ACV DE LA RESTAURATION D'UN BATIMENT BAYONNAIS CONCLUSIONS Les apports de la restauration du bâtiment en termes de bénéfices environnementaux sont inégaux suivant les impacts considérés. La restauration du bâtiment apporte un bénéfice important sur les impacts changement climatique (entre +180 et +330%) et épuisement des ressources énergétiques (entre +15 et +150%), mais pas forcément pour l acidification atmosphérique (entre -117% et + 12%) et pas du tout pour l eutrophisation de l eau (jusqu à 123 % d impacts en plus). Ainsi, les impacts de la restauration ne sont pas, sur tous les indicateurs, contrebalancés par les gains thermiques lors de la phase d utilisation. A noter toutefois que la restauration permet d apporter une amélioration du confort de vie aux habitants qui n est pas une notion comptabilisée en ACV. Cet apport relatif s explique par la répartition des différentes étapes du cycle de vie selon les impacts (analyse suivant le scénario 2b). La phase de restauration a un impact assez variable selon les indicateurs suivis. C est l étape d approvisionnement des matériaux qui prédomine sur cette phase. Pour l épuisement des ressources énergétiques, l impact dépasse les 10%, alors qu il est de près de 30% pour l eutrophisation de l eau et de plus de 40% pour l acidification de l air. Cet impact est essentiellement dû au transport des matériaux de leur site de fabrication jusqu au chantier (entre 70 et 80 % des impacts de l étape approvisionnement matériaux). Son impact sur le changement climatique est très faible, ce qui s explique par la prise en compte de captage du CO 2 des produits à base de bois durant leur croissance. Cette conclusion valorise les bénéfices apportés par le choix d une utilisation importante de produits à croissance photosynthétique pour la limitation des émissions de gaz à effet de serre. A l inverse, l étape du chantier, comprenant les consommations électriques du chantier ainsi que le transport des ouvriers, est toujours marginale, son impact ne dépassant jamais 5 %, quels que soient les scénarios. A noter cependant que la modélisation de cette étape a été assez sommaire. La phase d utilisation du bâtiment est divisée en 2 usages : o o L usage de chauffage et d ECS est très largement majoritaire sur le changement climatique (environ 90%), l épuisement des ressources énergétiques (près de 50%) et l acidification atmosphérique (environ 40%), alors qu il n impacte qu à hauteur de 17% pour l eutrophisation. Les consommations énergétiques ont en effet de fort impact sur la pollution de l air (changement climatique et acidification de l air) et l épuisement de ressources alors qu elles n ont que peu de conséquences sur la pollution de l eau. L impact limité sur l acidification atmosphérique s explique par l utilisation de gaz naturel, peu émetteur de NO X. L usage de l électricité spécifique est négligeable sur les indicateurs changement climatique et eutrophisation de l eau (moins de 6%) et peu impactant sur l acidification atmosphérique (17% des impacts), alors qu elle représente à 35% de l impact total sur l épuisement des ressources, ceci s expliquant par les rendements des installations de production d électricité. La phase de fin de vie est marginale sur tous les indicateurs (moins de 2%) sauf sur l eutrophisation de l eau où elle est majoritaire (environ 50%). Ceci s explique par les rejets importants d effluents toxiques dans l eau, engendrés par la mise en décharge des produits à base de bois. Les impacts importants des étapes d approvisionnement matériaux et de fin de vie concernant l acidification atmosphérique et l eutrophisation de l eau expliquent l intérêt moindre de la restauration sur ces indicateurs. 1/5Erreur! Source du renvoi
Le positionnement des scénarios après restauration est variable selon les impacts considérés. Changement climatique (en kg éq. CO 2 ) Epuisement des ressources Energétiques (en MJ) Acidification de l'air (en kg éq. SO 2 ) Eutrophisation de l'eau (en kg éq PO 4 3- ) Déchets nucléaires (en g) Scénario 0 : avant restauration 38462 766779 33 3362 100 Scénario 1a : cas de base + PV 9378 434482 30 6100 192 Scénario 1b : cas de base 9471 458473 31 6072 209 Scénario 2a : Gaz plus + PV 12582 360973 29 6208 89 Scénario 2b : Gaz plus 12676 384963 30 6180 107 Scénario 3 : écogénérateur 13687 306566 27 6296 30 Scénario 4a : PAC gaz naturel 12674 397218 31 6152 118 Scénario 4b : PAC gaz naturel + CESC 11328 377716 32 6175 120 Scénario 5 : tout électrique 8865 664940 69 7438 394 En analysant les résultats scénario par scénario, on constate les points suivants : Le scénario 5, tout électrique, engendre un faible impact sur le changement climatique dû à l utilisation du mix électrique moyen saisonnalisé *. Par contre, il a un fort impact sur l acidification atmosphérique, l eutrophisation et la production de déchets nucléaires. La consommation d