit régulé) vers le réseau d’égouts ou les eaux de<br />

surface.<br />

Les paramètres de la gestion des eaux pluviales à la parcelle sont principalement les suivants :<br />

Le débit de fuite en sortie de parcelle (l/s/ha), qui intègre les données du site (topographie, données<br />

pluviométriques, et du projet (Imperméabilisation de la parcelle, Sur le bâtiment : Toits stockants,<br />

toitures végétalisées, récupération de l’eau de pluie, dispositifs de stockage et d’infiltration)<br />

L’exutoire, et notamment la sensibilité du milieu récepteur, selon que le rejet se fait vers le milieu naturel<br />

(eaux de surface, sol...) ou le réseau (unitaire ou séparatif)<br />

Les possibilités d’infiltration (dépendant du coefficient d’imperméabilisation, de la perméabilité du sol, de<br />

la profondeur de la nappe, des sources de pollution)<br />

133


Les risques de pollutions et les abattements de pollution par les techniques employées<br />

Le débit de fuite à l’exutoire de la parcelle constitue un indicateur pertinent de la gestion quantitative des<br />

eaux pluviales à la parcelle. On se base sur une période de retour de 10 ans. Un module a été élaboré<br />

afin de déterminer le débit de fuite en sortie de parcelle.<br />

Le débit de fuite à la parcelle (débit de pointe à l’aval) est un indicateur pertinent car sa réduction<br />

entraîne la limitation du surdimensionnement des réseaux et des ouvrages annexes. Si on ne veut retenir<br />

qu’un indicateur, ce sera le pourcentage d’amélioration du débit de fuite. A noter que sur de nombreux<br />

projets le débit de fuite en sortie de parcelle est imposé. L’indicateur proposé n’intègre pas les<br />

problématiques d’infiltration et de pollutions.<br />

Les formules de calcul sont présentées en Annexe 6.<br />

L’aggravation du coefficient d’imperméabilisation pourrait également être un indicateur pertinent.<br />

Cependant, celui-ci est déjà pris en compte dans le calcul du débit de fuite. De plus, les types<br />

d’occupation de la parcelle sont considérés dans l’indicateur Land Use (cf. chapitre 1.3 Usage du sol).<br />

Ce travail permettra :<br />

- de prendre en compte la problématique de la gestion des eaux pluviales à la parcelle par la mise<br />

en place d’indicateurs parallèles à l’ACV du bâtiment<br />

5.3 Utilisation d’eau de pluie<br />

La récupération d’eau de pluie a été considérée dans l’élaboration du module « consommation d’eau<br />

domestique » présenté précédemment (5.1 Estimation de la consommation d’eau), sur la base des<br />

données d’entrées suivantes :<br />

- Pluviométrie locale, mm/an<br />

- Surface de récupération, m 2<br />

- Le type de la surface de récupération de l'eau de pluie,<br />

Ceci afin de déterminer le potentiel du site en eau de pluie pour la surface de récupération renseignée.<br />

L’objectif de cette étude est de considérer dans le module d’estimation d’eau, non plus une pluviométrie<br />

locale exprimée en moyenne annuelle (mm/an), mais des précipitations quotidiennes. Cela permet en<br />

effet de prendre en compte les variations, remplissage, vidange de la cuve, ainsi que les besoins en<br />

fonction de la saison (ex : les besoins dans un collège sont quasi nuls en été).<br />

Les données sont issues de documents développés par <strong>Nobatek</strong> concernant la récupération d’eau<br />

pluviale, de données de l’OIEAU et de manuels d’arrosage d’espaces verts.<br />

Le niveau de la cuve dépend des paramètres suivants :<br />

- le volume généré (qui dépend des surfaces et caractéristiques des toitures et de la<br />

pluviométrie) ;<br />

- les besoins en eau pour les usages non potables (WC, nettoyage, arrosage,...) ;<br />

- le niveau de la cuve de la veille.<br />

On peut ainsi en déduire l’apport par le réseau en eau potable (et donc la consommation réelle en eau<br />

potable pour ces usages).<br />

Les paramètres du modèle ont été définis.<br />

Aux entrées venant du module d’estimation de consommation d’eau domestique, soit :<br />

134


- Surfaces de récupération des eaux pluviales (m2) et types de surface de récupération<br />

- Besoins en eau pour les usages pour lesquels il est possible d’utiliser les eaux de pluie<br />

récupérées (arrosage, sanitaires, entretien...)<br />

- Surfaces d’espaces verts<br />

- Volume de la cuve de récupération (m3)<br />

Viennent s’ajouter :<br />

- La pluviométrie du site sous forme de précipitations quotidiennes. Cela permet de considérer des<br />

intervalles réels de sécheresse. Ces données sont à obtenir auprès de Météo France ;<br />

- Des besoins journaliers afin de prendre en compte la variation des consommations sur l’année ;<br />

- Les besoins en arrosage des espaces verts [m3/m²] en fonction du type d’aménagement de<br />

l’espace vert (% d’arbustes, % de massif, % de gazon) et de la saison ;<br />

- Pour la toiture végétalisée, le taux de récupération varie en fonction du moment de l’année. En<br />

effet, la rétention des toitures vertes dépend des saisons : au printemps (fraction évacuée de 6 à<br />

51%), elles présentent une rétention plus importante qu’en hiver (fraction évacuée de 86 à 98%)<br />

[CSTC, 2006]. On pourra retenir les taux de récupération suivant :<br />

hiver 0,92<br />

printemps 0,35<br />

été 0,59<br />

automne 0,71<br />

Les besoins en eau pour l’arrosage peuvent varier d’au moins 20% en fonction de plusieurs paramètres :<br />

- pluviométrie, ensoleillement, température, vitesse du vent..<br />

- la saison<br />

- la zone climatique du projet<br />

- le choix des végétaux<br />

- nature du sol (ex : besoin en eau supérieur si sol sableux par rapport à un sol argileux)<br />

- techniques d’arrosage<br />

Mise à part la saison et les grandes typologies de végétation, les variations citées ci-dessus ne sont pas<br />

prises en compte dans l’étude.<br />

Les données d’entrées permettent d’afficher les informations présentées dans le tableau suivant par jour :<br />

Moi<br />

s<br />

Jour<br />

Précipitati<br />

ons (mm)<br />

Volume<br />

généré (m3)<br />

Besoin<br />

espace vert<br />

(m3/m²)<br />

Besoins autres<br />

(m3)<br />

Besoins<br />

Globaux<br />

(m3)<br />

Les sorties<br />

Les valeurs intermédiaires obtenues sont les suivantes :<br />

V- B<br />

(Volume<br />

généré –<br />

Besoins)<br />

(m3)<br />

Pertes<br />

(m3)<br />

Niveau cuve<br />

Apport réseau<br />

(m3)<br />

Consommations en<br />

eau pluviale<br />

récupérée (m3)<br />

Les formules de calcul sont présentées en Annexe 7<br />

Les indicateurs principaux résultants et à retenir sont :<br />

- L’apport par le réseau (m3/an).<br />

135


- L’eau de pluie consommée (m3/an).<br />

Ce travail permettra :<br />

- de prendre en compte un volume d’eau plus précis pouvant être recueilli dans une cuve de<br />

récupération d’eau pluviale et donc d’affiner l’apport en eau par le réseau en eau potable<br />

(consommation réelle en eau potable pour ces usages)<br />

136


6 Interprétation<br />

6.1 Normalisation (ou normation)<br />

a) Aide à l’établissement de priorités entre les indicateurs<br />

Lorsque plusieurs variantes architecturales ou techniques d’un projet sont comparées, il peut arriver<br />

que l’une des variantes soit plus performante sur certains indicateurs mais moins performante sur<br />

d’autres. Dans ce cas, il serait utile d’établir un ordre de priorité entre les indicateurs. L’un des critères<br />

concerne l’importance de la contribution du bâtiment aux différents problèmes environnementaux. Par<br />

exemple si le bâtiment contribue beaucoup plus au problème B qu’au problème A, alors la priorité<br />

pourrait être donnée à l’indicateur B par rapport à l’indicateur A. La variante minimisant l’impact B serait<br />

alors choisie. Mais les unités et les ordres de grandeur des indicateurs étant différents, il n’est pas simple<br />

de comparer les différents impacts d’un bâtiment.<br />

La normation est une opération mathématique permettant de transformer un profil multicritère exprimés<br />

dans des unités différentes en un profil multicritère exprimé en une seule unité ou adimensionnel.<br />

Il suffit pour ce faire de définir un profil environnemental de référence (ou profil de normation).<br />

La normation est une étape nécessaire pour l’agrégation multicritère totale (somme pondérée, produit<br />

pondérée, …). La normation est aussi très utile pour la définition de classe ou catégorie pour « trier » les<br />

solutions comparées.<br />

La normalisation des impacts permet de transformer les indicateurs de manière à les exprimer<br />

dans une même unité. Les équivalents habitant-année sont généralement utilisés, mais le m2 de<br />

SHON/ou SHAB-année pourrait être envisagé. Si par exemple le bâtiment génère l’émission de 800<br />

tonnes d’équivalent CO2 sur son cycle de vie et si les émissions par habitant et par an sont de 8 tonnes,<br />

alors la contribution du bâtiment est équivalente à 100 habitants-années. Cette transformation peut être<br />

effectuée sur les indicateurs pour lesquels des moyennes par habitant et par an sont disponibles.<br />

Les tableaux ci-dessous montrent de telles données par habitant et par an pour différents<br />

indicateurs issues de différentes sources.<br />

- dans le cas de la France, données de l'IFEN, du CITEPA, de l'ANDRA, de l'ADEME et du ministère de<br />

l'Industrie, et données issues de [Jolliet, 2005] 7 établies au niveau européen, considérées pour les<br />

indicateurs orientés dommages, compilées dans [Peuportier, 2008] 8 ,<br />

IMPACTS MOYENS PAR HABITANTS ET PAR AN (France)<br />

thème unité Année-habitant Source<br />

effet de serre kg CO 2 eq. 8 680 CITEPA<br />

énergie primaire kWh 48 670 Observatoire de l’Energie<br />

acidification kg SO 2 eq. 62,3 CITEPA<br />

smog kg C 2 H 4 eq. 19,7 CITEPA<br />

eutrophisation kg PO 3- 4 eq. 38,1 IFEN<br />

eau m 3 339 IFEN<br />

déchets radioactifs dm 3 0,51 ANDRA<br />

7 Jolliet Olivier, Saadé Myriam et Crettaz Pierre, Analyse du cycle de vie, comprendre et réaliser un écobilan<br />

Presses Polytechniques et Universitaires Romandes, Lausanne, 2005<br />

8 Peuportier Bruno, Eco-conception des bâtiments et des quartiers, Presses de l’Ecole des Mines, Paris, 2008<br />

137


autres déchets kg éq, 10 400 ADEME<br />

toxicité humaine DALY 0.0068 Jolliet (Europe)<br />

éco-toxicité PDF.m 2 .an 13 700 Jolliet (Europe)<br />

Des valeurs différentes sont données pour les indicateurs orientés dommages dans l’annexe du<br />

rapport Eco-indicator 99 de juin 2001 (option « hiérarchiste », intermédiaire entre « égalitariste » et<br />

« individualiste ») : 0,154 DALY pour la toxicité humaine et 5130 PDF.m 2 .an pour l’éco-toxicité.<br />

En ce qui concerne les prélèvements d’eau, la plus grande part de l’eau prélevée retourne au<br />

milieu naturel (après avoir été traitée). Il serait alors plus pertinent de ne considérer que les<br />

prélèvements nets, qui s’élèvent alors à 91 m 3 par habitant et par an en France. Mais ceci nécessiterait<br />

de calculer le prélèvement net correspondant à la consommation d’eau potable dans un bâtiment, en<br />

tenant compte de l’évaporation par exemple. Or c’est actuellement la consommation brute qui est<br />

évaluée. La normalisation devrait alors également considérer la consommation brute. Des données plus<br />

récentes, issues du ministère en charge de l’environnement 9 , donnent une valeur plus élevée que la<br />

source IFEN citée précédemment : de l’ordre de 34 milliards de m 3 par an, soit environ 540 m 3 par<br />

habitant.<br />

Une autre possibilité serait d’appliquer un ratio moyen entre consommation brute et nette pour l’eau<br />

potable. Selon les données de 2007, la consommation nte d’eau potable représente 18% de la<br />

consommation brute totale, soit 97 m 3 par personne et par an, et 25% de la consommation nette, soit 23<br />

m 3 . La consommation nette d’eau potable représente alors 24% de la consommation brute. Mais ce ratio<br />

est différent dans l’industrie, qui selon la même source représente 11% de la consommation brute, soit 59<br />

m3 par personne et par an, et 4% de la consommation nette, soit 3,6 m3. Le ratio entre consommation<br />

nette et brute n’est alors que de 6%, 4 fois plus faible que celui correspondant à l’eau potable.<br />

- données du Building research establishment (BRE) au Royaume Uni 10 ,<br />

IMPACTS MOYENS PAR HABITANTS ET PAR AN (Europe de l’Ouest)<br />

thème unité Année-habitant<br />

effet de serre kg CO 2 eq. 12 300<br />

épuisement des ressources kg Sb eq. 39,1<br />

acidification kg SO 2 eq. 71,2<br />

smog kg C 2 H 4 eq. 21,5<br />

eutrophisation kg PO 3- 4 eq. 32,5<br />

eau m 3 -<br />

destruction de la couche d’ozone kg CFC-11 eq. 0,217<br />

déchets radioactifs mm 3 0,000241 (haute activité)<br />

autres déchets kg éq, -<br />

toxicité humaine tonne 1,4-DB eq. 19,7<br />

éco-toxicité aquatique tonne 1,4-DB eq. 13,2<br />

éco-toxicité terrestre kg 1,4-DB eq. 123<br />

- Document de l’association RECORD, « Valeur de normation pour les indicateurs environnementaux »,<br />

juillet 2002.<br />

IMPACTS MOYENS PAR HABITANTS ET PAR AN (France)<br />

9 Ministère de l'Ecologie, de l'Energie, du Développement durable et de l'Aménagement du territoire,<br />

www.ecologie.gouv.fr, mai 2007<br />

10 BRE, Green guide to specification, BRE materials industry briefing note 3b : Normalisation, London, 2005<br />

138


thème unité Année-habitant Zone géographique<br />

effet de serre kg CO 2 eq. 10 839 Europe EU15<br />

11 227 France<br />

énergie primaire kWh 46 780 Europe EU15<br />

49 408 France<br />

acidification kg SO 2 eq. 58,24 11 Europe EU15<br />

- France<br />

b) Comparaison à des références<br />

Savoir qu’un logement émet 400 tonnes de CO2 sur son cycle de vie ne donne pas autant<br />

d’information sur sa performance qu’une information du type « ce logement émet 20% de moins que la<br />

moyenne actuelle des logements neufs ». Dans ce cas, il s’agit de diviser les valeurs d’indicateurs par<br />

ceux correspondant au logement moyen, par même unité de surface, ou par même nombre d’habitants.<br />

Il peut être intéressant de disposer de deux références : une valeur moyenne, et une valeur<br />

correspondant aux meilleures pratiques. Un projet éco-conçu peut alors être évalué par rapport à ces<br />

deux niveaux de performance.<br />

La principale difficulté pour pouvoir appliquer ce type de normation est de disposer des profils de<br />

référence. Pour les bâtiments, au regard des réglementations et certifications actuelles, il paraît<br />

souhaitable de travailler sur des valeurs de référence exprimées dans une unité du bâtiment (m2 de<br />

SHON, m2 de SU…). Cette unité pourrait d’ailleurs être propre à chaque usage (/élève, /nuité, /lit,…).<br />

D’importants travaux vont être menés dans les prochaines années pour obtenir ces valeurs de<br />

référence dans le cadre de l’association HQE et de projets européens comme Superbuildings.<br />

6.2 Analyses de sensibilité (durée de vie, fin de vie)<br />

Certaines hypothèses comme la durée de vie d’un bâtiment et le scénario de fin de vie des différents<br />

matériaux sont très incertaines. Or elles pourraient influencer la comparaison de variantes. Par exemple<br />

le choix d’une durée de vie plus courte peut désavantager des composants à impact de production plus<br />

élevé mais réduisant les impacts en phase d’utilisation. Il est alors utile de faire varier ce type de<br />

paramètre incertain pour savoir si les résultats de l’ACV sont robustes, et constituent dans ce cas une<br />

véritable aide à la décision, ou si au contraire les résultats dépendent d’hypothèses difficiles à étayer,<br />

auquel cas la décision ne pourra pas être justifiée par l’ACV, ou ne sera valable que sous certaines<br />

hypothèses.<br />

Une étude de sensibilité devrait accompagner toute évaluation environnementale de bâtiment.<br />

6.3 Incertitudes sur différents indicateurs<br />

Selon le GIEC, l’incertitude sur le potentiel de réchauffement global correspond à 35%, pour les gaz<br />

autres que le CO2. Le CO2 représentant de l’ordre de 80% de cet impact, l’incertitude globale n’est alors<br />

que de 7%.<br />

Certains autres indicateurs sont beaucoup plus incertains, en particulier en ce qui concerne la santé<br />

et l’éco-toxicité.<br />

11 1 kg eq. H + = 32 kg eq. SO 2<br />

139


Certaines approches méthodologiques peuvent permettre de réduire certaines incertitudes, par<br />

exemple en ce qui concerne l’évolution au cours du temps du mix de production d’électricité, de chaleur,<br />

ou plus généralement les processus intervenant en phase d’utilisation. Si les impacts sont évalués en<br />

considérant les processus actuels (par exemple le mix actuel de production d’électricité) et divisés par la<br />

durée de vie supposée de l’ouvrage, les impacts correspondent à une année proche d’aujourd’hui, et les<br />

incertitudes sont ainsi réduites.<br />

6.4 Approche multicritère pour la comparaison de<br />

solutions<br />

Lors de la comparaison de solutions, il peut arriver qu’une solution soit plus favorable sur certains<br />

critères, mais moins favorable sur d’autres. Une possibilité consiste alors à établir des priorités entre les<br />

critères et à définir des pondérations. Certains études se sont basées sur des panels d’experts afin<br />

d’établir ce type de pondération, par exemple le projet européen Lense (www.lensebuildings.com) ou un<br />

projet animé par BioIS sur la priorisation des thèmes environnementaux (www.biois.com). Les<br />

pondérations restent cependant arbitraires.<br />

Une autre possibilité consiste à prendre en compte le contexte et le dialogue avec le maître d’ouvrage.<br />

Par exemple le problème des ressources en eau peut être plus important dans certaines régions que<br />

dans d’autres. La proximité d’un cours d’eau ou d’un lac à protéger peut donner plus d’importance à des<br />

impacts comme l’eutrophisation. L’approche multicritère a été préférée dans le projet de norme<br />

européenne.<br />

Des systèmes de cotation environnementale à partir d’un profil multicritère sont en cours d’élaboration<br />

par les Pouvoirs Publics. Il s’agira de regrouper les critères environnementaux par thématique (nombres<br />

et nom à définir), de les agréger partiellement par thématique puis éventuellement globalement pour<br />

obtenir une note unique (points, étoiles…). L’idéal serait de ne conserver que 5 à 6 thématiques et<br />

d’éviter l’agrégation totale fortement demandée par le marché mais fortement compensatoire (je peux<br />

être très bon sur un critère pour compenser sur un autre critère où je serai très mauvais). Or cette<br />

compensation n’est souvent pas écologiquement acceptable.<br />

Il existe d’autres méthodes d’agrégation multicritère, dites méthodes d’agrégation partielle, permettant de<br />

fortement limiter les phénomènes de compensation. Développées notamment par l’ « école<br />

francophone » (voir ROY et SCHARLIG), Ces méthodes ont montré leur efficacité lors de processus<br />

complexe d’aide à la décision. Ces méthodes sont néanmoins, de premier abord, moins intuitives et<br />

moins faciles à appréhender par le décideur. Par ailleurs, refusant l’agrégation totale, ces méthodes<br />

conduisent à donner une grande responsabilité au décideur ce qui est « conforme à la pratique » mais<br />

qui peut mettre le décideur en insécurité puisqu’il n’a pas de « note » pour prouver qu’il a fait le meilleur<br />

choix. Mathématiquement, elles sont aussi un plus difficile à mettre en oeuvre. Par contre, ces méthodes<br />

sont de bons outils de recherche de consensus.<br />

Malgré tout, il nous semble difficile à courte échéance d’implémenter ces méthodes dans les évaluations<br />

environnementales de bâtiment notamment si les objectifs de l’évaluation sont la vérification d’une<br />

exigence réglementaire ou la certification de performances.<br />

140


6.5 Exigences de performances dans un programme<br />

Objectifs en termes d’impact par m 2 et par an<br />

Comme on l’a vu, se ramener à une année (considérée dans un futur proche) permet de réduire les<br />

incertitudes liées à un futur plus éloigné. Mais un deuxième intérêt est de pouvoir comparer le projet à<br />

une référence. Dans ce cas, il est également utile de se ramener à une unité de référence indépendante<br />

du projet : par exemple 1 m2 de surface chauffée, 1 m3, 1 personne etc. Ce type de ratio peut être utilisé<br />

en phase de programmation, puis évalué durant les phases suivantes par les équipes de conception et<br />

de réalisation, voire de gestion du bâtiment.<br />

Des objectifs ont été exprimés sous cette forme par exemple dans le projet européen (programme<br />

CONCERTO) sur le quartier Lyon Confluence.<br />

kg CO2 / m 2 / an g déchets radioactifs / m 2 / an<br />

Logements 7 2<br />

Bureaux 5 2<br />

Il est dans ce cas nécessaire de bien préciser quelle surface est considérée pour établir les ratios :<br />

SHAB, SHON, surface chauffée…<br />

Le projet européen Superbuildings devrait permettre d’avancer sur ce sujet.<br />

141


Conclusions<br />

La présente étude a permis de proposer les grandes lignes d’une méthodologie pour l’application de<br />

l’analyse de cycle de vie aux bâtiments, en précisant la définition du champ pour de telles études, le<br />

mode de calcul de l’inventaire de cycle de vie, l’évaluation des impacts et l’interprétation des résultats.<br />

L’analyse des pratiques existantes a également permis de clarifier différentes approches de modélisation<br />

du cycle de vie des bâtiments, par exemple en ce qui concerne la prise en compte du recyclage, du<br />

transport des matériaux ou des étapes de fin de vie.<br />

La simplification des inventaires a été étudiée : sa validité dépend des indicateurs que l’on souhaite<br />

évaluer.<br />

Deux bases de données ont été considérées : une base « spécifique », INIES, formée par les FDES<br />

fournies par les industriels, et une base générique, Ecoinvent, fournissant des inventaires plus détaillés<br />

mais correspondant à des moyennes européennes ou nationales. Le choix d’une base peut dépendre de<br />

l’objectif de l’étude, en particulier les indicateurs sélectionnés et l’avancement du projet : des données<br />

génériques peuvent être utilisées en phase amont, puis des données spécifiques en conception détaillée.<br />

Certains aspects de la modélisation ont été approfondis, en particulier sur les aspects de gestion de l’eau<br />

et sur l’évolution dans le temps des impacts liés à la production d’électricité. Les bâtiments à énergie<br />

positive produisent davantage d’électricité l’été et en consomment plus l’hiver : considérer des impacts<br />

moyens annuels est alors moins précis qu’une approche plus dynamique.<br />

En ce qui concerne l’aide à l’interprétation des résultats, des étapes de normalisation sont proposées,<br />

d’une part afin de situer un projet par rapport à une moyenne et des meilleures pratiques, d’autre part<br />

dans le but d’établir des priorités parmi les indicateurs environnementaux, facilitant ainsi la mise en<br />

