Exemple d analyse environnementale de chaussées. comparateur. Les chaussées souples un choix responsable

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1 Exemple d analyse environnementale de chaussées par éco-comparateur comparateur Congrès Bitume Québec Les chaussées souples un choix responsable Sabine Le Bec, Centre Technique Nord-Américain, Eurovia 25 mars 2010

2 SOMMAIRE Le développement durable et la prise de décision Les éco-comparateurs dans le domaine routier Revue des éco-comparateurs Inventaire des matériaux de base Les indicateurs environnementaux retenus Exemple d utilisation Base stabilisée + enrobés tièdes vs chaussée flexible classique

3 Le développement durable et prise de décision Le donneur d ouvrage ainsi que les entreprises ont un rôle à jouer dans l approche du développement durable, dans le domaine de la construction. Le donneur d ouvrage doit faire en sorte de minimiser l impact environnemental de l infrastructure, et de garantir sa contribution positive à la vie sociale et économique comme à l aménagement de l espace et à la qualité de vie. Sa stratégie et ses choix techniques impactent à court et long terme sur l environnement, la société et l économie. Prise en compte des aspects environnementaux dans les documents de soumission en précisant le choix des matériaux ou des moyens d exécution. Les entreprises qui construisent et entretiennent les infrastructures apportent leur contribution : En gérant leur chantier en conformité avec les lois sur l environnement (gestion des déchets, maitrise des risques de pollution) En proposant des solutions techniques à empreinte environnementale réduite. En innovant dans la mise au point des éco - produits

4 Le développement durable et prise de décision Pour agir et décider en connaissance de cause Évaluation globale des impacts environnementaux d une chaussée Développement d outils adaptés d aide à la décision (ACV et éco-comparateur) au domaine de la construction routière. Apparition des premiers éco-comparateurs, comparateurs, entreprises routières, dans les années développés par les

5 En parlant d objectifs chiffrés En mars 2009, une convention d engagement volontaire a été signée qui intéresse directement le secteur des travaux publics. La convention d'engagement volontaire est une convention qui lie le ministère, les La convention d'engagement volontaire est une convention qui lie le ministère, les départements et les entreprises et qui vise à se donner des objectifs en terme de DD.

6 En parlant d objectifs chiffrés Quelques engagements - Augmentation du recyclage en centrale des enrobés bitumineux jusqu à 60% pour un Eco-comparateur commun aux entreprises sera mis en place et validé par un organisme indépendant reconnu. - Réduction de 33% d émission de GES en 2020.

7 Analyse du cycle de vie appliquée à l industrie routière Mise en oeuvre Poste d enrobage Centrale à froid Impacts pendant durée de vie de la chaussée Entretiens / eau de ruissellement, Recyclage en fin de vie de la chaussée Production granulats, liants, L Analyse de Cycle de Vie permet de quantifier les impacts d un produit depuis l extraction des matières premières qui le composent jusqu à son élimination en fin de vie en passant par les phases de distribution et d utilisation, soit «du berceau à la tombe» Etude réalisée par l USIRF en 2006 a abouti à la définition de règles standard sur les enrobés

8 Les Éco-Comparateurs L objectif est de comparer les impacts environnementaux de 2 produits et d identifier les principales sources d impacts environnementaux. Variante environnementale Base - = Éco-comparateurcomparateur

9 Les éco-comparateurscomparateurs L USIRF et les entreprises routières ont travaillé à la mise au point d outils de quantification des impacts environnementaux des chantiers sur la base d analyse de cycle de vie (ACV). La conception de ces outils s appuie sur des documents reconnus NF EN (septembre 1997) Management environnemental, analyse du cycle de vie, principes et cadre FD P Qualité environnementale des produits de la construction Des bases de données diverses internationales Eurobitume, Athena, etc. De plus en plus de données d ACV de produits, disponibles chez les fournisseurs

10 Revue des éco-comparateurscomparateurs En France EcoLogicieL Gaïa B.E. Calculette Carbone o ECORCE 1.0 o Éco-comparateur SEVE Colas Eurovia Eiffage LCPC USIRF (union des Syndicats de l industrie Routière en France) Aux Etats-Unis o PALATE développé par l université de Californie, Berkeley ( o Logiciel développé par BASF o GREENROADS développé par l université de Washington ( Au Canada : Le ministère des Transports en Ontario