électricité a en effet un impact plus important que la consommation de gaz naturel sur ces trois indicateurs (impact engendré par la production d électricité à partir de charbon ou de fioul). Concernant l épuisement des ressources énergétiques, il se situe légèrement favorablement par rapport au scénario 0, sans restauration, mais moins performant que les autres scénarios de restauration. Les scénarios 1a et 1b obtiennent des résultats intéressants en terme de changement climatique, mais sont moins performants en terme d épuisement des ressources énergétiques. Le gain apporté par l utilisation de panneau photovoltaïque (PV), dans le scénario 1a, est assez faible (entre -1 et -5% suivant les impacts), et devient même négatif sur l eutrophisation de l eau (+0,5%). Le scénario 3 obtient les plus faibles impacts sur l épuisement des ressources énergétiques, l acidification atmosphérique et la production de déchets nucléaires. Ces résultats prouvent le gain apporté par la production d électricité à partir de l écogénérateur, qui permet d éviter l utilisation d électricité provenant du réseau électrique. En terme de changement climatique, il obtient de moins bonnes performances, le gaz naturel émettant plus de CO 2 que le mix électrique moyen. Les scénarios 2 et 4 obtiennent de bons compromis sur tous les indicateurs, en ayant toujours des impacts parmi les plus faibles. Le gain apporté par l utilisation de systèmes PV et du CESI 1 est surtout visible sur l épuisement des ressources énergétiques. 1 CESI : chauffe-eau solaire collectif 2/5Erreur! Source du renvoi
Les critères environnementaux ne permettent pas de mettre en avant une solution de façon tranchée, les scénarios 2, 3 et 4 obtenant, dans leur globalité, des résultats similaires et ne se positionnant pas de la même façon suivant les impacts considérés. La modélisation de l électricité par un mix marginal* modifie complètement le positionnement des scénarios les uns par rapport aux autres Changement climatique (en kg éq. CO 2 ) Epuisement des ressources énergétiques (en MJ) Acidification de l'air (en kg éq. SO 2 ) Eutrophisation de l'eau Déchets 3- (en kg éq PO 4 nucléaires ) (en g) Scénario 0 : avant restauration 38462 766779 33 3362 93 Scénario 1a : cas de base + PV 14714 435351 71 7340 82 Scénario 1b : cas de base 14808 459341 73 7312 100 Scénario 2a : Gaz plus + PV 13044 363716 32 6359 82 Scénario 2b : Gaz plus 13002 384977 33 6251 100 Scénario 3 : écogénérateur 13941 306576 29 6351 25 Scénario 4a : PAC gaz 100 naturel 13474 397250 38 6324 Scénario 4b : PAC gaz 100 naturel + CESC 12234 377753 39 6370 Scénario 5 : tout électrique 23275 666176 182 10639 82 La modélisation des consommations électrique par le mix marginal influence essentiellement les scénarios comprenant de l électricité dans leur système de chauffage ou/et d ECS, à savoir les scénarios 1 et 5. C est en termes d impacts sur le changement climatique et sur l acidification atmosphérique que les résultats sont les plus significatifs. En effet, ces impacts se voient augmentés de façon très importante (allant de +50% à +150%). Ceci s explique par une plus forte part d électricité produite à partir d énergie d origine fossile dans le mix marginal (essentiellement charbon et fioul), augmentant les émissions de CO 2, de NO X et de SO X. Ainsi, ces scénarios, qui obtenaient de bonnes performances concernant le changement climatique en considérant le mix moyen, obtiennent ici de moins bonnes performances, leur faisant perdre leur avantage par rapport aux scénarios au gaz naturel. Concernant l acidification atmosphérique et l eutrophisation, le scénario 5 augmente son impact et donc amplifie son écart avec les autres scénarios. Les scénarios 1a et 1b, engendrent davantage d impacts que les autres scénarios, alors qu ils engendraient des résultats du même ordre de grandeur lorsque l on considérait un mix moyen La prise en compte de ce mix marginal, à priori plus pertinent pour modéliser les consommations liées au chauffage et à l ECS dans la situation du bâtiment de Bayonne, modifie donc le classement des scénarios utilisant de l électricité pour le chauffage et l ECS, par rapport aux scénarios uniquement au gaz naturel. Les paramètres variables n ont que très peu d impacts sur l ensemble du cycle de vie, mais constituent des leviers sur lesquels les commanditaires peuvent agir. 3/5Erreur! Source du renvoi