œuvre d’une démarche multi-critères.<br />

Le projet a donc permis de clarifier les hypothèses et les choix méthodologiques, et de développer des<br />

compléments aux outils actuels. Certains travaux se poursuivent dans le cadre d’activités européennes<br />

avec les projets LoRe-LCA et Superbuilding.<br />

142


Annexe 1 : Répartitions des substances listées dans<br />

Ecoinvent dans les différentes catégories FDES<br />

(a) Hydrocarbures (non spécifiés, excepté méthane)<br />

m-Xylene<br />

o-Xylene<br />

Styrene<br />

Toluene<br />

Xylene<br />

Acenaphthene<br />

Isoprene<br />

Terpenes<br />

Hydrocarbons, aliphatic, unsaturated<br />

Butane<br />

Butene<br />

Ethane<br />

Heptane<br />

Hexane<br />

Hydrocarbons, aliphatic, alkanes, cyclic<br />

Hydrocarbons, aliphatic, alkanes, unspecified<br />

Pentane<br />

Propane<br />

Ethene<br />

Propene<br />

Ethyne<br />

Butadiene<br />

Cumene<br />

Cyclohexane<br />

(a) HAP (non spécifiés)<br />

PAH, polycyclic aromatic hydrocarbons<br />

Benzo(a)pyrene<br />

(a) Méthane (CH4)<br />

Methane, biogenic<br />

Methane, fossil<br />

(a) Composé organiques volatils (ex : acétone, acétate, etc,<br />

NMVOC, non-methane volatile organic compounds, unspecified origin<br />

Acetone<br />

Acetaldehyde<br />

Acrylic acid<br />

143


Formaldehyde<br />

Acrolein<br />

Methyl acrylate<br />

Chloroform<br />

Methane, monochloro-, R-40<br />

Mercury<br />

Lead<br />

Dimethylamine<br />

Nitrobenzene<br />

Phenol<br />

Ethene, tetrachloro-<br />

Methane, tetrachloro-, R-10<br />

Ethane, 1,1,2-trichloro-<br />

Ethene, trichloro-<br />

Ethyl cellulose<br />

2-Methyl-2-butene<br />

Benzal chloride<br />

Butanol<br />

Diethyl ether<br />

1,4-Butanediol<br />

3-Methyl-1-butanol<br />

4-Methyl-2-pentanone<br />

Acetonitrile<br />

Diethylene glycol<br />

Ethyl acetate<br />

Formic acid<br />

Furan<br />

Methyl ethyl ketone<br />

Methyl formate<br />

Propanol<br />

(a) Dioxyde de Carbone (CO2)<br />

Carbon dioxide, biogenic<br />

Carbon dioxide, fossil<br />

Carbon dioxide, land transformation<br />

(a) Monoxyde de Carbone (CO)<br />

Carbon monoxide, biogenic<br />

Carbon monoxide, fossil<br />

(a) Protoxyde d'Azote (N2O)<br />

Dinitrogen monoxide<br />

(a) Oxydes d'Azote (Nox en NO2)<br />

144


Nitrogen oxides<br />

(a) Ammoniaque (NH3)<br />

Ammonia<br />

(a) Poussières (non spécifiées)<br />

Particulates, < 2,5 um<br />

Particulates, > 10 um<br />

Particulates, > 2,5 um, and < 10um<br />

(a) Oxydes de Soufre (SOx en SO2)<br />

Sulfur dioxide<br />

(a) Hydrogène Sulfureux (H2S)<br />

Hydrogen sulfide<br />

(a) Acide Cyanhydrique (HCN)<br />

Cyanide<br />

(a) Acide Chlorhydrique (HCl)<br />

Hydrogen chloride<br />

(a) Composés chlorés non spécifiés (en Cl)<br />

Chlorine<br />

Epichlorohydrin<br />

Phosphorus trichloride<br />

Potassium chloride<br />

Sodium chlorate<br />

Sodium hypochlorite<br />

Sodium perchlorate<br />

Trichlorosilane<br />

Chlorosilane, trimethyl-<br />

(a) Composés fluorés non spécifiés (en F)<br />

Fluorine<br />

Fluosilicic acid<br />

Hydrogen fluoride<br />

(a) Composés halogénés (non spécifiés)<br />

145


Benzene, hexachloro-<br />

Benzene, pentachloro-<br />

Dioxins, measured as 2,3,7,8-tetrachlorodibenzo-p-dioxin<br />

Phenol, pentachloro-<br />

Acetic acid, trifluoro-<br />

Ethane, 1,1,1,2-tetrafluoro-, HFC-134a<br />

Ethane, 1,1,1-trichloro-, HCFC-140<br />

Ethane, 1,1,1-trifluoro-, HFC-143a<br />

Ethane, 1,1,2-trichloro-1,2,2-trifluoro-, CFC-113<br />

Ethane, 1,1-dichloro-1-fluoro-, HCFC-141b<br />

Ethane, 1,1-difluoro-, HFC-152a<br />

Ethane, 1,2-dichloro-1,1,2,2-tetrafluoro-, CFC-114<br />

Ethane, 1-chloro-1,1-difluoro-, HCFC-142b<br />

Ethane, 2,2-dichloro-1,1,1-trifluoro-, HCFC-123<br />

Ethane, 2-chloro-1,1,1,2-tetrafluoro-, HCFC-124<br />

Ethane, chloropentafluoro-, CFC-115<br />

Ethane, hexafluoro-, HFC-116<br />

Ethane, pentafluoro-, HFC-125<br />

Ethene, chloro-<br />

Halogenated hydrocarbons, chlorinated<br />

Methane, bromochlorodifluoro-, Halon 1211<br />

Methane, bromotrifluoro-, Halon 1301<br />

Methane, chlorodifluoro-, HCFC-22<br />

Methane, chloro-fluoro-, HCFC-31<br />

Methane, chlorotrifluoro-, CFC-13<br />

Methane, dichloro-, HCC-30<br />

Methane, dichlorodifluoro-, CFC-12<br />

Methane, dichlorofluoro-, HCFC-21<br />

Methane, difluoro-, HFC-32<br />

Methane, tetrafluoro-, R-14<br />

Methane, trichlorofluoro-, CFC-11<br />

Methane, trifluoro-, HFC-23<br />

Ethane, 1,2-dichloro-<br />

(a) Métaux (non spécifiés)<br />

Silver<br />

Barium<br />

Beryllium<br />

Molybdenum<br />

Thallium<br />

Aluminum<br />

Iron<br />

Magnesium<br />

Platinum<br />

Titanium<br />

146


Tungsten<br />

(a) Antimoine et ses composés (en Sb)<br />

Antimony<br />

(a) Arsenic et ses composés (en As)<br />

Arsenic<br />

Arsine<br />

(a) Cadmium et ses composés (en Cd)<br />

Cadmium<br />

(a) Chrome et ses composés (en Cr)<br />

Chromium<br />

Chromium VI<br />

Cobalt<br />

(a) Cobalt et ses composés (en Co)<br />

(a) Cuivre et ses composés (en Cu)<br />

Copper<br />

Tin<br />

(a) Etain et ses composés (en Sn)<br />

(a) Manganèse et ses composés (en Mn)<br />

Manganese<br />

(a) Mercure et ses composés (en Hg)<br />

Mercury<br />

Nickel<br />

(a) Nickel et ses composés (en Ni)<br />

(a) Plomb et ses composés (en Pb)<br />

147


Lead<br />

(a) Sélénium et ses composés (en Se)<br />

Selenium<br />

Zinc<br />

(a) Zinc et ses composés (en Zn)<br />

(a) Vanadium et ses composés (en V)<br />

Vanadium<br />

(a) Silicium et ses composés (en Si)<br />

Silicon<br />

Silicon tetrafluoride<br />

(a) Substances sans correspondances<br />

Ammonium carbonate<br />

Boric acid<br />

Boron<br />

Boron carbide<br />

Boron trifluoride<br />

Bromine<br />

Calcium<br />

Calcium hydroxide<br />

Diborane<br />

Helium<br />

Hexamethyldisilizane<br />

Hydrogen peroxide<br />

Iodine<br />

Isocyanic acid<br />

Lanthanum<br />

Lithium carbonate<br />

Methyl amine<br />

Nitrogen fluoride<br />

Ozone<br />

Phosphine<br />

Potassium<br />

Potassium hydroxide<br />

Scandium<br />

Sodium<br />

Sodium formate<br />

Sodium hydroxide<br />

148


Sodium tetrahydroborate<br />

Strontium<br />

Sulfate<br />

Tetramethyl ammonium hydroxide<br />

Thorium<br />

Uranium<br />

Water<br />

Zirconium<br />

Benzaldehyde<br />

Hydrocarbons, aromatic<br />

Nitrate<br />

Phosphorus<br />

Sodium dichromate<br />

Sulfur hexafluoride<br />

Ethanol<br />

Methanol<br />

Aldehydes, unspecified<br />

Propanal<br />

Acetic acid<br />

Propionic acid<br />

Ethylene oxide<br />

t-Butyl methyl ether<br />

Methane, bromo-, Halon 1001<br />

Polychlorinated biphenyls<br />

2-Methyl pentane<br />

2-Methyl-1-propanol<br />

2-Propanol<br />

Butyrolactone<br />

Carbon disulfide<br />

Ethane thiol<br />

Ethylene diamine<br />

Ethylene glycol monoethyl ether<br />

Hydrogen<br />

Methyl borate<br />

Monochloroethane<br />

Monoethanolamine<br />

N-Bromoacetamide<br />

Paraffins<br />

Phosphoric acid<br />

Propylene oxide<br />

Sulfuric acid<br />

149


CHAPITRE 3 : INTEGRATION INFORMATIQUE<br />

150


Sommaire<br />

INTRODUCTION .................................................................................................................................................................... 152<br />

1 ELODIE ............................................................................................................................................................................... 153<br />

1.1 LA VERSION BÉTA-TEST D’ELODIE, EN MAI 2008 ____________________________________ 153<br />

1.1.1 Evaluer un projet avec la version Béta-test d’ELODIE____________________________ 154<br />

1.1.2 Les limites de la version Béta-test d’ELODIE __________________________________ 157<br />

1.2 ELODIE EN MARS 2011 ______________________________________________________ 158<br />

1.2.1 Présentation générale ____________________________________________________ 158<br />

1.<strong>2.2</strong> Créer un projet sous ELODIE ______________________________________________ 159<br />

1.2.3 Prendre en compte le contributeur produits et matériaux de construction _____________ 162<br />

1.2.4 Prendre en compte les consommations d’énergie pendant la vie en œuvre du bâtiment _ 163<br />

1.2.5 Prendre en compte les consommations d’eau pendant la vie en œuvre du bâtiment ____ 164<br />

1.2.6 Prendre en compte la phase chantier du bâtiment ______________________________ 166<br />

1.2.7 Les transports des occupants ______________________________________________ 167<br />

1.2.8 Les résultats calculés par ELODIE __________________________________________ 167<br />

1.2.9 Vers un ELODIE V2 ______________________________________________________ 170<br />

2 ÉVOLUTION D’EQUER VERS NOVAEQUER ................................................................................................................... 171<br />

2.1 POINT DE DÉPART : EQUER ___________________________________________________ 171<br />

2.1.1 Présentation ____________________________________________________________ 171<br />

2.1.2 Fonctionnement _________________________________________________________ 171<br />

2.1.3 Limites ________________________________________________________________ 176<br />

<strong>2.2</strong> NOVAEQUER ______________________________________________________________ 176<br />

<strong>2.2</strong>.1 Les bibliothèques ________________________________________________________ 177<br />

<strong>2.2</strong>.2 Le bâtiment ____________________________________________________________ 178<br />

<strong>2.2</strong>.3 L’énergie ______________________________________________________________ 179<br />

<strong>2.2</strong>.4 L’eau _________________________________________________________________ 180<br />

<strong>2.2</strong>.5 Le calcul _______________________________________________________________ 181<br />

<strong>2.2</strong>.6 Les résultats ____________________________________________________________ 182<br />

2.3 LES ÉVOLUTIONS ____________________________________________________________ 185<br />

2.3.1 Noyau de calcul _________________________________________________________ 185<br />

2.3.2 Mix électrique dynamique _________________________________________________ 185<br />

2.3.3 Bibliothèques d’impact ____________________________________________________ 185<br />

2.3.4 Bibliothèques d’éléments __________________________________________________ 185<br />

2.3.5 Gestion des résultats _____________________________________________________ 186<br />

2.3.6 Étiquette _______________________________________________________________ 186<br />

2.4 CONCLUSION _______________________________________________________________ 186<br />

151


Introduction<br />

Ce livrable correspond à l’avancement du projet en janvier 2011, il pourra donner lieu à une actualisation<br />

en fin de projet, soit en mars 2011.<br />

Il correspond à l'intégration dans un logiciel du livrable 2 concernant la méthodologie et les fonctions<br />

nécessaires à la réalisation d'un outil d'ACV bâtiment.<br />

Dans le présent document nous aurons un bref aperçu des fonctionnalités existantes et des limites des<br />

outils ACV utilisés comme base d'intégration ; nous détaillerons ensuite les modifications apportées dans<br />

le cadre du projet COIMBA. Enfin, nous verrons les évolutions en cours d'intégration ou qui sont<br />

envisagées.<br />

152


1 Elodie<br />

1.1 La version Béta-test d’ELODIE, en mai 2008<br />

Le logiciel ELODIE v0 ou béta-test a été mis à disposition de béta-testeurs volontaires en mai 2008, sous<br />

la forme d’un outil web (voir Figure 16). ELODIE v0 permettait alors d’effectuer des calculs de<br />

performance environnementale à l’échelle du bâtiment pour un seul contributeur : l’ensemble des produits<br />

et matériaux le constituant. ELODIE est relié à la base de données INIES et permet ainsi d’exploiter les<br />

indicateurs des FDES. Les béta-testeurs qui se sont inscrits ont permis de tester cette première version<br />

d’ELODIE, de faire remonter les besoins des utilisateurs en termes d’ergonomie, de valeurs par défaut et<br />

de méthodologie.<br />

Figure 16: Page de garde du logiciel Elodie en béta-test<br />

153


1.1.1 Évaluer un projet avec la version Béta-test d’ELODIE<br />

Un projet sous ELODIE peut regrouper différents bâtiments d’une même opération ou permettre de<br />

décliner un même bâtiment en différentes variantes. La figure ci-dessous montre le projet d’une maison<br />

déjà renseigné. L’utilisateur découpe son ensemble de produits et matériaux de construction en zone (le<br />

plus généralement ces zones sont des lots de construction), pour permettre une analyse thématique par<br />

la suite. Chaque bâtiment est spécifié par sa SHON et sa durée de vie programmée (DVP).<br />

Figure 17 : L’écran projet d’ELODIE<br />

154


Le bâtiment est décrit par l’utilisateur d’ELODIE comme une somme de composants. Le métré est traduit<br />

sous la forme de « quantité » pour chacun des composants. L’utilisateur doit également déterminer une<br />

Durée de Vie Estimée (DVE) pour chaque composant, à partir de la donnée suggérée par le fabricant de<br />

ce produit (DVT : durée de vie typique) au sein de la FDES. ELODIE n’impose aucune frontière d’étude :<br />

l’utilisateur doit lui-même décider les éléments qu’il intègre dans son périmètre d’évaluation.<br />

Figure 18: Renseigner un composant sous ELODIE<br />

Le choix des données environnementales se fait entre les FDES existantes sous INIES (voir Figure<br />

suivante) ou la propre base de données d’ELODIE. La version de test permettait d’avoir plusieurs types<br />

de données : fiches créées et communiquées par le CSTB à l’ensemble des utilisateurs, fiches créées<br />

par les utilisateurs (qui avaient également la possibilité de partager leurs fiches à l’ensemble de la<br />

communauté des utilisateurs d’ELODIE).<br />

Figure 19: L’outil ELODIE est relié à la base de données INIES (www.inies.fr)<br />

155


La figure suivante illustre la création d’une fiche ELODIE par un utilisateur. Les informations demandées<br />

sont celles relatives à la définition de l’unité fonctionnelle et des indicateurs de la FDES<br />

Figure 20: ELODIE possède également sa propre base de données, que l’utilisateur peut enrichir.<br />

Une fois l’ensemble du projet décrit, l’utilisateur obtient les résultats agrégés à l’échelle du projet, qu’il<br />

peut consulter sous forme de tableau ou graphique.<br />

Figure 21: Comparer les résultats de différentes variantes sous ELODIE<br />

156


Figure 22 : Comparer graphiquement les résultats de différentes variantes sous ELODIE<br />

ELODIE permet de comparer le poids relatif des différents éléments constitutifs du bâtiment.<br />

Figure 23: Analyser les poids respectifs des lots pour le contributeur produit et matériaux de construction sous ELODIE<br />

ELODIE permet d’exporter les résultats sous un format figé PDF.<br />

1.1.2 Les limites de la version Béta-test d’ELODIE<br />

Les limites d’ELODIE, en mai 2008, sont aussi bien d’ordre méthodologique qu’ergonomique.<br />

157


La décision est alors prise de changer la technologie de développement et ELODIE version 1 sera<br />

développée sous Silverlight.<br />

Ensuite, ELODIE version 1 aura pour ambition de traiter les points suivants, en cohérence avec le projet<br />

COIMBA :<br />

- L’unité fonctionnelle du bâtiment n’est traitée que sommairement sous ELODIE version 0. (SHON<br />

et DVP). Or pour comparer différents projets et pour capitaliser des données sur l’ensemble du<br />

parc, il est essentiel de définir pour chaque projet ELODIE un équivalent fonctionnel précis.<br />

- Si ELODIE laisse l’utilisateur libre dans la définition de ses frontières, des aides devront lui être<br />

apportées à terme. Notamment en créant des modules spécifiques à chaque contributeur pris en<br />

compte dans la norme XP P020-3 (énergie, eau, transport)<br />

- Le format des sorties des calculs sous ELODIE v0 n’est pas satisfaisant en terme de possibilité<br />

de retraitement, d’usage de graphiques esthétiques, etc.<br />

- La base de données INIES et celle d’ELODIE sont lacunaires pour nombre de produits et<br />

matériaux, notamment les équipements qui sont systématiquement absents des évaluations<br />

environnementales effectuées.<br />

- ELODIE se comporte encore trop comme une boîte noire. ELODIE ne permet pas de stocker des<br />

informations sur les différents contributeurs pour aider à l’interprétation des résultats.<br />

- La prise en compte des consommations d’eau devrait être intégrée sous ELODIE par le biais<br />

d’une calculette permettant d’estimer ces consommations d’eau (eau potable ou eau de pluie).<br />

1.2 ELODIE en mars 2011<br />

1.2.1 Présentation générale<br />

Le logiciel ELODIE est un outil web à présent disponible à l’adresse suivante : www.elodie-cstb.fr<br />

Il est toujours possible d’utiliser ELODIE, en version de démonstration en se créant un compte. Les<br />

fonctionnalités sont alors réduites et la version n’évolue pas. La version complète d’ELODIE est<br />

diffusée par le biais de formations, présentes dans le catalogue formation du CSTB.<br />

L’ensemble de l’outil a été redéveloppé en technologie Silverlight, au<br />

caractère plus<br />

esthétique.<br />

L’interface du logiciel ELODIE est à présent disponible en français ou en<br />

anglais.<br />

Figure 24 : La page d'accueil d'Elodie www.elodie-cstb.fr, début mars 2011<br />

158


ELODIE, en mars 2011, permet de prendre en compte les contributeurs suivants :<br />

consommations d’énergie de fonctionnement du bâtiment (postes RT ou autres usages),<br />

<br />

<br />

<br />

consommations d’eau des bâtiments (résidentiels et tertiaires)<br />

contribution des produits de construction aux impacts environnementaux de l’ouvrage,<br />

et celle spécifique de la phase de chantier de construction du bâtiment.<br />

Le schéma suivant illustre le principe général d’ELODIE, interface permettant d’associer des données<br />

environnementales à des quantités.<br />

Figure 25 : Le principe de base de l’outil ELODIE<br />

1.<strong>2.2</strong> Créer un projet sous ELODIE<br />

L’outil permet la création de projet et le partage de ceux-ci entre différents utilisateurs d’ELODIE. Cette<br />

fonctionnalité peut s’avérer utile si l’un les projets nécessite la saisie de données détenues par différents<br />

utilisateurs.<br />

159


Figure 26 : Liste du projet de l’utilisateur « Démonstration » sous ELODIE<br />

L’outil ELODIE utilise plusieurs bases de données<br />

environnementales. La base de données INIES, à<br />

laquelle ELODIE est raccordé permet de mettre à<br />

disposition des utilisateurs les indicateurs de ces<br />

FDES pour les calculs à l’échelle du bâtiment.<br />

(ELODIE peut également récupérer ces données<br />

phase par phase, si la saisie en a été faite sous<br />

INIES). ELODIE possède ensuite sa propre base<br />

données qui comporte les éléments suivants :<br />

Figure 27 : Bibliothèques de données<br />

environnementales sous ELODIE<br />

de<br />

Fiches composant ELODIE<br />

Fiches de profil énergie<br />

Fiches de profil eau<br />

Fiches de profil transport<br />

Fiches de profil immobilisation<br />

Bibliothèque contenant les valeurs par<br />

défaut diffusées par le CSTB et les fiches<br />

créés par les utilisateurs (un utilisateur peut<br />

choisir de partager ses fiches avec d’autres<br />

utilisateurs, s’il connait leurs identifiants)<br />

DES énergie<br />

DES eau<br />

DES transport<br />

DES immobilisation<br />

160


L’utilisateur a la possibilité de créer un projet vierge ou de créer un projet à partir d’un modèle. Un modèle<br />

de projet comporte déjà des éléments renseignés. Les modèles peuvent être définis par le CSTB ou les<br />

utilisateurs eux-mêmes.<br />

L’utilisateur est toujours libre des frontières d’évaluation de son projet (en termes de contributeur, de<br />

données environnementales utilisées, etc.)<br />

Figure 28: Création d’un nouveau projet, comprenant un bâtiment, sous ELODIE.<br />

A la création d’un bâtiment, un certain nombre d’éléments doivent être renseignés afin de définir<br />

l’équivalent fonctionnel évalué : Description, Caractérisation du bâtiment, Typologie, Unités<br />

complémentaires, Localisation Géographique, Réglementation en Vigueur. Certaines données sont<br />

indispensables aux calculs, d’autres seront essentielles lors d’actions de capitalisation.<br />

161


Figure 29 : Renseigner l’équivalent fonctionnel d’un bâtiment sous ELODIE<br />

pour permettre une analyse complète des résultats et leur capitalisation.<br />

Ensuite, la description d’un bâtiment se fait par le biais de<br />

différents modules :<br />

Chaque bâtiment comporte quatre modules :<br />

- le Module Composant ,<br />

- le Module Energie ,<br />

- le Module Eau ,<br />

- le Module Chantier .<br />

Figure 30: Découpage du projet suivant les lots pour le module Composant<br />

(contributeur produits et matériaux de construction).<br />

1.2.3 Prendre en compte le contributeur produits et<br />

matériaux de construction<br />

Pour le module Composants, les zones peuvent êtres utilisées comme une façon de ranger les produits<br />

par type ou par fonction.<br />

Renseigner un composant revient de la même façon que dans le béta-test à quantifier chaque<br />

composant et lui affecter des données environnementale et une durée de vie estimée.<br />

162


Figure 31 : Renseigner un composant sous ELODIE : il faut spécifier une DVE, une quantité et documenter ces valeurs et le<br />

choix des données environnementales associées.<br />

Pour l’affectation des données environnementales à un composant, l’utilisateur a<br />

le choix entre une FDES (Fiches de Déclaration Environnementales et Sanitaires)<br />

existante dans la base INIES ou une fiche ELODIE (existante ou à créer).<br />

Figure 32 : A chaque composant, il faut associer une FDES (présente sous INIES) ou une fiche ELODIE.<br />

1.2.4 Prendre en compte les consommations d’énergie<br />

pendant la vie en œuvre du bâtiment<br />

Le module énergie d’ELODIE permet de calculer les impacts environnementaux liés aux consommations<br />

d’énergie qui ont lieu sur la parcelle pendant la phase d’utilisation du bâtiment. La mise à disposition de<br />

l’énergie engendre des impacts sur l’environnement en termes de consommations de ressources<br />

énergétiques et non énergétiques, mais également en termes de pollution de l’eau, pollution de l’air,<br />

émission de CO2, etc.<br />

Ce module n’a pas vocation à effectuer lui-même les calculs thermiques (réglementaires ou issus de<br />

simulations thermiques) : il permet seulement de transposer les résultats obtenus par d’autres logiciels -<br />

ou par calculs- en impacts environnementaux. La récupération des données nécessaires se fait donc<br />

encore de façon manuelle.<br />

Le module énergie d’ELODIE utilise ainsi, pour calculer les impacts de ces consommations, deux types<br />

de données environnementales :<br />

- des données conventionnelles (celles utilisées dans la RT)<br />

- des données issues d’ACV (Analyse de Cycle de Vie).<br />

ELODIE effectue donc deux calculs en parallèle et exprime deux profils environnementaux : un<br />

conventionnel et un issu d’une approche ACV.<br />

163


Il est conseillé à l’utilisateur de renseigner au minimum les postes RT (chauffage, ventilation, ECS,<br />

auxiliaires, éclairage), mais il peut également ajouter d’autres consommations telles que l’énergie<br />

spécifique. Cette énergie spécifique regroupe :<br />

- les consommations liées aux systèmes intégrés au bâtiment (consommations des ascenseurs, des<br />

escalators, des installations de sécurité, de communication) et<br />

- celles des appareils connectés au réseau électrique du bâtiment (électroménager, matériel de<br />

bureautique, etc.)<br />

Les valeurs des consommations doivent être renseignées pour l’ensemble du bâtiment par année, en<br />

kWh d’énergie finale.<br />

Figure 33 : La prise en compte des consommations d’énergie sous ELODIE se fait en utilisant les sorties des logiciels de<br />

calcul thermique réglementaire ou de simulation thermique dynamique. A chaque consommation doit être associé une DES<br />

(déclaration environnementale de service).<br />

1.2.5 Prendre en compte les consommations d’eau<br />

pendant la vie en œuvre du bâtiment<br />

Le module eau d’ELODIE permet actuellement d’estimer les consommations d’eau de bâtiments<br />

résidentiel ou tertiaire. C’est au sein du projet COIMBA, que le CSTB a développé la méthodologie<br />

d’évaluation des consommations d’eau des bâtiments résidentiels.<br />

Dans le module Eau, l’utilisateur doit au choix :<br />

- répondre à une liste de questions et renseigner les caractéristiques des équipements présents dans le<br />

logement ou bâtiment étudié.<br />

- saisir directement la consommation totale d’eau du bâtiment (en m 3 /an/bâtiment) ainsi que la part des<br />

rejets (en m 3 /an/bâtiment).<br />

Le module eau est alors découpé en quatre volets : Informations générales, Equipements, Résultats des<br />

calculs de consommation et Impacts sur l’environnement. Le renseignement des informations générales<br />

et des équipements diffère légèrement suivant le type de bâtiment décrit (résidentiel ou tertiaire),<br />

certaines valeurs par défaut pouvant être automatiquement attribuées dans le cas d’un bâtiment tertiaire.<br />