11 Inventaire des données d entrées FABRICATION DE L ENROBÉ Granulats Bitume Rejet dans l air On procède à l inventaire de tous les éléments de base entrant dans l analyse. Données reconnues par l industrie (base de données) Somme des ressources par chantier pour évaluer l impact environnemental des chaussées Transport Poste d enrobage Transport MISE EN ŒUVRE ET VIE DE L ENROBÉ Mise en oeuvre Vie en œuvre : entretien Fin de vie Rejet dans l eau Rejet dans les sols Déchets

12 Inventaire des données des matériaux de base Pour produire une tonne de matériaux Bitume Granulat tonne Mj d enrobé ( coût matières premières) 58 Mj 277 kg CO2 eq. 2,10 kg CO2 eq. 8 kg de déchets 5% bitume et 95% granulats 2,4 kg déchets 300 MJ 16 Kg CO 2 eq. 2,7 kg déchets Source : USIRF - Eurobitume

13 Inventaire des données d entrées FABRICATION DE L ENROBÉ Granulats Bitume Rejet dans l air On procède à l inventaire de tous les éléments de base entrant dans l analyse. Données reconnues par l industrie (base de données) Somme des ressources par chantier pour évaluer l impact environnemental des chaussées Transport Poste d enrobage Transport MISE EN ŒUVRE ET VIE DE L ENROBÉ Mise en oeuvre Vie en œuvre : entretien Fin de vie Rejet dans l eau Rejet dans les sols Déchets

14 Inventaire des transports Transports des matières premières / produits finis Type de transports Par camion Par bateau Par train Type et consommation de carburants (litre / Km) Diesel 38,3 MJ pour 1 litre Essence 35 MJ pour un litre Distance de transport (Km)

15 Inventaire des données d entrées FABRICATION DE L ENROBÉ Granulats Bitume Rejet dans l air On procède à l inventaire de tous les éléments de base entrant dans l analyse. Données reconnues par l industrie (base de données) Somme des ressources par chantier pour évaluer l impact environnemental des chaussées Transport Poste d enrobage Transport MISE EN ŒUVRE ET VIE DE L ENROBÉ Mise en oeuvre Vie en œuvre : entretien Fin de vie Rejet dans l eau Rejet dans les sols Déchets

16 Inventaire des moyens de fabrication Type d usine Malaxage à froid Centrale d enrobage à chaud Contenu et capacité énergétique Gaz naturel 37,9 MJ pour 1 m³ Mazout #2 38,8 MJ pour 1 litre Mazout #5 42,7 MJ pour 1 litre Électricité kwh (1 kwh = 3,6 MJ) Modèle mathématique modélisant les consommations et les émissions en fonction de la teneur en eau des granulats, du pourcentage d enrobés recyclés, de la température de fabrication. Modèle établi en fonction de la consommation par tonne d enrobés, en fonction du carburant et sa capacité calorifique

17 Inventaire des données d entrées FABRICATION DE L ENROBÉ Granulats Bitume Rejet dans l air On procède à l inventaire de tous les éléments de base entrant dans l analyse. Données reconnues par l industrie (base de données) Somme des ressources par chantier pour évaluer l impact environnemental des chaussées Transport Poste d enrobage Transport MISE EN ŒUVRE ET VIE DE L ENROBÉ Mise en oeuvre Vie en œuvre : entretien Fin de vie Rejet dans l eau Rejet dans les sols Déchets

18 Inventaire des moyens de mise en oeuvre Liste de tous les équipements nécessaires à la mise en oeuvre Base de données de la consommation des équipements en l/heure (via les fournisseurs) Production ( m² par jour) : nombre de jour d utilisation

19 Inventaire des données d entrées FABRICATION DE L ENROBÉ Granulats Bitume Rejet dans l air On procède à l inventaire de tous les éléments de base entrant dans l analyse. Données reconnues par l industrie (base de données) Somme des ressources par chantier pour évaluer l impact environnemental des chaussées Transport Poste d enrobage Transport MISE EN ŒUVRE ET VIE DE L ENROBÉ Mise en oeuvre Vie en œuvre : entretien Fin de vie Rejet dans l eau Rejet dans les sols Déchets