Les études de sensibilité réalisées sur les principaux paramètres variables du projet (choix de l isolant, distance de transport et modélisation de la fin de vie) ont mis en avant qu ils avaient un faible impact sur l ensemble du cycle de vie du bâtiment, sur lequel les consommations énergétiques de la phase de vie en œuvre sont largement majoritaires (sauf pour l eutrophisation de l eau). Par contre, étant donné les évolutions actuelles ayant lieu dans le secteur de la construction (label BBC, maison à énergie positive..), on peut présager que cette étape aura dans le futur de moins en moins de poids sur l ensemble du cycle de vie du bâtiment. Ainsi, la part des autres étapes va augmenter et ces paramètres, aujourd hui peu influant, vont prendre de l importance. De plus, ces éléments peuvent être facilement contrôlés par le commanditaire en intégrant des spécificités dès la phase de conception (choix des fournisseurs dans un rayon de XX km, choix de produits naturels ), ainsi ils peuvent constituer des leviers d action intéressant pour améliorer les performances environnementales du bâtiment. Cette étude comprend de nombreuses incertitudes qui devront être mieux contrôlées dans les prochaines études réalisées. Ces conclusions reposent sur un certain nombre d hypothèses associés à des incertitudes. Il est important d avoir conscience des limites de cette étude. En effet, elle repose majoritairement sur des données génériques adaptées selon les données collectées, mais qui ne sont pas toujours strictement conforme à la réalité. De plus cette étude se situant en phase de conception du projet, elle reste théorique et sera probablement différente du projet finalisé. Ceci s applique particulièrement aux consommations énergétiques, calculées à partir d un logiciel de calcul réglementaire et dont les résultats restent théoriques. Afin d améliorer le niveau de précision des études d ACV de bâtiment, il est nécessaire de poursuivre le travail sur la modélisation des systèmes énergétiques, pour pouvoir les adapter plus précisément aux différentes solutions de mise en œuvre, mais aussi de comparer différents logiciels de calculs thermiques, pour constater s il existe des variations importantes. Par ailleurs, un approfondissement de l expertise sur les autres étapes permettra également de gagner en précision et d améliorer le niveau d expertise global des praticiens ACV. Ainsi, il serait intéressant travailler sur les différents types de matériaux utilisés dans un bâtiment, par exemple en collectant des données de fabricants sur les éléments les plus impactants. De même, une attention particulière devra être apportée à l étape de fin de vie dont les paramètres de modélisation sont aujourd hui mal contrôlés, alors qu ils peuvent avoir des conséquences importantes sur les résultats. La multiplication des études environnementales dans le domaine du bâtiment permettra de capitaliser des informations et d affiner l esprit critique par rapport aux données transmises par les différents interlocuteurs. *Méthode du mix saisonnier ou du mix marginal? Le tableau ci-dessous donne les différents contenus en CO 2 du kwh électrique selon les deux mix étudiés, ces valeurs ayant été réactualisées en 2008 par l ADEME [2]. Chauffage Eclairage Usage de base Mix moyen par usage 225 100 40 Mix marginale par usage 550 650 500 Tableau 1 : Contenu CO 2 par usage en g CO 2 /kwh selon les deux mix électriques 4/5Erreur! Source du renvoi
BIBLIOGRAPHIE [1] Note détaillée de l ADEME et de RTE «Le contenu en CO2 du kwh électrique : Avantages comparés du contenu marginal et du contenu par usages sur la bas de l historique» du 08/10/2007 [2] «Regard sur le Grenelle», ADEME, septembre 2008 [3] Base de donnée ECOINVENT Version 1.2 [4] Base de données INIES : Développée en partenariat avec l ADEME et le CSTB, INIES répertorie les FDES (Fiche de Déclaration Environnementale et Sanitaire) de produits de construction fournies par les fabricants ou syndicats professionnels. Ces fiches, soumises à la norme AFNOR P01-010, seront des sources d informations précieuses pour l ACV du bâtiment. www.inies.fr [5] Rapport DD du Groupe GDF SUEZ, visible sur le site : www.gdfsuez.com [6] Heck T., Dones R., Bauer C., Life Cycle Assessment of New Natural Gas conversion System in France, novembre 2007 [7] Site Internet du fabricant de pompe à chaleur Robur : http://www.robur.fr/ [8] Fiche commerciale du fabricant de tubes en cuivre Morel S.A.S : http://iis9.domicile.fr/etssibille/catalogue/pdf/6.94.pdf [9] Site Internet de la DGEMP : http://www.developpement-durable.gouv.fr/energie/sommaire.htm Bichler V. Projet EN4R - Analyse de cycle e vie du siège social d Emmaüs, M.DRX.ELS.2006.0396.MPU, juillet 2007 Bichler V. Projet COUGAR - Analyse de cycle de vie de la production d électricité d origine photovoltaïque, M.DU.CHENE.2008.0245.Vbi, Novembre 2008 Bichler V. Projet COUGAR - Analyse de cycle de vie de systèmes solaires thermiques individuels couplés à un appoint, M.DU.CHENE.2008.0246.VBi Novembre 2008 Promelle J. Projet EN4R Pompes à chaleur à absorption : produits de petite puissance pour application en résidentiel, M.DU.GCC.2007.0065.JPr-Sse, Octobre 2007 Promelle J. Projet EN4R Pompes à chaleur à moteur gaz : les produits disponibles et leur potentiel en résidentiel collectif et tertiaire,m.du.gcc.2007.0066.jpr-sse, Novembre 2007 5/5Erreur! Source du renvoi