Pour tout autre type de bâtiment, l’utilisateur ne peut que saisir la consommation totale d’eau du bâtiment<br />

164


et la part des rejets dans le volet Impacts sur l’environnement. L’utilisateur est une fois encore libre<br />

d’intégrer ou non chacun des postes proposé par ELODIE.<br />

Figure 34: Le module Eau d’ELODIE permet d’estimer les consommations d’eau des bâtiments résidentiels et tertiaires.<br />

Figure 35: Le module Eau d’ELODIE permet d’estimer les consommations d’eau des bâtiments résidentiels et tertiaires en<br />

prenant en compte les équipements et les habitudes des occupants.<br />

165


Le module eau d’ELODIE permet d’obtenir les résultats suivants : Consommation par poste d’usage,<br />

Consommation par types d’eau, Coût eau potable consommée.<br />

Figure 36 : Le module Eau d’ELODIE permet d’estimer les consommations d’eau des bâtiments résidentiels et tertiaires et de<br />

donner des indications de performance<br />

Le dernier volet du module eau permet à l’utilisateur d’ELODIE d’affecter des données<br />

environnementales aux différents types d’eau consommée et rejetée.<br />

Figure 37 : Le module eau d’ELODIE permet d’associer des données environnementales (DES) aux consommations et rejets<br />

d’eau du bâtiment en usage.<br />

1.2.6 Prendre en compte la phase chantier du bâtiment<br />

Ce module a été créé de façon à permettre la prise des impacts de la phase chantier qui ne seraient pas<br />

comptabilisés à l’échelle des produits et matériaux de construction. Il permet d’estimer les impacts<br />

environnementaux liés aux activités de chantier (vie de chantier, terrassement, aménagement de la<br />

parcelle, déplacement des ouvriers sur chantier, etc.). Il s’agit des consommations en énergie, en eau et<br />

celles liées au transport et à l’immobilisation de matériels de chantier.<br />

166


Figure 38: Le module chantier, poste énergie permet de prendre en compte les consommations d’énergie spécifiques au<br />

chantier (hors consommations déjà prise en compte dans les FDES).<br />

Figure 39 : Le module chantier, poste eau permet de prendre en compte les consommations d’eau spécifiques au chantier<br />

(hors consommations déjà prise en compte dans les FDES).<br />

Figure 40 : Le module chantier, poste transport permet de prendre en compte les déplacements spécifiques au chantier (hors<br />

transport déjà pris en compte dans les FDES).<br />

Figure 41 : Le module chantier, poste immobilisation permet de prendre en compte l’amortissement des engins et installations<br />

de chantier (hors amortissement déjà pris en compte dans les FDES).<br />

1.2.7 Les transports des occupants<br />

Sous ELODIE a été développé un module permettant de pendre en compte les déplacements des<br />

occupants pendant la phase d’utilisation du bâtiment. Ce module n’est actuellement disponible qu’en<br />

interne au CSTB.<br />

1.2.8 Les résultats calculés par ELODIE<br />

A partir des informations renseignées par l’utilisateur, ELODIE calcule pour chaque contributeur sa<br />

contribution aux impacts environnementaux de l'ouvrage par la méthode définie dans la norme XP P01-<br />

167


020-3. Un calcul phase par phase est également possible, mais cette possibilité n’est pas encore offerte<br />

à l’ensemble des utilisateurs, en raison du faible nombre de FDES définies phase par phase sous INIES ;<br />

Les résultats peuvent alors être exprimés sur le cycle de vie total du bâtiment ou ramenés à l’annuité.<br />

Ensuite, les indicateurs peuvent être exprimés selon les unités disponibles (SHON, SHAB, nombre<br />

d’occupants, etc.).<br />

Figure 42 : Les résultats de l’évaluation d’un bâtiment sous ELODIE peuvent être exprimés suivant diverses unités ;<br />

Les impacts de chaque contributeur peuvent être étudiés de manière absolue (par le calcul des<br />

indicateurs) ou relative (par la comparaison de différents contributeurs sur des graphiques camemberts).<br />

Par exemple, on observe ci-dessous la répartition des impacts pour l’indicateur « Consommation des<br />

ressources énergétiques – énergie non renouvelable » entre les différents contributeurs au sein de la<br />

zone « Cloisonnement et isolation ».<br />

168


Figure 43: ELODIE permet d’évaluer les poids relatifs des contributeurs à différentes échelles : échelle du bâtiment, d’un<br />

module ou d’une zone (pour le module composant), ceci pour tous les indicateurs.<br />

Pour avoir une vision globale de la performance comparée des différents bâtiments, l’utilisateur peut<br />

également obtenir le graphique radar du projet global :<br />

Figure 44 : Visualisation du graphique radar sous ELODIE permettant la comparaison des 2 bâtiments modélisés, pour<br />

chaque indicateur environnemental<br />

169


L’utilisateur peut enfin exporter les résultats d’ELODIE sous Excel, cette fonctionnalité permet d’exporter<br />

l’essentiel des éléments renseignés et des résultats dans un unique fichier. La réutilisation des résultats<br />

calculés et leur exploitation en sont ainsi facilitées.<br />

Figure 45: Les résultats d’un projet modélisé sous ELODIE peuvent être exportés sous Excel.<br />

1.2.9 Vers un ELODIE V2<br />

Entre ELODIE v0 et ELODIE version 1, COIMBA aura permis de traiter un certain nombre de points<br />

méthodologiques. D’autres points, en relation avec ce projet seront ultérieurement développés sous<br />

ELODIE, notamment :<br />

- La cohabitation des données « cradle to gate » et « cradle to grave », en cohérence avec la<br />

norme XP P01-020-3<br />

- Création de profils environnementaux pour des bâtiments de référence<br />

170


2 Évolution d’EQUER vers <strong>novaEQUER</strong><br />

2.1 Point de départ : EQUER<br />

2.1.1 Présentation<br />

EQUER est un logiciel d'ACV bâtiment fruit d'une collaboration entre le CEP de l'École des Mines de<br />

Paris et la société IZUBA énergies.<br />

Il permet d'évaluer l'impact environnemental d'un bâtiment et de ses occupants ; pour cela, il s’appuie sur<br />

les résultats de simulation de Pleiades+COMFIE (noté P+C dans la suite de ce texte), logiciel de<br />

simulation thermique dynamique.<br />

La simulation du cycle de vie s’appuie sur :<br />

une base de données d’inventaires de cycle de vie et d’indicateurs d'impacts :<br />

o pour la fabrication des matériaux<br />

o pour les procédés (transport de personnes ou de matériaux, énergie, traitement d'eau et<br />

des déchets...)<br />

<br />

les caractéristiques des bâtiments étudiés<br />

o les matériaux qui constituent le bâtiment et leurs quantités<br />

o le mode de gestion de déchets<br />

o le comportement des occupants<br />

o ...<br />

2.1.2 Fonctionnement<br />

Le fonctionnement du logiciel peut être compris en parcourant les différents onglets qui le composent ; ils<br />

sont structurés pour passer d’étape en étape à la saisie, au calcul puis à l’analyse des résultats.<br />

a) Bibliothèque<br />

171


On retrouve dans la bibliothèque tous les éléments et procédés pris en compte dans les calculs et les<br />

impacts associés par catégorie, étape et procédé avec leur unité fonctionnelle (sous forme abrégée).<br />

Il est également possible d’indiquer des informations générales sur les durées de vies des éléments et<br />

les distances de transport de ces éléments.<br />

b) Énergie<br />

On indique ici l’énergie de chauffage et d’ECS.<br />

On va pouvoir préciser la composition du mix énergétique utilisé pour l’électricité de base et celui de<br />

l’électricité tenant compte des pics de consommations pour le chauffage. Ceci permet, en cas de<br />

chauffage électrique, d’évaluer les impacts correspondant aux besoins de chauffage calculés par P+C.<br />

On peut également indiquer des consommations supplémentaires en électricité et en gaz pour chaque<br />

habitant d’une zone thermique, ce qui est lié à des usages comme la cuisson ou l’électro-ménager.<br />

172


c) Eau<br />

La fenêtre Gestion de l’eau nous donne la possibilité de saisir le rendement du réseau d’eau, l’utilisation<br />

de toilettes sèches, la consommation quotidienne d’ECS et les consommations quotidiennes<br />

supplémentaires d’eau froide en litre par personne pour chaque zone du bâtiment.<br />

d) Déchets<br />

L’onglet Déchets, en plus des consommations supplémentaires que l’on retrouve dans les autres onglets,<br />

permet de définir les distances pour acheminer les déchets à leur destination et le comportement des<br />

occupants concernant le traitement de ces déchets (tri sélectif).<br />

e) Transport<br />

173


On peut donner ici les informations relatives au comportement des occupants du bâtiment lors de leurs<br />

déplacements (choix du mode de transport) et aux distances parcourues.<br />

f) Calcul<br />

C’est ici que l’on peut choisir la durée considérées dans les simulations, lancer le calcul et consulter les<br />

résultats présentés sous la forme d’un tableau dommant les indicateurs environnementaux calculés sur<br />

les différentes phases du cycle de vie.<br />

La base de données comporte le plus souvent des données « génériques », correspondant à une<br />

moyenne européenne d’un type de produit, par exemple « laine de verre ». Une description plus précise<br />

a pu être donnée à l’étape de simulation thermique, par exemple en spécifiant le fabricant et la référence<br />

d’un produit particulier. Dans ce cas, il faut établir une correspondance entre le nom de l’élément dans<br />

P+C et le matériau le plus approprié de la base de données d’Equer.<br />

Lors du lancement du calcul, si un élément en provenance de P+C n’a pas de correspondance dans la<br />

bibliothèque EQUER, un choix d’association à un élément de la bibliothèque est proposé autant de fois<br />

que cet élément apparait tant qu’il n’a pas été associé avec mémorisation.<br />

Les onglets suivants concernent l’analyse et la représentation des résultats.<br />

174


g) Graphiques<br />

Les graphiques affichent un histogramme des valeurs d’impact que l’on choisit pour les phases calculées<br />

par EQUER sur une variante donnée ; il est possible de l’imprimer ou de le sauvegarder en bitmap au<br />

format BMP, ou bien en vectoriel au format EMF ou WMF.<br />

h) Comparatif<br />

Le comparatif permet de choisir une variante EQUER comme référence d’un diagramme radar (les<br />

valeurs d’impact de cette variante font le tour du bord extérieur du repère).<br />

Par ajout de nouvelles variantes par glisser/déposer de la « liste des résultats » vers la « liste des<br />

résultats à afficher » d’ajouter au diagramme de nouveaux polygones qui représentent les valeurs<br />

d’impact de ces variantes.<br />

On a ainsi une vision synthétique qui permet de comparer les impacts de plusieurs variantes ; comme<br />

pour les graphiques, on peut imprimer ou exporter le diagramme.<br />

175


i) Écoprofil<br />

L’éco-profil est un histogramme normalisé dont le but est de pouvoir comparer des variantes EQUER qui<br />

peuvent être complètement différentes en ramenant les valeurs d’impacts à une référence en annéehabitant<br />

(étape de normalisation de l’ACV).<br />

Ici encore on peut imprimer ou exporter le diagramme.<br />

2.1.3 Limites<br />

Les résultats de simulations ne sont pas enregistrés avec la variante du projet Pleiades+COMFIE si on<br />

modifie le nom par défaut qui est proposé ; on ne peut associer qu’un seul résultat EQUER à une<br />

variante P+C. Il est donc difficile de s’y retrouver avec les calculs déjà effectués.<br />

Les associations effectuées entre des éléments en provenance de P+C et ceux d’EQUER ne peuvent<br />

être mémorisés que pour l’application, lorsqu’on recharge une variante EQUER si on n’a pas mémorisé<br />

les associations au niveau de l’application, elles sont perdues.<br />

Une seule bibliothèque d’impact peut être utilisée.<br />

Les unités des indicateurs environnementaux ne changent pas si on change de bibliothèque d’impact. Or<br />

l’utilisateur peut choisir entre une base composée de FDES (18 indicateurs correspondant à la norme<br />

AFNOR P01 020) ou issue d’Ecoinvent et intégrant des indicateurs orientés dommages (santé et<br />

biodiversité).<br />

Les menuiseries internes ou en toiture ne sont pas prises en compte et les parois internes à une zone<br />

sont simplifiées ou négligées si ce sont des parois légères.<br />

Il est impossible de consulter/modifier le nombre d’occupants de chaque zone.<br />

Il est difficile de représenter les quantités de tuyauterie, câblage,… sauf en les ajoutant dans des parois<br />

au travers de compositions créées pour ce seul usage dans P+C en prenant garde que ces parois<br />

n’influent pas sur le résultat du calcul thermique (intégration dans une zone non chauffée).<br />

<strong>2.2</strong> <strong>novaEQUER</strong><br />

L’intégration informatique des fonctionnalités présentées dans la partie méthodologique de COIMBA nous<br />

a amenés à envisager l’outil comme pouvant être indépendant de Pleiades+COMFIE, c’est donc sous<br />

l’appellation <strong>novaEQUER</strong> que nous désignons dorénavant le logiciel.<br />

176


Nous ne présenterons ici que les fonctionnalités qui ont été ajoutées dans le but de faciliter son<br />

utilisation, de supprimer les limites qui existaient ou de permettre à l’utilisateur de donner de nouvelles<br />

informations au noyau de calcul.<br />

L'interface graphique a été reprise pour être plus facile et agréable à utiliser ; par exemple, lors du survol<br />

d'une liste de résultats ou d'une grille, celle-ci est automatiquement sélectionnée, on peut donc faire<br />

défiler les données avec la molette de la souris, des infobulles sont affichées dans les bibliothèques pour<br />

donner les valeurs d’impact des éléments lors de leur survol, les recherches dans les boîtes de<br />

dialogue…<br />

Pour détailler ces modifications, nous allons une fois de plus reprendre le déroulement de la saisie d’une<br />

variante.<br />

Lors du lancement de l’application la fenêtre de choix de la variante P+C ou <strong>novaEQUER</strong> à ouvrir<br />

Si c’est une variante P+C qui est chargée, le retour à des valeurs par défaut est proposé, si c’est une<br />

variante <strong>novaEQUER</strong>, c’est le chargement des valeurs saisies pour cette variante qui est proposé ce qui<br />

n’était pas le cas auparavant. En ne validant pas ces choix, on conserve les valeurs qui sont déjà<br />

affectées dans l’interface.<br />

<strong>2.2</strong>.1 Les bibliothèques<br />

a) Généralités<br />

Les informations concernant les impacts ne sont plus affichées sous forme abrégée mais en toutes<br />

lettres.<br />

177


Il est maintenant possible de choisir la bibliothèque d’impacts avec laquelle on effectue la simulation, la<br />

référence à cette bibliothèque est intégrée à la variante <strong>novaEQUER</strong> et cette bibliothèque est rechargée<br />

si nécessaire avec la variante.<br />

Étant donné que l’on peut choisir la bibliothèque de calcul de chaque variante, les libellés et unités sont<br />

modifiés lors de l’affichage des résultats ou graphiques d’une variante et des contrôles de compatibilité<br />

des bibliothèques sont effectués lors de l’utilisation de l’outil comparatif. Ainsi, il n’est pas possible de<br />

comparer un projet évalué sur la base des indicateurs Afnor à un autre projet évalué avec des indicateurs<br />

orientés dommages.<br />

b) Génération des bibliothèques<br />

La génération des bases de <strong>novaEQUER</strong> à partir des données Ecoinvent ou FDES est en cours de<br />

refonte pour essayer d’automatiser les traitements et de limiter au maximum l’intervention des personnes<br />

en charge de leur constitution ; le travail porte également sur la diminution des temps de traitement, sur la<br />

documentation des opérations à effectuer et de l’historique des modifications.<br />

Nous avions auparavant une seule famille de bibliothèque : Ecoinvent ; la version de 1996 avait 12<br />

indicateurs d’impact, tout comme les suivantes, mais certaines unités fonctionnelles n’étaient pas<br />

identiques.<br />

Pour la bibliothèque FDES, ce sont 18 indicateurs qui interviennent. Les unités fonctionnelles des<br />

éléments, leur durée de vie et les valeurs d’impacts ne sont pas uniformes ou pas toujours renseignées,<br />

ce qui entraîne des processus de traitement de données supplémentaires difficilement automatisables.<br />

Pour la prise en compte de ces indicateurs qui sont plus nombreux et qui ne sont pas les mêmes que<br />

pour Ecoinvent, la structure des bibliothèques a été modifiée pour autoriser la prise en compte d'un<br />

nombre d'indicateurs variable.<br />

Des évolutions sont en cours de développement pour intégrer complètement ces changements dans le<br />

logiciel.<br />

Un utilitaire dont la fonction est de charger tout type de bibliothèque (STP, DBE, texte ou le nouveau<br />

format de bibliothèque NEQL) et de le sauvegarder vers n’importe quel format a été écrit, il permettra<br />

également la comparaison des bibliothèques entre elles au travers de son export au format texte.<br />

<strong>2.2</strong>.2 Le bâtiment<br />

Un onglet « Bâtiment » fait son apparition pour permettre de consulter/modifier les informations générales<br />

du bâtiment :<br />

Estimation de la SHON et du nombre d'habitants du bâtiment d'après le projet P+C permettant de<br />

nouveaux diagrammes dans le comparatif mais également les calculs de consommation d’eau.<br />

Les quantités de tous les éléments récupérés du projet P+C qui est chargé avec la variante <strong>novaEQUER</strong><br />

sont visibles<br />

178


On peut aussi ajouter des quantités de matériaux, en provenance des bibliothèques P+C ou directement<br />

de la bibliothèque de <strong>novaEQUER</strong> (les correspondances ne sont plus à faire dans ce cas et seul le poids<br />

ou la surface doivent être renseignés) au travers d'une zone supplémentaire du bâtiment.<br />

On peut voir des exemples de choix pour des matériaux et des menuiseries :<br />

La présentation des matériaux pris en compte dans le calcul permet d’avoir un aperçu des différents<br />

éléments et de leur emplacement, et en passant la souris sur un des éléments, les quantités (poids ou<br />

surface selon le type) sont affichées en infobulle.<br />

<strong>2.2</strong>.3 L’énergie<br />

Les rendements des chaudières et le COP des systèmes thermodynamiques sont pris en compte dans le<br />

calcul des consommations pour le chauffage et l'ECS.<br />

179


On a maintenant la possibilité de visualiser et modifier les besoins de chauffage, de climatisation (et de<br />

lumière) par zone générés par P+C lors de la simulation et pris en compte dans les calculs de<br />

<strong>novaEQUER</strong>.<br />

<strong>2.2</strong>.4 L’eau<br />

On a intégré les calculs de consommation d'eau selon la méthode développée par le CSTB dans le cadre<br />

du projet COIMBA. Des bibliothèques d'équipements courants avec des caractéristiques prédéfinies<br />

rendraient la saisie plus aisée. Dans tous les cas les impacts des équipements ne sont pas pris en<br />

compte, seule la consommation d’eau est gérée.<br />

180


<strong>2.2</strong>.5 Le calcul<br />

C’est maintenant le fichier projet P+C qui est utilisé pour obtenir les données représentant le bâtiment, on<br />

ne se base plus sur les fichiers générés par le noyau COMFIE.<br />

Lors du choix d'une association, seuls les éléments « compatibles » (en se basant sur l’unité<br />

fonctionnelle) peuvent être sélectionnés.<br />

Les correspondances entre les matériaux de P+C et de <strong>novaEQUER</strong> sont présentées avant le calcul<br />

dans un tableau qui reprend tous les éléments présents et leur association :<br />

Lors du choix d’une association une boite de dialogue permet de modifier l’association :<br />

181


Le choix d’une association est toujours mémorisé dans la variante, lorsque la mémorisation du choix est<br />

proposée, elle concerne son enregistrement comme correspondance entre élément P+C et <strong>novaEQUER</strong><br />

dans la bibliothèque d’impact en cours d’utilisation.<br />

Les correspondances ne sont plus mémorisées au niveau de l’application : chacune des bibliothèques<br />

d’impact a dorénavant ses propres correspondances.<br />

Les limites de <strong>novaEQUER</strong> concernant la représentation interne du bâtiment ont été supprimées : les<br />

vitrages en toiture, menuiseries internes et toutes les parois internes sont prises en compte.<br />

La réécriture du noyau de calcul pour conserver des inventaires et impacts au niveau le plus bas possible<br />

n'est pas encore terminée car cette opération est assez lourde et complexe.<br />

<strong>2.2</strong>.6 Les résultats<br />

Les variantes de <strong>novaEQUER</strong> sont sauvées dans le dossier EQUER de la variante P+C associée ce qui<br />

permet de lier une ou plusieurs variantes <strong>novaEQUER</strong> à une variante P+C.<br />

Toutes les données saisies par l'utilisateur sont sauvegardées et peuvent être restaurées lors de<br />

l'ouverture d'une variante de <strong>novaEQUER</strong><br />

Dans l’onglet « Calcul » les résultats peuvent être exportés au formats CSV, texte, XLS, SYLK et HTML<br />

pour permettre leur exploitation ou visualisation dans la plupart des tableurs, traitements de texte ou<br />

navigateurs internet.<br />

Graphiques<br />

Dans le graphique du résultat, on a la possibilité de choisir non seulement les impacts à afficher mais<br />

également les étapes du cycle de vie<br />

182


Comparatif<br />

Plusieurs types de comparatifs et choix des valeurs de référence sont dorénavant disponibles.<br />

Les choix des valeurs de référence sont les suivants :<br />

Les valeurs prises en compte étant celles saisies dans l’onglet bâtiment.<br />

On peut imaginer d'autres valeurs (une évolution de <strong>novaEQUER</strong> avec une unité et une valeur libre est<br />

prévue) ou combinaisons possibles.<br />

Deux nouveaux types de diagrammes comparatifs sont disponibles :<br />

L’histogramme en barre regroupé par impact<br />

Le graphe radar (le maximum de toutes les courbes pour chaque impact est choisi comme référence) ;<br />

183


Ces diagrammes viennent s'ajouter au radar avec référence (la première courbe définit la référence de<br />

présentation des autres courbes) :<br />

En combinant les différentes représentations des valeurs possibles des comparaisons entre variantes et<br />

projets peuvent être effectués avec plus de cohérence.<br />

Écoprofil<br />

Dans l'écoprofil, les valeurs de référence sont affichées, si plusieurs références d'écoprofil sont<br />

disponibles, il est possible de choisir celle qui est utilisée.<br />

Le fichier des écoprofils a été externalisé pour faciliter l’ajout de nouvelles références.<br />

184


Au niveau de l'interface, des changements ont été apportés :<br />

un clic sur le titre de la référence permet de choisir la référence d'écoprofil affichée (si plusieurs<br />

références existent)<br />

<br />

<br />

un clic droit sur la zone des valeurs de référence ou sur le graphe permet d'afficher/masquer les<br />

références<br />

le déplacement de la zone de référence se fait en cliquer/glisser sur la zone des valeurs de<br />

références<br />

2.3 Les évolutions<br />

En dehors de l’interface qui devrait encore une fois être reprise pour que l’utilisateur ne soit pas « noyé »<br />

dans les différentes saisies et puisse se focaliser sur une tâche particulière ; d’autres éléments sont en<br />

cours d’intégration ou devraient être ajoutés prochainement.<br />

2.3.1 Noyau de calcul<br />

La prise en compte des impacts par matériau et par phase est encore en cours de développement.<br />

2.3.2 Mix électrique dynamique<br />

L’intégration d’une fonction donnant la composition du mix énergétique en fonction du moment de l’année<br />

reste à intégrer, cette fonctionnalité sera certainement ajoutée dans P+C lors du calcul des besoins<br />

horaires.<br />

2.3.3 Bibliothèques d’impact<br />

L’utilisation de bibliothèques d’impact n’ayant pas les mêmes indicateurs impacts, ou les mêmes unités<br />

ou le même nombre d’impact amène à une nouvelle refonte du noyau de calcul, mais également de la<br />

présentation des résultats qui doit devenir complètement paramétrable au lieu d’être figée sur 12 impacts<br />

comme c’est la cas actuellement.<br />

De la même façon que les correspondances entre matériaux sont enregistrées par bibliothèque, on<br />

devrait pouvoir indiquer des valeurs par défaut pour toutes les propriétés générales d’une variante<br />

comme la durée de vie d’éléments ou de catégories d’éléments.<br />

2.3.4 Bibliothèques d’éléments<br />

L’intégration dans les calculs des consommations d'énergie des équipements de chauffage et d'ECS est<br />

effectuée ; une bibliothèque d'équipements sera mise en place pour faciliter les choix de l'utilisateur ; elle<br />

peut être issue des bibliothèques d’équipements que l’on trouve dans le DPE.<br />

