Diaporama "QEB"
publicité
Qualité Environnementale des Bâtiments Sommaire •Rappel des objectifs •Les hypothèses de travail •Des Bâtiments BBC •Les Impacts Environnementaux •La Revue Critique •Comparaisons Economiques (ne fait pas partie de l’étude initiale) Qualité Environnementale des Bâtiments RAPPEL DES OBJECTIFS LE PRINCIPE GENERAL : Comptabilise les interactions avec l’environnement : D’un bâtiment ayant une fonction donnée Sur un temps déterminé (Durée de Vie typique) Construction •Développement Durable •Q E B •Analyse de Cycle de Vie (Unité Fonctionnelle) •Inventaires de Cycle de vie Rappel des objectifs LES HYPOTHÈSES DE TRAVAIL Priorités CIBLE Des Bâtiments BBC (label Effinergie) (50 KWhep / m2 an ) conforme à la future réglementation thermique 2012 (m2 SHON) Rappel des objectifs UNE EQUIPE DE SPECIALISTES: Il est possible de concevoir dés aujourd’hui des Bâtiments BBC en combinant produits gros œuvres et équipements standards (Cabinet TRIBU ENERGIE) Il est important de mesurer les impacts environnementaux des Bâtiments ainsi conçus (ECOBILAN) Il faut mesurer les conséquences économiques des choix constructifs retenus (Cabinet Economiste L. ZIMMER) Rappel des objectifs Qualité Environnementale des Bâtiments HYPOTHESES DE TRAVAIL TYPOLOGIE DES BÂTIMENTS : Le choix des échantillons de maisons et immeuble s’est porté sur des modèles utilisés pour les calages des niveaux d’exigences réglementaires. (RT 2000 et RT 2005) Une maison de plain pied : la maison Mozart Une maison à un étage : la maison MI 2 Un immeuble de Logements Collectifs R+3 : L C 2 Hypothèses de travail TYPOLOGIE DES BÂTIMENTS : Maison type «Mozart »: Plain-pied Surface habitable : 100 m2 (119,4 m2 SHON) Hypothèses de travail TYPOLOGIE DES BÂTIMENTS : Maison type « MI 2 »: R+1 Surface habitable :117 m2 ( 180,70 m2 SHON) Hypothèses de travail TYPOLOGIE DES BÂTIMENTS : Logements type « LC2 »: R+ 3 Surface habitable :1073 m2 (1296 m2 SHON) Hypothèses de travail ZONES CLIMATIQUES Chaque bâtiment étudié sera placé successivement dans trois zones climatiques représentatives : H1b (continentale) H2b ( tempérée) H3 (méridionale) Hypothèses de travail BASSE CONSOMMATION 1,3 1,3 1,1 altitude 1 1,2 0 400-800m 0,1 50 kW hep/m².an x 0,9 Hypothèses de travail 400m 0,9 0,8 >800m 0,2 SYSTEMES CONSTRUCTIFS: Afin de mesurer réellement les impacts des différents systèmes constructifs seuls varient : -la nature des éléments d’élévations (murs et refends) -les planchers intermédiaires. Les planchers bas, les éléments de fondations et les éléments de couvertures seront les mêmes pour toutes les solutions Hypothèses de travail SYSTEMES CONSTRUCTIFS : Béton Maison Mozart et MI2- Eléments Terre Cuite Blocs variables Béton Cellulaire Brique Banché Monomur en terre cuite Hypothèses de travail Mur à ossature bois Éléments SYSTEMES CONSTRUCTIFS : Logements collectifs - variables Béton Béton Terre Cuite: Blocs isolation par intérieur Banché isolation par extérieur et enduit Briques isolation par intérieur Banché isolation par intérieur Banché isolation par extérieur et vêture béton Monomur en terre cuite Hypothèses de travail TYPES D’ISOLANTS Pour l’isolation des murs, deux familles d’isolants ont été prises systématiquement en compte : Le polystyrène (PSE et PSEE) et La laine de verre Hypothèses de travail TYPES DE CHAUFFAGES REPRESENTATIFS Afin de mener les calculs thermiques un choix préalable de systèmes de chauffage les plus probablement utilisés à partir de 2011-2013 échéances d’application de la future RT) doit être fait. La chaudière condensation (gaz) et la pompe à chaleur (électricité) sont respectivement les Systèmes retenus. Leurs performances sont celles actuellement et couramment proposées par les industriels. Il s’agit donc de matériels déjà largement prescrits. Hypothèses de travail NOMBRES