ANALYSE DU CYCLE DE VIE D UN BÂTIMENT

Salon-Conférence de la construction durable Cycle de vie des matériaux - Enveloppe des bâtiments 18 avril 2012 ANALYSE DU CYCLE DE VIE D UN BÂTIMENT dr. ir. arch. Lisa Wastiels CSTC - Laboratoire Développement Durable BELGIAN BUILDING RESEARCH INSTITUTE

Introduction Analyse du cycle de vie des bâtiments Méthodologie Norme européenne NBN EN 15978 Points d attention Étude de cas maison passive Impact des différentes étapes de vie Comparaison construction en bois construction massive Conclusions PLAN PRÉSENTATION CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 2

INTRODUCTION CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 3

CONTEXTE Construction durable Bonne performance technique! Faible impact sur l environnement Critères économiques Critères sociaux Impact environnemental de la construction ± 50% des ressources naturelles extraites servent à produire des matériaux de construction Le chauffage et l éclairage des bâtiments représentent 42% de la consommation totale en énergie en Belgique Les déchets de construction et démolition= 25% de tous les déchets produits INTRODUCTION CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 4

ANALYSE DU CYCLE DE VIE - EN BREF Analyse du cycle de vie (ACV) = technique permettant de quantifier l impact environnemental d un produit sur son cycle de vie (du berceau à la tombe) IMPACT ENVIRONNEMENTAL? Entrants: - énergie - ressources Traitement final Sortants: - émissions - déchets INTRODUCTION CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 5

ANALYSE DU CYCLE DE VIE - EN BREF Évaluation des impacts env. associés aux entrants et sortants: quantifier contribution aux grands problèmes environnementaux Par exemple: Impact environnemental Inventaire (ex.) unité Changement climatique Destruction de la couche d ozone stratospherique Acidification atmosphérique Eutrophisation; Formation d ozone trophosphérioque (smog) Gaz à effet de serre: CO 2, CH 4, CFC, HCFC, NO 4, HCl, HF, SO 2 Composés phosphorés, nitrés (engrais) Hydrocarbures kg CO 2 equiv kg CFC equiv kg SO 2 equiv kg PO 4 equiv kg equiv. Ethylène Toxicité humaine Métaux lourds, dioxines, Kg 1,4 DB eq INTRODUCTION CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 6

ANALYSE DU CYCLE DE VIE - EN BREF Profil environnemental Production - Transport - Fin de vie INTRODUCTION CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 7

ANALYSE DU CYCLE DE VIE - EN BREF Comparaison de l impact environnemental de 2 alternatives Alternative A Alternative B INTRODUCTION CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 8

ANALYSE DU CYCLE DE VIE DES BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 9

Norme européenne Méthode ACV Points d attention ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 10

NBN EN 15978 NORME EUROPÉENNE Contribution des ouvrages de construction au développement durable Evaluation de la performance environnementale des bâtiments Instructions pour définir et analyser: Unité fonctionnelle Frontières du système Scénarios pour les différentes étapes de vie Impacts environnementaux ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 11

NORME EUROPÉENNE ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 12

NORME EUROPÉENNE 1 2 Identification des objectifs Utilisation prévue Unité fonctionnelle Durée de vie considérée Frontières du système 3 Définition des scénarios pour différentes étapes considérées 4 Quantification du bâtiment ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 13

NORME EUROPÉENNE 5 Sélection des données environnementales 6 Impacts environnementaux Méthodes de calcul 7 Rapportage 8 Vérification ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 14

NORME EUROPÉENNE Modélisation du bâtiment ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 15

NORME EUROPÉENNE Étapes du cycle de vie considérée ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 16

NORME EUROPÉENNE Étapes du cycle de vie considérée Production Construction Utilisation Fin de vie Ressources Transport Fabrication Transport Installation Maintenance Remplacements Consommation énergie/eau Démolition Transport Traitement des déchets ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 17

NORME EUROPÉENNE Impacts environnementaux ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 18

MÉTHODE Étapes facultatives Normalisation Exprimer résultats par rapport à une référence (ex. impact européen) Quel impact est le plus critique? Exemple FICTIF! Impact Produit A Europe Résultat normalisé (A) Changement climatique 10 kg CO 2 eq. 1000 kg CO 2 eq 0.001 Acidification 12 kg SO 2 eq. 100 kg SO 2 eq 0.12 ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 21

