Carbon Free-Ways Ir. Dirk Van Troyen (AWV), Ir. Dries Keunen (AWV) 11 septembre 2013
Introduction Le CO 2, un gaz à effet de serre Hausse de la température au niveau mondial = 0,74 C 1,8 4,0 C vers 2100 2
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Introduction Le CO 2, un gaz à effet de serre Transport : 14 % des émissions au niveau mondial 5 % de celles-ci (300 millions de tonnes) sont engendrées par les travaux routiers 4
Carbon Free-Ways Projet pilote AWV Reconstruction d une route Les émissions CO 2 sont un critère d adjudication L entrepreneur calcule dans son offre, les émissions estimées à l aide d outils mis à disposition Paramètres mesurables et contrôlables en relation avec le chantier CO 2 Après les travaux : recalcul (par nous-mêmes) des émissions CO 2 à l aide des valeurs réelles mesurées différence? bonus/réfaction 5
Concrètement N171 Kontich entre Keizershoek en Pierstraat Remplacement de la couche de roulement (4 cm) et de la sous-couche (6 cm) 2 x 2 bandes de roulement = 2 x 11 m 1 km de longueur +/- 22.000 m² +/- 600.000 90 km/h 6
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Concrètement Demande d offre générale Critères d adjudication : 50 % prix 50 % CO 2 Contrôles : COPRO 10
Outils A. Le compteur carbone 1. Matières premières 2. Transport 3. Production des enrobés B. L outil Trafic Emissions supplémentaires causées par la perturbation du trafic 11
A. Le compteur carbone 1. Matières premières Coût CO 2 fixe par tonne, engendrées par l extraction et le traitement (issu du Bath Inventory ) Facteur d émission d une matière première nouvelle > facteur d émission d une matière première secondaire => stimulation du recyclage 12
1. Granulaten Aantal m³ Densiteit (t/m³) Aantal ton Emissiefactor (tco 2 /t) CO 2 (t) Grove granulaten (groeve) 1200,00 1,600 1920,00 0,00520 9,984 Grove granulaten (gerecycl.) 1200,00 1,600 1920,00 0,00260 4,992 Zand (groeve) 240,00 1,600 384,00 0,00510 1,958 Zand (gerecycl.) 240,00 1,600 384,00 0,00255 0,979 2. Bindmiddel Aantal m³ Densiteit (t/m³) Aantal ton Emissiefactor (tco 2 /t) CO 2 (t) Bitumen (vers) 140,00 1,030 144,20 0,48000 69,216 Bitumen (gerecycl.) 140,00 1,030 144,20 0,24000 34,608 Grijs = in te vullen Geel = (tussentijdse) uitkomst Totaal CO 2 (t) 121,738 13
A. Le compteur carbone 2. Transport Coût CO 2 par km parcouru Toutes les mouvements sont introduits : Source de matière première centrale d enrobage Centrale d enrobage chantier Transport des fraisâts Contrôles sur base des bons de livraison => stimulation d un transport économe 14
1. Materiaalbron naar plant Aantal ritten Aantal km/rit Uitstoot (g/km) Aandeelfactor Benuttingscoëfficiënt (vol = 1,5; leeg = 1,0) Transportmiddel CO 2 (t) 30 40 4-asser "dubbele pont" (16-20 ton) 638,05 1,00 1,5 1,148 35 25 oplegger (25-30 ton) 822,87 0,50 1,5 0,540 12 100 Binnenschip (per eenheid van 30 ton) 261,21 1,00 1,5 0,470 1,5 0,000 2. Transport asfalt naar werf en terug Aantal ritten Aantal km/rit Uitstoot (g/km) Aandeelfactor Benuttingscoëfficiënt (vol = 1,5; leeg = 1,0) Transportmiddel CO 2 (t) 55 30 oplegger (25-30 ton) 822,87 1,00 1,5 2,037 55 30 oplegger (25-30 ton) 822,87 1,00 1 1,358 1,00 0,000 1,00 0,000 3. Transport affreesmaterialen Aantal ritten Aantal km/rit Uitstoot (g/km) Aandeelfactor Benuttingscoëfficiënt (vol = 1,5; leeg = 1,0) Transportmiddel CO 2 (t) 15 55 oplegger (25-30 ton) 822,87 1,00 1,5 1,018 15 55 oplegger (25-30 ton) 822,87 1,00 1 0,679 1,00 0,000 1,00 0,000 Grijs = in te vullen Geel = (tussentijdse) uitkomst Totaal CO 2 (t) 7,250 Emissiefactor Transportmiddel (g/km) 4-asser "dubbele pont" (16-20 ton) 638,05 oplegger (25-30 ton) 822,87 Binnenschip (per eenheid van 30 ton) 261,21 Zeeschip (per eenheid van 30 ton) 206,52 Trein (per wagon) 633,60 15
A. Le compteur carbone 3. Production des enrobés Emissions CO 2 dues à l utilisation d électricité, gaz, sur chantier Séchage des granulats Réchauffement du bitume Contrôle: mesure journalière du niveau des réservoirs de carburant et des compteurs d électricité => stimulation de l utilisation d enrobés à basse température 16
Energiebron Hoeveelheid (kwhe indien elektriciteit of m³ indien andere) CO 2 (t) Drogen granulaten Diesel 0,00 Grijs = in te vullen Elektriciteit 0,00 Geel = (tussentijdse) uitkomst Opwarmen bitumen Elektriciteit 0,00 Raffinaderijgas 0,00 Totaal CO 2 (t) 0,000 Energiebron Emissiefactor Eenheid Diesel 3,162661 tco 2 /m³ Stookolie Extra zware stookolie Bruinkool Raffinaderijgas Elektriciteit 2,90 tco 2 /m³ 3,1411 tco 2 /m³ 2,04 tco 2 /m³ 0,002031 tco 2 /m³ 0,0005 tco 2 /kwhe 17