De la même manière, il serait intéressant d’intégrer une bibliothèque pour les équipements<br />

consommateurs d’eau dans le bâtiment ; une suite du développement consisterait à ajouter<br />

automatiquement les impacts liés à l’équipement et à son utilisation (consommation énergétique<br />

éventuelle, …).<br />

185


2.3.5 Gestion des résultats<br />

Dans la version actuelle, les indicateurs peuvent être rapportés au m² de surface utile ou à la personne.<br />

La liberté pourrait être donnée à l'utilisateur de choisir une autre référence, par exemple le lit pour un<br />

hôtel. Les indicateurs seraient alors rapportés à cette référence.<br />

De nouvelles références d’écoprofil sont souhaitables pour pouvoir comparer les variantes à des valeurs<br />

plus récentes ou localisées.<br />

Enfin le travail sur le niveau de détail (matériaux, phases et procédés au lieu de phase uniquement) qui<br />

est en cours donne de nouvelles pistes d’analyse des résultats.<br />

Des rapports reprenant les informations d’une ou plusieurs variantes avec des modèles de présentation<br />

adaptés seront ajoutés pour permettre la constitution rapide de dossiers sur l’ACV d’une étude.<br />

2.3.6 Étiquette<br />

Il est envisageable de créer une étiquette « impact environnemental » comparable à ce qu’on retrouve<br />

pour le DPE dans le bâtiment permettant de communiquer les résultats plus facilement auprès du grand<br />

public ; il est par conséquent indispensable de trouver une fonction qui s’appuiera sur les caractéristiques<br />

de la variante <strong>novaEQUER</strong> et ses résultats pour donner une valeur qui soit le plus parlante pour tous type<br />

de bâtiment.<br />

2.4 Conclusion<br />

Le logiciel d’ACV a déjà reçu de nombreuses améliorations, on mesure au travers des améliorations<br />

envisagées que cet outil peut devenir assez ouvert pour pouvoir utiliser tout type de bibliothèque d’impact<br />

et permettre l’analyse de n’importe quel bâtiment avec un niveau de détail très fin.<br />

186


CHAPITRE 4 : APPLICATION<br />

187


Sommaire<br />

INTRODUCTION ..................................................................................................................................................189<br />

1 DESCRIPTION DES BÂTIMENTS ANALYSÉS .................................................................................................................. 190<br />

1.1 Maison des Hauts de Feuilly........................................................................................................................ 190<br />

a) Description du bâtiment ............................................................................................................................................. 190<br />

b) Echanges entre les partenaires pour l’harmonisation des données d’entrée .................................................................... 191<br />

1.2 Bâtiment <strong>Nobatek</strong> ....................................................................................................................................... 194<br />

Description du bâtiment ................................................................................................................................................. 194<br />

1.3 Etude de variantes de systèmes constructifs sur une maison individuelle ......................................................... 194<br />

Description du bâtiment et des variantes ......................................................................................................................... 194<br />

2 RETOURS D’EXPÉRIENCE ET MODIFICATIONS APPORTÉES AUX OUTILS ............................................................................ 196<br />

2.1 Elodie ....................................................................................................................................................... 196<br />

a) Présentation succincte de l’outil.................................................................................................................................. 196<br />

b) Retour d’expérience .................................................................................................................................................. 196<br />

c) Modifications apportées à l’outil .................................................................................................................................. 197<br />

<strong>2.2</strong> Equer ........................................................................................................................................................ 197<br />

a) Présentation succincte de l’outil.................................................................................................................................. 197<br />

b) Retour d’expérience .................................................................................................................................................. 198<br />

c) Modifications apportées à l’outil .................................................................................................................................. 198<br />

2.3 Simapro .................................................................................................................................................... 199<br />

a) Présentation succincte de l’outil.................................................................................................................................. 199<br />

b) Retour d’expérience .................................................................................................................................................. 199<br />

c) Modifications apportées à l’outil .................................................................................................................................. 200<br />

3 PRÉSENTATION DES RÉSULTATS OBTENUS ................................................................................................................ 201<br />

3.1 Comparaison des résultats par différents outils sur les Hauts de Feuilly ........................................................... 201<br />

a) Liste des matériaux complète ..................................................................................................................................... 201<br />

b) Liste des matériaux simplifiée .................................................................................................................................... 209<br />

3.2 PRÉSENTATION DE L’ÉTUDE SUR LE BÂTIMENT NOBATEK ........................................................................................... 211<br />

a) Liste des matériaux complète ........................................................................................................................ 211<br />

b) Liste des matériaux simplifiée ....................................................................................................................... 214<br />

3.3 ÉTUDE DE VARIANTES DE PROCÉDÉS CONSTRUCTIFS SUR UNE MAISON INDIVIDUELLE ...................................................... 215<br />

CONCLUSION ......................................................................................................................................................... 223<br />

188


Introduction<br />

Le présent document présente les travaux qui ont été effectués par l’ensemble des partenaires sur la<br />

phase d’application des outils sur un cas pratique.<br />

Les objectifs de ces travaux sont :<br />

- de fournir un retour d’expérience sur l’utilisation pratique, ce qui a permis des améliorations sur<br />

les outils informatiques ;<br />

- de comparer les différents outils entre eux sur un bâtiment unique, en s’efforçant d’unifier les<br />

quantitatifs saisis pour mesurer les variations dans les résultats induits par les différences<br />

méthodologiques et les différences de bases de données utilisées ;<br />

- de mesurer l’impact d’une simplification de la liste des matériaux prise en compte dans le<br />

périmètre de l’étude ;<br />

- d’identifier les contributeurs principaux et de comparer quelques variantes de procédés<br />

constructifs.<br />

Présentation des modélisations réalisées :<br />

Bâtiment Liste de matériaux Outil Base de Données Réalisé par<br />

Hauts de Feuilly Détaillé Elodie Inies CSTB<br />

Détaillé Equer Ecoinvent Izuba / Armines<br />

Simplifié Equer Ecoinvent Izuba / Armines<br />

Détaillé Simapro Ecoinvent <strong>Nobatek</strong><br />

Bâtiment <strong>Nobatek</strong> Détaillé Simapro Ecoinvent <strong>Nobatek</strong><br />

Simplifié Simapro Ecoinvent <strong>Nobatek</strong><br />

MAISON À ARBONNE<br />

Simplifié Simapro Ecoinvent <strong>Nobatek</strong><br />

Maison à Arbonne,<br />

variante<br />

constructive<br />

Simplifié Simapro Ecoinvent <strong>Nobatek</strong><br />

189


1 Description des bâtiments analysés<br />

1.1 Maison des Hauts de Feuilly<br />

a) Description du bâtiment<br />

Le bâtiment étudié est une maison individuelle d’un<br />

niveau de performance équivalent au PassivHaus<br />

allemand.<br />

D’une surface habitable de 149 m², elle a été<br />

construite en ossature bois.<br />

Sa toiture accueille 6 m² de capteurs solaires<br />

thermiques et 12 m² de capteurs photovoltaïques.<br />

Caractéristiques principales :<br />

Projet Intitulé du projet Hauts de Feuilly – maison de type C<br />

Localisation Saint Priest (69)<br />

Maître d’Ouvrage MCP Promotion<br />

SHAB 149 m² SHON 157 m²<br />

Nombre de<br />

1 Nombre d’étage R+1<br />

logements<br />

Equipe de Architecte<br />

Atelier Thierry ROCHE<br />

maîtrise Economiste<br />

MCP – Bureau d’études<br />

d’oeuvre BE fluides<br />

Cabinet Olivier SIDLER<br />

Enveloppe Procédé constructif Ossature bois. Garage en agglo.<br />

Compacité<br />

Architecture compacte<br />

Etanchéité à l’air Test d’infiltrométrie I4 = 0,24 m 3 /h/m² n50 = 1,14 vol/h<br />

Murs extérieurs Mur ossature bois : ossature de 15cm avec Laine de verre + doublage<br />

intérieur de 5 cm de laine de verre.<br />

U = 0,19 W/m².K<br />

Plancher bas<br />

28cm de polystyrène sur terre plein<br />

Ue = 0,10 W/m².K<br />

Toiture<br />

40 cm de laine de verre<br />

U = 0,11 W/m².K<br />

Ponts thermiques Le doublage intérieur de l’ossature bois permet de rompre le pont<br />

thermique structurel. Rupture de pont thermique entre la dalle basse et<br />

les longrines.<br />

Menuiseries Vitrage Triple Cadre Bois - alu<br />

Occultations : Brise soleil orientable, treille végétale à feuilles<br />

caduques.<br />

Uw <<br />

A*<br />

0,8W/m².K<br />

A4<br />

Surface en<br />

tableaux<br />

28,8 m² soit 19 % de<br />

la SHAB<br />

Systèmes Chauffage VMC thermodynamique<br />

Puissance installée 3,5 kW soit 23,5 W/m²<br />

190


Emission<br />

Soufflage<br />

Rafraîchissement Confort d’été passif (inertie, occultation). Rafraîchissement actif possible.<br />

Puissance installée - kW<br />

Ventilation<br />

Double flux thermodynamique<br />

Débit de pointe 240 m 3 /h Efficacité échangeur 70%<br />

ECS<br />

Solaire appoint électrique<br />

Capteurs solaires 6 m²<br />

Photovoltaïque Capteurs cristallins : 1,3 kWc<br />

Performance Objectif / label Equivalent PassivHaus : 120 kW.h EP / m² SHAB.an<br />

Simulation<br />

Réalisée. Besoin de chauffage de 37,6 kW.h/m².an<br />

dynamique<br />

Mesures<br />

Campagne de mesure en cours<br />

b) Echanges entre les partenaires pour l’harmonisation<br />

des données d’entrée<br />

a) Métrés<br />

L’ensemble des données a été fourni par Enertech, ce qui a permis d’établir une base commune, y<br />

compris sur les lots fluides (chauffage, ventilation, ECS, plomberie, électricité) pour lesquels les saisies<br />

sont particulièrement fastidieuses.<br />

Les données utilisées sont celles de la description du projet en phase Chantier (quantitatifs « MCP »),<br />

sauf pour les fondations. En effet en phase chantier l’étude de sol a montré la nécessité de passer en<br />

fondations spéciales à cause d’un sol très mauvais. La prise en compte des quantités réelles de béton en<br />

fondation n’aurait pas été représentative de l’immense majorité des maisons à ossature bois. Nous<br />

sommes donc restés sur les quantités correspondant à de fondations classiques.<br />

Des échanges entre les partenaires nous ont permis d’harmoniser les surfaces vitrées (modifiée entre la<br />

phase conception et la phase chantier, au final 29 m²). La référence est celle des plans qui sont les plus<br />

à jour. A noter qu’il est important de toujours préciser si l’on parle de surface vitrée ou de surface en<br />

tableaux.<br />

Vérification du poids total des matériaux saisis :<br />

- 525 t pour Elodie<br />

- 539 t pour Equer,<br />

- 487 t pour Simapro : l’écart s’explique en partie par la non prise en compte des taux de chute<br />

(avec 5% de chutes on atteindrait 511 t).<br />

b) Nature des matériaux<br />

Les données utilisées sont celles de la phase chantier.<br />

En effet certaines modifications ont été apportées en cours de chantier comme le passage au triple<br />

vitrage partout, et des variantes proposées par les entreprises sur les matériaux (référence d’isolant).<br />

Ces variantes ont été validées à performances thermiques supérieures ou égales, mais cela peut<br />

impacter l’entrée utilisée dans les bases de données d’ACV.<br />

191


c) Calculs thermiques et énergétiques<br />

- Modélisation sous Elodie par le CSTB :<br />

o Consommations énergétiques harmonisées sur la base du calcul réalisé par Enertech.<br />

- Modélisation sous Equer par Armines :<br />

o Harmonisation du catalogue des ponts thermiques,<br />

o Intégration des ponts thermiques structurels des murs : prise en compte d’une paroi<br />

multiple sous Pléiade,<br />

o Mise à jour des surfaces vitrées et passage au triple vitrage partout.<br />

- Modélisation sous Simapro par <strong>Nobatek</strong> :<br />

o Consommations énergétiques harmonisées sur la base du calcul réalisé par Enertech.<br />

Comparaison des résultats de consommation d’énergie en utilisation :<br />

Les consommations ont été harmonisées sur une base commune :<br />

Répartition des consommations d'énergie primaire<br />

Electricité<br />

spécifique<br />

49%<br />

Chauffage<br />

29%<br />

ECS<br />

10%<br />

Cuisson<br />

9%<br />

Ventilation<br />

0%<br />

Rafraîchissement<br />

3%<br />

Total en kW.h EP /m²<br />

SHAB .an<br />

Electricité<br />

Chauffage ECS Rafraîchissement Ventilation Cuisson spécifique<br />

40,5 14,6 4,1<br />

Compris poste<br />

chauffage<br />

12,9 67,8<br />

Les valeurs ci-dessus sont celles du calcul d’Enertech avec 3,23 comme coefficient d’énergie primaire<br />

pour l’électricité. Les calculs des différents partenaires divergent sur ce facteur, qui est explicité dans le<br />

tableau suivant :<br />

Elodie Pléiades / Equer Simapro<br />

Global 3,13<br />

3,15<br />

3,77 Ecoinvent, méthode<br />

"cumulative energy<br />

Fiche DES "Electricité<br />

ACV dynamique du mix<br />

Chauffage 3,13 3,1 3,77 demand", processus<br />

française" module DEAM<br />

électrique français<br />

"electricity, low voltage, at<br />

Autres usages 3,13 3,2 3,77<br />

grid/FR U"<br />

EN DÉTAIL, QUELQUES DIVERGENCES APPARAISSENT SUR LES INDICATEURS PRINCIPAUX, SANS QUE CELA<br />

CHANGE LES ORDRES DE GRANDEUR :<br />

Poste chauffage :<br />

Elodie Pléiades / Equer SimaPro<br />

192


Nom du module ACV<br />

Base de données ACV d'origine du<br />

module<br />

Unité fonctionnelle (UF)<br />

Electricity, France<br />

(2005): Production<br />

mix de différents modules,<br />

par exemple : electricity,<br />

nuclear, at power plant<br />

DEAM Ecoinvent Ecoinvent<br />

1 MJ d'énergie sortie de<br />

1 MJ d'énergie finale<br />

centrale<br />

Electricity, low<br />

voltage, at grid/FR U<br />

1 kWh d’énergie<br />

finale<br />

Part du nucléaire dans le mix 78,0 37,00 77,2 %<br />

Part de l'hydraulique dans le mix 12,5 15,00 11,7 %<br />

Part du gaz dans le mix 4,1 10,00 6,6 %<br />

Part du charbon dans le mix 4,5 28,00 4,4 %<br />

Part du pétrole (fioul) dans le mix 0,8 10,00 1,0 %<br />

Pertes sur le réseau 5,8 9,00 %<br />

Indicateur d'énergie primaire 3,13 3,1 13,6 MJ / UF<br />

Indicateur changement climatique 0,032 0,460 0,1 kg eq-CO2 / UF<br />

Indicateur consommation d'eau 0,598 4,0 21,1 L / UF<br />

Indicateur d'acidification 1,9E-04 2,3E-03 4,6E-04 kg eq-SO2 / UF<br />

Autres postes :<br />

Nom du module ACV<br />

Base de données ACV d'origine du<br />

module<br />

Unité fonctionnelle (UF)<br />

Elodie Pléiades / Equer SimaPro<br />

mix de différents modules,<br />

Electricity, France<br />

Electricity, low<br />

par exemple : electricity,<br />

(2005): Production<br />

voltage, at grid/FR U<br />

nuclear, at power plant<br />

DEAM Ecoinvent Ecoinvent<br />

1 MJ d'énergie sortie de<br />

1 MJ d'énergie finale<br />

centrale<br />

1 kWh d’énergie<br />

finale<br />

Part du nucléaire dans le mix 78,0 78,00 77,2 %<br />

Part de l'hydraulique dans le mix 12,5 14,00 11,7 %<br />

Part du gaz dans le mix 4,1 4,00 6,6 %<br />

Part du charbon dans le mix 4,5 4,00 4,4 %<br />

Part du pétrole (fioul) dans le mix 0,8 0,00 1,0 %<br />

Pertes sur le réseau 5,8 9,00 %<br />

Indicateur d'énergie primaire 3,13 3,2 13,6 MJ / UF<br />

Indicateur changement climatique 0,032 0,075 0,1 kg eq-CO2 / UF<br />

Indicateur consommation d'eau 0,598 6,0 21,1 L / UF<br />

Indicateur d'acidification 1,9E-04 2,7E-04 4,6E-04 kg eq-SO2 / UF<br />

L'étude d’ACV dynamique réalisée par Armines montre que :<br />

- l’équivalent en énergie primaire n'est pas très différent en fonction du mix de production,<br />

- par contre les différences sont très importantes sur le CO2. L’étude sur la variation du mix en<br />

fonction de l'heure et de la température n'étant pas terminée, nous avons considéré ici une<br />

valeur forfaitaire (mix européen), justement pour bien montre l'influence de ce paramètre, qui<br />

dépend de l'hypothèse considérée (émissions moyennes ou marginales, avec une variation entre<br />

180 et 600 g CO2/kWh...).<br />

193


1.2 Bâtiment <strong>Nobatek</strong><br />

Description du bâtiment<br />

Localisation : Anglet (64)<br />

Structure béton/acier, bardage bois, une façade<br />

alu/vitrée, charpente et couverture acier.<br />

Année de construction : 2009<br />

DVT = 30 ans<br />

SHON = 815 m2<br />

Surface de la parcelle = 4000 m2<br />

Enveloppe Procédé constructif Ossature bois, pin des Landes (local).<br />

Structure en béton banché brut.<br />

Compacité<br />

Architecture compacte<br />

Murs extérieurs Laine de verre. Bardage bois autoclave.<br />

Plancher bas<br />

Polystyrène, dalle béton pour l’inertie.<br />

Toiture<br />

Laine de roche. En partie végétalisée. Terrasse en bois autoclave<br />

Menuiseries Vitrage Double Cadre Aluminium<br />

Occultations : Caillebotis brise soleil, stores déroulants, avancée de<br />

toiture<br />

Systèmes Chauffage Pompe à chaleur Air - Eau<br />

Emission Plancher chauffant / Ventilo-convecteur<br />

Rafraîchissement Ventilation naturelle et inertie.<br />

Ventilation<br />

Double flux<br />

ECS<br />

Ballon électrique<br />

Photovoltaïque -<br />

Performance Objectif / label<br />

Simulation<br />

Réalisée<br />

dynamique<br />

Mesures<br />

Sur quelques mois. Données partielles à cause d’un dysfonctionnement<br />

de la PAC. A compléter sur 12 mois.<br />

1.3 Etude de variantes de systèmes constructifs sur une<br />

maison individuelle<br />

Description du bâtiment et des variantes<br />

Le bâtiment de référence est une maison individuelle de 160m 2 située à Arbonne (Pyrénées Atlantiques),<br />

ayant une durée de vie de 30 ans.<br />

194


C’est une habitation traditionnelle, isolée par l’intérieur et munie d’une ventilation simple flux, respectant<br />

la RT2005. Elle sera nommée « bâtiment 1 ».<br />

Une habitation optimisée, en ossature bois et munie d’une ventilation double flux a été modélisée, elle<br />

sera nommée « bâtiment 2 ».<br />

195


2 Retours d’expérience et modifications<br />

apportées aux outils<br />

2.1 Elodie<br />

a) Présentation succincte de l’outil<br />

Outil développé par le CSTB, utilisant la base de données Inies.<br />

Cet outil a été utilisé par le CSTB dans le cadre des présentes études.<br />

b) Retour d’expérience<br />

Le logiciel ELODIE n’a pas pour vocation à effectuer les calculs thermiques. Par conséquent, seules les<br />

consommations énergétiques fournies par ENERTECH ont été saisies dans le logiciel en énergie finale,<br />

par usage et par type d’énergie.<br />

Pour le reste, une étape importante consiste à saisir les différents éléments du métré dans le logiciel.<br />

Cependant le métré fourni n’est pas toujours exploitable directement car l’unité fonctionnelle est définie<br />

par le choix de la donnée environnementale. Ainsi, pour associer des données ACV de type FDES, il est<br />

parfois nécessaire de convertir des données, par exemple des métrés exprimés par kilogramme en m² et<br />

inversement : c’est la première étape de la modélisation ACV.<br />

Puis la deuxième tâche est de choisir pour chaque élément du métré une donnée environnementale<br />

appropriée.<br />

Dans le logiciel ELODIE, plusieurs types de données peuvent être utilisés, dans l’ordre de<br />

préférence suivant :<br />

- Les FDES disponibles dans la base INIES<br />

- Les valeurs par défaut (établis par le CSTB en 2010)<br />

- D’autres sources de données saisies par l’utilisateur (fiche Elodie)<br />

Cette étape d’association est généralement responsable des écarts en sortie des différents outils d’ACV<br />

bâtiment. Par exemple, la base de données FDES ou fiches ELODIE ne contient pas d’acier galvanisé ou<br />

inoxydable à ce jour. Les éléments du métré correspondant ont donc été associés à la donnée<br />

environnementale sur l’acier de bardage ou de ferraillage même s’il ne s’agit pas exactement du même<br />

procédé de fabrication. Toutefois, dans notre cas d’étude, la majorité de l’acier mis en œuvre dans les<br />

Hauts de Feuilly est de l’acier de bardage ou de ferraillage ce qui limite l’incertitude des résultats sur ce<br />

point là.<br />

Les résultats sont ensuite présentés sous la forme de diagrammes circulaires et permettent, lot technique<br />

par lot technique, d’identifier les composants les plus contributeurs. A ce stade, une démarche d’écoconception<br />

est alors possible.<br />

L’analyse critique des résultats en sortie d’Elodie est ensuite fonction de la personne qui modélise un<br />

projet. En effet, une bonne compréhension des données FDES et fiches Elodie manipulées permet de<br />

mieux comprendre les résultats et éventuellement d’identifier des erreurs.<br />

196


c) Modifications apportées à l’outil<br />

Les évolutions d’Elodie vont permettre de prendre en compte les différentes étapes du cycle de vie d’un<br />

bâtiment. Ces évolutions seront cohérentes avec le projet de norme européenne sur l’évaluation de la<br />

performance environnementale des produits de construction 12 et des bâtiments 13 . Ces normes, qui<br />

devraient être publiées en 2012 décrivent les règles de catégories de produits mais également les<br />

méthodes de calcul des indicateurs environnementaux. Dans l’outil ELODIE, il sera alors possible<br />

d’évaluer un projet de bâtiment aux différentes phases : production, transport, chantier, utilisation et fin<br />

de vie. La saisie des FDES dans la base INIES prévoit déjà cette fonctionnalité, les industriels étant<br />

invités à saisir les indicateurs par phase du cycle de vie de leur produit.<br />

Par ailleurs, ce retour d’expérience a montré qu’il était nécessaire d’investir un capital temps important<br />

pour la saisie et surtout pour la conversion des données du métré fourni par ENERTECH vis-à-vis des<br />

unités fonctionnelles des FDES.<br />

Le CSTB travaille actuellement au développement d’un mode simplifié permettant à l’utilisateur final de<br />

saisir rapidement les quantités des principaux matériaux d’un bâtiment. Ce travail est mené en<br />

partenariat avec les acteurs de la construction (adaptation des unités sous ELODIE les plus pertinentes<br />

vis-à-vis des unités utilisées dans les études de prix notamment).<br />

Par ailleurs, des documents de cadrage des modélisations deviennent essentiels. A cette petite échelle,<br />

les différentes personnes ont pu discuter et sont parties d’un même métré pour modéliser les mêmes<br />

bâtiments. Mais comment modéliser de manière homogène des bâtiments sans disposer de règles<br />

communes complètes. Dans la continuité de cette réflexion, le CSTB a participé à la création de l’annexe<br />

HQE Performance définissant précisément les éléments à prendre en compte pour le contributeur produit<br />

et matériaux de construction.<br />

Enfin, le retour d’expérience des Hauts de Feuilly a montré la nécessité de disposer de valeurs de<br />

référence afin de comparer les résultats obtenus sur ce bâtiment à un bâtiment type. Ce travail de<br />

capitalisation de données à l’échelle bâtiment est actuellement en cours avec les projets HQEE (Haute<br />

Qualité Energétique et Environnementale) coordonné par la DHUP (Direction de l’Habitat, de l’Urbanisme<br />

et des Paysages) et l’ADEME et le projet HQEPerf, porté par l’Association HQE et les certificateurs.<br />

<strong>2.2</strong> Equer<br />

a) Présentation succincte de l’outil<br />

Outil développé par Izuba et les Mines de Paris, utilisant la base de données Ecoinvent.<br />

Cet outil a été utilisé par Izuba et Armines dans le cadre des présentes études.<br />

12 Draft prEN15804 Sustainability of construction works – Environmental product declaration – Product category<br />

rules (2010), April 2010, 47 p.<br />

13 Draft prEN15978 Sustainability of construction works - Assessment of environmental performance of buildings -<br />

Calculation method, April 2010, 55 p.<br />

197


) Retour d’expérience<br />

Le modeleur graphique Alcyone a permis la quantification automatique de la plupart des matériaux et<br />

composants considérés dans cette étude de cas, ce qui simplifie notablement la mise en œuvre de l’ACV.<br />