MÉTHODE Étapes facultatives Normalisation Exprimer résultats par rapport à une référence (ex. impact européen) Quel impact est le plus critique? Agrégation en score unique Facilite l interprétation MAIS implique jugement de valeur, perte d informations ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 22

POINTS D ATTENTION Unité de base pour la comparaison (unité fonctionnelle) Ex. isolant: ne pas comparer impact par kg mais par unité de résistance thermique Ex. structure bois vs béton ou acier: quantité nécessaire pour certaine charge, portée Durée de vie (ex. 1m² tapis vs 1m² de carrelage) ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 23

POINTS D ATTENTION Unité de base pour la comparaison (unité fonctionnelle) De préférence comparaison au niveau de l élément (ex. 1m² de mur intérieur) Ex. isolation souple ou rigide entre ou au-dessus structure ou même du bâtiment Ex. le choix de la structure portante va avoir un impact sur les fondations Inclure la phase d utilisation: énergie, eau, remplacements,.. ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 24

POINTS D ATTENTION Frontières du système Quelles phases sont incluses? Production (cradle to gate) fin de vie = f (mise en œuvre): ex. peinture sur bois ou sur brique Production + (transport + entretien) + fin de vie scénarios Durée déterminée incl. Remplacements et énergie ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 25

POINTS D ATTENTION ACV mesure la contribution à certaines catégories d impact, mais ne mesure pas tout Impacts locaux: ex. bruit, odeur, qualité de l air intérieur Catastrophes (ex. énergie nucléaire) Aspect social: emploi, confort acoustique, Les critères de l évaluation environnementale sont voués à évoluer ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 COPYRIGHT CSTC 2009 26

ÉTAPES DE VIE Impact des différentes étapes de vie Maison unifamiliale avec différents niveaux de performance énergétique 35000 30000 Consommation d'énergie Matériaux Installations 25000 Eco-Indicator 99 (H/A) pts 20000 15000 10000 5000 0 D C B A D C B A Facteur K 38 36 30 20 Niveau E 90 67 49 24 - Maison mitoyenne - 144 m² - 3 chambres à coucher - 1 garage ACV BÂTIMENTS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 27

ÉTUDE DE CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 28

DONNÉES Maison unifamiliale Architecte Versele Mariakerke 2007 217m² Bâtiment passif Structure en bois Étude ACV Impact des étapes de vie Comparaison avec structure massive CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 29

DONNÉES CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 30

Construction DONNÉES Bâtiment 1 - Structure en bois Fondations Béton Parois intérieures Structure en bois - Isolation fibres de bois - Placoplâtre Parois extérieures Crépi/Bois - Panneau de bois tendre - Fibres de cellulose - OSB - Structure en bois - Laine de roche - Placoplâtre Sol RDC Béton armé - Fibres de cellulose - Structure en bois - OSB - Carrelage Sols intermédiaires Placoplâtre - Structure en bois - Fibres de cellulose - OSB - Liège Toiture Placoplâtre - Structure en bois - Fibres de cellulose - Panneau de bois tendre - Tuiles en béton Portes / fenêtres Bois - Triple vitrage extérieures Portes intérieures Bois CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 31

DONNÉES Remplacements Boiseries extérieures Crépi Châssis et vitrages Plafonnage et placoplâtre Finitions sols (Liège, carrelage) 30 ans 40 ans 30 ans 40 ans 30 ans CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 32

DONNÉES Consommation d énergie Besoins en énergie Chauffage + électricité pour ventilation et installations: 1615 kwh/a Refroidissement pas inclus dans l ACV Eau sanitaire pas inclus dans l ACV Impact des installations (pompe à chaleur, panneaux solaires) pas inclus CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 33

DONNÉES Frontières de l ACV Durée de vie du bâtiment (DVB): 60 ans Durée de vie spécifique (DV) pour éléments et matériaux Ex. Portes/fenêtres extérieures: 40 ans Analyse du berceau à la tombe Étape de composition Production des matériaux Étape de la fabrication Transport de l usine au chantier Étape de l utilisation Remplacements (pour DV < DVB) Consommation d énergie pour le chauffage et les installations Étape de fin de vie Démolition Transport des déchets Traitement des déchets CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 34

MÉTHODE ReCiPe Endpoint (H) v 1.06 / Europe ReCiPe H/A 17 catégories d impacts environnementaux Score en Points CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 35