B. Outil trafic Principe: Les émissions calculées = surplus de CO 2 (causé par les perturbations du trafic) comparé au niveau normal, lorsqu il n y a pas de travaux, à l aide de modèles de circulation L entrepreneur a le choix entre 3 schémas, fixés à l avance : 1. Fermeture d une bande de roulement à la fois 2. Une direction totalement fermée avec basculement du trafic 3. Une direction totalement fermée avec déviation L entrepreneur choisit 1 schéma et rentre ses heures de travail => L outil calcule automatiquement les émissions CO 2 18
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B. L outil trafic Après-coup, recalcul du schéma de travail sur base des heures réellement travaillées bonus/réfaction Eviter des travaux sans fin : Délais d exécution: max. 40 jours calendrier 20
Planéité Une meilleure planéité du revêtement diminue les émissions durant la phase d utilisation (20 ans) Spécifications plus sévères 21
Conclusion Les outils procurent une base de comparaison relative Futur : Plus de liberté pour l entrepreneur (enrobés béton) Analyse du cycle de vie 22
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique Ing. Noël Vanhollebeke (BVA/ABPE) & Ing. Pierre-Paul Modde (BVA/ABPE) 11 septembre 2013
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique CONTENU Introduction : pourquoi une production économe en énergie? 1.Emissions CO 2 d un revêtement en enrobés bitumineux 1.A. Matières premières 1.B. Production des enrobés 2.Comment diminuer l empreinte CO 2? 3. l empreinte CO 2 selon «Carbon Free-Ways» Conclusions 24
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.Emissions CO2 d un revêtement en enrobés bitumineux 25
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.A. MATIERES PREMIERES :PRODUCTION & TRANSPORT GRANULATS Production Concassage Tamisage Stockage Transport > plant 26
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.A. MATIERES PREMIERES :PRODUCTION & TRANSPORT BITUME Amenée du pétrole brut Raffinage Stockage Transport > plant 27
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.A. MATIERES GRONDSTOFFEN PREMIERES :PRODUCTIE :PRODUCTION & TRANSPORT Agrégat d enrobés Fraisage (entretien) Transport > site (entretien) Concassage et/ou tamisage Stockage 28
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.A. MATIERES PREMIERES :PRODUCTION & TRANSPORT PRODUCTION DES MATIERES PREMIERES Nouvelles Mat. Prem. (granulats filler - bitume) >>>> 40 kg CO 2 /Tonne de mat. Prem. en moyenne Granulats d enrobés >>>> 2,6 kg CO 2 /Tonne de granulat à réutiliser 29
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.A. MATIERES PREMIERES :PRODUCTION & TRANSPORT TRANSPORT DES MAT. PREM. VERS LA CENTRALE D ENROBAGE > Il y assez de carrières de qualité en Belgique pour pouvoir limiter l énergie consommée en choisissant le fournisseur de manière judicieuse > le transport par bateau est 3 fois plus performant au niveau émissions CO 2 que le transport par route. 30
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.B. PRODUCTION des mélanges 1. Stockage et dosage des granulats naturels et agrégats d enrobés 2. Réchauffement des granulats et agrégats d enrobés 3. Dépoussiérage des gaz à évacuer 4. Tamisage et pesage des granulats 5. Stockage (à température), pompage et pesage du liant. 6. Amenée et pesage du filler 7. Malaxage de l enrobé 8. Stockage de l enrobé 31
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.B. PRODUCTION des mélanges 1. Stockage et dosage des granulats et agrégats d enrobés -stockage granulats : -sables:teneur en eau >temps de séchage plus long >recouvrement des stocks >sables non-lavés (?) -stockage des agrégats d enrobés >protégé des intempéries -dosage des granulats et agrégats d enrobés : >tapis roulant recouvert 32
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.B. PRODUCTION des mélanges Avantage des agrégats d enrobés recouverts Teneur en eau Consommation supplémentaire du brûleur 1 % 0 % 2 % 17 % 3 % 34 % 4 % 51 % 5 % 68 % (3,5 L/ton recycl.) 33
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.B. PRODUCTION des mélanges 2. Réchauffement des granulats et agrégats d enrobés = plus grande partie de l énergie et donc des émissions de CO 2 (séchage 60 % et évaporation de l eau 40 %) -température plus basse > mélanges à température abaissée -choix du carburant: gaz naturel <> gasoil -production continue : éviter les départs/arrêts (diminuer le nombre de mélanges ) 34
