Éco-comparateurs de chaussées au MTQ :

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1 Direction du laboratoire des chaussées Éco-comparateurs de chaussées au MTQ : État de la situation Marie-Hélène Tremblay, ing., M.Sc. 8ème Congrès annuel de Bitume Québec Québec, 22 mars 2012

2 Plan de la présentation Analyse du cycle de vie (ACV) Survol des 4 étapes Éco-comparateurs de chaussées Différents logiciels Pourquoi les études et ne sont pas comparables entre elles? Pourquoi les résultats des différents éco-comparateurs ne sont pas comparables? Usage d un éco-comparateur au MTQ Qualité du modèle Exemple de comparaison environnementale (Recyclage enrobé à froid VS Couche d usure) 2

3 Analyse du cycle de vie Transformation des matières premières Extraction des matières premières Bitume Ciment Granulats Production des matériaux Enrobé Béton Émulsion Consommation Émissions Fin de vie Recyclage Enfouissement Transport Étapes du cycle de vie d une route Entretien Réparations Exploitation Construction Mise en œuvre 3

4 Analyse du cycle de vie 1ère étape : Objectifs, Fonction, Limites du système Comparaison d une Fonction 1t 1 km 1t 1 km Exemple : Permettre le déplacement d un certain nombre de véhicules sur une certaine distance pendant un certain nombre d années Limites du systèmes Phases : construction, entretien, utilisation, recyclage, etc. Éléments : couche de roulement, fondation, sous-fondation, accotements, etc. 4

5 Analyse du cycle de vie 1ère étape : Objectifs, Fonction, Limites du système Quantification des procédés Matériaux Essence machinerie Essence transport etc. Dimensionnement des structures de chaussées Formulation des matériaux Définition des séquences d entretien pour la période visée 5

6 Analyse du cycle de vie 2ème étape : Inventaire du cycle de vie Quantification des procédés Matériaux Essence machinerie Essence transport etc. Inventaire Base de données environnementales Consommation de matières premières et d énergie Émissions vers l air, le sol et l eau Transformer les quantités de matériaux et procédés en inventaire De matières premières et d énergie consommées De polluants émis Cueillette de données environnementales Choix des bases de données 6

7 Analyse du cycle de vie 3ème étape : Évaluation des impacts 4ème étape : Interprétation Quantification des procédés Matériaux Essence machinerie Essence transport etc. Plusieurs modèles Plusieurs impacts Analyses de sensibilité Présentation des résultats Inventaire Inventaire de Base de données environnementales Consommation de matières premières et d énergie Émissions vers l air, le sol et l eau Impacts potentiels Gaz à effet de serre Acidification Eutrophisation Consommation énergétique Éco-toxicité etc. 7 Modèle d évaluation des impacts

8 Éco-comparateurs de chaussées Logiciel simplifié qui contient des données relatives au domaine routier Quantification des procédés Matériaux Essence machinerie Essence transport etc. Entrée métier Dimensions de la chaussée Formulation des matériaux Distances de transport Équipement utilisé - Productivité (t/h) - Consommation (l/h) Éco-comparateur de chaussées Base de données environnementales Inventaire de Consommation de matières premières et d énergie Émissions vers l air, le sol et l eau Impacts potentiels potentiels Impacts deserre serre Gaz à effets effet de Acidification Acidification Eutrophisation Eutrophisation Consommation énergétique énergétique Consommation Éco-toxicité Éco-toxicité etc. etc. 8 Modèle d évaluation des impacts

9 Éco-comparateurs de chaussées PaLATE Pavement Life-Cycle Assessment Tool for Environmental and Economic Effects Feuille excel développée par Université de Berkeley en Californie en 1994 SEVE Système Évaluation de Variantes Environnementales Développé par l industrie française ÉCORCE Éco-comparateur de Routes, Construction et Entretien Développé le LCPC en France (maintenant l IFSTTAR) Autres. aspect, BenReMod, ROAD-RES, etc. 9

10 Éco-comparateurs de chaussées Pourquoi les études ne donnent-elles pas toutes les mêmes résultats? 20 % DJMA Équivalence des options Nombre de voies Sollicitation (DJMA, % camions) Durée de vie Etc. 30 ans Variabilité dans le dimensionnement 10 % Épaisseurs des couches Formulation des matériaux Taux de recyclé Etc. Différents éco-comparateurs utilisés 10 DJMA ans