RÉSULTATS BÂTIMENT EN BOIS Bâtiment 1 Structure en bois Impact par indicateur environnemental Impact par étape de vie Impact par élément de construction CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 36

RÉSULTATS BÂTIMENT EN BOIS Impact par étape de vie CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 37

RÉSULTATS BÂTIMENT EN BOIS Impact par élément de construction (consommation d énergie pas prise en compte) CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 38

RÉSULTATS BÂTIMENT EN BOIS Impact par indicateur environnemental (consommation d énergie pas prise en compte) Impacts dominants Climate change Human health Human toxicity Particulate matter formation Climate change Ecosystems Agricultural land occupation Fossil depletion CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 41

DONNÉES COMPARAISON Comparaison Bâtiment Structure en bois Structure massive Consommation d énergie identique Différente conception Bâtiment 1 Structure en bois Bâtiment 2 Structure massive Fondations Béton Béton Parois intérieures Structure en bois - Isolation fibres de Brique - Crépi bois - Placoplâtre Parois extérieures Crépi/Bois - Panneau de bois tendre - Brique de parement -Isolation PUR - Fibres de cellulose - OSB - Structure en Brique - Crépi intérieur bois - Laine de roche - Placoplâtre Sol RDC Béton armé - Fibres de cellulose - Structure en bois - OSB - Carrelage Béton armé - Isolation PUR - Chape en béton - Carrelage Sols intermédiaires Placoplâtre - Structure en bois - Fibres de cellulose - OSB - Liège Crépi intérieur - Hourdis - Chape en béton - Liège Toiture Placoplâtre - Structure en bois - Fibres de cellulose - Panneau de bois tendre - Tuiles en béton Bois - Triple vitrage Placoplâtre - Structure en bois - Isolation PUR - Tuiles en béton Portes / fenêtres Bois - Triple vitrage extérieures Portes intérieures Bois Bois CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 42

RÉSULTATS COMPARAISON Impact par indicateur environnemental (consommation d énergie pas prise en compte) CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 43

RÉSULTATS COMPARAISON Impact par étape de vie CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 44

RÉSULTATS COMPARAISON Impact par étape de vie CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 45

RÉSULTATS COMPARAISON Impact par élément de construction (consommation d énergie pas prise en compte) CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 46

CONCLUSIONS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 47

Analyse du cycle de vie des bâtiments Aide à prendre des décisions Comité CEN a créé une base pour l évaluation de l impact environnemental des bâtiments Actuellement: centres (de recherche) spécialisés nécessaires Futur: outils plus accessibles pour la pratique? (Elodie) Nécessité des conventions et information générique pour la Belgique ACV maison passive Impact de la consommation d énergie Importance de l impact env. des matériaux Utilisation de single score simple, MAIS interprétation nécessaire au niveau des impacts spécifiques Bois: importance de l utilisation du sol (land use) Importance des scénarios pour la fin de vie Conférence UMons - ANALYSE DUCYCLE DE VIE D'UN BÂTIMENT CONCLUSIONS CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 48

Salon-Conférence de la construction durable Cycle de vie des matériaux - Enveloppe des bâtiments 18 avril 2012 QUESTIONS? dr. ir. arch. Lisa Wastiels CSTC - Laboratoire Développement Durable Lisa.Wastiels@bbri.be www.bbri.be BELGIAN BUILDING RESEARCH INSTITUTE 18 avril 2012 49

RÉSULTATS INDICATEURS CEN Interprétation plus difficile Différentes unités Impacts environnementaux CEN BÂTIMENT 1 - BOIS BÂTIMENT 2 - MASSIF GWP Global warming kg CO2 eq 106142.04 117172.62 ODP Ozone layer depletion kg CFC-11 eq 0.01 0.01 AP Acidification /soil&water kg SO2 eq 832.11 459.60 EP Eutrophication kg PO4--- eq 189.37 186.77 POCP Photochemical oxidation kg C2H4 eq 34.43 24.93 ADP_Elements Abiotic depletion kg Sb eq 203.54 201.80 ADP_FossilFuels Abiotic depletion MJ 1286749.95 1400332.05 CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 50

RÉSULTATS INDICATEURS CEN Interprétation plus difficile Différentes unités Comparaison relative CAS MAISON PASSIVE CSTC Développement Durable Lisa Wastiels 18 avril 2012 51