DE CAS ETUDIES POUR L’ETUDE QEB : 100 cas étudiés 70 types de Maisons Individuelles 30 types de Logements Collectifs Hypothèses de travail Qualité Environnementale des Bâtiments DES BÂTIMENTS BBC BASSE CONSOMMATION – – – – – Consommations pour le chauffage Consommations pour la climatisation Consommations pour l’eau chaude sanitaire Consommations des auxiliaires Consommations d’éclairage – Transformées : en consommation annuelle (kWh/m².an) puis en énergie primaire (kWh ep/m².an) 50 kWh ep / m² Shon an Des Bâtiments BBC ETUDE THERMIQUE Tous les cas ont été calculés Pour une situation donnée (zone géographique et type de mur) et les choix d’équipements retenus aucune différence significative entre chauffage gaz et chauffage électrique n’a été constatée (ceci a permis de diviser par deux le nombre de cas étudiés) Les épaisseurs d’isolants calculées sont cohérentes quelle que soit la solution technique utilisée Des Bâtiments BBC EN CONCLUSION Il est possible avec les systèmes « catalogues » , en effectuant des choix constructifs raisonnables d’atteindre les niveaux BBC quelles que soient les régions et pour presque tous les systèmes constructifs (le Monomur Terre Cuite sans isolant ne « passe pas » pour les MI en Zone H1 b dans les conditions de l’étude comparative ) Il faut cependant veiller à : Une bonne isolation du plancher bas en Maison Individuelle (le plancher sur vide sanitaire avec dalle flottante ) L’utilisation de planchers intermédiaires en béton (ou bois plus chape béton) qui apporte l’inertie indispensable Privilégier en collectif l’isolation thermique par l’extérieur qui limite considérablement l’emploi des rupteurs de ponts thermiques . Des Bâtiments BBC Qualité Environnementale des Bâtiments LES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX (ECOBILAN) L’ETUDE SUR LES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX Chaque bâtiment fait l’objet d’un métré très détaillé A chaque élément du métré correspond une FDES - 1 – INFRASTRUCTURE - 2 – SUPERSTRUCTURE = ELEMENTS DE METRE = FDES = ELEMENTS DE METRE = FDES - 3 – COUVERTURE = ELEMENTS DE METRE = FDES - 4 - MENUISERIES EXTERIEURES - 5 - OUVRAGES INTERIEURS = ELEMENTS DE METRE = ELEMENTS DE METRE = FDES = FDES Les Impacts Environnementaux L’ETUDE SUR LES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX TEAM BATIMENT FDES FDES FDES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX DU BÂTIMENT Les Impacts Environnementaux L’ETUDE SUR LES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX Durée de vie des matériaux : Chaque matériau possède une durée de vie typique (DVT) renseignée dans la FDES. Cette DVT est variable suivant le type de matériau et de service. La durée de vie des ouvrages étudiés étant de 100 ans, le nombre d’utilisation correspondant à chaque matériau est calculé et la quantité utilisée est multipliée d’autant. Durée de vie typique (DVT) Type de matériau concerné Nombre d'utilisation 10 ans Aménagements intérieurs 10 25 ans Portes et fenêtres en PVC 4 30 ans Portes Isolants Cloison en plâtre Bardage bois Enduits Murs Planchers Bois de charpente Ossature bois Tuiles béton Rupteurs OSB 4 50 ans 100 ans 2 1 Les Impacts Environnementaux L’ETUDE SUR LES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX Les Impacts Environnementaux L’ETUDE SUR LES IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX L’ action essentielle menée a été la collecte des FDES identifiées. Cette collecte a nécessité la mobilisation des différentes filières: – Le SNBPE pour les systèmes constructifs en BPE – La FIB pour les systèmes constructifs avec éléments préfabriqués – La FFTB (Fédération française des tuiles et briques) pour les systèmes constructifs à base de terre cuite – Le FCBA (l'Institut Technologique Forêt Cellulose Bois-Construction Ameublement) pour les