20 Inventaire des déchets Déblais valorisés ( m³ ou en tonnes) En place En centre de retraitement Déchets non valorisés (m³ ou en tonnes)

21 Inventaire des données des matériaux de base Produit départ usine Bitume départ Raffinerie Énergie MJ/t GES kg eq.co2 Déchets éliminés Kg/t Source données ,00 Eurobitume Ciment CimBéton Granulats concassés 58 2,10 2,40 USIRF Fuel USIRF Transport (t/km) 1,05 0,08 USIRF Source : extrait Les émulsions de Bitume SFERB Ce tableau donne les impacts environnementaux des matériaux de base lors de la fabrication d une tonne de produit depuis son extraction jusqu à sa mise en vente à l unité de production (raffinerie, cimenterie, )

22 Les indicateurs environnementaux NF P Catégorie Indicateurs Indicateurs Unité Matériaux / ressources Epuisement des ressources (ADP) Kg equ Antimoine Matériaux / ressources Consommation granulats Tonnes Matériaux / ressources Déblais évacués pour valorisation m3 Matériaux / ressources Déblais éliminés m3 Matériaux / ressources Recours aux ressources naturelles % NF P Matériaux / ressources Consommation d'eau - NF Litres NF P Energie Consommation des ressources énergétiques - NF MJ Energie Consommation directe de fuel. Litres fuel equ Transport Transport global Tonnes Km Transport Transport local routier Tonnes Km NF P NF P NF P NF P NF P NF P Emissions Emission de GES (changement climatique) Kg CO2 equ Emissions Acidification atmosphérique Kg SO2 equ Emissions Pollution de l'air m3 Emissions Pollution de l'eau m3 Emissions Formation d'ozone photochimique Kg equ Eth Déchets Déchets solides Kg

23 Les indicateurs environnementaux Gaz à effet de serre

24 Émission des gaz à effet de serre (kg CO 2 eq.) Cet indicateur rend compte de l impact sur le changement climatique. On somme les flux correspondant aux émissions dans l'air. La somme des résultats est l'indicateur de changement climatique. CO 2 equ = CO CH N 2 O En d autre terme, une molécule de CH 4 est 21 plus efficace pour piéger le rayonnement infrarouge qui cause l effet de serre qu une molécule de CO 2. Repère citoyen o Voiture: 3 tonnes / an o Émission / habitant au Québec 11 t/ an o Repère métier oenrobé standard: 40 kg / tonne (dont 20 kg fabrication ) obitume: 280 kg / tonne ogranulat concassé: 2 kg / tonne ochaux: kg / tonne ociment: 978 kg / tonne obéton: 150 kg / tonne

25 Consommation des ressources énergétiques (MJ) On a retenu l énergie primaire totale (qui correspond aux produits énergétiques dans l état dans lequel ils se trouvent dans la nature : pétrole, charbon, bois, ) Primaire = Énergie nécessaire en amont pour disposer de l énergie chez le client final L indicateur est la somme simple de toute les dépenses d énergie primaire engendrées par la réalisation de l ouvrage. Repère citoyen o Conso Quebec / habitant / an = MJ o Repères métier o Granulat concassé: 58 MJ / tonne o Bitume pur: MJ/tonne, o Bitume modifié: MJ / tonne o Enrobé: 700 MJ / tonne (350 matières 1ères, 50 transport et 300 fabrication) o Ciment: 5602 MJ / tonne

26 Consommation des granulats (Tonnes) Quantité totale de granulats naturels utilisés pour la réalisation du chantier. Les granulats recyclés et d origine artificielle (issus de la valorisation de déchets ou co- produits de l industriel ex : scories, ) ne sont pas comptabilisés. Repères citoyens Consommation / jour / habitant : 27 kg

27 Exemple d analyse environnementale Les éco-matériaux sont par définition des produits dont la fabrication et la mise en œuvre ont des impacts plus modérés sur l environnement que les techniques traditionnelles : Réductions des émissions de gaz à effet de serre, d ozone photochimique, de l acidification atmosphérique. Réduction de la consommation d énergie. Moindre utilisation des ressources naturelles non renouvelables. Parmi ceux-ci, on listera les enrobés tièdes, les bases stabilisées à froid, les enrobés à froid, les liants végétaux...