11 Éco-comparateurs de chaussées Pourquoi les éco-comparateurs ne donnent-ils pas tous les mêmes résultats? Différents modèles, différents impacts Différentes sources de données environnementales Émissions de GES par tonne de matériau produit (relatif) Ciment Granulat 100% 100% 100% 80% 80% 60% 60% 40% 40% 20% 20% 0% 0% Bitume 80% 60% 40% 20% EU on ca s EU sée -r o AN ulée -p ie AN rr e -s ab A N le -M G EU -c EU 0% EU EU EU 11 EU AN AN AN EU EU EU EU AN

12 Éco-comparateur au MTQ Ce qu on attend d un éco-comparateur au MTQ Modèle Utilisation simple et rapide Modélisation des impacts adapté aux routes et au contexte québécois Données Représentativité Cohérence des données (limites équivalentes) Nécessitera collaboration de l industrie : Cueillette de données environnementales Données plus précises pour technologies (ex : enrobés tièdes, GBR, classes granulaires, etc.) 12

13 Écorce Éco-comparateur de Routes, Construction et Entretien Interface simple et convivial Prise en compte de la durée de vie et des opérations d entretien Plusieurs indicateurs d impact Consommation d énergie Gaz à effet de serre Formation d ozone troposphérique Acidification Eutrophisation Toxicité chronique Écotoxicité Possibilité d adapter les données au contexte québécois 13

14 Éco-comparateurs de chaussées À quoi cela peut-il servir? Pour comparer les chaussées en béton et en enrobé Se référer à l Orientation Mise à jour 2011 Longueur des travaux routiers réalisés 3000 Travaux préventifs 2500 Travaux palliatifs km 2000 Réhabilitation en surface Réhabilitation en profondeur % 16% % 20% (Re)construction % des travaux pourraient faire l objet d une analyse environnementale

15 Éco-comparateurs de chaussées À quoi cela peut-il servir? Bilan environnemental (comparatif) d une intervention d un projet d un ensemble de projets Comparaison environnementale d options techniques équivalentes Exemple Enrobé recyclé à froid ou couche d usure? 15

16 Comparaison environnementale : Exemple 1- Définir quantités et matériaux Enrobé Recyclé à Froid EG-10 ρ = mm 5.4 % bitume Couche d usure EG-10 ρ = mm 5.4 % bitume EC-5 ρ = mm 5.6 % bitume 0.18 kg / m² REF 0.37 kg / m² 100 mm ρ = % Émulsion à 65 % bitume Liant d accrochage Structure de chaussée existante Structure de chaussée existante 16

17 Comparaison environnementale : Exemple 2- Définir les distances de transport Production des granulats Production de bitume 20 km Centrale d enrobage 20 km 20 km Production des émulsions 20 km 20 km Chantier 17

18 Comparaison environnementale : Exemple 3- Identifier la machinerie requise et sa productivité Litres / h tonnes / h 18

19 Comparaison environnementale : Exemple Consommation d'énergie Émissions de GES REF REF CU CU Eutrophisation Acidification REF REF CU CU Éco-toxicité Toxicité chronique REF REF CU CU Ozone troposphérique (smog) ATTENTION! Granulats Bitume Émulsion Centrale d'enrobé Machinerie Construction Machinerie Déconstruction Transport REF La durée de vie des deux interventions n est pas la même! CU 19

20 Sensibilité à la durée de vie Couche d usure plus avantageuse REF devient plus avantageux Équivalent 20

21 Sensibilité au contexte géographique Distances plus importantes en région Production des granulats Production de bitume 500 km Centrale d enrobage 50 km 20 km Production des émulsions 150 km 500 km Chantier 21

22 Sensibilité au contexte géographique Distances = 20 km Distances Région Émissions de GES pour une couche d'usure Émissions de GES pour une couche d'usure Machinerie Construction 5% Granulats 6% Transport 11% Granulats 4% Transport 40% Bitume 29% Bitume 44% Centrale d'enrobé 34% Machinerie Construction 4% Émulsion 0,03% Centrale d'enrobé 23% Émulsion 0,02% Émissions de GES dues au transport sont 5 fois plus importantes Émissions de GES pour le Recyclage à froid Émissions de GES pour le Recyclage à froid Machinerie REF 13% Transport 9% Bitume 30% Bitume 42% Machinerie Construction 4% Centrale d'enrobé 27% Granulats 3% Transport 36% Granulats 5% Émulsion 0,13% Machinerie REF 9% 22 Machinerie Construction 3% Centrale d'enrobé 19% Émulsion 0,09%

23 Conclusions Un éco-comparateur au MTQ permettrait d évaluer des performances environnementales en mode comparatif d options techniques équivalentes Les résultats provenant de différentes études et de différents éco-comparateurs ne sont pas directement comparables Sensibilité à : Équivalence des options Durée de vie Contexte géographique Données environnementales 23

24 Merci! 24