Les critères écologiques comme unités de mesure Energie grise Emissions de gaz à effet de serre Unités de charge écologique Cinq constructions comparées Information technique La pierre suisse et sa force naturelle
Sommaire Une approche globale 3 Fabrication et traitement des déchets 4 Durée de vie et effet de serre 5 Aides à la décision pour bien planifi er 6 Les sources de données 7 Cinq constructions comparées 8 Sources 11 Note éditoriale Bases de données indépendantes: les valeurs et les calculs présentés dans la présente brochure sont les mêmes que celles utilisées par la Société suisse des ingénieurs et architectes (SIA), les offi ces de certifi cation Minergie ainsi que les organes de la Confédération et des cantons compétents pour les constructions. Toutes les données de base et les processus proviennent de la base de données ecoinvent internationalement reconnue par l Ecole polytechnique fédérale (EPF) et par l Empa. Impressum Editeur: Flumroc SA, 8890 Flums www.flumroc.ch Texte, mise en page, production: Faktor Journalisten AG, 8005 Zurich www.fachjournalisten.ch Version française: www.adapteam.ch 2
Une approche globale La pertinence du cycle de vie Quelles que soient leurs propriétés et leur composition, les matériaux isolants doivent remplir une seule et même fonction, à savoir: empêcher la perte de chaleur grâce à l air qu ils renferment. Les maîtres d ouvrage utilisent des matériaux isolants pour réduire la consommation d énergie d objets immobiliers neufs ou rénovés. Mais quelle dépense énergétique le matériel isolé représente-t-il? Combien d énergie se cache derrière l isolation thermique elle-même? Construire de manière efficiente du point de vue énergétique et écologique signifie que le choix des matériaux de construction doit tenir compte de leur cycle de vie. Il convient donc d évaluer la dépense en énergie, le bilan climatique et la charge sur l environnement d un produit isolant, et ce, de l extraction de la matière première au traitement des déchets, en passant par son transport, son traitement industriel et son utilisation dans la construction. Parmi les critères d évaluation pertinents et mesurables en vue d un bilan énergétique et écologique complet des panneaux en laine de pierre figurent l énergie grise, la disponibilité de la matière première, la charge sur les écosystèmes, le potentiel de recyclage ainsi que l effet de serre. Temps de remboursement énergétique réduit L énergie nécessaire pour obtenir et fabriquer les différents produits ne représente qu une petite partie de l énergie que l on peut économiser grâce à une enveloppe de bâtiment bien isolée. Des études récentes (voir [4] et [6]) montrent en effet que les matériaux isolants sont rapidement amortis du point de vue énergétique. Le temps de remboursement énergétique est considéré comme le critère clé pour la durée de l amortissement. Pour les produits en laine de pierre Flumroc, il se situe entre une demi-période et deux périodes de chauffage. Ressources: matières premières, énergie Laine de pierre Flumroc Recyclage du matériel isolant Enveloppe isolée Démontage, décharge Déchets, gaz résiduels, chaleur résiduelle Bilan climatique, produits polluants Un bilan énergétique et écologique complet considère l ensemble de la durée de vie des produits, de l extraction de la matière première au traitement des déchets. Transformé en bâtiment à énergie positive grâce à un assainissement efficace: l immeuble locatif de Viridén + Partner AG à Romanshorn. 3
Fabrication et traitement des déchets Une matière première disponible en suffisance Pour produire de la laine de pierre, Flumroc SA utilise des roches basaltiques et dolomitiques provenant de carrières situées dans la région. Ces matières premières sont disponibles en suffisance (voir [1] et [6]). L ensemble du processus doit toutefois constituer un circuit fermé. C est ainsi que, après leur utilisation, les produits isolants Flumroc peuvent être recyclés à 100 %, et ce, sans perte de qualité aucune De courtes distances de transport La distance moyenne de transport d un produit isolant Flumroc est inférieure à 200 kilomètres. Etant donné que l usine de Flums est reliée au réseau ferroviaire des CFF, une très grande partie