L’interface d’Equer a été améliorée de manière à pouvoir ajouter des composants supplémentaires,<br />

correspondant par exemple aux lots électricité, plomberie et fondations. Un utilisateur expérimenté peut<br />

alors effectuer la saisie de ce type de bâtiment en moins d’une journée, ce qui est compatible avec la<br />

durée d’étude pour une opération impliquant un BET. Dans ce cas particulier, les difficultés ont été liées à<br />

l’incohérence entre les quantitatifs des matériaux (phase chantier, réalisés par l’économiste) et les<br />

données de la simulation thermique dynamique qui avaient été fournies (phase conception, réalisée par<br />

le BET).<br />

Une étape délicate consiste à choisir, dans la base de données environnementales, les matériaux ou<br />

composants les plus proches de ceux définis dans le projet. Par exemple, l’élément « Terrasse en<br />

Silvadec » ne figure pas dans la base de données. Le matériau « bois certifié – planches » a été<br />

considéré. Certains éléments, heureusement présents en faible quantité, n’ont pas été pris en compte<br />

faute de pouvoir déterminer le matériau adéquat dans la base de données, par exemple : fourreau gaz<br />

DN90, fourreau pour plymouth, géotextile. Certains quantitatifs n’étaient pas renseignés, en particulier :<br />

seuils de porte, tuyau pour ventilation de la cave, câble ethernet, habillage des gaines techniques.<br />

Les résultats des calculs intègrent la simulation thermique du bâtiment et l’évaluation des impacts<br />

environnementaux. Ces différentes étapes sont présentées dans des manuels décrivant les algorithmes<br />

et les hypothèses des calculs. Ceci étant l’évaluation est complexe et l’effet « boite noire » est inévitable<br />

pour un utilisateur qui n’a pas été formé à la méthode. Cette difficulté n’est pas spécifique à l’ACV : il en<br />

est de même de n’importe quel outil (calculs thermiques, éclairage…). La décomposition des impacts sur<br />

les différentes phases et les graphes comparatifs permettent par des analyses de sensibilité de mieux<br />

cerner l’influence des choix de conception, et d’acquérir ainsi une expérience utile pour interpréter les<br />

résultats.<br />

c) Modifications apportées à l’outil<br />

Les évolutions d’EQUER vers <strong>novaEQUER</strong> ont été effectuées dans plusieurs directions comme cela est<br />

détaillé dans le livrable 3 du projet :<br />

intégrer les bibliothèques d’impacts environnementaux Ecoinvent ou FDES : cela nécessite<br />

l’utilisation sur toute la chaîne de saisie / calcul / résultat à un nombre variable d’impacts<br />

environnementaux<br />

donner accès à toutes les données utilisées pour le calcul aussi bien en consultation qu’en<br />

modification : l’objectif est de permettre à l’utilisateur de voir ce qui est pris en compte dans le<br />

calcul et éventuellement de le corriger par des valeurs mesurées ou envisagées.<br />

rendre la compréhension et l’utilisation de l’outil aussi aisées que possible : l’ajout des<br />

fonctionnalités et l’augmentation du volume de données consultable et modifiable nous amenés à<br />

revoir l’interface du logiciel pour ne pas noyer l’utilisateur dans de fastidieuses saisies<br />

éliminer les limites du noyau de calcul et permettre d’obtenir un niveau de détail plus élevé des<br />

résultats<br />

augmenter les possibilités de présentation des résultats : les types de graphiques de sorties sont<br />

plus nombreux afin de rendre les comparaisons de variantes plus aisées, des formats<br />

d’exportation de données ont été ajoutés pour pouvoir traiter les résultats avec d’autres logiciels<br />

ajouter la possibilité d’utiliser l’outil de manière autonome en dehors de son couplage avec le<br />

logiciel de simulation thermique dynamique Pléiades+COMFIE.<br />

198


Compte tenu de l’ampleur des modifications, des difficultés rencontrées lors du développement et du<br />

temps disponible, certaines modifications ne sont pas encore finalisées.<br />

2.3 Simapro<br />

a) Présentation succincte de l’outil<br />

Outil d’Analyse de Cycle de Vie, utilisant la base de données Ecoinvent.<br />

Cet outil a été utilisé par <strong>Nobatek</strong> dans le cadre des présentes études.<br />

b) Retour d’expérience<br />

Concernant l’ACV des hauts de Feuilly :<br />

La modélisation a été réalisée en utilisant le métré basé sur le DPGF (métré déjà utilisé par Enertech<br />

pour sa modélisation). Hormis pour les menuiseries dont l’unité était le m², l’unité de tous les autres<br />

matériaux était le kg. Ceci convenait donc parfaitement aux unités des processus Ecoinvent utilisés pour<br />

modéliser ces matériaux, sauf pour :<br />

Le bois qu’il faut renseigner en m 3 . Les masses volumiques suivantes ont donc été utilisées :<br />

500kg/m3 pour du résineux, 800 kg/m 3 pour du feuillu, et 650 kg/m 3 pour de l’OSB.<br />

Le béton qu’il faut également renseigner en m 3 . Ecoinvent propose les masses volumiques de<br />

2 380 kg/m 3 pour du béton normal et de 2 385 kg/m 3 pour du béton de dalle et fondations.<br />

Les câbles qu’il faut renseigner en mètres. Ecoinvent propose la masse linéaire de 0.079 kg/m.<br />

Ensuite, il a fallu également faire quelques conversions pour les équipements. Par exemple, le ballon<br />

d’eau chaude Ecoinvent est un 600 litres, il faut donc en utiliser 0,7 pour modéliser le 400 litres, etc.<br />

Pour la phase d’usage :<br />

Concernant l’électricité, il faut directement rentrer les kWh d’énergie finale donc pas de<br />

conversion à faire.<br />

Concernant l’eau, l’unité du processus Ecoinvent est le kg, donc pas de conversion non plus (1<br />

kg = 1 litre)<br />

Pour le transport des matériaux, il faut connaître la masse totale des matériaux, donc il faut déterminer le<br />

poids des éléments en m² et des équipements (à partir de masses surfaciques ou unitaires).<br />

En dehors de ces quelques conversions, on peut dire que ce ne sont pas les unités du DPGF qui ont<br />

influé sur le temps de saisie des données. Le plus long a été de sélectionner le bon processus Ecoinvent<br />

dans la base de données et de créer les bons assemblages qui permettent une visualisation intéressante<br />

des résultats. Au moment de la création des assemblages, il faut également penser à leur future fin de<br />

vie, et donc mettre à l’intérieur d’un même groupe des matériaux qui subiront le même traitement lors de<br />

la déconstruction du bâtiment. Cet aspect rallonge donc le temps de saisie des données.<br />

Un dernier aspect qui prend du temps est qu’il faut parfois chercher comment modéliser des matériaux<br />

qui ne sont pas dans la base de données (ex : fermacell, composites…) en assemblant divers matériaux.<br />

Avec le logiciel Simapro, le seul moyen d’avoir un regard sur les résultats en cours de saisie est de lancer<br />

des simulations intermédiaires.<br />

199


Lorsque la totalité du bâtiment est modélisé, l’analyse des résultats peut être menée assez finement en<br />

visualisant directement la part d’impact de chaque groupe de matériaux sur les différents indicateurs, et<br />

en affichant sous forme de réseaux les différents contributeurs au sein de chaque groupe de matériaux.<br />

Cette architecture en réseau permet d’identifier les sources principales d’impact. Par exemple sur<br />

l’indicateur « épuisement des ressources », si on remonte les flux d’impact les plus importants, on peut<br />

identifier la ressource la plus épuisée : phases du cycle de vie transport des matériaux camion <br />

diesel pétrole brut.<br />

En revanche, si on veut représenter les résultats par indicateurs en présentant la valeur de l’impact (sous<br />

forme d’histogramme), et non le pourcentage, il faut extraire les résultats chiffrés, les exporter vers un<br />

tableur et les retraiter.<br />

Concernant l’ACV du bâtiment <strong>Nobatek</strong> :<br />

Le travail a été beaucoup plus long car il n’y avait pas de métré déjà réalisé. Il a donc fallu réaliser un<br />

inventaire complet des matériaux, équipements et consommations. Des sources très diverses ont été<br />

utilisées pour obtenir un relevé le plus exhaustif possible.<br />

Les documents qui ont été le plus utilisés, pour les matériaux et les équipements, sont les DOE (Dossier<br />

des Ouvrages Exécutés) et les factures. Mais comme la composition et la description des éléments<br />

n’étaient pas toujours suffisamment précises, un complément d’information a parfois dû être obtenu avec<br />

des CCTP (Cahier des Clauses Techniques Particulières), des DCE (Dossier de Consultation<br />

d’Entreprise), des FDES (Fiches de Déclaration Environnementale et Sanitaire), des fiches techniques de<br />

produits, des mesures sur des plans du bâtiment, ou des mesures et observations in situ.<br />

Le travail de conversion pour avoir toutes les quantités en kg ou en m 3 a été assez long, notamment car<br />

des nombreux éléments étaient chiffrés en unités (u).<br />

Concernant les consommations, les documents suivants ont été utilisés : fiches de suivi chantier, fiches<br />

de relevés de consommations énergétiques et de consommation d’eau, fiches de simulations<br />

énergétiques.<br />

Ensuite, concernant la modélisation, le travail a été similaire à celui mené sur les Hauts de Feuilly, le plus<br />

long étant de créer les bons assemblages, puis de retraiter et d’exploiter les résultats.<br />

c) Modifications apportées à l’outil<br />

Sans objet.<br />

200


3 Présentation des résultats obtenus<br />

Les rapports détaillés de chacune des études figurent en annexe.<br />

3.1 Comparaison des résultats par différents outils sur les<br />

Hauts de Feuilly<br />

a) Liste des matériaux complète<br />

Le tableau de la page suivante permet de comparer les résultats de chaque étude, rapporté à une unité<br />

commune :<br />

201


Tableau 1 : Résultats détaillés des analyses de la maison des Hauts de Feuilly, liste des matériaux complète.<br />

Logiciel Elodie Pléiades - Equer Simapro Unité<br />

Phase<br />

Constr. +<br />

Réno. + Fin<br />

de Vie<br />

Utilisation<br />

Total<br />

Construction<br />

Rénovation<br />

Fin de vie Utilisation Total<br />

Constr. +<br />

Réno.<br />

Fin de vie Utilisation Total<br />

Energie primaire totale<br />

consommée 62,8 108,6 171,3 48,5 9,5 6,0 115,0 179,0 66,6 8,5 130,0 205,1 kW.h EP / m² SHON.an<br />

Energie renouvelable 18,6 5,0 23,5 - - - - - 22,1 0,1 5,6 27,8 kW.h EP / m² SHON.an<br />

Energie non renouvelable 43,6 103,8 147,4 - - - - - 44,5 8,4 124,4 177,3 kW.h EP / m² SHON.an<br />

Epuisement des ressources 3,3 1,5 4,8 3,0 0,7 0,4 3,4 7,5 3,4 0,7 1,4 5,5 kg éq. Sb / m² SHON<br />

Consommation d'eau 7,6 88,2 95,8 7,5 0,6 3,5 75,8 87,4 16,8 0,8 104,0 121,7 m3 / m² SHON<br />

Déchets dangereux 1,74 22,12 23,86 - - - - - 0,26 0,00 0,01 0,27 kg / m² SHON<br />

Déchets non dangereux 664,4 18,7 683,1 - - - - - 78,4 934,4 40,5 1053,2 kg / m² SHON<br />

Déchets inertes 3 015,5 335,2 3 350,8 416,1 74,5 1 194,3 233,1 1 917,9 - - - - kg / m² SHON<br />

Déchets radioactifs (poids) 0,058 0,195 0,253 0,013 0,002 0,003 0,187 0,206 0,018 0,001 0,295 0,315 kg / m² SHON<br />

Déchets radioactifs (volume) 0,70 0,12 0,18 9,80 10,80 dm3<br />

Changement climatique 402,1 239,0 641,1 427,1 64,7 176,2 464,2 1 132,2 264,8 87,7 210,1 562,6 kg éq. CO2 / m² SHON<br />

Acidification atmosphérique 2,59 1,44 4,04 2,01 0,44 0,30 2,39 5,14 1,04 0,10 0,85 1,99 kg éq. SO2 / m² SHON<br />

Pollution de l'air 78 464 19 537 98 001 - - - - - 73 082 5 167 24 084 102 332 m3 / m² SHON<br />

Pollution de l'eau 53 289 51 639 104 929 - - - - - 48 462 24 284 14 881 87 626 m3 / m² SHON<br />

Formation d'ozone<br />

photochimique 0,319 0,013 0,332 0,138 0,023 0,013 0,097 0,271 0,132 0,012 0,055 0,199 kg éq. C2H4 / m² SHON<br />

Destruction de la couche<br />

d'ozone stratosphérique 0,029 0,018 0,047 - - - - - 0,409 0,015 0,010 0,433 g éq. CFC R11 / m² SHON<br />

Eutrophisation 0,238 - - 0,289 0,074 0,049 0,978 1,389 - - - - kg éq. PO4(3-) / m² SHON<br />

Ecotoxicité aquatique - - - 3 515 896 955 1 070 6 437 - - - - PDF.m².an<br />

Toxicité humaine - - - 0,080 0,010 0,020 0,064 0,174 - - - - DALY<br />

Odeur - - - 1 229 191 174 511 2 105 - - - - Nm3<br />

202


Ecarts entre les résultats :<br />

Les écarts relatifs à la moyenne entre les différents résultats sont présentés dans les graphiques suivants sur les indicateurs utilisés par les trois logiciels, en<br />

séparant les phases construction, rénovation et fin de vie de la phase utilisation :<br />

Ecarts à la moyenne<br />

des indicateurs communs aux trois étude<br />

Phase Construction Rénovation et Fin de vie<br />

-100% -75% -50% -25% 0% 25% 50% 75% 100%<br />

Ecarts à la moyenne<br />

des indicateurs communs aux trois étude<br />

Phase Utilisation<br />

-100% -75% -50% -25% 0% 25% 50% 75% 100%<br />

Energie primaire totale<br />

consommée<br />

Elodie<br />

Energie primaire totale<br />

consommée<br />

Epuisement des ressources<br />

Equer<br />

Epuisement des ressources<br />

Consommation d'eau<br />

Simapro<br />

Consommation d'eau<br />

Elodie<br />

Equer<br />

Déchets radioactifs (poids)<br />

Déchets radioactifs (poids)<br />

Simapro<br />

Changement climatique<br />

Analyse des divergences :<br />

Acidification atmosphérique<br />

Graphique 1 et 2 : comparaison des indicateurs communs Changement aux trois études climatique<br />

Acidification atmosphérique<br />

Sur l’indicateur Energie primaire totale consommée, les valeurs sont très homogènes sur l’ensemble des phases Construction, Rénovation, Fin de vie et<br />

Utilisation.<br />

Formation d'ozone photochimique<br />

Formation d'ozone photochimique<br />

203


Energie primaire totale consommée en<br />

kW.h EP / m² SHON.an<br />

250,0<br />

Utilisation<br />

Fin de vie<br />

Rénovation<br />

Construction<br />

200,0<br />

150,0<br />

100,0<br />

50,0<br />

Graphique 3 : comparaison de l’indicateur énergie primaire<br />

totale sur les trois outils<br />

0,0<br />

Elodie Pléiades - Equer Simapro<br />

Si on entre dans le détail de la décomposition par lot de l’énergie primaire de construction, Rénovation et Fin de vie , on constate la cohérence des résultats.<br />

NB : Le transport des matériaux sur le chantier est pris en compte dans chaque FDES du module composant sous Elodie. De même, le taux de chute sur<br />

chantier est pris en compte dans chaque FDES.<br />

Transport des matériaux<br />

Equipements techniques<br />

Finitions intérieures<br />

Isolation<br />

Menuiseries<br />

Couverture - Etanchéité<br />

Façades<br />

Structure<br />

Voirie - Réseaux divers<br />

Décomposition de l'énergie primaire de Construction,<br />

Rénovation et Fin de vie<br />

kW.h /m²SHON .an<br />

70,0<br />

60,0<br />

50,0<br />

40,0<br />

30,0<br />

20,0<br />

10,0<br />

0,0<br />

Elodie<br />

Simapro<br />

Graphique 4 : décomposition de l’indicateur<br />

énergie primaire totale sur les trois outils pour la phase<br />

Construction, Rénovation et Fin de vie.<br />

204


NB : Les modules « Chantier » (postes communs de type engins de terrassement et grues) et<br />

« Transport des usagers» n’ont pas été pris en compte conformément aux objectifs de l’étude (cf. rapport<br />

d’accompagnement tâche 4, CSTB)<br />

Equer ne permet pas encore la décomposition par lot. On souligne que l’implémentation de cette<br />

décomposition nécessiterait au préalable de standardiser le classement des matériaux par lot. Par<br />

exemple un mur en brique monomur est-il classé dans structure, façade ou isolation ?<br />

On peut se poser la question de la pertinence de ce classement s’il n’est pas standardisé. Cependant il<br />

nous semble utile afin de pouvoir en phase conception identifier les principaux contributeurs pour orienter<br />

les efforts de conception vers ces lots dans le but d’en réduire l’impact.<br />

Détail des divergences :<br />

Phase<br />

Construction +<br />

Rénovation + Fin<br />

de Vie<br />

Utilisation<br />

Total<br />

Energie primaire totale consommée 10% 9% 10%<br />

Energie renouvelable 13% 8% 12%<br />

Energie non renouvelable 14% 13% 13%<br />

Epuisement des ressources 13% 53% 24%<br />

Consommation d'eau 41% 16% 18%<br />

Déchets dangereux 105% 141% 138%<br />

Déchets non dangereux 29% 52% 30%<br />

Déchets inertes 40% 25% 38%<br />

Déchets radioactifs (poids) 69% 27% 21%<br />

Déchets radioactifs (volume)<br />

Changement climatique 36% 46% 40%<br />

Acidification atmosphérique 41% 50% 43%<br />

Pollution de l'air 0% 15% 3%<br />

Pollution de l'eau 22% 78% 13%<br />

Formation d'ozone photochimique 44% 77% 25%<br />

Destruction de la couche d'ozone stratosphérique 123% 41% 114%<br />

Eutrophisation 38% - -<br />

Ecotoxicité aquatique - - -<br />

Toxicité humaine - - -<br />

Odeur - - -<br />

Tableau 2 : détail des différences entre les résultats sur tous les indicateurs. L’écart est exprimé en écart<br />

type rapporté à la valeur moyenne.<br />

Dans le tableau 2, les valeurs en gras correspondent aux indicateurs pris en compte dans les trois outils,<br />

les valeurs en italique ne sont prises en compte que dans deux outils. Les cases vertes correspondent à<br />

un écart de moins de 25%, les cases vert clair à un écart de 25 à 50%, les cases jaunes de 50 à 75%, et<br />

les cases rouges à un écart de plus de 75%.<br />

Les divergences sont peu importantes (écart type rapporté à la moyenne de moins de 25% sur l’analyse<br />

complète) pour :<br />

- Les indicateurs d’énergie primaire, renouvelable ou non,<br />

- L’épuisement des ressources, même si une divergence est visible sur la phase utilisation,<br />

- La consommation d’eau,<br />

- Pollution de l’air et de l’eau, malgré un écart important sur la phase Utilisation,<br />

- Formation d’ozone photochimique,<br />

205


Divergences importantes (écart type de 25 à 100% de la valeur moyenne) :<br />

- Déchets non dangereux, déchets inertes,<br />

- Déchets radioactifs (valeur élevée en phase Construction Rénovation et Fin de vie dans Elodie et<br />

valeur élevée dans Simapro en phase utilisation),<br />

- Changement climatique,<br />

- Acidification atmosphérique,<br />

Divergences très importantes (écart type supérieur à 100% de la valeur moyenne) :<br />

- Déchets dangereux, écart entre Simapro et Elodie,<br />

- Destruction de la couche d’ozone stratosphérique, écart entre Simapro et Elodie,<br />

Explications des divergences :<br />

L’origine des divergences touchait principalement aux caractéristiques du bâtiment et aux hypothèses de<br />

modélisation ACV :<br />

1) CARACTERISTIQUES DU BATIMENT (quantitatif/métré des matériaux, nombre d’habitants,<br />

consommation énergétique et d’eau pendant l’utilisation)<br />

- Homogénéisation des quantités de matériaux<br />

Cet aspect n’a pas pu totalement être mis en cohérence malgré l’utilisation du même métré. Les<br />

quantités de matériaux modélisées varient de 487 t pour SimaPro, à 525 t pour Elodie et 537 t<br />

pour Equer.<br />

- Nombre d’habitants considérés<br />

Cet aspect a pu être mis en cohérence. Le nombre d’habitants est de 4 personnes.<br />

- Valeurs utilisées pour les consommations énergétiques<br />

Les consommations énergétiques utilisées dans SimaPro et Elodie se basent sur la simulation<br />

thermique dynamique effectuée par ENERTECH en avant-projet. Pour Equer, la simulation<br />

thermique a été reprise sous Pléiades-Comfie avec les caractéristiques du bâtiment en phase<br />

chantier (donc correspondant au métré du bâtiment). Malgré cette différence de méthodologie,<br />

les résultats en énergie finale sont très similaires. Par ailleurs les mix énergétiques de l’électricité<br />

présentes des différences, qui contribuent également aux écarts sur l’énergie primaire et les<br />

autres indicateurs.<br />

- Valeurs utilisées pour les consommations d'eau<br />

La consommation d’eau retenue est de 133 l/pers/jour soit 194.18 m 3 par an. Il s’agit d’une<br />

donnée statistique utilisée dans les trois logiciels.<br />

2) HYPOTHESES DE MODELISATION ACV (métré des composants, consommation énergétique et<br />

d’eau pendant l’utilisation)<br />

- Durée de vie prescrite (DVP) en années<br />

Cet aspect a pu être mis en cohérence. La DVP retenue pour la maison individuelle est de 50<br />

ans.<br />

- Modélisation ACV de la production des matériaux et produits<br />

206


Les écarts sur un certain nombre d’indicateurs proviennent des flux pris en compte dans les<br />

indicateurs qui sont différents selon la méthode d’ACV utilisée.<br />

Les données utilisées dans SimaPro et Equer sont des données génériques de la base<br />

Ecoinvent. Elles sont représentatives de la situation suisse ou européenne.<br />

Pour réinterpréter la base Ecoinvent dans le contexte français, une méthodologie a été mise au<br />

point dans Equer afin de créer l’équivalent d’une fiche FDES pour des procédés à partir des<br />

données Ecoinvent : à chaque procédé de la base Ecoinvent correspond un inventaire des flux<br />

élémentaires. Après avoir listé les substances intervenant dans leur calcul, les indicateurs FDES<br />

sont calculés à partir de l’inventaire Ecoinvent en appliquant la méthodologie de calcul FDES<br />

(avec des coefficients d’équivalence). Ceci permet de disposer d’une base de donnée plus<br />

complète qu’Inies.<br />

Les données utilisées dans Elodie correspondent, pour partie, aux FDES fournies par les<br />

industriels français. Elles prennent en compte les données du procédé de fabrication du produit<br />

qui peut ne pas être considéré dans les données génériques (p. ex. cas du tuyau en PVC vs.<br />

matériau brut PVC générique). Les infrastructures et biens de production sont également omis<br />

dans les FDES utilisées dans Elodie. Cet aspect est généralement peut influant sur certains<br />

indicateurs comme l’énergie primaire consommée ou le changement climatique mais constitue<br />

une source de variabilité potentielle.<br />

- Modélisation ACV du transport des matériaux et du retour à vide des camions<br />

Cet aspect est, a priori, traité de manière identique dans les modélisations sous Equer et<br />

SimaPro : utilisation d’une seule donnée :la base Ecoinvent 2007 considère un taux de charge<br />

moyen de 9,68 tonnes pour un camion de 40 tonnes, soit 24%) et d’une seule distance de<br />

transport forfaitaire de 100 km. Dans Elodie, le taux de retour à vide est fonction du circuit de<br />

distribution de chaque produit de construction : il peut donc varier de 0% à 100%. De même, la<br />

distance de transport usine-chantier peut varier de 15 km à 1260 km (données collectées dans<br />

les différentes FDES de la base INIES). Toutefois, le premier retour d’expérience statistique sur<br />

la contribution des phases du cycle de vie des FDES montre que la phase transport des<br />

matériaux est plutôt faible. En effet, la majeure partie du transport des matériaux a lieu avant<br />

l’usine de production (acheminement des matières premières notamment).<br />

- Modélisation ACV de la phase de mise en œuvre<br />

Un taux de chute de 5% a été considéré dans Equer pour l'ensemble des matériaux, et le<br />

traitement des déchets est pris en compte<br />

Dans Elodie, les FDES intègrent un taux de chute qui est spécifique au produit concerné. Par<br />

exemple, il est de 4% pour le mur en maçonnerie mais de 0% pour la poutre en bois lamellécollé.<br />

