Chaire ParisTech "Éco-Conception des ensembles bâtis et des infrastructures"

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1 Chaire ParisTech "Éco-Conception des ensembles bâtis et des infrastructures" En partenariat avec Journée scientifique Eco-technologies du bâtiment, du matériau au quartier 5 novembre 29 Analyse de cycle de vie des quartiers Bruno PEUPORTIER Mines ParisTech CEP Objectifs Réduire les impacts environnementaux liés aux activités humaines et en particulier aux quartiers Identifier les sources d impacts pour rechercher des solutions techniques et/ou organisationnelles Mieux cerner les relations de cause à effet entre les décisions, les émissions de polluants dans l air, l eau et le sol et les effets sur la santé, la biodiversité, le climat 1 1

2 Quels impacts, objectifs environnementaux? Préservation des ressources (énergie, eau, matériaux, sol), protection des écosystèmes, au niveau planétaire (climat, ozone), régional (forêts, rivières ), local (déchets, qualité de l air ) Liens environnement-santé 2 Evaluation des impacts, 1) phase d inventaire Substances émises et puisées dans l environnement Matières premières, combustibles Émissions dans l air Émissions dans l eau Émissions dans le sol, déchets 3 2

3 2) Indicateurs, exemple du changement climatique Potentiel de réchauffement global propriétés optiques des gaz équivalent CO2,, sur une durée,1 ans GWP1 = kg CO x kg CH4 + 3 x kg N2O N + Σ GWPi x kg CFC ou HCFCi effet (potentiel) et non impact (réel) 4 Indicateurs dérivés de modèles Émissions, compartiments écologiques, transport, (bio)dégradation -> concentration, transferts (eau potable, nourriture) -> dose -> effet (risques) 1 substances commercialisées, quelques centaines (inventaires), 25 (modèle européen EUSE) Interactions entre substances non prises en compte Modèles orientés dommages : DALY (Disability adjusted Life loss years), PDF x m 2 x an (percentage disappeared fraction of species) 5 3

4 Données sur les matériaux et procédés Base Ecoinvent, ou INIES, 6 Logiciel EQUER : cycle de vie d un bâtiment Simulation par pas de temps d un an 7 4

5 Vers la modélisation des quartiers Bâtiments Espaces publics (rues, espaces verts ) Réseaux (eau, chaleur ) Comparaison d alternatives ENERGY 3,79E+5 GJ Improved 1,2 ODOUR 1,34E+5 Mm3 1,8 WATER 8,9E+5 m3 O3-SMOG 1,16E+4 kg C2H4,6,4 RESOURCE 1,93E+2 E-9,2 HUM-TOX. 5,99E+4 kg WASTE 2,27E+4 t eq ECOTOX-W 8,28E+7 m3 Standard Basic RAD. WASTE 7,64E+2 dm3 EUTROPH. 3,63E+4 kg PO4 GWP1 1,4E+4 t CO2 ACIDIF. 2,2E+4 kg SO2 8 Limites de l approche Manque de données sur certains produits / procédés incertitudes sur les procédés (gestion des déchets en fin de vie, mix de production d électricité) incertitudes sur les indicateurs (ex. 35% sur le GWP des gaz autres que le CO2) analyse multicritères Échelle d un bâtiment élargie à un îlot puis à un quartier 9 5

6 Comparaison d outils ACV européens tons CO2 eq wood, end of life wood, operation wood, construction BECOST ECO-QUANTUM ECOSOFT ENVEST 2 EQUER ESCALE LEGEP Maison suisse ossature bois, chauffage gaz, 8 ans Écarts +- 1% sur le cycle de vie 1 Exemple d application : sources d impact (logement) 1,9,8,7,6,5,4,3,2,1 trans port matériaux eau déchets ménagers eau chaude électricité chauffage GWP1 energie acidification smog eutrophisation eau 11 6

7 Exemple d application : Formerie (Oise) 2 maisons passives, Oise, 2 x 135 m 2 Entreprise : Les Airelles EN ACT architecture 12 Contribution des différentes phases du cycle de vie Durée de vie considérée : 8 ans 13 7

8 Résultats de l analyse de cycle de vie tonnes de CO RT25 maison passive 45 démolition rénovation fonctionnement construction 2 maisons Sur 8 ans Comparaison à la référence RT25 avec chauffage gaz 1,2 dm3 de déchets radioactifs RT25 maison passive RT25 maison passive années de vie perdues 1,,8,6,4,2, RT25 maison passive Intérêt de l énergie positive 14 Exemple d application : Lyon Confluence Îlots A, B et C, environ 6 m 2 de logements et 15 m 2 de bureaux, 7 m 2 d espaces verts, rues, quais 15 8

9 3 îlots, 2 bâtiments Prise en compte des masques générés par les bâtiments adjacents 16 Prise en compte des masques Ilot A, Masques engendrés par les bâtiment A, B et C sur la façade sud du bâtiment D 17 9

10 Différentes morphologies, îlot B Bâtiment 1, peu compact, Exposition Nord Variation de 1 à 3 selon l architecture : bâtiments 1 et 1 (mêmes technologies) Bâtiment 1, orienté Sud 18 Résultats de l analyse de cycle de vie Base : impacts environnementaux réduits sauf éco-toxicité et toxicité humaine (chaudière bois) Meilleures pratiques, réduction de tous les impacts 19 1

11 Contribution espaces publics / bâtiments au bilan Year-inhabitat eq ENERGIE (S) ENERGIE (B) ENERGIE (A) EAU (S) EAU (B) EAU (A) DECHETS (S) DECHETS (B) DECHETS (A) RADIOACTIFS (S) RADIOACTIFS (B) RADIOACTIFS (A) Espaces Publics Bâtiments Espaces publics = de 1 à 2% des impacts, véhicules non compris 2 Conclusions et perspectives Importance des bâtiments, en particulier de leur performance énergétique, dans le bilan global Contribution croissante des matériaux, évaluation par analyse de cycle de vie Quelques outils, incertitudes, encore peu de données françaises, Santé : encore plus de lacunes Intégrer des niveaux de performance dans les programmes, ex. Lyon Confluence (CO2 et rad.) Collaborations dans la chaire sur les aspects de transport (Ponts) et de biodiversité (Agro) 21 11