Carbon Free-Ways. Ir. Dirk Van Troyen (AWV), Ir. Dries Keunen (AWV) 11 septembre 2013

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1 Carbon Free-Ways Ir. Dirk Van Troyen (AWV), Ir. Dries Keunen (AWV) 11 septembre 2013

2 Introduction Le CO 2, un gaz à effet de serre Hausse de la température au niveau mondial = 0,74 C 1,8 4,0 C vers

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4 Introduction Le CO 2, un gaz à effet de serre Transport : 14 % des émissions au niveau mondial 5 % de celles-ci (300 millions de tonnes) sont engendrées par les travaux routiers 4

5 Carbon Free-Ways Projet pilote AWV Reconstruction d une route Les émissions CO 2 sont un critère d adjudication L entrepreneur calcule dans son offre, les émissions estimées à l aide d outils mis à disposition Paramètres mesurables et contrôlables en relation avec le chantier CO 2 Après les travaux : recalcul (par nous-mêmes) des émissions CO 2 à l aide des valeurs réelles mesurées différence? bonus/réfaction 5

6 Concrètement N171 Kontich entre Keizershoek en Pierstraat Remplacement de la couche de roulement (4 cm) et de la sous-couche (6 cm) 2 x 2 bandes de roulement = 2 x 11 m 1 km de longueur +/ m² +/ km/h 6

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10 Concrètement Demande d offre générale Critères d adjudication : 50 % prix 50 % CO 2 Contrôles : COPRO 10

11 Outils A. Le compteur carbone 1. Matières premières 2. Transport 3. Production des enrobés B. L outil Trafic Emissions supplémentaires causées par la perturbation du trafic 11

12 A. Le compteur carbone 1. Matières premières Coût CO 2 fixe par tonne, engendrées par l extraction et le traitement (issu du Bath Inventory ) Facteur d émission d une matière première nouvelle > facteur d émission d une matière première secondaire => stimulation du recyclage 12

13 1. Granulaten Aantal m³ Densiteit (t/m³) Aantal ton Emissiefactor (tco 2 /t) CO 2 (t) Grove granulaten (groeve) 1200,00 1, ,00 0, ,984 Grove granulaten (gerecycl.) 1200,00 1, ,00 0, ,992 Zand (groeve) 240,00 1, ,00 0, ,958 Zand (gerecycl.) 240,00 1, ,00 0, , Bindmiddel Aantal m³ Densiteit (t/m³) Aantal ton Emissiefactor (tco 2 /t) CO 2 (t) Bitumen (vers) 140,00 1, ,20 0, ,216 Bitumen (gerecycl.) 140,00 1, ,20 0, ,608 Grijs = in te vullen Geel = (tussentijdse) uitkomst Totaal CO 2 (t) 121,738 13

14 A. Le compteur carbone 2. Transport Coût CO 2 par km parcouru Toutes les mouvements sont introduits : Source de matière première centrale d enrobage Centrale d enrobage chantier Transport des fraisâts Contrôles sur base des bons de livraison => stimulation d un transport économe 14

15 1. Materiaalbron naar plant Aantal ritten Aantal km/rit Uitstoot (g/km) Aandeelfactor Benuttingscoëfficiënt (vol = 1,5; leeg = 1,0) Transportmiddel CO 2 (t) asser "dubbele pont" (16-20 ton) 638,05 1,00 1,5 1, oplegger (25-30 ton) 822,87 0,50 1,5 0, Binnenschip (per eenheid van 30 ton) 261,21 1,00 1,5 0,470 1,5 0, Transport asfalt naar werf en terug Aantal ritten Aantal km/rit Uitstoot (g/km) Aandeelfactor Benuttingscoëfficiënt (vol = 1,5; leeg = 1,0) Transportmiddel CO 2 (t) oplegger (25-30 ton) 822,87 1,00 1,5 2, oplegger (25-30 ton) 822,87 1,00 1 1,358 1,00 0,000 1,00 0, Transport affreesmaterialen Aantal ritten Aantal km/rit Uitstoot (g/km) Aandeelfactor Benuttingscoëfficiënt (vol = 1,5; leeg = 1,0) Transportmiddel CO 2 (t) oplegger (25-30 ton) 822,87 1,00 1,5 1, oplegger (25-30 ton) 822,87 1,00 1 0,679 1,00 0,000 1,00 0,000 Grijs = in te vullen Geel = (tussentijdse) uitkomst Totaal CO 2 (t) 7,250 Emissiefactor Transportmiddel (g/km) 4-asser "dubbele pont" (16-20 ton) 638,05 oplegger (25-30 ton) 822,87 Binnenschip (per eenheid van 30 ton) 261,21 Zeeschip (per eenheid van 30 ton) 206,52 Trein (per wagon) 633,60 15