des matières premières et des agents énergétiques est donc livrée par le rail. Recyclage organisé Le recyclage des produits isolants en laine de pierre fait l objet d une organisation systématique: les maîtres d ouvrage doivent défi nir ce recyclage au moment de la soumission des travaux déjà. Sur le chantier même, le tri garantit une haute qualité des matériaux récupérés. L alternative à une réutilisation reste le traitement des déchets du chantier dans un dépôt de déchets inertes. Flumroc SA a introduit il y a des années déjà un système efficace pour la reprise de ses produits en laine de pierre. Ce système permet de réduire la consommation d énergie nécessaire au traitement de la matière première. Peu d énergie grise La somme d énergie grise couvre tout le cycle de vie d un kilogramme de laine de pierre, de sa fabrication à son recyclage. Elle se calcule à partir des besoins en ressources fossiles et agents énergétiques nucléaires. Le bilan écologique doit être établi sur la base des critères indiqués dans la grille de déclaration SIA 493. L évaluation des différents produits isolants n est possible que si la dépense en matériel se réfère à une grandeur uniforme, à savoir le coeffi cient de transfert thermique U. Pour ce qui est de l énergie grise, les produits en laine de pierre Flumroc présentent un bilan bon à très bon. Energie grise selon SIA 493 Temps de remboursement Produits isolants Densité énergétique* Energie grise (périodes de Flumroc (kg/m 3 ) (MJ/m 2 ) chauffage) SOLO, 200 mm 38 115,5 0,6 Panneau isolant DUO, 200 mm 48 146 0,7 COMPACT, 200 mm 90 274 1,3 PRIMA, 200 mm 120 366 1,9 Les roches basaltiques et dolomitiques constituent la matière première de la laine de pierre. Flumroc SA utilise des roches provenant du canton des Grisons (Felsberg et Zernez). * Ancienne valeur U 1,15 W/(m 2 K), nouvelle valeur U 0,15 W/ (m 2 K) 4
Durée de vie et effet de serre Une longue durée de vie La qualité écologique d un produit isolant se mesure d une part à sa longue durée de vie et, d autre part, au potentiel de réutilisation du matériau qui le compose. Les produits en laine de pierre conservent leur fonction et leur stabilité de forme pendant de nombreuses décennies (voir la brochure Stabilité de forme). très faibles quantités de formaldéhydes et de composés organiques volatils (COV) sont libérées par les panneaux en laine de pierre. On peut donc renoncer à y rajouter des matières ignifuges. (voir [9]). Un produit isolant en laine de pierre ne libère que peu d émissions toxiques durant son cycle de vie. Des exigences des plus sévères Des exemples de certifi cation en vue de l obtention du label «Bâtiments» Minergie-Eco montrent que des façades mieux isolées que la moyenne avec de la laine de pierre respectent mieux le mix d exigences en matière d effi - cience énergétique, d écologie de la construction et de protection de la santé des habitants. Faibles proportions de produits polluants Les liants à base d huile minérale et de résine synthétique sont utilisés en très petites quantités (moins de 4 % du poids). Selon la déclaration produits (voir [1]), seules de Ces panneaux isolants Flumroc recouvraient les façades en 1964. Quelque 40 ans plus tard, lors d un assainissement, ils étaient pratiquement intacts et avec un très bon coefficient de conductivité thermique de 0,034 W/(m K). La pierre reste de la pierre. 5
Aides à la décision pour bien planifier Il existe un nombre croissant d instruments pour l évaluation écologique globale d un bâtiment ainsi que de ses différents éléments et matériaux durant la phase de planifi - cation. Certains de ces instruments, comme la procédure de certification du standard Minergie-Eco se focalisent sur une estimation qualitative. Le cahier technique SIA 2032 «Energie grise des bâtiments», qui est disponible depuis 2009, permet de faire le bilan de l énergie grise, de l effet sur le climat et de la charge environnementale à partir d une base de données uniforme. Un autre instrument important est la voie SIA vers l effi cience énergétique qui permet lui aussi d analyser en détail, lors de la phase de planifi cation, la qualité écologique d un projet de construction. Le tableau ci-dessous montre les bilans pour une façade (isolée avec de la laine de pierre) tels qu on peut les calculer au moyen du catalogue de l OFEN basé sur le Web (voir [3]). 