28 Un outil développé en modélisant l impact environnemental de chaque étape d un chantier Méthodologie basée sur les données publiques reconnues par la profession et sur l expertise du Centre de Recherche Base de données Matériaux, transport, engins Base de formules Modélisatio n des postes d enrobage Une modélisation des chantiers basée sur des données concrètes et opérationnelles Appro Matières premières Tr Transport Tr Fabrication + noir / blanc + Mise en oeuvre + Déblais Tr Sources : Méthode : NF EN ISO 14040, FD P Données initiales : USIRF, normes, IVL, EUROBITUME, fournisseurs Fabrication froid / chaud / tiède : Modèle Eurovia

29 Chaussée verte base stabilisée + enrobés tièdes Les deux solutions doivent le même niveau de service : Durée de service et niveau de risque identique. Même protection au gel de la chaussée Mêmes caractéristiques de surface : adhérence, uni, bruit, donc même famille de couche de roulement. Données : Chaussées 2 x 2 voies, trafic DJMA, 1526 PL / j 1 x 10 km = m² Durée de vie : 30 ans Seule la phase de construction a été prise en compte dans l analyse

30 Chaussée verte base stabilisée + enrobés tièdes Bitume Granulat extraction Transport 20 kms Conventionnelle ou Émulsion de Bitume Liant hydraulique Eau Centrale d enrobage chargeur carburant Retraitement en centrale Fabrication Transport (30 kms) Transport 5 kms Engins/personnel 86 kms Chantier ( m²) MG mm MG mm Couche GB mm Couche ESG mm Couche ESG mm 2 couches accrochage CRS -1h Fabrication transport (30 kms) Emulsion CRS-1h bitume, tensio, acide, eau Fabrication et transport (30 kms) Chantier ( m²) MG mm MG mm Recyflex béton / enrobés + émulsion 200 mm ESG-14 tièdes 70 mm ESG-10 tièdes 50 mm 1 couche accrochage CRS-1h 1 couche accrochage gravillonnée Camion à eau Bélier Niveleuse VTM Rouleaux Finisseur Épandeuse Carburant Carburant gravillonneur

31 Impacts environnementaux Base stabilisée et enrobés tièdes Flexible classique Flexible Base stabilisée Valeur absolue Épuisement des GES (kg CO2 eq.)10 3 verte classique 100% Consommation directe de fuel (litres)10 3 verte classique Consommation des ressources énergétiques (MJ) ,1 verte classique Tonnage recyclé 7,7 29,1 21,5 apporté (tonnes) 10 3 classique Consommation 548, ,8 granulats (tonnes) 10 3 verte classique

32 Impacts environnementaux Base stabilisée et enrobés tièdes Mise en œuvre verte Classique - 1% verte Ressources énergétiques - 13% Transport local Classique verte -44% Fabrication Transport vers centrale Matières premières + déblais verte -16% Classique verte Classique -4% Classique consommation ressources énergétiques (10^6 MJ)

33 Résumé de l analyse Diminution des émissions de GES ( kg. eq. CO 2 ) Équivalent aux émissions de 190 automobiles par an Équivalent aux émissions de 51 citoyens par an Économie de matériaux tonnes de granulats recyclés en plus tonnes de granulats neufs en moins Gain significatif à l étape de la fabrication Fabrication sans chauffage de la base stabilisée Diminution de 50 C lors de la fabrication des enrob és Économie des ressources énergétiques (- 13 x 10 6 MJ) Équivalent à la consommation de 56 citoyen par an Repère citoyen Voiture: 3 tonnes / an Émission / habitant : 11 t Repère citoyen Conso Quebec / habitant / an = MJ

34 Conclusions Dans le domaine de la construction et de l entretien des routes, il est important d intégrer la démarche de développement durable. Faire évoluer les outils industriels et les matériaux produits en visant à : Préserver au mieux le milieu naturel. Réduire la consommation d énergie. Réduire l émission des GES Prévoir les analyses environnementales à l étape du choix des alternatives et lors des appels d offres.

35 Congrès Bitume Québec Les chaussées souples un choix responsable Merci de votre attention! 25 mars 2010