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
Références bibliographiques<br />
AFNOR. Qualité environnementale des produits de construction. Norme NF P01-010, Paris, 2005, 47 p.<br />
AFNOR, Norme NF EN 12920 Caractérisation des déchets - Méthodologie pour la détermination du<br />
comportement à la lixiviation d'un déchet dans des conditions spécifiées. 2008, 13p.<br />
AFNOR. Qualité environnementale des produits de construction et des bâtiments – Partie 3 : définition et<br />
méthodes de calcul des indicateurs environnementaux pour l’évaluation de la qualité environnementale d’un<br />
bâtiment. Norme XP P 01-020-3, Paris 2009, 28 p.<br />
Bertling, S., Corrosion-induced metal runoff from external constructions and its environmental interaction. A<br />
combined field and laboratory investigation of Zn, Cu, Cr and Ni for risk assessment. Thesis. Stockholm : Royal<br />
Institute of Technology, 2005, 116 p.<br />
Chevalier J, Lebert A, Schiopu N, Alirol O, Ravel P, Hans J, Chevalier J-L, Ciuti E. ELODIE: a tool for the<br />
environmental assessment of building. CIB 2010: Proceedings of the international conference on Research and<br />
Innovation in Building and Construction: Construction for Development, The Lowry, Salford Quays, United<br />
Kingdom, May 10th - 13th, 2010<br />
CHEVALIER, J. Elaboration d'un protocole d'analyse de cycle de vie des procédés – application aux traitements<br />
des fumées d'incinération des déchets ménagers, thèse de doctorat : Institut National de Sciences Appliquées de<br />
Lyon, 1999, 236p.<br />
CHEVALIER J., MAUPETIT F.. Etude des caractéristiques environnementales et sanitaires de trois procédés de<br />
construction « murs ». RAPPORT FINAL d’étude Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB) (SB<br />
2007-009) 26 juin 2007, 44 pages.<br />
CHEVALIER J., MAUPETIT F. Centre Scientifique et Technique du Bâtiment (CSTB). Etude préalable à la mise<br />
en place d'un étiquetage sanitaire et environnemental des produits de construction. Rapport Final. 27 juin 2007<br />
CHEVALIER J. Etude de faisabilité d’une identification des performances environnementales des produits de<br />
construction. Rapport final d’étude du CSTB réalisé à la demande de la DGUHC. (Décision n° Y0213 du<br />
07/11/2002) 35 pages.<br />
CIEau - Le Centre d’Information sur l’Eau. Les consommations domestiques. Disponible sur:<br />
http://www.cieau.com/toutpubl/sommaire/texte/6/f61221.htm<br />
Deroubaix, G. & al.; Environmental Risk Assessment of treated wood in service : the EFG approach; proceedings<br />
of IRG 32, 2000, Kona ; USA<br />
DIN - Deutsches Institut fur Normung e.V. Norme DIN 1989-1: 2002-4. Rainwater harvesting systems -<br />
Part1:Planning, installation, operation and maintenance, 2002, 35p.<br />
Ecoinvent Centre, Life cycle inventories of wood as fuel and construction materials – data V2.0 (2007),<br />
Filliard B., Guiavarch A., and Peuportier B., performance evaluation of an air-to-air heat pump coupled with<br />
temperate air-sources integrated into a dwelling, IBPSA 2008<br />
Guiavarch A., Bruneau D., Dauvergne J.L. , Palomo Del Barrio E., Peuportier B., Clottes F., Intégration d’un<br />
modèle simplifié de matériau à changement de phase dans une plate-forme d’aide à la conception énergétique<br />
de bâtiments, IBPSA 2008<br />
241
Guiavarch A. and Peuportier B., improving the environmental balance of building integrated photovoltaic<br />
systems, ISES Conference; Goteborg, juin 2003<br />
Guiavarch A. and Peuportier B., Environmental assessment of building integrated solar components,<br />
development of a simulation tool, PLEA Conference, Toulouse, juillet 2002<br />