Dans Simapro, le taux de chute n’a pas été pris en compte (cet aspect avait été omis au début et<br />

nécessitait trop de modifications par la suite pour être intégré, vu le mode de saisie des données<br />

sur Simapro. Cela explique en partie l’écart sur les quantités de matériaux (masse totale du<br />

bâtiment).<br />

- Modélisation ACV de la consommation énergétique<br />

Les coefficients de conversion énergie primaire/énergie finale ne sont pas identiques (variant de<br />

3,13 à 3,77) ce qui peut expliquer de légères différences sur ce poste de l’ACV.<br />

- Modélisation ACV de la production d’électricité PV pendant l’utilisation<br />

Dans les trois outils, la production PV étant considérée comme de l’énergie renouvelable, elle<br />

n’est donc pas chargée d’impacts. La production d’électricité a été soustraite à la consommation<br />

207


d’électricité. Ainsi les consommations d’électricité évitées correspondent à de l’électricité<br />

française de base dont le mix est défini précédemment pour chaque logiciel.<br />

L’impact de la production des modules a été pris en compte dans chacun des outils.<br />

- Modélisation ACV de la consommation d’eau<br />

Le calcul des impacts lié à la consommation d’eau s’est appuyé sur des données Ecoinvent pour<br />

les trois outils : mise à disposition « tap, water » et traitement des eaux usées « sewage water ».<br />

Il n’existe donc pas de divergence liée à ce poste de l’ACV.<br />

- Renouvellement des équipements : durées de vie typique (DVT) considérées<br />

Ces aspects ont été mis en cohérence par les différents membres du projet. Les revêtements de<br />

sols n’ont pas été pris en compte car les données n’étaient pas disponibles dans le métré. Il n’y a<br />

donc pas de variabilité.<br />

Equer Simapro Elodie<br />

Portes et fenêtres 30 ans :<br />

1 remplacement<br />

1 remplacement 30 ans :<br />

1 remplacement<br />

Revêtements de sol<br />

Equipements<br />

techniques<br />

Sans objet – non quantifié<br />

Remplacement négligé 1 remplacement 25 ans :<br />

1 remplacement<br />

- Fin de vie<br />

Dans Equer, il a été décidé de prendre en compte des fins de vies par type de matériaux. Le<br />

béton et les métaux seront recyclés (concassage du béton), le bois incinéré, et les autres<br />

matériaux seront placés en décharge de type 3 (DCIII) pour les déchets inertes et décharge de<br />

type 2 (DCII) pour les déchets industriels banals (DIB). Voir le détail dans le rapport complet<br />

d’Armines.<br />

Dans Simapro, le béton pur (dallages, chapes) est considéré comme recyclé (concassé), les<br />

métaux sont recyclés, le bois est incinéré (sans récupération d’énergie), le reste des matériaux<br />

va en décharge. Simapro prend de plus en compte le transport induit pour cette fin de vie<br />

(Décharge : 20km, Recyclage : 250 km, Incinération : 10 km). Voir le détail dans le rapport<br />

complet de <strong>Nobatek</strong>.<br />

Dans Elodie, par défaut les produits sont mis en décharge à l’exception des produits pour<br />

lesquels une filière de valorisation pérenne existe déjà (cas des métaux), auquel cas seul le<br />

transport est pris en compte (32 km).<br />

208


) Liste des matériaux simplifiée<br />

L’analyse des écarts entre une description complète et simplifié du bâtiment a été réalisée uniquement<br />

sous le logiciel Equer.<br />

Objet : la saisie complète de tous les composants d’un bâtiment est très fastidieuse. L’objet de ce<br />

chapitre est d’évaluer l’impact d’une saisie simplifié, en négligeant les postes suivants :<br />

- Serrurerie,<br />

- Façades,<br />

- Menuiseries techniques,<br />

- Aménagements extérieurs,<br />

- Electricité,<br />

- Plomberie<br />

- Ventilation,<br />

- Chauffage : groupe thermodynamique),<br />

- ECS,<br />

- Photovoltaïque,<br />

Comparaison entre liste des matériaux complète et simplifiée sous Equer :<br />

Variante détaillée<br />

Variante simplifiée<br />

Graphique 5 : Comparaison des impacts évalués par les modèles détaillé et simplifié,<br />

extrait du rapport détaillé d’Armines<br />

On note que l’impact de la simplification des listes de matériaux est non négligeable. Les écarts sont<br />

importants, jusqu’à 47% sur l’écotoxicité. A noter que ce pourcentage est rapporté à l’impact à toutes les<br />

phases de vie du bâtiment, y compris la phase Utilisation. L’impact relatif sur le poste Construction serait<br />

a priori encore plus important.<br />

Aussi la simplification des listes de matériaux en négligeant totalement ces équipements amène à un<br />

résultat partiel.<br />

209


La piste des indicateurs par ratio déterminés par typologie de systèmes (PAC + plancher, Chaudière gaz<br />

+ radiateur, etc.…) nous semble donc à privilégier.<br />

210


3.2 Présentation de l’étude sur le bâtiment<br />

<strong>Nobatek</strong><br />

a) Liste des matériaux complète<br />

Consommations d’énergie en phase utilisation :<br />

Ces consommations ont été évaluées en partie sur des mesures et en partie sur des estimations.<br />

Total en kW.h EP /m²<br />

SHON .an<br />

Chauffage ECS Rafraîch. Ventil. Auxiliaires Ascenseur Eclairage Bureautique Total<br />

6,0 0,0 4,2 43,0 10,5 2,4 12,1 14,5 92,7<br />

Répartition des consommations d'énergie primaire<br />

Bureautique<br />

16%<br />

Chauffage<br />

6%<br />

ECS<br />

0%<br />

Eclairage<br />

13%<br />

Rafraîchissement<br />

5%<br />

Ascenseur<br />

3%<br />

Auxiliaires<br />

11%<br />

Ventilation<br />

46%<br />

Graphique 6 : décomposition des consommations d’énergie en phase utilisation<br />

Le poste ventilation prend une part très importante qui est très surprenante. On souligne que ces chiffres<br />

avaient été estimés il y a plus d’un an à partir de résultats de STD et de relevés sur les premiers mois<br />

d’utilisation. Mais il y avait eu quelques problèmes de fonctionnement de la pompe à chaleur, sur ces<br />

premiers mois, qui (une fois multipliés pour modéliser les consommations sur la durée de vie) peuvent<br />

expliquer ce pourcentage élevé.<br />

211


Tableau 2 : Résultats détaillés des analyses du bâtiment <strong>Nobatek</strong>, Liste des matériaux complète.<br />

Bâtiment Bâtiment <strong>Nobatek</strong> Unité<br />

Phase<br />

Construction +<br />

Rénovation<br />

Fin de vie Utilisation Total<br />

Energie primaire totale consommée 71,9 0,7 108,5 181,1 kW.h EP / m² SHON.an<br />

Energie renouvelable 7,4 0,0 4,6 12,0 kW.h EP / m² SHON.an<br />

Energie non renouvelable 64,5 0,6 103,9 169,1 kW.h EP / m² SHON.an<br />

Epuisement des ressources 3,19 0,03 0,63 3,85 kg éq. Sb / m² SHON<br />

Consommation d'eau 9,5 0,1 14,9 24,5 m3 / m² SHON<br />

Déchets dangereux 0,09 0,00 0,00 0,09 kg / m² SHON<br />

Déchets non dangereux 91,8 210,3 9,4 311,5 kg / m² SHON<br />

Déchets inertes 0,0 0,0 0,0 0,0 kg / m² SHON<br />

Déchets radioactifs (poids) 0,012 0,000 0,150 0,163 kg / m² SHON<br />

Changement climatique 442,8 73,9 93,7 610,5 kg éq. CO2 / m² SHON<br />

Acidification atmosphérique 1,1 0,0 0,4 1,47 kg éq. SO2 / m² SHON<br />

Pollution de l'air 102 947 536 10 735 114 219 m3 / m² SHON<br />

Pollution de l'eau 43 386 11 599 5 207 60 192 m3 / m² SHON<br />

Formation d'ozone photochimique 0,137 0,015 0,024 0,176 kg éq. C2H4 / m² SHON<br />

Destruction de la couche d'ozone stratosphérique 0,287 0,001 0,004 0,292 g éq. CFC R11 / m² SHON<br />

Attention ces résultats ne sont pas directement comparables avec ceux de la maison des Hauts de Feuilly car la durée de vie prise en compte est différente<br />

(50ans pour les Hauts de Feuilly, 30 ans pour le bâtiment <strong>Nobatek</strong>, ce qui implique moins de remplacements de matériaux pour les rénovations).<br />

Les consommations d’énergie (trois premières lignes) sont rapportées à l’année pour rendre comparables les valeurs en phase utilisation, mais cela a pour<br />

conséquence de diviser la consommation des autres phases par une durée de vie plus courte.<br />

Par ailleurs, certains matériaux notamment des systèmes ne sont pas pris en compte (réseau de ventilation, certains éléments de plomberie, le lot « électricité »,<br />

et l’ascenseur).<br />

212


Transport des matériaux<br />

Equipements techniques<br />

Finitions intérieures<br />

Menuiseries<br />

Couverture - Etanchéité<br />

Façades<br />

Structure - isolation<br />

Voirie - Réseaux divers<br />

Décomposition de l'énergie primaire de Construction,<br />

Rénovation et Fin de vie ramenée à une année<br />

kW.h /m²SHON .an<br />

70,0<br />

60,0<br />

50,0<br />

40,0<br />

30,0<br />

20,0<br />

10,0<br />

0,0<br />

Hauts de Feuilly<br />

Bâtiment <strong>Nobatek</strong><br />

Le graphe ci-contre permet de donner des ordres de grandeur des<br />

divergences en répartition de l’énergie primaire de Construction,<br />

Rénovation et Fin de vie si on ramène ces valeurs à un an. Cet<br />

indicateur reflète l’impact rapporté au service rendu au maître d’ouvrage<br />

(une surface et une durée d’existence du bâtiment).<br />

Graphique 7 : décomposition de l’indicateur énergie primaire totale<br />

ramenée à un an de la maison des Hauts de Feuilly et du bâtiment<br />

<strong>Nobatek</strong> pour la phase Construction, Rénovation et Fin de vie.<br />

Décomposition de l'énergie primaire de Construction,<br />

Rénovation et Fin de vie sur la durée de vie prise en compte<br />

kW.h /m²SHON<br />

3500,0<br />

Transport des matériaux<br />

3000,0<br />

Equipements techniques<br />

2500,0<br />

Finitions intérieures<br />

Menuiseries<br />

2000,0<br />

Couverture - Etanchéité 1500,0<br />

Façades<br />

1000,0<br />

Structure - isolation<br />

500,0<br />

Voirie - Réseaux divers<br />

0,0<br />

En revanche, le graphe ci-contre prend en compte la durée de vie totale<br />

supposée :<br />

- 50 ans pour la maison des Hauts de Feuilly<br />

- 30 ans pour le bâtiment <strong>Nobatek</strong><br />

On considère ici un indicateur reflétant l’impact initial de la construction.<br />

Graphique 8 : décomposition de l’indicateur énergie primaire totale sur la<br />

durée de vie supposée de la maison des Hauts de Feuilly et du bâtiment<br />

<strong>Nobatek</strong> pour la phase Construction, Rénovation et Fin de vie.<br />

Hauts de Feuilly Bâtiment <strong>Nobatek</strong><br />

Ces deux graphiques illustrent l’importance de l’hypothèse faite sur la<br />

durée de vie du bâtiment. La comparaison des deux bâtiments est<br />

radicalement différente selon l’indicateur pris en compte, et ce à cause<br />

d’une hypothèse de durée de vie différente. Il est donc essentiel pour pouvoir comparer des bâtiments entre eux de convenir d’hypothèses cohérentes et<br />

justifiées sur la durée de vie à prendre en compte en fonction du procédé constructif.<br />

213


) Liste des matériaux simplifiée<br />

Graphique 7 : variation d’impact entre ACV simplifiée et détaillée,<br />

Extrait du rapport détaillé de <strong>Nobatek</strong><br />

Ici l’impact de la simplification est jugé ici peu important (au maximum 14% sur l’énergie renouvelable<br />

consommée).<br />

NB : la simplification porte sur 5,3 % de la masse, ce qui reste du même ordre de grandeur que la<br />

simplification de la liste des matériaux réalisée par Armines sur la maison des Hauts de Feuilly (6,2%)<br />

avec un résultat assez différent.<br />

La différence de conclusion sur la pertinence de la simplification de la liste des matériaux semble venir :<br />

- Des matériaux négligés même dans l’étude complète sur le bâtiment <strong>Nobatek</strong> (réseau de<br />

ventilation, certains éléments de plomberie, le lot « électricité », et l’ascenseur).<br />

- de la liste des matériaux négligés dans la version simplifiée, qui comportait plus d’équipements<br />

techniques (groupes thermodynamiques, capteurs solaires…) dans l’étude de la maison des<br />

Hauts de Feuilly, et dont l’impact rapporté à la masse est particulièrement important.<br />

Aussi il nous semble qu’il faut rester sur l’idée que la simplification de la liste des matériaux génère un<br />

résultat partiel qui peut comporter selon les cas une divergence non négligeable sur certains indicateurs.<br />

214


3.3 Étude de variantes de procédés<br />

constructifs sur une maison individuelle<br />

Cette petite étude est tirée de l’analyse de sensibilité du poids du transport des produits qui avait été<br />

menée dans le cadre de la phase 2 « Méthodologie » du projet COIMBA. C’est pourquoi la phase<br />

d’usage n’est pas très détaillée (seulement les consommations d’électricité et de gaz), et la fin de vie<br />

n’avait pas été modélisée.<br />

Hypothèses sur les bâtiments :<br />

Les tableaux suivants présentent les matériaux, quantités, et modules choisis évaluer les impacts<br />

environnementaux sur SimaPro, pour toute la durée de vie du bâtiment (30 ans). La base de données de<br />

matériaux utilisés pour l’ACV est Ecoinvent version 2.0.<br />

Bâtiment 1 :<br />

215


Bâtiment 1 - une habitation traditionnelle, isolée par l'intérieur et munie d'une ventilation simple flux<br />

Modèle de bâtiment<br />

Quantité<br />

Modèle de transport<br />

Camion (T.km) Bâteau (T.km)<br />

Commentaires<br />

Lot<br />

Element<br />

Unité<br />

dans Quantité Quantité en kg<br />

SimaPro<br />

Module utilisé dans Simapro<br />

Distance (km)<br />

(camion de 16-32T)<br />

Module utilisé dans<br />

Simapro : Transport, lorry<br />

16-32t, EURO4/RER U<br />

Module utilisé dans<br />

Simapro : Transport,<br />

transoceanic freight<br />

ship/OCE U<br />

Enduit (projeté/tranché<br />

mortier ciment)<br />

kg 7378 7378 150 1107 _<br />

Cement mortar,at plant/ CH U<br />

Parpaing kg 56420 56420 Concrete block, at plant/DE U 57 3216 _<br />

Murs<br />

extérieurs<br />

Murs<br />

intérieurs<br />

Laine de verre kg 217 217 Glass wool mat, at plant/CH U 460 100 _<br />

BA13 kg 2387 2387<br />

Vitrage(double<br />

vitrage)(U=2,2<br />

M2K/W;66% de vitrage)<br />

m 2 6 182<br />

Gypsum plaster board,at<br />

plant/CH U<br />

Glazing,double(2-IV), U


Bâtiment 2<br />

Bâtiment 2-une habitation optimisée,en ossature bois et munie d'une ventilation double flux<br />

Lot<br />

Modèle de bâtiment<br />

Modèle de transport<br />

Quantité<br />

Camion (T.km) Bâteau (T.km)<br />

(camion de 16-32T)<br />

Module utilisé dans<br />

Module utilisé dans<br />

Element Unité dans<br />

SimaPro Quantité Quantité en kg Module utilisé dans Simapro Distance (km)<br />

Simapro : Transport,<br />

Simapro : Transport,<br />

transoceanic freight<br />

lorry 16-32t,<br />

ship/OCE U<br />

EURO4/RER U<br />

Sawn timber, softwood,<br />

Bardage+ossature m 3 10,0 4991<br />

planed, air dried, at<br />

500 2496 _<br />

plant/RER U<br />

Panneau<br />

m 3 Oriented strand board, at<br />

2,6 1736<br />

OSB+pare pluie<br />

plant/RER U<br />

250 434 _<br />

Isolation(laine de<br />

verre)<br />

kg 434 434 Glass wool mat,at plant/CH U 460 200 _<br />

Murs<br />

extérieurs<br />

Isolation<br />

extérieure (laine<br />

de roche 5cm)<br />

m 3 10,85 651 Rock wool, at plant/CH U 477 311 _<br />

BA 13 kg 2387 2387<br />

Gypsum plaster board,at<br />

plant/CH U<br />

230 549 _<br />

Vitrage(double<br />

vitrage)(U=2,07<br />

M2K/W;66% de<br />

vitrage)argon<br />

m 2 6 181,8<br />

Glazing,double(2-IV), U


De nombreux matériaux sont les mêmes entre les deux bâtiments, les différences se situent au niveau :<br />

- Des murs extérieurs : l’enduit (7 378kg), les parpaings (56 420 kg) et la laine de verre (217 kg)<br />

du bâtiment 1, ont été remplacés par du bardage/ossature bois (4 991 kg), du panneau OSB (1<br />

736 kg), de la laine de verre (434 kg), et de la laine de roche en isolation extérieure (651 kg)<br />

dans le bâtiment 2.<br />

- Des murs intérieurs : le Placoplâtre (3 817 kg) a été remplacé par des briques de terre crue (13<br />

800 kg) pour améliorer l’inertie.<br />

- De la toiture : la laine de verre (286 kg) a été remplacée par de la ouate de cellulose (858 kg).<br />

Evaluation des besoins de chauffage.<br />

Cette simulation a été réalisée sur les logiciels Alcyone et Comfie-Pléiade.<br />

Hypothèses :<br />

- Scénarii de fonctionnement : occupation par une famille standard de 4 personnes<br />

- Températures de consigne : chauffage 19°C en journée et 15°C la nuit<br />

- Débits de ventilation : 0,6 vol/h<br />

Les résultats des simulations de Simulation Thermique Dynamique ont donc permis de définir les<br />

consommations énergétiques pour le chauffage, d’où les hypothèses suivantes prises en compte dans le<br />

modèle :<br />

Bâtiment 1 :<br />

Modèle d'énergie<br />

Source<br />

Module utilisé dans SimaPro<br />

Consommation d'électricité kWh 120000 INES<br />

Electricity,medium<br />

voltage,production FR, at grid/FR U<br />

Consommation énergétique<br />

pour le chauffage(gaz naturel)<br />

MJ 1265436 STD<br />

heat,natural gas,at boiler<br />

condensing<br />

modulating


Résultats de l’analyse des impacts environnementaux :<br />

Les résultats des indicateurs environnementaux (indicateurs que l’on retrouve dans la norme XP P01 020 3 « Qualité environnementale des produits de<br />

construction et des bâtiments ») ont été calculés avec une méthode élaborée par <strong>Nobatek</strong> et basée sur la norme XP P01 020 3, les méthodes « Cumulative<br />

Energy Demand », « Abiotic depletion » de CML2000, IPCC GWP100, etc.<br />

Bâtiment 1<br />

Construction du bâtiment<br />

Usage du bâtiment<br />

Catégorie d'impact Unité Total Murs extérieurs Murs intérieurs Plancher bas Plancher intermédiaire Toiture Transport bâteau Transport camion Electricité Gaz naturel<br />

Energie renouvelable MJ 1,34E+05 2,20E+04 3,60E+03 3,42E+03 3,77E+04 1,99E+03 5,87E+01 4,66E+02 5,93E+04 5,40E+03<br />

Energie non renouvelable MJ 3,28E+06 9,33E+04 4,46E+04 8,10E+04 2,81E+04 3,60E+04 4,09E+03 3,27E+04 1,42E+06 1,54E+06<br />

Epuisement des ressources kg Sb eq 9,50E+02 3,85E+01 1,91E+01 3,36E+01 9,24E+00 1,43E+01 1,75E+00 1,41E+01 7,34E+01 7,46E+02<br />

Consommation d'eau litre 3,51E+06 5,27E+05 1,09E+05 2,45E+05 8,46E+04 6,48E+04 3,32E+03 2,47E+04 2,23E+06 2,17E+05<br />

Déchets dangereux kg 8,54E+00 5,78E-01 1,58E-01 5,24E+00 1,41E-01 1,23E-01 3,48E-03 9,77E-02 3,27E-01 1,87E+00<br />

Déchets non dangereux kg 4,37E+03 1,15E+03 4,40E+02 7,14E+02 1,84E+02 1,14E+02 2,55E+00 2,06E+02 8,49E+02 7,16E+02<br />

Déchets radiocatifs kg 2,03E+01 2,79E-01 1,02E-01 1,57E-01 1,37E-01 1,03E-01 5,00E-03 2,72E-02 1,92E+01 2,86E-01<br />

Changement climatique kg CO2 eq 1,25E+05 9,44E+03 4,94E+03 7,54E+03 -2,06E+03 2,69E+03 2,61E+02 1,95E+03 1,10E+04 8,95E+04<br />

Acidification atmosphérique kg SO2 eq 1,27E+02 1,31E+01 5,18E+00 8,63E+00 3,44E+00 4,73E+00 3,36E+00 2,13E+00 4,23E+01 4,40E+01<br />

Pollution de l'air m3 4,43E+06 7,16E+05 3,91E+05 3,61E+05 1,37E+05 2,07E+05 3,75E+04 1,18E+05 9,71E+05 1,49E+06<br />

Pollution de l'eau m3 5,39E+06 1,32E+06 5,33E+05 2,59E+05 1,19E+05 1,32E+05 2,70E+04 2,69E+05 4,75E+05 2,26E+06<br />

Destruction couche d'ozone kg CFC-11 eq 1,41E-02 5,24E-04 2,81E-04 2,76E-04 1,34E-04 2,03E-04 2,95E-05 3,11E-04 4,97E-04 1,19E-02<br />

Formation ozone photochimique kg C2H4 1,87E+01 1,28E+00 5,06E-01 3,18E+00 3,99E-01 5,03E-01 1,84E-01 2,50E-01 2,48E+00 9,94E+00<br />

Bâtiment 2<br />

Construction du bâtiment<br />

Usage du bâtiment<br />

Catégorie d'impact Unité Total Murs extérieurs Murs intérieurs Plancher bas Plancher intermédiaire Toiture Transport bâteau Transport camion Electricité Gaz naturel<br />

Energie renouvelable MJ 2,56E+05 1,45E+05 2,94E+03 3,42E+03 4,00E+04 3,00E+03 5,87E+01 5,90E+02 5,93E+04 1,49E+03<br />

Energie non renouvelable MJ 2,14E+06 1,01E+05 2,66E+04 8,10E+04 9,17E+03 2,93E+04 4,09E+03 4,15E+04 1,42E+06 4,24E+05<br />

Epuisement des ressources kg Sb eq 4,01E+02 4,12E+01 1,15E+01 3,36E+01 3,68E+00 1,29E+01 1,75E+00 1,78E+01 7,34E+01 2,05E+02<br />

Consommation d'eau litre 1,73E+06 1,48E+05 6,38E+04 1,96E+05 1,89E+04 3,20E+04 2,38E+03 1,98E+04 1,22E+06 3,64E+04<br />

Déchets dangereux kg 7,35E+00 9,42E-01 1,03E-01 5,24E+00 2,36E-02 6,82E-02 3,48E-03 1,24E-01 3,27E-01 5,15E-01<br />

Déchets non dangereux kg 3,29E+03 6,54E+02 4,65E+02 7,14E+02 8,13E+01 6,92E+01 2,55E+00 2,60E+02 8,49E+02 1,97E+02<br />

Déchets radiocatifs kg 1,99E+01 2,95E-01 7,33E-02 1,57E-01 3,46E-02 5,73E-02 5,00E-03 3,45E-02 1,92E+01 7,88E-02<br />

Changement climatique kg CO2 eq 4,31E+04 -6,49E+03 3,85E+03 7,54E+03 -2,65E+03 2,51E+03 2,61E+02 2,47E+03 1,10E+04 2,46E+04<br />

Acidification atmosphérique kg SO2 eq 9,47E+01 1,53E+01 3,64E+00 8,63E+00 1,81E+00 4,86E+00 3,36E+00 2,70E+00 4,23E+01 1,21E+01<br />

Pollution de l'air m3 3,34E+06 8,78E+05 2,21E+05 3,61E+05 9,62E+04 2,14E+05 3,75E+04 1,49E+05 9,71E+05 4,10E+05<br />

Pollution de l'eau m3 3,07E+06 6,08E+05 5,93E+05 2,59E+05 4,22E+04 1,01E+05 2,70E+04 3,41E+05 4,75E+05 6,21E+05<br />

Destruction couche d'ozone kg CFC-11 eq 5,24E-03 4,18E-04 1,50E-04 2,76E-04 4,28E-05 1,73E-04 2,95E-05 3,94E-04 4,97E-04 3,26E-03<br />

Formation ozone photochimique kg C2H4 1,18E+01 1,82E+00 3,88E-01 3,18E+00 2,03E-01 4,58E-01 1,84E-01 3,17E-01 2,48E+00 2,73E+00<br />