systèmes constructifs à base de Bois . Cependant pour cette filière seuls des bilans environnementaux globaux ont été fournis – St Gobain – Knauf –Efisol pour les isolants • 130 éléments de construction sont utilisés pour cette étude Les Impacts Environnementaux Hypothèse méthodologique : STOCKAGE DU CO2 Les principales hypothèses considérées pour le bois sont : • Utilisation d’une ressource renouvelable • Stockage du carbone dans le bois : cette hypothèse implique qu’une partie du CO2 atmosphérique est séquestré sous forme de carbone (cellulose,…) dans le bois. L’indicateur changement climatique d’un produit bois est négatif puisqu’en fin de vie, seule une faible partie du carbone est relarguée dans l’atmosphère sous forme de gaz à effet de serre. Le taux de décomposition retenu par le FCBA pour le bois en décharge au bout de 100 ans est de 15%. • Entretien lors de la vie en œuvre. Les données détaillées sur la nature de l’entretien (notamment les produits mis en œuvre et leur quantité) n’étaient pas disponibles lors de la rédaction de ce rapport. • Valorisation à 95% des déchets de bois issus de la phase de production et de mise en œuvres. Les Impacts Environnementaux Hypothèse méthodologique : STOCKAGE DU CO2 Ex. pour la maison Mozart Les Impacts Environnementaux Hypothèse méthodologique : STOCKAGE DU CO2 Fin de vie des déchets bois : • La fin de vie considérée par l’institut FCBA correspond à une mise en décharge de classe 2 du matériau bois, scénario de référence en l’absence de données sur la fin de vie des charpentes et des autres produits bois en France et notamment des taux de valorisation du bois. Or d’après l’IFEN, la répartition actuelle des déchets bois selon les différents modes de traitement montre que la mise en décharge n’est pas la solution de fin de vie majoritaire. Les chiffres disponibles pour la destination de la fin de vie donnent la répartition suivante : Les Impacts Environnementaux Hypothèse méthodologique : STOCKAGE DU CO2 Il a donc été décidé de réaliser un calcul des émissions de gaz à effet de serre en fin de vie suivant la répartition des différents modes de traitement ci-dessus. Les Impacts Environnementaux Hypothèse méthodologique : Carbonatation des produits en Béton Durant toute la vie du béton, du dioxyde de carbone est réabsorbé par carbonatation. Certaines FDES de produits à base de béton telle la FDES « mur en maçonnerie de bloc en béton » réalisée par le CERIB prennent en compte cette hypothèse de carbonatation du béton. Or les autres produits à base de béton utilisés dans cette étude ne prennent pas en compte cette carbonatation du béton dans leur FDES ou dans leur modélisation. Ecobilan en collaboration avec l’ATILH a donc calculé la carbonatation des produits en béton de chacune des solutions constructives étudiées Les Impacts Environnementaux Hypothèse méthodologique : Carbonatation des produits en Béton Les produits en béton suivant leur exposition, leur surface en contact stockent du CO2 au cours de leur vie et de leur fin de vie par carbonatation. Ils sont plus ou moins sujet à ce phénomène suivant leur exposition et leur surface en contact avec l’air. Hypothèses : -Calcul des quantités de produits concernés pour chaque solution constructive -Utilisation de la méthode du Nordic Innovation Centre pour le calcul du CO2 stocké en vie et en fin de vie Les Impacts Environnementaux Hypothèse méthodologique :Recalcul de l’indicateur changement climatique selon les hypothèses de l’IFEN et de la carbonatation Prenant en compte ces deux aspects que sont les différentes possibilités de fin de vie du bois ainsi que la recarbonatation des produits en béton au cours de leur cycle de vie, Ecobilan a calculé l’indicateur de changement climatique de deux manières pour cette étude : • En ne tenant compte que des valeurs