Guiavarch A. and Peuportier B., Development of a Simulation and Life Cycle Assessment Tool for Solar<br />
Buildings, Eurosun Conference, Bologna, juin 2002<br />
Heijerick D.G., Janssen J.R., Karlen C., Odnevall Wallinder I. et Leygraf C., Bioavailability of zinc in runoff water<br />
from roofing materials, Chemosphere, 2002, 47, p. 1073 – 1080.<br />
HUGREL, C., Contribution à l'élaboration d'un outil d'aide à la décision multicritère pour la mise en place des<br />
politiques environnementales des collectivités locales, thèse de doctorat : Institut National de Sciences<br />
Appliquées de Lyon, 1998, 290p.<br />
Jayr, E. Vernus, E, Naquin, P., Incorporation de matières premières secondaires (MPS) dans les matériaux et<br />
produits de construction, Lyon : Pollutec, 29 novembre -1 décembre 2006<br />
ILCD, Main guidance document for all applications and scope situations (DRAFT), 22 may 2008<br />
ILCD, Requirement for impact assessment models for LCIA WORKING DRAFT version 0.7, 2008<br />
Lasvaux L., Peuportier B., Chevalier J., Towards the development of a simplified LCA-based model for buildings:<br />
recycling aspects, CISBAT 2009, Lausanne, septembre 2009, pp 107-112<br />
Sébastien Lasvaux, Jacques Chevalier, Bruno Peuportier, Development of a simplified LCI database gathering<br />
EPDs and generic data for the French construction sector, Conference LCA X « Bridging Science, Policy and the<br />
Public », Portland (USA), novembre 2010<br />
Leray, F., Les déchets en TP : quel enjeu pour le MTETM - présentation du CCTP. JOSTE 2006 : Les Journées<br />
Scientifiques et Techniques d’EDEEMS. Villeurbanne - France, 21-22 juin 2006.<br />
MEEDDAT. Récupération des eaux de pluie, leur usage a l’intérieur et a l’extérieur des bâtiments (cadre et<br />
réglementation). Disponible sur : http://www.ecologie.gouv.fr/La-recuperation-des-eaux-de-pluie.html<br />
MEEDDAT. Arrête du 21 aout 2008 relatif a la récupération des eaux de pluie et a leur usage a l’intérieur et à<br />
l’extérieur des bâtiments, JO n°0201 du 29/08/2008, 4p.<br />
Peuportier B., Eco-conception des bâtiments et des quartiers, Presses de l’Ecole des Mines, 336p, novembre<br />
2008<br />
Peuportier B., Life Cycle Assessment applications in the building sector, International Journal of Environmental<br />
Technology and Management Vol. 9, No.4 pp. 334 – 347, automne 2008<br />
Peuportier B., Kellenberger D., Anink D., Mötzl H., Anderson J., Vares S., Chevalier J., and König H., Intercomparison<br />
and benchmarking of LCA-based environmental assessment and design tools, Sustainable Building<br />
2004 Conference, Warsaw, octobre 2004<br />
Peuportier B., Assessment and design of a renovation project using life cycle analysis and Green Building Tool,<br />
Sustainable Building 2002 Conference, Oslo, septembre 2002<br />
Peuportier B., Brutto E., Tools for promoting sustainability in the construction field – Materials database for high<br />
environmental performance constructions, phase 1, 2008<br />
Peuportier B., Application de l’analyse de cycle de vie à l’évaluation comparative de maisons individuelles,<br />
Conférence Internationale Energie Solaire et Bâtiment, Lausanne, septembre 1999<br />
Peuportier B., Comparative assessment of a « high environmental quality » house, a standard house and a<br />
wooden solar house by life cycle simulation, Green Building Challenge Conference, Vancouver, octobre 1998<br />
Peuportier B. and Diaz Pedregal P., Application of life cycle simulation to energy and environment conscious<br />
design, PLEA Conference : Environmentally friendly cities, Lisbon, juin 1998<br />
242