219


D’une façon générale :<br />

La modification des murs extérieurs sur le bâtiment 2 entraîne des impacts moins élevés, via l’emploi du<br />

bois et le fait que le poids global des matériaux soit beaucoup diminué (125,3 tonnes au lieu de 170,9<br />

tonnes).<br />

L’utilisation de ouate de cellulose, à la place de la laine de verre sous la toiture, apporte aussi un petit<br />

un gain environnemental.<br />

Au niveau de la phase d’usage, le bâtiment 2 est également plus vertueux envers l’environnement<br />

puisqu’il nécessite moins de gaz naturel pour le chauffage.<br />

Ci-dessous, quelques exemples d’indicateurs pour illustrer cela :<br />

Changement climatique<br />

Le bâtiment 1 est donc plus impactant que le bâtiment 2 sur cet indicateur. Sur la phase d’usage cela<br />

s’explique facilement, car le bâtiment 2 consomme beaucoup moins de gaz pour le chauffage, ce qui a<br />

pour effet d’émettre moins de GES. De même, l’usage du bois dans la construction diminue l’impact des<br />

matériaux puisque le bois a un impact « négatif » sur le changement climatique, via l’effet « puits de<br />

carbone ».<br />

Energie primaire<br />

220


Au niveau de l’énergie primaire, on peut faire la même observation pour la phase d’usage que sur<br />

l’indicateur précèdent (le fait qu’il ait moins besoin de gaz évite de la consommation d’énergie primaire).<br />

En revanche pour la phase de construction, le bâtiment 2 qui est un peu plus impactant que le bâtiment<br />

1.<br />

Si on regarde le détail de cet impact, on constate que l’écart vient essentiellement de la consommation<br />

d’énergie renouvelable. Et sur l’énergie renouvelable, ce sont les murs extérieurs qui sont le plus<br />

impactants (notamment le bois, qui représente de la biomasse à fort pouvoir calorifique),<br />

Déchets non dangereux<br />

Au niveau de la production de déchets non dangereux, le bâtiment 2 est moins impactant que le<br />

premier. Cela s’explique par le qu’il y a beaucoup moins de déchets inertes générés lors de la<br />

production des matériaux des murs extérieurs.<br />

Acidification<br />

L’impact sur l’acidification est quasiment équivalent pour la construction des deux bâtiments. L’emploi<br />

de matériaux classiques sur le bâtiment 1, a donc peu d’effet sur cet indicateur.<br />

221


En conclusion, on peut retenir que, dans ce cas d’étude, l’utilisation d’un système constructif à base de<br />

bois a été moins néfaste pour l’environnement qu’une structure classique (béton). En effet, la structure<br />

bois, associée à une isolation extérieure (laine de roche), à des cloisonnements intérieurs en terre crue,<br />

etc., nécessite une production de matériaux moins impactante et permet un gain de poids. On<br />

remarquera toutefois que les distances de transports sont plus élevées pour ces matériaux et donc le<br />

bilan global du transport en t*km est quand même supérieur pour le bâtiment 2 (16 275 t*km en camion,<br />

contre 13 109 t*km pour le bâtiment 1). Avec un effort supplémentaire sur la provenance des matériaux,<br />

l’impact du bâtiment 2 pourrait donc être encore plus réduit.<br />

La phase d’usage est également plus favorable au système constructif bois qui est équipé d’une<br />

ventilation double flux.<br />

On peut noter que la durée de vie utilisée dans la modélisation est de 30 ans, ce qui n’est pas très<br />

élevé. Si on avait considéré une durée de vie plus longue, le gain environnemental lors de la phase<br />

d’usage aurait été amplifié et les impacts liés aux matériaux auraient été réduits sur l’ensemble du cycle<br />

de vie.<br />

Il faut également noter que la fin de vie n’a pas été modélisée, et qu’elle aurait probablement influé<br />

aussi (de façon différente pour les deux bâtiments) sur le bilan environnemental du cycle de vie.<br />

222


Conclusion<br />

Comparaison des résultats de l’ACV des Hauts de Feuilly à partir des logiciels Elodie, Equer, SimaPro<br />

Les différents écarts de résultats observés entre les outils, peuvent être liés à plusieurs sources<br />

d’incertitude (qui peuvent s’accumuler) :<br />

o 1 ère couche d’incertitude induite par les inventaires (simplifications, précision …)<br />

o 2 ème couche d’incertitude induite par le logiciel (mode de calcul)<br />

o 3 ème couche d’incertitude induite par la pratique/l’utilisateur (élaboration du métré, hypothèses<br />

sur le cycle de vie, base de données utilisées …)<br />

Une analyse plus poussée des écarts entre les différents outils n’a pas pu être menée faute de temps et<br />

d’outil d’analyse adéquat. La comparaison des résultats d’outils logiciels comme SimaPro, EQUER ou<br />

ELODIE sur un bâtiment réel semble trop complexe en raison de la diversité des matériaux pris en<br />

compte, des hypothèses de modélisation à tous les niveaux et de l’effet boîte noire. C’est, du reste, une<br />

des raisons qui ont poussé les membres d’un précédent projet Européen à s’intéresser dans un<br />

premier temps à un cube de béton à la géométrie simple en ne faisant intervenir qu’un nombre limité de<br />

données ACV avant d'étudier une maison réelle dans une deuxième étape (Peuportier et al, 2004). Ce<br />

projet européen a permis d'étudier quelques sources d'écart entre les différents modèles par une<br />

analyse de données concernant par exemple les masses de matériaux, le type de ciment et d'acier, le<br />

% d'acier dans le béton, le mix de production d'électricité, les inventaires pour quelques matériaux de la<br />

maison et le chauffage gaz.<br />

La thèse de S. Lasvaux (Lasvaux, 2010), qui s’est déroulée en parallèle du projet COIMBA, a justement<br />

permis d’approfondir l’analyse des données ACV de type Ecoinvent et FDES. Un outil d’analyse a été<br />

mis au point à l’issue de ce travail de recherche.<br />

Il serait alors utile de l’utiliser, à l’avenir, pour approfondir les écarts dans les résultats d’ACV bâtiment.<br />

En complément de l’analyse des données ACV, des documents de cadrage des modélisations<br />

deviennent également indispensables. A l’échelle du projet COIMBA, les différentes personnes ont pu<br />

discuter et sont parties d’un même métré pour modéliser les mêmes bâtiments. Mais comment<br />

modéliser de manière homogène des bâtiments sans disposer de règles communes complètes. Ce<br />

premier comparatif montre qu'il reste encore de nombreuses questions à éclaircir et d'ouvrir quelques<br />

perspectives pour progresser vers davantage de fiabilité des ACV et vers une aide à l'interprétation des<br />

résultats.<br />

Comparaison entre l’étude sur la liste complète des matériaux et l’étude sur une liste simplifiée<br />

Les deux études réalisées aboutissent à des conclusions différentes : dans un cas des écarts<br />

importants sont constatés, et dans l’autre les écarts sont jugés faibles. Il existe donc des perspectives<br />

pour simplifier les listes de matériaux, mais le choix des matériaux à négliger doit se faire avec une<br />

grande prudence.<br />

Ces deux études ne permettent par ailleurs pas de rendre compte de l’ensemble des typologies de<br />

systèmes utilisés dans les bâtiments, il serait nécessaire de poursuivre ce travail dans d’autres<br />

configurations.<br />

223


Piste de recherches à poursuivre :<br />

- Analyse approfondie des écarts entre les outils, notamment avec l’outil de Sébastien Lasvaux.<br />

- Définir des durées de vie de référence pour les bâtiments en fonction du procédé constructif.<br />

Ce point a une importance cruciale dans la comparaison des projets entre eux, et les valeurs<br />

prises en compte devront être justifiées et consensuelles.<br />

- L’Analyse de Cycle de Vie ayant pour but d’être un outil d’aide à la conception, deux pistes sont<br />

envisageables :<br />

o Standardiser le classement des matériaux par lots afin de permettre la décomposition<br />

de l’analyse par sous-ensembles ;<br />

o Prévoir dans les outils d’identifier les contributeurs principaux à un impact. Ainsi<br />

lorsque l’on identifie un indicateur montrant un impact important du bâtiment, il serait<br />

facile de remonter aux contributeurs principaux à cet impact, et ainsi d’identifier les<br />

matériaux ou procédé sur lesquels il faudrait travailler pour améliorer l’impact du<br />

bâtiment.<br />

- Nous avons vu que la simplification de la liste des matériaux prise en compte peut conduire<br />

selon les cas à des écarts non négligeables. Il nous semblerait intéressant de développer des<br />

ratios sur des indicateurs pertinents par typologie de systèmes pour simplifier la saisie très<br />

fastidieuse des métrés des lots fluides sans perdre en précision comme on le ferait en<br />

négligeant totalement ces éléments. Ceci passe par un travail de modélisation d’un grand<br />

nombre de bâtiments présentant des procédés constructifs et des systèmes différents.<br />

224


225


Conclusion générale<br />

Les travaux réalisés ont permis d’aboutir à une véritable maitrise de la méthodologie ACV appliquée au<br />

bâtiment, maitrise traduite dans deux outils spécifiques. Tant le contenu de l’analyse que sa précision et<br />

son adéquation aux besoins des concepteurs des bâtiments ont été optimisés par les travaux réalisés<br />

sur de nombreux points.<br />

Ces propositions ont été en partie intégrées dans les outils Elodie et Equer, offrant par conséquent la<br />

possibilité d’utiliser l’ACV pour évaluer plus précisément et plus facilement les impacts des bâtiments en<br />

phase conception. Enfin, les versions améliorées des outils ACV Equer et Elodie ont été évaluées par<br />

des analyses comparatives réalisées sur des bâtiments à faible consommation d’énergie.<br />

L’effet de levier du projet COIMBA consiste à l’harmonisation et à la consolidation de l’ACV bâtiment.<br />

L’amélioration de la méthodologie permet de rendre la pratique d’autant plus possible. La tendance est<br />

à la généralisation de l’approche ACV pour maîtriser la Qualité Environnementale des Bâtiments. On le<br />

constate en effet avec les travaux de l’association HQE qui vont dans ce sens là.<br />

Le projet COIMBA a ainsi apporté une valeur ajoutée à l’approche environnementale dans le bâtiment.<br />

Les perspectives sont orientées vers la systématisation de l’analyse quantifiée en phase conception<br />

pour mesurer les impacts environnementaux des bâtiments, ce qui suppose de poursuivre le travail de<br />

maîtrise des différents outils d’analyse et en particulier la pratique de l’ACV bâtiment.<br />

226


Annexes<br />

227


Annexe 1 – Communication retenue pour la<br />

conférence World Sustainable Building<br />

Conference 2011 à Helsinki<br />

Methodological improvements in life cycle analysis of buildings: results from the<br />

COIMBA project<br />

Authors: N. Salmon 5 , Bruno PEUPORTIER 1 , Jacques CHEVALIER 2 , Renaud MIKOLASEK 3 , Olivier SIDLER 4 ,<br />

Nicoleta SCHIOPU 2 , Sébastien LASVAUX 2 , Alexandra LEBERT 2 , Lucie DUCLOS 5 , Thierry RIESER 4 , Gregory<br />

HERFRAY 1 , Fabien FILLIT 5 , Jean-Louis SENEGAS 3<br />

1- ARMINES ; 2-Centre Scientifique et Technique du Bâtiment ; 3-IZUBA ; 4-ENERTECH ; 5-NOBATEK<br />

Fast development of sustainable construction requires more precise and relevant tools for low impact buildings<br />

design and decision-making assistance. Methods already exist but they need to be adapted to new demands,<br />

whether it aims at a better understanding of low energy buildings environmental profile or at allowing a daily use<br />

of environmental evaluation tools in the design process. COIMBA is a collaborative project initiated by a team of 5<br />

partners in 2008 with the goal to improve buildings LCA tools available in France: Equer and Elodie.<br />

Water<br />

Calculation modules allowing the evaluation of water consumption in buildings and rainwater management on<br />

building sites were developed and integrated in LCA tools.<br />

Energy<br />

The first work concerns the homogenisation between LCA tool and dynamic thermal simulation. To enable the<br />

evaluation of the thermal performance of a building, it is necessary to clarify the physical properties of the<br />

materials (density, thermal conductivity, specific heat ...). Another approach undertaken during the project is that<br />

of the dynamic LCA. This may be applied particularly to the energy mix used in the calculations. This approach<br />

was applied to each mode of production, as well as total output, to determine trends in the energy mix. Taking into<br />

account the seasonal mix may allow a more precise calculation of climate change indicators. Three specific<br />

morphologies were determined: an annual trend, a weekly trend and a daily trend.<br />

Indicators<br />

An analysis was conducted on the use of "end-points" indicators such as land use or ecotoxicity, in LCA of<br />

buildings. The “land use” indicator is still rarely used today in construction products and building LCA, due to its<br />

complexity, its dependence on local conditions and numerous calculation assumptions. Nevertheless an<br />

experimental approach with this type of indicator can be interesting in order to observe the relative importance of<br />

both the impact of the plot and that of the materials. We modelled two types of buildings with, for each one of<br />

them, three building systems: concrete structure, steel structure and timber structure. Both buildings meet the<br />

same specifications, but have different shapes that give them a different occupation of the plot. The results show<br />

surprisingly that the impact of materials has a strong influence on the overall impact generated by the<br />

transformation and the use of the plot. It is therefore important to integrate materials and products in an impact<br />

analysis on biodiversity, and not just on the plot.<br />

Concerning human health, the ILCD project workgroup recommends using the DALY indicator, which combines<br />

qualitative and quantitative information on health, when the damage is caused by several stressors related to the<br />

environment, aggregated into a single indicator impact. Concerning the ecotoxicity, only an approach seeking to<br />

determine the effects on diversity in terms of population seems sufficiently developed to be applied to a building<br />

LCA. The PDF method seems best suited to this type of analysis. To optimize this method, one solution might be<br />

the coupling of the LCA approach with the approaches of health risk assessment (HRA) and approaches to<br />

ecological risk assessment (ERA).<br />

Data and simplification of inventories<br />

There are several types of LCA databases: inventory databases, and ecoprofiles databases (EPD, FDES...).<br />

Among all the identified databases, we selected 13 that provide relevant and timely data for the construction<br />

228


sector: INIES, Ecoinvent, DEAM, IVAM, GEMIS, IBU ELCD, Athena, U.S. LCI Database, IBO, GaBi CPM LCI<br />

Database, and EIME. These databases provide information on nearly 650 types of products or materials and 250<br />

data on active systems available. Two approaches are confronted: material and process data (e.g. Ecoinvent), or<br />

data on construction products (e.g. INIES database). Currently, the most complete databases (often generic<br />

databases) consider several thousands of potential elementary flows for each data. On the opposite,<br />

the most synthetic databases (often corresponding to data specific to a product category) reduce the<br />

number of inventory flows to a few dozen. A comparative analysis of Ecoinvent and NFP01-010 inventories was<br />

conducted onto toxicity indicators (study on the "damage to health (DALY)” indicator). We were thus able<br />

to highlight one of the limits of the simplified inventory as presented in the NF P01 010 standard. Indeed, the<br />

categorization of substances does not allow to calculate the DALY indicator in a relevant and consistent<br />

way, since some substances, that present a specially high toxicological nature, here the dioxins, are classified in<br />

a category that does not include this feature. In order to integrate aspects of health impact assessment of<br />

a system, it requires to better integrating health aspects while simplifying inventories, establishing categories on<br />

the basis of toxicological characteristics of substances.<br />

Perimeter<br />

An analysis was conducted on defining the study perimeter to be used for a building LCA, and in particular on the<br />

treatment of end of life. Existing approaches on recycling can be grouped into three families: the approaches by<br />

temporal cuts rules, called "cut-off", that consider only an average production mix with a certain degree of<br />

incorporation (A1); The avoided impacts approaches, "avoided burden", that consider the recycling loop between<br />

the end of life and production of a material as a bonus which is then necessary to assign (A2); Approaches by<br />

stocks, “stock flow”, which is based on the principle of the existence of secondary raw materials stocks (A3).<br />

Today, the tool EQUER is based on a method taking into account the recycling of the A2 family, while ELODIE,<br />

which uses FDES to take recycling into account, is based on an approach of A3 family. It may also be useful to<br />

adapt the end of life scenarios, not considering the type of material, but the type of use instead. It is also<br />

interesting to study beside conventional scenarios, probabilistic scenarios.<br />

Pilot case evaluation<br />

Some methodological elements previously mentioned or proposed have led to imrpovements of the two French<br />

LCA softwares: EQUER and ELODIE. These two tools, alongside the software SimaPro, were then tested and<br />

compared by studying a practical case: the construction of a new individual home. The objective of this analysis<br />

was to observe the real conditions use of these solutions of building LCA, with all factors of complexity and<br />

uncertainty inherent in the reality of practices. Significant differences between the results given by each tool were<br />

observed. They may be linked to several sources of uncertainty: inventories, software, and user.<br />

Conclusion<br />

LCA use is growing fastly in the construction sector, particularly in France with specific tools such as EQUER and<br />

ELODIE that recently allow taking into account the full life cycle of a building. This is supported by new<br />

standards, regulations and frameworks including the LCA of buildings. Moreover, the databases of construction<br />

products such as INIES, offer an ever widening and growing range of products. The project COIMBA has<br />

highlighted many methodological points to harmonize for a consensus approach usable by any user. These<br />

proposals have partly been integrated into the ELODIE and EQUER tools, offering henceforth the possibility of<br />

using LCA to more accurately and easily assess the impacts of buildings in design phase. It seems therefore<br />

essential to define a framework for the realization of inventories, and continue to work on the transparency of the<br />

databases. Making comparisons between buildings on the basis of different tools must also be avoided.<br />

Acknowledgments<br />

The project COIMBA was conducted under the PREBAT (Research and Experimentation Program on energy in<br />

the building), 2008-2011. The five project partners were so able to receive support from the ANR (Research<br />

National Agency) for this work.<br />

229


portrait of the presenting author<br />

Methodological improvements in life cycle analysis of buildings:<br />

results from the COIMBA project<br />

Nicolas Salmon<br />

Head of the Technologies for<br />

Construction Unit<br />

NOBATEK, Technical Research<br />

Centre<br />

France<br />

nsalmon@nobatek.com<br />

portrait of the co-author<br />

Co-authors :<br />

Bruno PEUPORTIER 1 , Jacques CHEVALIER 2 , Renaud MIKOLASEK 3 , Olivier SIDLER 4 , Nicoleta SCHIOPU 2 ,<br />

Sébastien LASVAUX 2 , Alexandra LEBERT 2 , Lucie DUCLOS 5 , Thierry RIESER 4 , Gregory HERFRAY 1 , Fabien<br />

FILLIT 5 , Jean-Louis SENEGAS 3<br />

1- ARMINES ; 2-Centre Scientifique et Technique du Bâtiment ; 3-IZUBA ; 4-ENERTECH ; 5-NOBATEK<br />

Summary<br />

Fast development of sustainable construction requires more precise and relevant tools for low impact buildings<br />

design and decision-making assistance. Methods already exist but they need to be adapted to new demands,<br />

aiming either at acquiring a better understanding of low energy buildings environmental profile or at allowing a<br />

daily use of environmental evaluation tools in the design process.<br />

COIMBA is a collaborative project initiated by a team of 5 partners in 2008 with the goal to improve buildings LCA<br />

tools available in France: EQUER and ELODIE.<br />

After a detailed analysis of existing tools (in Europe, North America, Australia...) work has been dedicated to<br />

improve methodological approaches:<br />

Water. Introducing fine analysis of water consumption and management in assessment tools: calculation<br />

modules allowing the evaluation of water consumption into buildings and rainwater management on<br />

building sites were developed and integrated in LCA tools<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

<br />

Energy. Performing better integration of energy issues into LCA tools: compulsory information to be<br />

delivered about thermal performance of products to be used in a LCA analysis; to include daily and<br />

seasonally variations of the electricity production mix into the calculations and thus allowing more<br />

precise climate change indicators calculation.<br />

Indicators. Analysing the use of end-points indicators like “land use” and “eco-toxicity” in buildings LCA<br />

Data. Defining the way to use both Ecoinvent data and French EPDs (FDES) in LCA tools, and the<br />

possibility to simplify life cycle inventories<br />

Perimeter. Analysis of end of life and transports treatment in buildings LCA<br />

Ergonomics. Practical recommendations for tools editors on data transparency and results reporting.<br />

Finally, improved version of LCA tools EQUER and ELODIE have been evaluated through comparative analysis<br />

performed on low impact buildings.<br />

Keywords:<br />

sustainable construction, LCA tools, LCA methodology<br />

230


1. Introduction<br />

Life Cycle Analysis (LCA) is a scientific tool to measure the environmental impacts associated with the lifecycle of<br />

a product or a service. It is a multi-criteria and multi-stage method and can be used for ecodesign.<br />

In a LCA, the entire lifecycle of the product is analysed, from the extraction of raw materials to the end of life<br />

(waste or recycling), through the manufacture of materials, assembly, product use and maintenance.<br />

The procedure for conducting an LCA is defined by the standards of ISO 14040 "Environmental management -<br />

Life Cycle Analysis".<br />

For several years the construction sector has been the subject of a growing awareness of environmental issues.<br />

Indeed, the real estate residential and commercial uses count for a 44 percent of energy use in France and it is<br />

the third source of CO2 emissions (23 percent). Taking into account the environmental dimension is now at the<br />

heart of the construction industry agenda.<br />

In France, as elsewhere in Europe, several approaches have been implemented to address this problem: High<br />

Environmental Quality (HQE ®), thermal regulation (RT 2005, RT 2012), Low Consumption Building (BBC<br />

Effinergie ® label)...<br />

LCA methods are however difficult to apply directly in the construction industry since the buildings are quite<br />

special "products". On one hand, their complexity requires analysis of many different elements for which data are<br />

often not available. On the other hand, several environmental aspects cannot be taken into account in this<br />

analysis because of the difficulty to quantify them and the lack of adequate indicators. This is the case today for<br />

the impact on the implantation site, the impact on the quality of indoor air, or the impact related to user<br />

satisfaction.<br />

Compared to existing systems for the environmental evaluation of buildings, rather centred on qualitative<br />

approaches, some specific tools that have been developed for the building sector offer the advantage of<br />

quantitative analysis, so the results are objective and allow for comparison. However, they are limited by the<br />

approximations imposed on multiple calculation steps: this being the case for the quality of data, the types of<br />

available data, the environmental aspects taken into account, the translation of results in environmental impacts<br />

(inventory), and possibly additional steps, such as standardization.<br />

Sixteen tools were examined for the state of the art phase of COIMBA project. The available tools are either free<br />

of charge, have a license fee, or follow differentiated access and use schemes.<br />

Among the existing tools, there are different levels and different types of chaining: linkings can be established<br />

between juxtaposed modules (including the module "Building Products" for example), or even between different<br />

tools (eg EQUER which is linked to the COMFIE PLEIADES tool). The description of a building can be done at<br />

different scales and with different approaches. A building can be described as a sum of materials, a sum of<br />

manufactured products or a sum of assembled components.<br />

The tools work with either internal databases, external ones chained to the interface, or no database at all. Some<br />

tools, which have only one construction products module, just deliver an impact factor of the building: the<br />

contribution of materials and construction products impacts on the scale of the site.<br />

Some other tools are more advanced and include modules to calculate the impacts during the life period of the<br />

building (in use).<br />

On the other hand, few of them seem to fully address end of life of buildings. Among the tools reviewed, it<br />

appears that all the trends, from the "black box" to the most transparent tool, are represented.<br />

The tools deliver results based on standard methodologies: it is the case for example of ELODIE which is based<br />

on indicators from French standards (see Table 1). The choice of calculated indicators often comes from<br />

consensus, whether from industrial standards or scientific work (e.g. climate change). Other indicators show,<br />

however, a more anecdotal presence (e.g. air quality). Indicators are often the result of aggregating data from the<br />

LCI (Life Cycle Inventory). Some tools provide yet a higher level of aggregation of indicators, sometimes into a<br />

single indicator (with the aim of providing the user with results that are more manageable but with the risk of an<br />

information loss).<br />

The results are generally expressed in tables of results or graphs, they can be given for the full life cycle of a<br />

building or for each stage of the life cycle for the entire building, or even for different sections of the same<br />

building. They can be expressed with different units.<br />

231


Table 1: Standards for analysis of the life cycle of building materials and buildings<br />

Among the sixteen tools studied in project COIMBA's state of the art, targeted users are different (architects,<br />

technical consultancy agencies, local authorities) and don’t meet the same needs neither show the same<br />

methodological transparency.<br />

For a majority of the tools observed, complete and detailed documentation is merely not available. The tools offer<br />

in common the aggregation of environmental data (materials, products, assemblies) to obtain data on the scale of<br />

the whole site. They differ in format and method of acquisition of environmental data: automatic or manual<br />

acquisition; data concerning materials, products, or assemblies; data "from cradle to gate" or "cradle to grave";<br />

adaptability of data). They also differ on the expression of the results, both in substance (indicators shown) as in<br />

form (graphical presentation).<br />

In terms of methodology, the tools appear to be classified according to two alternatives:<br />