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.B. PRODUCTION des mélanges 3. Dépoussiérage des gaz à évacuer. Mise à part la récupération de la chaleur dans les gaz il y a peu de possibilités. 4. Tamisage et pesage des granulats Eventuellement produire via le bypass mais ceci n est pas vraiment conseillé vu le grand nombre de mélanges. 35
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.B. PRODUCTION des mélanges 5. Stockage du liant (à 170 C), amenée et pesage. -temps de stockage aussi court que possible -choix de la forme d énergie pour la tenue à température -distance entre silo de bitume et malaxeur la plus courte possible -isolation maximale des tuyaux d amenée 6. Amenée et pesage du filler. 36
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 1.B. PRODUCTION des mélanges 7. Malaxage de l enrobé -malaxage continu (éviter les start-stop) 8. Stockage des enrobés -Isolation maximale des silos 37
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 2. Comment diminuer l empreinte CO 2? A. Mat. premières Actions possibles -granulats -filler -bindmiddel -agrégats d enrobés Choisir la carrière en fonction de la distance à la centrale Transport par bateau <>par camion Choix du fournisseur en fonction de la distance à la centrale Choix du fournisseur en fonction de la distance à la centrale % aussi haut que possible en fonction du facteur d émissions 38
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 2. Comment diminuer l empreinte CO 2? B. Production Action possible Investissem. Stockage granulats Sous toit Oui Stockage liant Choix carburant+isolation - Stockage agrégats enrob Sous toit Oui Bande transporteuse Recouverte Oui Produire en continu Eviter les Start-Stop - Choix forme d énergie Gaz naturel, fuel (lourd) Oui Temp. Production plus basse Enrobés basse température (thème 10) Oui 39
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 3. Empreinte CO2 et compteur carbone (Carbon Free Ways) 1. Prod. Mat. Premières Coût CO 2 fixe Granulats 0,052 Filler 0,010 Bitume 0,480 Agrégats d enrobés 0,026 Pour les différentes matières premières, on détermine un coût de CO 2 fixe par groupe. Ainsi le choix de la matière première ne jouera pas de rôle (en ce qui concerne le coût CO 2 ) 40
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 3. Empreinte CO 2 et compteur carbone (Carbon Free Ways) 2. Transport 2.1 Source mat.> centrale 2.2 Centrale > chantier 2.3 Agrégat > site Mesures possible : -Choisir les distances de source à centrale les plus courtes possible. -Transport par bateau là où c est possible - Planifier le transport avec un rendement Maximal (temps d attente, toujours chargé) 41
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 3. Empreinte CO 2 et compteur carbone (Carbon Free Ways) 3. Production d enrobés - Réchauffement granulats -Stockage à température des mélanges Source d énergie (facteur e) x quantité Source d énergie (facteur e) x quantité Mesures possibles: Choix carburant Limiter les quantités 42
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 3. Empreinte CO 2 et compteur carbone (Carbon Free-Ways) 3.Production des enrobés -choix du carburant -limitation de la consommation d énergie -stockage des agrégats sous toit -laisser sécher les granulats humides -recouvrir les tapis -% d agrégats plus haut -température de production plus basse -production continue (éviter les start-stop) 43
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 4. CONCLUSIONS relativer : 5 % des émissions de CO 2 seulement provient du revêtement en enrobés Différentes manières pour diminuer les émissions > tenir compte de la qualité ( conformité) de l enrobé fini p.ex.: % recyclés, enrobés basse température,.. 44
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 4. CONCLUSIONS Beaucoup de promotion lors des congrès les dernières années, mais relativement peu d applications. Autres propositions pour diminuer le CO 2 : -couches moins épaisses >>!!!dimensionnement!!! -recyclage in situ : pré-étude nécessaire!! 45
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique 4. CONCLUSIONS L ABPE suit les innovations possibles mais vu les prix des enrobés très bas > pas d applications Demande aux gestionnaires de réseau d adapter les cahiers des charge > premier pas = chantier d essai Carbon Free-Ways. 46
Production d enrobés hydrocarbonés économes en énergie en Belgique MERCI DE VOTRE ATTENTION 47