Peuportier B., The life cycle simulation method EQUER applied to building components, CIB Conference :<br />
Construction and the environment, Gävle (Sweden), juin 1998<br />
Peuportier B., Life cycle analysis of buildings: the European project REGENER, 5th European conference solar<br />
energy in architecture and urban planning "Building a new century", Bonn, Germany, mai 1998<br />
Peuportier B., Kohler N. and Boonstra C., European project REGENER, life cycle analysis of buildings, 2nd<br />
International Conference « Buildings and the environment », Paris, juin 1997<br />
Peuportier B., Polster B. and Blanc Sommereux I., Development of an object oriented model for the assessment<br />
of the environmental quality of buildings, First International Conference "Buildings and the environment", CIB,<br />
Watford, mai 1994<br />
Polster B., Peuportier B., Blanc Sommereux I., Diaz Pedregal P., Gobin C. and Durand E., Evaluation of the<br />
environmental quality of buildings - a step towards a more environmentally conscious design, Solar Energy vol.<br />
57 n°3, pp 219-230, mars 1996<br />
Popovici E. and Peuportier B., Using life cycle assessment as decision support in the design of settlements,<br />
PLEA Conference, Eindhoven, septembre 2004<br />
RE.CO.R.D. Approche méthodologique intégrée pour l’évaluation des impacts environnementaux des filières de<br />
valorisation des résidus minéraux – Etude prospective. Projet n° 04-1012/1A, réalisé par l’INSA Lyon<br />
(responsable L. Barna) et la société Ecoinnova (responsable E. Benetto), 2005, 209p.<br />
Robert, P., Gromaire M.-C., de Gouvello, B., Ghebbo, C., Impact des matériaux de toitures sur la contamination<br />
métallique des eaux de ruissellement urbaines, 17èmes Journées Scientifiques de l’Environnement : le Citoyen,<br />
la Ville et l’Environnement, 23-24 mai 2006, Collection HAL Archives Ouvertes ( http://hal.archivesouvertes.fr/JSE2006<br />
)<br />
ROY, B, Méthodologie multicritère d'aide à la décision, Paris : Edition Economica, 1985, 423 p.<br />
Salomon T., Mikolasek R., Bedel S. et Peuportier B., PLEIADES + COMFIE, logiciel de simulation thermique<br />
dynamique couplé avec EQUER, outil d’analyse d’impact environnemental, Conférence IBPSA France, Toulouse,<br />
octobre 2004<br />
SCHÄRLIG, A. (1990) Décider sur plusieurs critères, panorama de l’aide à la décision multicritère, Lausanne:<br />
Presses polytechniques et universitaires romandes, (2ème édition).<br />
Schiopu N., Caractérisation des émissions dans l’eau des produits de construction pendant leur vie en œuvre,<br />
Thèse de doctorat INSA Lyon, 2007, 278 p.<br />
Thiers S. and Peuportier B., Thermal and environmental assessment of a passive building equipped with an<br />
earth-to-air heat exchanger, Solar Energy vol 82 n°9, pp 820-831, septembre 2008<br />
Thiers, S., Bilans énergétiques et environnementaux de bâtiments à énergie positive, Thèse de l’Ecole des Mines<br />
de Paris, 2008, 254 p<br />
Thiers S., Peuportier B., Life Cycle Assessment of a Positive Energy House in France, CISBAT 2009, Lausanne,<br />
septembre 2009<br />
Trocmé M. et Peuportier B., Analyse de Cycle de Vie d’un bâtiment, JEEA 2007, ENS Cachan – Antenne de<br />
Bretagne, Atelier « Energie et développement durable », mars 2007<br />
Van der Voet Ester, Land use in LCA, CML-SSP Working Paper 02.002, Leiden, Juillet 2001<br />
Waldron, L., P. Cooper, and T. Ung. Modeling of Wood Preservative Leaching in Service. Proceedings of<br />
Environmental Impacts of Preservative-Treated Wood Conference, Orlando, FL, February 8-11, 2004, disponible<br />
sur http://www.ccaresearch.org/Pre-Conference/pdf/Waldron.pdf.<br />
243
244