1 The tool is based on LCA data of the complete product (“from cradle to grave ") and the user can modify<br />

the data for customization.<br />

2 The tool is based on partial LCA data ("from cradle to gate") and the user provides the necessary<br />

complement to his/her case study. (E.g.: a tool like EQUER)<br />

Alongside with the development of the LCA tools, their corresponding databases, whether national or European,<br />

have also become more consistent.<br />

LCA databases (Ecoinvent, Idemat, Buwal ..), often corresponding to the European context, are regularly updated<br />

and expanded, now there is data available on a wide range of materials and commodities, including construction.<br />

However these data generally do not allow integration into the tools specifically dedicated to the building sector<br />

and do not feature French products.<br />

In the French context, the INIES database includes a set of Environmental and Health Declaration Fiches (FDES<br />

in French) that deliver accurate and complete information about the products they concern. These fiches are<br />

produced according to standard NF P01-010 which specifies the framework for evaluating these data and their<br />

mode of representation. The complexity of the results thereby declared (LCA inventory) actually hinders their use,<br />

and the integration of these data in ergonomic tools (like ELODIE) can be particularly beneficial to end-users.<br />

At the European level, environmental fiches also do exist in most other countries, and works towards harmonizing<br />

all these data are under way.<br />

In this context, the COIMBA project aimed at developing tools for the quantitative assessment of the<br />

environmental quality of buildings, to be used in an HQE type approach.<br />

The main innovation comes from the intellectual work carried around a tool based on a consensual pooling of<br />

current scientific knowledge and powered by reliable, verified and approved data. This led to an overall<br />

methodology capable of promoting the French approach to the environmental quality of buildings.<br />

2. Methodological developments<br />

The COIMBA project has improved two LCA of buildings tools available in France, ELODIE and EQUER,<br />

including working on methodological approaches.<br />

232


2.1. Taking into account water related issues<br />

The work aimed at developing a model to estimate household water consumption and a model of stormwater<br />

management. Indeed, these aspects have been neglected or poorly regarded in available tools.<br />

2.1.1. Drinking water<br />

A model for estimating the water consumption of buildings has been developed for the residential sector and is in<br />

particular based on data available from different French agencies responsible for water management and/or<br />

research.<br />

The development model has been implemented in several stages:<br />

Detailed identification of water requirements of a building.<br />

Identification of equipment consumption characteristics.<br />

Identification and definition of the frequency of use by equipment type and duration of use , according to<br />

statistics on usage and water consumption in France.<br />

Identification of all the other parameters that impact on water consumption of a building (number of<br />

occupants, the interior surface, the surface of green spaces, etc.).<br />

Definition of formulas for calculating water consumption, taking into account specific factors like water<br />

flow reduction equipment. Distinctions between hot (DHW) or cold water consumption have been made.<br />

Validation of the model by simulation and comparison with measured values from the technical literature.<br />

An "average" consumption rate of approximately 44 m 3 per person per year has been obtained by simulation<br />

using the model, which roughly corresponds to the average consumption in France, according to CIEAU (French<br />

Water Information Centre) data.<br />

In the end, the calculation results are expressed as water consumption in m 3 per year per person; m 3 per year per<br />

building; m 3 per person throughout the life of the building; m 3 per building throughout its entire life cycle.<br />

<strong>2.2</strong>.2 Storm water<br />

The key issues of storm water management on the parcel are : preventing the oversize of sanitation<br />

infrastructures, the recharge of groundwater (which determines the future preservation of water resources), and<br />

limiting flooding and pollution associated with water runoff .The aim here is to promote devices that prevent or<br />

limit the impermeable surfaces to provide a direct infiltration to the place where the rain meets the floor, that<br />

collect rain water from impermeable surfaces for use or returning it to the cycle, that hold water and slowly<br />

evacuate it.<br />

However, the overall impact of these issues is difficult to demonstrate by a single indicator.<br />

The leakage rate at the outlet of the plot is a useful indicator of the quantitative management of storm water within<br />

the plot. A module was developed to calculate such indicator. It contributes to reduce oversizing of the network<br />

and other installations, however the indicator does not include the problems of infiltration and pollution.<br />

The recovery of rainwater is also a technique that should be included in the analysis. It has been considered in<br />

the development of the module "domestic water consumption”, based on the following input data:<br />

Local rainfall, mm / year,<br />

Collecting area, m²<br />

Type of collecting surface for rainwater harvesting.<br />

The input data allow to see the following information:<br />

Green space need<br />

Month day Rainfall (mm) Generated Volume (m 3 )<br />

Other needs (m<br />

(m 3 /m²)<br />

3 ) Global needs (m 3 )<br />

Intermediate values of output are then as follows:<br />

G-N Generated Volume / Needs Losses<br />

(m 3 )<br />

(m 3 )<br />

The main resulting indicators are:<br />

The inputs to the network (m 3 per year).<br />

Rain water consumption (m 3 per year).<br />

Tank<br />

level<br />

Inputs to network<br />

(m 3 )<br />

Recovered rain water consumption<br />

(m 3 )<br />

233


<strong>2.2</strong>. Improving Energy aspects<br />

The consideration of energy issues is at the heart of environmental approaches of construction. At the life cycle<br />

scale, this results however in important simplifications. The COIMBA project worked to introduce new precise<br />

factors in this consideration.<br />

The first works concerns the homogenisation between LCA tools and dynamic thermal simulations.<br />

To enable the evaluation of the thermal performance of a building, it is necessary to clarify the physical properties<br />

of materials (density, thermal conductivity, specific heat ...). Materials and products used in the LCA must have<br />

the same physical properties.<br />

For modelling the operation of specific equipment, such as a heat pump, it is important to know their operating<br />

characteristics. It will be useful, during the integration of such devices in a building, to introduce the appropriate<br />

operating curves (capacity based on outdoor temperature, Performance coefficient based on the charge rate),<br />

which can be obtained by correlation from different operating points where the various quantities are known, to<br />

the LCA analysis.<br />

The PEP (Product Environmental Profiles) will, on the scale of the whole site, allow this estimation of the part of<br />

embodied energy (grey energy) related to energy equipments.<br />

Another approach undertaken during the project is that of dynamic LCA.<br />

Dynamic LCA refers to an LCA taking into account<br />

both the changes in certain parameters over time,<br />

and their consequential effects. This may be applied<br />

particularly to the energy mix used in the<br />

calculations. In France RTE provides data since<br />

2007, on hours of electricity production per year,<br />

according to different modes of production (nuclear,<br />

hydro, coal + gas + oil + peak).<br />

Graph 1: Electricity generation by coal and gas in<br />

France in 2008<br />

Coping with peak demands for electricity, for example related to the use of electric heating, requires the use of<br />

advanced production methods, especially thermal power plants producing high emissions of CO2. The electricity<br />

production mix depends on the season (especially temperature), day of the week, and time.<br />

The objective here was to develop a model using data available for 2008, and then use 2009 data for validation.<br />

This approach was applied to each mode of production, as well as total output, to determine trends in the energy<br />

mix. Taking into account the seasonal mix may allow a more precise calculation of indicators of climate change.<br />

Three specific trends were identified:<br />

An annual trend characterized by the existence of a global minimum during the warm period of the year, against<br />

which, during that same period, appear a local maximum and an overall increase in output, which corresponds to<br />

air conditioning use.<br />

There is also a weekly trend, where electricity production is highest during the first five days (with local maxima<br />

value remaining almost constant), and a production whose importance is diminished during the weekend. This<br />

trend can be seen as illustrating the influence of professional uses of electricity, which overlap with domestic uses<br />

which almost only appear for the last two days of the week.<br />

Finally, we observed a daily trend, which highlights two peaks of production, one during the daylight period at<br />

around 1 PM, the other at 9 PM. These peaks probably correspond to a household electricity consumption, and<br />

should therefore be treated as such.<br />

These observations refer to future work on determining functions describing the different types of power<br />

generation, then the mathematical formalization of the relationship between use and production methods, which<br />

can provide the basis for impact assessment for each type of use of electricity involved in the building sector.<br />

2.3. Indicators<br />

234


An analysis was conducted on the use of "end-points" indicators such as land use or ecotoxicity, in LCA of<br />

buildings.<br />

2.3.1. Land use<br />

This kind of indicator is still rarely used today in construction products and building LCA, due to its complexity, its<br />

dependence on local conditions and numerous calculation assumptions. Nevertheless an experimental approach<br />

with this type of indicator can be interesting in order to observe the relative importance of both the impact of the<br />

plot and that of the materials. Indeed, the transformation and occupation effects on a territory (the plot) which are<br />

often solely attributed to the building on it, should be enhanced with the consideration of the materials of the<br />

building, which are also a source of transformation and land occupation.<br />

The land use indicator was originally developed by the Ministry of Transport, Public Works and Water<br />

Management of the Netherlands in 1998. This method has been integrated for LCA in the “Eco-Indicator”<br />

indicator. It is also embedded in particular versions of indicators Impact 2002 + and CML 2001. Ecoinvent<br />

integrates the notion of transformation and land use in all its inventories.<br />

We modelled two types of buildings with, for each one of them, three building processes: concrete structure, steel<br />

structure and timber structure. Both buildings meet the same specifications, but have different shapes that give<br />

them a different occupation of the plot: one is vertical with a small footprint and six levels, the other is horizontal<br />

with a bigger footprint on two levels. These structural differences also imply differences in the quantities of<br />

materials used for each type of construction system.<br />

The results show surprisingly that the impact on land use is highly dependent on materials. These are the source<br />

of over 50 percent of the impacts, exception made of the case of horizontal concrete structure building.<br />

The differences of materials in building systems have very important consequences. Concrete has little impact<br />

whereas timber has in contrast a big impact. This is explained by the large areas of forests occupied for long<br />

periods of time for forestry. The preferred choice of verticality is still relevant in all three cases.<br />

The impact of materials has a strong influence on the overall impact generated by the transformation and the use<br />

of the plot: this indicator shows that it is therefore important to integrate materials and products in an impact<br />

analysis on biodiversity, and not just on the plot. However it seems particularly disadvantageous for timber: it<br />

would be appropriate on this point to perform additional analysis of uncertainties and to incorporate additional<br />

differentiation factors following the management conditions of the forest that is at the origin of the wood.<br />

2.3.2. Human health / Ecotoxicity<br />

The indicators characterising the health impacts and those related to eco-toxicity indicators are relatively well<br />

developed indicators, whose calculation depends on a lot of data, assumptions and models.<br />

Particular attention should be given to all these factors of uncertainty and to a rigorous use of available methods.<br />

Several studies and critical analysis of existing methodologies have already been undertaken, particularly in the<br />

ILCD project (International Life Cycle Database), for which certain recommendations were made. Data collection<br />

is a fairly large factor of uncertainty. Transparency and representativeness of these should be as high as<br />

possible.<br />

The purpose of an indicator on human health is to quantify the changes in mortality and morbidity generated by<br />

emissions of substances involved in the life cycle of a product or process.<br />

DALY indicator, derived from the Eco-Indicator 99 method, allows this kind of evaluation. It is a damage-oriented<br />

indicator, based on modelling the evolution and effects of substances released into the environment.<br />

The ILCD project workgroup recommends using the DALY indicator, which combines qualitative and quantitative<br />

information on health, when the damage is caused by several stressors related to the environment, aggregated<br />

into a single indicator impact. The calculation of DALYs should preferably be conducted without weighting of age<br />

or updates.<br />

Even if the state of current health services is taken into account in evaluating a specific disease DALYs, it is<br />

important to consider the possible rebound effects and to specify the methodology used in the LCA. Also, the<br />

starting point of the analysis for human health, the intrinsic value of human life, can be subject to debate.<br />

It is further recommended to perform some sensitivity analysis of the DALY indicator to determine the influence of<br />

various parameters:<br />

Set the values for YLL and YLD separately will allow to evaluate the influence of the weighting of<br />

235


different pathologies in the calculation of DALYs<br />

The optional application of an age-weighting and updating according to a standard rate of 3 percent will<br />

provide information on the importance of these parameters.<br />

Eco-toxicity concerns natural ecosystems, their function and structure. Any changes occurring in an uncontrolled<br />

way in the ecosystem are regarded as damage, due to the implementation of the system (as in the case of a<br />

sewage treatment plant, positive impacts on the environment of the structure involved in inventory phase and not<br />

in the assessment of damages), following exposure to chemical or physical transformation.<br />

Among several methods, only an approach seeking to determine the effects on diversity in terms of population<br />

seems sufficiently developed to be applied to the LCA of a building. The PDF method seems best suited to this<br />

type of analysis.<br />

This method, characterising the disappearance or the stress experienced by a species, reversibly or irreversibly,<br />

over a certain area and during a given period, provides a good consistency with the conditions and the<br />

boundaries of a LCA, which may involve a small functional unit, with little information on conditions of stress<br />

experienced by the ecosystem in question arising from the effects of another system. However this aspect can be<br />

a weakness of the method, and factors used to obtain other indicators require further study.<br />

To overcome these difficulties and gaps, one solution might be the coupling of the LCA approach with the<br />

approaches of health risk assessment (HRA) and approaches to ecological risk assessment (EDR or ERA).<br />

So future developments of LCA may include a simplified approach using environmental indicators called<br />

"midpoint" and coupling LCA with evaluations of health risks and environmental systems to properly assess the<br />

aspects of health and ecotoxicity.<br />

Another option is to use localized flows (depending on population density of emission site), which would permit to<br />

compare a project on the basis of common indicators, inducing more local emissions to an alternative inducing<br />

emissions elsewhere.<br />

2.4. Data and simplification of inventories<br />

2.4.1. Data<br />

There are several types of LCA databases: inventory databases and ecoprofiles databases (EPD, FDES...).<br />

Ultimately to make the LCA of a building or a building product, the use of different data sources is widespread.<br />

These databases either storing inventories or ecoprofiles, at best they all use as a reference only the ISO14040<br />

standard, which is insufficient to ensure their consistency.<br />

These databases have different origins:<br />

Work of data production by research institutes or centres specialised in LCA,<br />

Declarations of industrials or industrial clusters<br />

LCA compilation performed in a dispersed manner.<br />

Among all the identified databases, we selected 13 that provide relevant and timely data for the construction<br />

sector: INIES, Ecoinvent, DEAM, IVAM, GEMIS, IBU ELCD, Athena, U.S. LCI Database, IBO, GaBi, CPM LCI<br />

Database, and EIME. These databases provide information on nearly 650 types of products or materials and 250<br />

data on active systems available. Although we should not mix these data for a same analysis, this large amount<br />

of data demonstrates the growing potential for producing Building LCA today.<br />

Two approaches are confronted: material and process data (e.g. Ecoinvent), or data on construction products<br />

(e.g. INIES database).<br />

The first category is more suitable for early phases of design (architectural sketch, construction site<br />

selection, urban design), because the construction products are not yet defined precisely so the use of generic<br />

data is relevant. For detailed design, the second category of data allows to select products on a<br />

more accurate basis.<br />

The second category of data is based on systems of Environmental Product Declaration (ISO 14025 at the<br />

international scale, prEN15804 at the European scale), as the FDES in France (NFP01-010 standard). The data<br />

correspond to specific products available on the market and the declarations are most often carried out on a<br />

standard and clearly defined framework (and referring to standard LCA of ISO 14040)<br />

from a Product Category Rules (PCR) defining the methodological rules of these EPD. However the still limited<br />

availability of data, compared to the multitude of products on the market, and accuracy demanding fields of<br />

application lead to risky extrapolations in studies of LCAs of buildings.<br />

236


2.4.2. Inventory simplification<br />

Currently, the most complete databases (often generic databases) consider several thousands of elementary<br />

flows in their nomenclature. On the opposite, the most synthetic databases (often corresponding to data specific<br />

to a product category) reduce the number of inventory flows to a few dozen. These different formats and<br />

inventory models often lead to the spread of these heterogeneities up to the impact characterization phase.<br />

However, these heterogeneities may cause errors on a larger scale in particular for the comparison of alternative<br />

constructive systems and buildings.<br />

During the COIMBA project, we considered three Life Cycle Inventory (LCI) models as respectively used by the<br />

Ecoinvent, DEAMs and INIES database.<br />

Figure 2 shows the steps in the simplification of elementary flows between each of the three ICV models. These<br />

steps are illustrated by taking a few elementary flows of air emissions. In the concern of alleviating the figure, only<br />

amoniaque<br />

Classification<br />

directe<br />

amoniaque<br />

...<br />

toluène<br />

...<br />

Styrène, densité faible population<br />

Styrène, densité faible population,<br />

...<br />

long terme<br />

Styrène, basse stratosphère et haute<br />

Agrégation<br />

styrène<br />

Agrégation<br />

hydrocarbures<br />

troposphère<br />

Styrène, densité forte population<br />

Styrène, non spécifiés<br />

...<br />

xylène<br />

...<br />

...<br />

cobalt<br />

Classification<br />

directe<br />

cobalt<br />

...<br />

hélium<br />

Norme NFP01-010<br />

Simplification<br />

hélium<br />

Base de données DEAM<br />

Base de données ECOINVENT<br />

the "styrene " flow is shown for the Ecoinvent part.<br />

Figure 2: Example of the approach of the inventory simplification on some flows<br />

Finally, this process of simplification of the NFP01-010 standard allows to no longer considering either 4 000<br />

inventory flows (Ecoinvent) or 600 - 1000 flows (DEAMs) but "only” 171 flows.<br />

A comparative analysis of Ecoinvent and NFP01-010 inventories was conducted. This work has been limited to<br />

toxicity indicators. Indeed, this type of indicator is generally sensitive to the number and types of inventory flow<br />

selected. For this, we calculated the indicators for "damage to health (DALY)" and "air pollution (PA)", for two<br />

types of flooring (wood and PVC) by constructing a new inventory from Ecoinvent data, aggregated using the<br />

FDES methodology.<br />

We were thus able to highlight one of the limits of the simplified inventory as presented in the NF P01 010<br />

standard. Indeed, the categorization of substances does not allow to calculate the DALY indicator in a relevant<br />

and consistent way, since some substances, that present a specially high toxicological nature, here the dioxins,<br />

are classified in a category that does not include this feature. This classification method will necessarily lead to an<br />

underestimation of the toxic nature of these substances, or even to the overstatement of the health impact of the<br />

entire class considered, depending on the method for estimating the characterization factor of the category. In<br />

order to integrate aspects of health impact assessment of a system, it might be wiser to better integrate health<br />

aspects while simplifying inventories, establishing categories on the basis of toxicological characteristics of<br />

substances.<br />

2.5. Perimeter<br />

237


An analysis was conducted on defining the study perimeter to be used for a building LCA. Here we present<br />

observations on the treatment of end of life.<br />

The recycling modelling today appeals to numerous heterogeneous methods both on their philosophy and on the<br />

results to which they lead. Depending on the purpose of the LCA tool, namely to promote recycling and / or<br />

evaluate an effective recycling, the results will not be identical.<br />

Existing methods can be ranked against a set of criteria for recycling modelling. Eleven criteria were defined as<br />

part of this work:<br />

C1: Definition of system boundaries (what are the allocating rules at the level of recycling)<br />

C2: Choices selected for the environmental assessment (attributional, consequential or differential)<br />

C3: Form of "recycling" evaluated (effective recycling and / or recyclability)<br />

C4: Type of recycling taken into account (open loop and / or closed)<br />

C5: Sharing of environmental responsibility between two products (allocation)<br />

C6: Status of waste recovered at the end of life of the building system<br />

C7: Completeness of the life cycle and self-supporting of the recycling model (dependency at the level of<br />

upstream and downstream life cycles?)<br />

C8: Management of uncertainty associated with end of life processes (scenarios of prudence or<br />

probabilistic scenario)<br />

C9: Involvement of the recycling evaluation in the inventory life cycle<br />

C10: Involvement of the recycling evaluation in impact indicators<br />

C11: Involvement in the process of decision support<br />

Existing approaches on Recycling can be grouped into three conceptually distinct families:<br />

A1, the approaches by temporal cuts rules, called "cut-off", that consider only an average production mix<br />

with a certain degree of incorporation,<br />

A2, the avoided impact approaches, "avoided burden", that consider the recycling loop between the end<br />

of life and production of a material as a bonus which is then necessary to assign,<br />

A3, approaches by stocks, “stock flow”, which is based on the principle of the existence of secondary<br />

raw materials stocks (MPS).<br />

Today, the EQUER tool is based on a method taking into account the recycling of the A2 family, while ELODIE,<br />

which uses FDES to take recycling into account, is based on an approach of A3 family.<br />

Given the complexity and uncertainty associated with the end of life, a contemporary scenario approach seems<br />

well suited although probably conservative. Based on current statistics of building products and materials end of<br />

life, rates can be defined and implemented. It may also be useful in this work to adapt the end of life scenarios,<br />

not considering the type of material, but the type of use instead.<br />

It is also interesting to study, beside conventional scenarios, probabilistic scenarios. This by assuming that when<br />

the building will reach the end of life, the end of life treatment technologies and processes will be improved<br />

especially with regard to recycling. The test of these probabilistic scenarios may for example be done as part of a<br />

sensitivity study of results to test their robustness.<br />

2.6. Pilot case evaluation<br />

Some methodological elements previously mentioned or proposed have led to changes of the two French LCA<br />

software: EQUER (Izuba Energies - Armines) and ELODIE (CSTB).<br />

These two tools, alongside the software SimaPro, were then tested and compared by studying a practical case:<br />

the construction of a new individual home (in the “Hauts de Feuilly” district, St Priest (Fr) ) with a performance<br />

level equivalent to German PassivHaus standard. With a living area of 149 m², this house was built in timber<br />

frame. Its roof accommodates 6 m² of solar thermal panels and 12 m² of solar photovoltaic panels.<br />

The objective of this analysis was to observe the real conditions use of these solutions of building LCA, with all<br />

factors of complexity and uncertainty inherent in the reality of practices: three tools used by three LCA<br />

practitioners.<br />

The "materials" data set was provided by an engineering office (Enertech), which helped to establish a common<br />

basis. These data came from the description of the project at construction phase. Concerning energy<br />

consumption during the life out, CSTB used on ELODIE a calculation made by Enertech, <strong>Nobatek</strong> did the same<br />

on SimaPro, and Armines conducted a Comfie-Pleiade simulation (taking into account glass surfaces and thermal<br />

bridges).<br />

Figures 3 and 4 show some of the main results obtained from this analysis.<br />

238


Deviation from the average of the indicators<br />

common to the three studies<br />

Total life cycle<br />

Total primary energy demand<br />

Depletion of resources<br />

Water consumption<br />

Radiactive waste (weight)<br />

Cimate change<br />

Air acidification<br />

Photochimical ozone formation<br />

Elodie<br />

Equer<br />

SimaPro<br />

-50% -25% 0% 25% 50%<br />

Total primary energy consumed (kWh / m²<br />

net gross floor area / year)<br />

250<br />

Use<br />

End of life<br />

Renovation<br />

Construction<br />

200<br />

150<br />

100<br />

50<br />

0<br />

Elodie Pléiades - Equer Simapro<br />

Fig. 3 and 4: Comparative results of a building LCA realized by three tools/three practitioners<br />

The different gaps observed on results between tools may be linked to several sources of uncertainty (which can<br />

accumulate):<br />

1st uncertainty layer induced by the inventories (simplifications, accuracy ...)<br />

2nd uncertainty layer caused by the software (calculation, indicators)<br />

3rd uncertainty layer induced by the practice / user (the bill of quantities preparation, assumptions about<br />

the life cycle, databases used ...)<br />

Moreover many of the differences between the models are probably related to electricity generation<br />

mix considered: average annual mix for Elodie and SimaPro and specific heating mix for Equer.<br />

Eventually, comparing the results of software tools such as SimaPro, ELODIE or EQUER on a real building is<br />

complex because of the diversity of materials taken into account, modelling assumptions at all levels and the still<br />

existing black box effect.<br />

3. Conclusion<br />

LCA use is continuously and fastly growing in the construction sector, particularly in France with specific tools<br />

such as EQUER and ELODIE that recently allow taking into account the full life cycle of a building. This is also<br />

supported by new standards, regulations and frameworks including the LCA of buildings. Moreover, the<br />

databases of construction products such as INIES, offer an ever widening and growing range of products.<br />

The COIMBA project has highlighted many methodological points to harmonize for a consensus approach usable<br />

by any user. These proposals have partly been integrated into the ELODIE and EQUER tools, offering henceforth<br />

the possibility of using LCA to more accurately and easily assess the impacts of buildings in the design phase.<br />

However the comparison of several tools in a complex context, still representative of actual practices, reveals<br />

many discrepancies between results. At the heart of the problem lies the quality of data used, but the practical<br />

aspects (level of proficiency of LCA, initial source of data, real control of the study perimeters, etc..) also generate<br />

significant discrepancies, despite the diffusion of standards framing these practices.<br />

It seems therefore essential to define a framework for the realization of inventories, and continue to work on the<br />

transparency of the databases. Making comparisons between buildings on the basis of different tools must also<br />

be avoided. Finally, these conclusions call for new research focused on the practice of LCA to identify, in the<br />

239


context of detailed LCA analysis on real cases, the levers of management of uncertainties, whether they are at<br />

the scale of databases, tools, and especially working practice.<br />

Acknowledgments<br />

The project COIMBA was conducted under the PREBAT (Research and Experimentation Program on energy in<br />

the building), 2008-2011. The five project partners were so able to receive support from the ANR (Research<br />

National Agency) for this work.<br />

240


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