disponibles dans les FDES et modélisations. Nous avons nommé cette méthode « indicateur changement climatique (TEAM Bâtiment) » car la valeur de l’indicateur est celle qui résulte du calcul du logiciel de TEAM Bâtiment ( scénario 1) • En tenant compte du scénario de fin de vie de l’IFEN et de la recarbonatation des produits bétons au cours de leur cycle de vie. Nous avons nommé cette méthode « indicateur changement climatique scénario 2»Durant toute la vie du béton, du dioxyde de carbone est réabsorbé par carbonatation. Les Impacts Environnementaux Hypothèse méthodologique : scénario 1 (Team Bâtiment) Maison Mozart - Changement climatique 90000 80000 70000 kg éq. CO2 60000 50000 40000 30000 20000 10000 0 Les Impacts Environnementaux Hypothèse méthodologique : scénario 2 (IFEN +Carbonatation) Maison Mozart - Changement climatique (scénario 2) 90,000 80,000 70,000 kg éq. CO2 60,000 50,000 40,000 30,000 20,000 10,000 0 Les Impacts Environnementaux PRESENTATION DES RESULTATS Pour faciliter l’analyse et la représentation graphique des résultats, 5 indicateurs environnementaux ont été sélectionnés : - Energie primaire totale Consommation d’eau Production de déchets Emissions de gaz à effet de serre Acidification atmosphérique Tous les résultats sont toutefois disponibles pour chacun de ces indicateurs dans un fichier Excel. Par ailleurs, les indicateurs épuisement des ressources et énergie primaire totale sont corrélés par expérience d’où l’absence de l’indicateur épuisement des ressources. Les Impacts Environnementaux PRESENTATION DES RESULTATS Choix de 5 indicateurs Impact environnemental Unité Energie primaire totale MJ Epuisement des ressources (ADP) kg éq. antimoine Consommation d'eau totale litre Déchets solides éliminés kg Changement climatique kg éq. CO2 Acidification atmosphérique kg éq. SO2 Pollution de l'air m3 Pollution de l'eau m3 Destruction de la couche d'ozone stratosphérique kg CFC éq. R 11 Formation d'ozone photochimique kg éq. Éthylène Les Impacts Environnementaux PRESENTATION DES RESULTATS : Analyse préalable : impact comparé des consommations d’énergie « Vie en œuvre du bâtiment » et « matériaux constitutifs des structures » => L’impact lié au fonctionnement (50 kWh/m2/an) est en moyenne 2, 5 à 3 fois plus impactant que l’impact des constituants de la solution constructive, pour l’indicateur « Energie primaire totale » (ici la maison Mozart Energie primaire totale 3 500 000 Matériaux constitutifs du bâtiment (gros et second oeuvre) Vie en oeuvre du bâtiment (50 kWh / m2/ an) 3 000 000 30% MJ 2 500 000 2 000 000 Exemple de la maison Mozart 1 500 000 1 000 000 70% 500 000 M oz M oz _c om b_ H _c 1b om _b b_ an M H oz ch 1b _c _l _ dv ba om M n b oz ch _ H _c _p 1 om b_ se bl M b_ oz oc H _c _l 1b d om _b v M lo b_ oz c_ H _c ps 1b om e _b M oi b_ oz s_ H _c 1b ld om v _b b_ riq H _l 1b M dv oz M _ br oz _c iq _c om _p om b_ se M b_ oz H 1b H _c 2b _c om _b e b_ ll an M H oz ch 2b _c _l dv om _ba M nc b_ oz h_ H _c ps 2b om e _b M b lo _H oz c _c _l 2b dv om _b M lo b_ oz c_ H _c ps 2b om e _b M oi b_ oz s_ H _c 2b ld om v _b b_ riq H _l 2b M dv oz _b _c riq M om _p oz b_ se _ co M H oz 2b m _c b_ _c om el H M 2b l b_ oz _m H _c 3_ on om ba o b_ nc M H h_ oz 3_ _c ld ba v om nc M b_ h_ oz H _c ps 3_ om e bl M b_ oc oz H _l _c 3_ dv om bl o M b_ c_ oz H p _c se 3_ om bo M is b_ oz _ H _c ld 3_ v om br b_ iq _l H 3_ dv M oz br _c iq _p om M oz se b _c _H om 3_ ce b_ ll H 3_ m on o 0 Les Impacts Environnementaux PRESENTATION DES RESULTATS : Les incertitudes en ACV: Pour chaque élément des solutions constructives, les bilans environnementaux issus des FDES ou des modélisations ad hoc présentent des incertitudes (liées notamment aux sources des données). Par conséquent, les impacts environnementaux présentés ne doivent être considérés que