16 A. Le compteur carbone 3. Production des enrobés Emissions CO 2 dues à l utilisation d électricité, gaz, sur chantier Séchage des granulats Réchauffement du bitume Contrôle: mesure journalière du niveau des réservoirs de carburant et des compteurs d électricité => stimulation de l utilisation d enrobés à basse température 16

17 Energiebron Hoeveelheid (kwhe indien elektriciteit of m³ indien andere) CO 2 (t) Drogen granulaten Diesel 0,00 Grijs = in te vullen Elektriciteit 0,00 Geel = (tussentijdse) uitkomst Opwarmen bitumen Elektriciteit 0,00 Raffinaderijgas 0,00 Totaal CO 2 (t) 0,000 Energiebron Emissiefactor Eenheid Diesel 3, tco 2 /m³ Stookolie Extra zware stookolie Bruinkool Raffinaderijgas Elektriciteit 2,90 tco 2 /m³ 3,1411 tco 2 /m³ 2,04 tco 2 /m³ 0, tco 2 /m³ 0,0005 tco 2 /kwhe 17

18 B. Outil trafic Principe: Les émissions calculées = surplus de CO 2 (causé par les perturbations du trafic) comparé au niveau normal, lorsqu il n y a pas de travaux, à l aide de modèles de circulation L entrepreneur a le choix entre 3 schémas, fixés à l avance : 1. Fermeture d une bande de roulement à la fois 2. Une direction totalement fermée avec basculement du trafic 3. Une direction totalement fermée avec déviation L entrepreneur choisit 1 schéma et rentre ses heures de travail => L outil calcule automatiquement les émissions CO 2 18

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20 B. L outil trafic Après-coup, recalcul du schéma de travail sur base des heures réellement travaillées bonus/réfaction Eviter des travaux sans fin : Délais d exécution: max. 40 jours calendrier 20

21 Planéité Une meilleure planéité du revêtement diminue les émissions durant la phase d utilisation (20 ans) Spécifications plus sévères 21

22 Conclusion Les outils procurent une base de comparaison relative Futur : Plus de liberté pour l entrepreneur (enrobés béton) Analyse du cycle de vie 22

23 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique Ing. Noël Vanhollebeke (BVA/ABPE) & Ing. Pierre-Paul Modde (BVA/ABPE) 11 septembre 2013

24 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique CONTENU Introduction : pourquoi une production économe en énergie? 1.Emissions CO 2 d un revêtement en enrobés bitumineux 1.A. Matières premières 1.B. Production des enrobés 2.Comment diminuer l empreinte CO 2? 3. l empreinte CO 2 selon «Carbon Free-Ways» Conclusions 24

25 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.Emissions CO2 d un revêtement en enrobés bitumineux 25

26 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.A. MATIERES PREMIERES :PRODUCTION & TRANSPORT GRANULATS Production Concassage Tamisage Stockage Transport > plant 26

27 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.A. MATIERES PREMIERES :PRODUCTION & TRANSPORT BITUME Amenée du pétrole brut Raffinage Stockage Transport > plant 27

28 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.A. MATIERES GRONDSTOFFEN PREMIERES :PRODUCTIE :PRODUCTION & TRANSPORT Agrégat d enrobés Fraisage (entretien) Transport > site (entretien) Concassage et/ou tamisage Stockage 28

29 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.A. MATIERES PREMIERES :PRODUCTION & TRANSPORT PRODUCTION DES MATIERES PREMIERES Nouvelles Mat. Prem. (granulats filler - bitume) >>>> 40 kg CO 2 /Tonne de mat. Prem. en moyenne Granulats d enrobés >>>> 2,6 kg CO 2 /Tonne de granulat à réutiliser 29

30 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.A. MATIERES PREMIERES :PRODUCTION & TRANSPORT TRANSPORT DES MAT. PREM. VERS LA CENTRALE D ENROBAGE > Il y assez de carrières de qualité en Belgique pour pouvoir limiter l énergie consommée en choisissant le fournisseur de manière judicieuse > le transport par bateau est 3 fois plus performant au niveau émissions CO 2 que le transport par route. 30

31 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.B. PRODUCTION des mélanges 1. Stockage et dosage des granulats naturels et agrégats d enrobés 2. Réchauffement des granulats et agrégats d enrobés 3. Dépoussiérage des gaz à évacuer 4. Tamisage et pesage des granulats 5. Stockage (à température), pompage et pesage du liant. 6. Amenée et pesage du filler 7. Malaxage de l enrobé 8. Stockage de l enrobé 31

32 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.B. PRODUCTION des mélanges 1. Stockage et dosage des granulats et agrégats d enrobés -stockage granulats : -sables:teneur en eau >temps de séchage plus long >recouvrement des stocks >sables non-lavés (?) -stockage des agrégats d enrobés >protégé des intempéries -dosage des granulats et agrégats d enrobés : >tapis roulant recouvert 32