1 Crépi intérieur 2 Brique B 17,5/24 3 Flumroc-FLR 3 (H 123) 4 Espace ventilé 5 Revêtement 1 2 3 4 5 Façade suspendue avec isolation extérieure (200 mm) Matériaux/couches (kg/m 2 ) Energie grise (MJ/kg) Energie grise (MJ/m 2 ) Crépi intérieur 12 1,7 20 Brique TC 149 2,8 411 Mortier 54 1,5 81 Isolation (FLR3) 11,3 15,2 172 Lattage 5,4 1,8 10 Fixation 0,2 58,2 12 Lattage de ventilation 3,15 2,6 8 Revêtement 12,4 9,1 113 Total 827 MJ/m 2 Un modèle de construction durable: immeuble locatif Kirchrainweg à Kriens. (Architecture: aardeplan, photo: Emanuel Ammon) 6
Les sources de données La comparaison des produits isolants repose sur les données des écobilans dans la construction, qui ont été générées par l Empa et ecoinvent pour le calcul de l énergie primaire et de l impact environnemental des matériaux de construction. La banque de données Empa/ecoinvent ne contient en principe aucune donnée relevée par des entreprises. C est la raison pour laquelle elles sont utilisées pour des évaluations indépendantes d éléments de construction et de constructions entières. Les données de l Empa et d ecoinvent sont publiées par trois institutions: KBOB, eco-bau et IPB [2]. KBOB: Conférence de coordination des services de la construction et des immeubles des maîtres d ouvrage publics, domiciliée à l Offi ce fédéral des constructions et de la logistique, à Berne. L association eco-bau est la plateforme commune des maîtres d ouvrage publics de la Confédération, des cantons et des villes qui fournit des recommandations concernant la planifi cation, la construction et l exploitation durables des bâtiments. IPB: Communauté d intérêts des Maîtres d ouvrage Professionnels Privés Données écobilans dans la construction: KBOB, eco-bau, IPB 2009 / état de juillet 2012 [2] Energie primaire Emissions de gaz à effet Références Ecopoints (UBP) globale non renouvelable de serre Grandeur Unité Total Total Total Total Matériaux isolants UBP UBP UBP MJ MJ MJ MJ MJ MJ kg kg kg Laine de verre* Fabrication Elimination Fabrication Elimination Fabrication Elimination Fabrication Elimination volumique kg 1999 1981 18,4 41,2 40,9 0,331 36,6 36,2 0,328 1,23 1,21 0,0151 Panneau de liège volumique kg 2020 1560 456 52,3 52,1 0,164 25,0 24,8 0,160 1,27 1,16 0,114 Résine phénolique (PF) volumique kg 11600 10000 1640 125 124 0,712 123 123 0,679 6,51 4,16 2,35 Polystyrène expansé (EPS) volumique kg 5220 3220 2000 106 106 0,269 105 105 0,263 7,36 4,21 3,15 Polystyrène extrudé (XPS) volumique kg 8490 6490 2000 101 101 0,269 100 99,3 0,263 14,3 11,1 3,15 Polyuréthane (PUR/PIR) volumique kg 6100 4300 1800 104 103 1,36 101 100 1,32 6,79 4,32 2,47 Verre cellulaire Laine de pierre** Panneau de fibres mou volumique kg 903 888 14,9 26,5 26,2 0,247 19,7 19,4 0,245 1,17 1,16 0,0101 volumique kg 1080 1050 26,6 16,9 16,7 0,245 15,2 15,0 0,243 1,04 1,03 0,0095 volumique kg 884 471 413 23,4 23,3 0,130 11,0 10,8 0,128 0,432 0,393 0,0384 Fibres de cellulose kg 1270 536 736 10,0 9,69 0,292 7,43 7,14 0,285 0,392 0,368 0,0240 * Valeurs spécifiques de la laine de verre Isover (EPD 2013) ** Valeurs spécifiques de la laine de pierre Flumroc 7
Cinq constructions comparées Cette double page présente la pertinence écologique de cinq constructions types dont chacune est isolée avec des produits différents. L évaluation est faite au moyen des données Empa/ecoinvent et est orientée vers la performance. En d autres termes, toutes les constructions sont évaluées sur la base d une seule et même valeur d isolation thermique U de 0,15 W/(m 2 K). On remarque ici que, dans de nombreux cas, les produits isolants de Flumroc obtiennent de meilleurs résultats, parfois même nettement meilleurs que les produits alternatifs. La tabelle ci-dessous donne les valeurs spécifiques (pour la fabrication et l élimination) de l énergie grise, des émissions de gaz à effet de serre et des Ecopoints de cinq constructions types ainsi que la proportion de produit isolant par m 2. L énergie primaire non renouvelable, autrement dit l énergie grise, est particulièrement pertinente ici, car les indications pour les standards de