comme des ordres de grandeur. Par ailleurs, pour chaque indicateur retenu, des écarts dans les valeurs d’impacts inférieurs à 10% ne doivent pas être considérés comme significatifs. Les Impacts Environnementaux PRESENTATION DES RESULTATS : Détermination du critère le plus pertinent : Pour l’ensemble des indicateurs à l’exception des déchets totaux éliminés, la zone climatique est le critère le plus pertinent pour les maisons Mozart et MI2 ainsi que pour le logement collectif. Pour l’indicateur déchets totaux éliminés, c’est le type de matériaux qui est le critère le plus pertinent. Les Impacts Environnementaux PRESENTATION DES RESULTATS : Identification des grandes tendances par type de matériaux constitutifs des structures (béton banché, bloc béton, monomur, béton cellulaire, brique creuse) Exemple : Maison Mozart – indicateur changement climatique Les Impacts Environnementaux PRESENTATION DES RESULTATS Mozart – Changement climatique Scénario 2 Maisons avec blocs béton Maison avec béton banché Maison avec brique creuse Les Impacts Environnementaux Maisons avec murs en béton cellulaire Maisons avec murs en béton monomur Maisons à ossature bois PRESENTATION DES RESULTATS : Indicateur Changement climatique (scénario 2) L’impact changement climatique des maisons à ossature bois est significativement inférieur aux autres à l’exception des maisons bloc béton LDV en H1b H2b et H3, et bloc béton PSE H1b et H2b (écart <10% pour ces dernières) L’impact changement climatique des maisons monomur est significativement supérieur aux autres (écart toujours >10%) Les Impacts Environnementaux PRESENTATION DES RESULTATS : Maisons individuelles Energie primaire totale : La zone climatique est le facteur discriminant. Au sein d’une même zone climatique, très grande homogénéité des solutions (écart type relatif inférieur à 2% et aucune solution ne présente un écart supérieur à 10% avec toute autre solution). Changement climatique : La zone climatique est le facteur discriminant. Avec les hypothèses adoptées (stockage du carbone), les solutions bois présentent systématiquement un impact inférieur aux autres solutions. Lorsque le stockage total du carbone n’est plus pris en compte scénario 2, les solutions bois présentent des impacts significativement inférieurs aux autres solutions à l’exception de certains cas maisons bloc béton. Les solutions monomur présentent de manière générale un impact significativement supérieur à l’ensemble des autres solutions Les Impacts Environnementaux PRESENTATION DES RESULTATS : Maisons individuelles Acidification atmosphérique La zone climatique est le facteur discriminant. Les solutions monomur présentent de manière générale un impact significativement supérieur à l’ensemble des autres solutions Déchets éliminés (total) La zone climatique n’est pas discriminante. Le facteur pertinent est le type de matériau car c’est la masse totale de produits constitutif du bâtiment qui détermine les impacts. Ainsi on a la répartition suivante (chaque groupe ayant une différence d’impact significative avec les autres) : Monomur >> Brique/béton banché/Béton cellulaire >> Bloc >> Bois Consommation d’eau La zone climatique est le facteur discriminant. Les solutions monomur présentent un impact supérieur aux solutions bloc, bois et brique. Les Impacts Environnementaux PRESENTATION DES RESULTATS : Logements collectifs Energie primaire totale : La zone climatique est le facteur discriminant Au sein d’une même zone climatique, très grande homogénéité des solutions (écart type relatif inférieur à 1% et l’écart maximal entre les solutions extrêmes est de 3%) Changement climatique et acidification atmosphérique: La zone climatique est le facteur discriminant. Les solutions monomur ont un impact supérieur à certaines solutions en zone H1b et H2b (notamment bloc