33 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.B. PRODUCTION des mélanges Avantage des agrégats d enrobés recouverts Teneur en eau Consommation supplémentaire du brûleur 1 % 0 % 2 % 17 % 3 % 34 % 4 % 51 % 5 % 68 % (3,5 L/ton recycl.) 33

34 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.B. PRODUCTION des mélanges 2. Réchauffement des granulats et agrégats d enrobés = plus grande partie de l énergie et donc des émissions de CO 2 (séchage 60 % et évaporation de l eau 40 %) -température plus basse > mélanges à température abaissée -choix du carburant: gaz naturel <> gasoil -production continue : éviter les départs/arrêts (diminuer le nombre de mélanges ) 34

35 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.B. PRODUCTION des mélanges 3. Dépoussiérage des gaz à évacuer. Mise à part la récupération de la chaleur dans les gaz il y a peu de possibilités. 4. Tamisage et pesage des granulats Eventuellement produire via le bypass mais ceci n est pas vraiment conseillé vu le grand nombre de mélanges. 35

36 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.B. PRODUCTION des mélanges 5. Stockage du liant (à 170 C), amenée et pesage. -temps de stockage aussi court que possible -choix de la forme d énergie pour la tenue à température -distance entre silo de bitume et malaxeur la plus courte possible -isolation maximale des tuyaux d amenée 6. Amenée et pesage du filler. 36

37 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.B. PRODUCTION des mélanges 7. Malaxage de l enrobé -malaxage continu (éviter les start-stop) 8. Stockage des enrobés -Isolation maximale des silos 37

38 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 2. Comment diminuer l empreinte CO 2? A. Mat. premières Actions possibles -granulats -filler -bindmiddel -agrégats d enrobés Choisir la carrière en fonction de la distance à la centrale Transport par bateau <>par camion Choix du fournisseur en fonction de la distance à la centrale Choix du fournisseur en fonction de la distance à la centrale % aussi haut que possible en fonction du facteur d émissions 38

39 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 2. Comment diminuer l empreinte CO 2? B. Production Action possible Investissem. Stockage granulats Sous toit Oui Stockage liant Choix carburant+isolation - Stockage agrégats enrob Sous toit Oui Bande transporteuse Recouverte Oui Produire en continu Eviter les Start-Stop - Choix forme d énergie Gaz naturel, fuel (lourd) Oui Temp. Production plus basse Enrobés basse température (thème 10) Oui 39

40 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 3. Empreinte CO2 et compteur carbone (Carbon Free Ways) 1. Prod. Mat. Premières Coût CO 2 fixe Granulats 0,052 Filler 0,010 Bitume 0,480 Agrégats d enrobés 0,026 Pour les différentes matières premières, on détermine un coût de CO 2 fixe par groupe. Ainsi le choix de la matière première ne jouera pas de rôle (en ce qui concerne le coût CO 2 ) 40

41 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 3. Empreinte CO 2 et compteur carbone (Carbon Free Ways) 2. Transport 2.1 Source mat.> centrale 2.2 Centrale > chantier 2.3 Agrégat > site Mesures possible : -Choisir les distances de source à centrale les plus courtes possible. -Transport par bateau là où c est possible - Planifier le transport avec un rendement Maximal (temps d attente, toujours chargé) 41

42 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 3. Empreinte CO 2 et compteur carbone (Carbon Free Ways) 3. Production d enrobés - Réchauffement granulats -Stockage à température des mélanges Source d énergie (facteur e) x quantité Source d énergie (facteur e) x quantité Mesures possibles: Choix carburant Limiter les quantités 42

43 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 3. Empreinte CO 2 et compteur carbone (Carbon Free-Ways) 3.Production des enrobés -choix du carburant -limitation de la consommation d énergie -stockage des agrégats sous toit -laisser sécher les granulats humides -recouvrir les tapis -% d agrégats plus haut -température de production plus basse -production continue (éviter les start-stop) 43

44 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 4. CONCLUSIONS relativer : 5 % des émissions de CO 2 seulement provient du revêtement en enrobés Différentes manières pour diminuer les émissions > tenir compte de la qualité ( conformité) de l enrobé fini p.ex.: % recyclés, enrobés basse température,.. 44

45 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 4. CONCLUSIONS Beaucoup de promotion lors des congrès les dernières années, mais relativement peu d applications. Autres propositions pour diminuer le CO 2 : -couches moins épaisses >>!!!dimensionnement!!! -recyclage in situ : pré-étude nécessaire!! 45

46 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 4. CONCLUSIONS L ABPE suit les innovations possibles mais vu les prix des enrobés très bas > pas d applications Demande aux gestionnaires de réseau d adapter les cahiers des charge > premier pas = chantier d essai Carbon Free-Ways. 46

47 Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique MERCI DE VOTRE ATTENTION 47