construction Minergie-Eco et Minergie-A s orientent vers ce critère. Façade compacte Isolation thermique extérieure crépie, mur brique terre cuite Crépi intérieur Brique terre cuite 17,5 cm Mortier-colle * Isolation thermique Crépi extérieur * * selon le système Façade ventilée Isolation thermique entre brique terre cuite et espace ventilé Crépi intérieur Brique terre cuite 17,5 cm Isolation thermique Espace ventilé Revêtement Produit Flumroc EPS PUR/PIR Flumroc EPS Laine de COMPACT DUO verre Critères Unité Conductivité thermique W/(m K) volumique kg/m 3 Valeur U W/(m 2 K) Epaisseur d isolation théorique mm kg/m 2 Fabrication et élimination: produit isolant Energie primaire non renouvelable MJ Emissions de gaz à effet de serre kg Ecopoints UBP Fabrication et élimination: ensemble de la construction Energie primaire non renouvelable MJ Emissions de gaz à effet de serre kg Ecopoints UBP 0,035 0,030 0,023 90 18 30 0,15 0,15 0,15 212 182 140 19,08 3,28 4,20 291 346 426 20 24 29 20 542 17 122 25 620 1043 1098 1178 79 84 88 71 660 68 240 76 739 0,034 0,029 0,032 48 25 38 0,15 0,15 0,15 229 195 215 13,74 4,88 8,17 168 514 298 11 36 10 11 832 25 473 16 335 905 1251 1036 80 105 79 68 215 81 857 72 719 8
Toit incliné 1 Isolation entre chevrons (élément préfabriqué) Toit incliné 2 Isolation sur chevrons (toiture Flums) Toit plat Isolation et étanchéité sur dalle en béton Panneau trois plis 19 mm Pare-vapeur et étanchéité à l air Isolation thermique Panneau DWD Sous-couverture perméable à la vapeur d eau Contre-lattes Couverture Lambrissage Pare-vapeur et étanchéité à l air Isolation thermique Sous-couverture perméable à la vapeur d eau Contre-lattes Couverture Dalle en béton Chape de pente Pare-vapeur et étanchéité à l air Isolation thermique Etanchéité Couche de protection, p.ex. gravier rond Panneau Fibres de Laine de Flum- EPS PUR Laine Flumroc EPS PUR Verre Laine isolant cellulose verre roc de PRIMA cellu- de Flumroc 1 PARA verre laire verre 0,035 0,040 0,032 38 50 28 0,15 0,15 0,15 284 318 270 10,71 15,90 7,56 0,035 0,036 0,023 0,035 90 30 30 60 0,15 0,15 0,15 0,15 240 247 157 240 21,60 7,41 4,71 14,40 0,038 0,029 0,021 0,041 0,038 120 25 30 115 100 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 244 186 135 263 244 29,28 4,65 4,05 30,25 24,40 164 118 276 11 6 9 11 617 20 213 15 115 329 781 477 526 22 55 32 18 23 255 38 680 28 731 28 791 446 490 410 595 891 30 34 27 35 30 31 523 24 273 24 705 27 302 48 785 579 535 689 42 37 40 51 005 60 501 54 133 656 1107 804 853 48 80 57 43 55 529 70 955 61 005 61 066 1583 1617 1547 1732 2028 138 141 135 143 137 162 543 154 823 155 725 158 322 179 805 9
Construction en milieu urbain: l immeuble d appartements et de bureaux de la Mühlebachstrasse à Zurich. (Photo: R. Rötheli, Baden kämpfen für architektur ag, Zürich) 10
Sources [1] Umwelt-Produktedeklaration Steinwolle-Dämmstoffe; Deutsche Rockwool, Institut Bauen und Umwelt, 2008 [2] Données des écobilans dans la construction, 2009/1; KBOB, IPB, Ecobau; édition juillet 2012 [3] Catalogue des éléments de construction (www.bauteilkatalog.ch), Holliger Consult, association eco-bau et Office fédéral de l énergie; actualisé en permanence [4] Dämmstoffe: Grundlagen, Materialien, Anwendungen, Detail Praxis, 2007 [5] Umweltverträglichkeit von Gebäudedämmstoffen, Ministerium für Umwelt, Land Schleswig Holstein, 2003 [6] Grille de déclaration, SIA 493.09: Matériaux de construction isolants, www.sia.ch [7] CO 2 -Convention d objectifs et bilan écologique d exploitation, Flumroc SA [8] Ecologie et aspects sociaux, Flumroc SA, édition 2009 [9] Données fournies par Michael Pöll, Fachstelle Nachhaltiges Bauen, Amt für Hochbauten, ville de Zurich 11
Sous réserve de modifications. En cas de doute, veuillez prendre contact avec nous. Les exemples d applications décrits dans ce document ne peuvent pas prendre en compte des conditions particulières et sont donc donnés sans garantie. www.flumroc.ch FLUMROC AG, Industriestrasse 8, Postfach, CH-8890 Flums, Tel. 081 734 11 11, Fax 081 734 12 13, info@flumroc.ch FLUMROC SA, Route du Bois 1, Case postale 94, CH-1024 Ecublens, Tél. 021 691 21 61, Fax 021 691 21 66, info@flumroc.ch 05.13 f G 4 900 Imprimé sur du papier blanchi sans chlore.