et béton banché) mais à la limite du seuil significatif Les Impacts Environnementaux PRESENTATION DES RESULTATS : Logements collectifs Déchets éliminés (total) Aucune distinction ne peut être effectuée entre les différentes solutions. Ainsi, l’écart entre les solutions extrêmes est de 5%. L’écart type relatif inférieur à 1% Consommation d’eau Le critère discriminant entre solutions est la zone climatique. Au sein d’une même zone climatique, les solutions présentent une grande homogénéité (écart type relatif inférieur à 3% et aucune solution ne présente un écart supérieur à 10% avec toute autre solution) Les Impacts Environnementaux Qualité Environnementale des Bâtiments LA REVUE CRITIQUE LA REVUE CRITIQUE : Revue critique par un panel d'experts: exigence de la norme ISO 14040 lorsque l'on souhaite communiquer publiquement les résultats d'une ACV comparative Objectif : apporter un regard extérieur indépendant destiné à éclairer le lecteur dans sa lecture du rapport Modalités : Formation d’un panel d'experts indépendants (i.e. non lié aux praticiens et aux commanditaires), rémunéré par les commanditaires Le contenu du travail du panel de revue est décrit dans la norme ISO 14040. Son déroulement demande entre 1,5 et 3 mois. Le rendu est un rapport de revue intégré au rapport final. LA REVUE CRITIQUE LE PANEL D’EXPERTS LISTE DES EXPERTS - REUNION DU 26 JUIN 2009 Participants Mr LECOULS, Expert Norme, coordinateur Mr Chevalier, CSTB Mr SAINCET Ingénieur à la Direction de la Recherche, GAZ de France – Suez Mme TEULON, expert conseil et formation en éco-conception, GINCKO21 Mme Parant, Maitre d’œuvre Mr Willaey, Constructeur Maison Pierre Mr Balcon, Direction des techniques et des méthodes, SOCOTEC Mr Delort, expert béton, ATILH Mr Pétard, Responsable développement brique, fédération française des tuiles et briques Mr Médard, chargé de mission environnement, Isover LA REVUE CRITIQUE Qualité Environnementale des Bâtiments Comparaisons Economiques COMPARAISONS ECONOMIQUES Parallèlement aux études d’impacts environnementales , un chiffrage des différentes bâtiments étudiés est en cours de réalisation. Ce chiffrage concerne le gros œuvre (clos/couvert) et les équipements sélectionnés par Tribu énergie. Il s'agit de prix moyen d’entreprise constatés sur le marché . D’autre part, ces prix sont le reflet des solutions constructives retenues. Certains « ajustements ont été apportés en ce qui concerne en particulier la réalisation de mur banché en maison individuelle (taux de réemploi des banches etc.…..) Comparaisons Economiques COMPARAISON ECONOMIQUES Maison type «Mozart »: Plain-pied Surface habitable : 100 m2 155,000 voiles béton 150,000 bloc ciment briques 20 145,000 monomur 30 monomur 37 140,000 cellulaire 25 cellulaire 30 135,000 cellulaire 50 MOB 130,000 125,000 H1b LDV H2b LDV H3 LDV H1b PSE Comparaisons Economiques H2b PSE H3 PSE COMPARAISON ECONOMIQUES Maison type « MI 2 »: R+1 Surface habitable :117 m2 185,000 180,000 voiles béton bloc ciment briques 20 175,000 170,000 monomur 30 monomur 37 165,000 cellulaire 25 cellulaire 30 cellulaire 50 160,000 155,000 MOB 150,000 145,000 H1b LDV H2b LDV H3 LDV H1b PSE Comparaisons Economiques H2b PSE H3 PSE COMPARAISONS ECONOMIQUES Logements type « LC2 »: R+ 3 Surface habitable :1073 m2 Isolation par l’intérieur 1,050,000 1,040,000 1,030,000 Voile béton 16 1,020,000 Blocs ciment 20 1,010,000 Briques 20 1,000,000 Monomur 37 990,000 Monomur 30 980,000 970,000 960,000 LDV H1b LDV H2b LDV H3 PSE H1b PSE H2b PSE H3 Comparaisons Economiques COMPARAISONS ECONOMIQUES Logements type « LC2 »: R+ 3 Surface habitable :1073 m2 Isolation par l’extérieur 1190000 1170000 1150000 1130000 Voile + enduit 1110000 1090000 1070000 Voile + vêture béton 1050000 1030000 LDV H1b LDV H2b LDV H3 PSE H1b PSE H2b PSE H3 Comparaisons Economiques
