Qualité Environnementale des Bâtiments En route vers des

Qualité Environnementale des Bâtiments
En route vers des indicateurs de
performance
Caroline Lestournelle
Christèle Wojewodka
Sommaire
• En route vers des indicateurs de performance
– Analyse de cycle (ACV)
– Les produits de construction
– Les bâtiments
• Le calcul de la qualité environnementale des
bâtiments (QEB) – étude sur 2 maisons
Le contexte – la démarche HQE -
• Un objectif
Réaliser des bâtiments sains et confortables
dont
les
impacts
sur
l’environnement
appréciés sur l’ensemble de leur cycle de vie
soient les plus maîtrisés possibles
• Un leader : le maître d’ouvrage
– Fixe les objectifs à atteindre par opération (Qualité
Environnementale du Bâtiment - QEB)
– 14 « cibles » = aide à la structuration de la
réponse technique aux objectifs
– Définit l’organisation pour une action concertée de
tous les acteurs (Système de Management)
• Un résultat à évaluer
La Démarche HQE – le rôle des acteurs
• Le rôle des fabricants de produits de construction
– Améliorer de manière permanente les performances
environnementales et sanitaires des produits (Ecoconception)
– Informer au-delà des obligations réglementaires
– Fournir des données environnementales et sanitaires
permettant d’évaluer la Qualité Environnementale des
Bâtiments (QEB)
les
FDES
Les Fiches de Déclaration Environnementale
et Sanitaire – FDES - une norme française
• Les indicateurs environnementaux sont calculés à partir du
cycle de vie complet du produit
– depuis la production jusqu’à la fin de vie « du berceau à
la tombe » (base ACV conforme aux normes ISO 14040…
)
– Hypothèses transparentes : entretien, maintenance, fin
de vie…
• Interprétation normalisée de la contribution du produit aux
impacts environnementaux de l’ouvrage et à l’évaluation des
risques sanitaires et du confort à l’intérieur des bâtiments.
• Les FDES peuvent être individuelles ou collectives
• Les FDES peuvent être vérifiées selon le
programme AFNOR PO1E
Les Fiches de Déclaration Environnementale
et Sanitaire – les indicateurs
Pour la totalité du cycle de vie
Impact environnemental
N°
1 Consommation de ressources énergétiques
Valeur par annuité
Unité
Energie primaire totale
MJ/UF
Energie renouvelable
MJ/UF
Energie non renouvelable
MJ/UF
2 Indicateur épuissement de ressources (ADP)
kg éq antimoine/UF
Non épuisable
kg éq antimoine/UF
Non renouvelable
3 Consommation de l’eau
4
Déchets solides
l/UF
Valorisés
kg/UF
Eliminés
Déchets dangereux
kg/UF
Déchets non dangereux (DIB)
kg/UF
Déchets inertes
kg/UF
(4)
kg/UF
Déchets radioactifs
5 Changement climatique
kg éq. CO2/UF
6 Acidification atmosphérique
kg éq. SO2/UF
7 Pollution de l’air
8 Pollution de l’eau
9 Destruction de la couche d’ozone stratosphérique
10 Formation d’ozone photochimique
3
m /UF
3
m /UF
kg CFC éq. R 11/ UF
kg éq. éthylène / UF
L’Analyse de Cycle de vie (ACV)– un peu d’histoire
Les ACV remontent au premier choc pétrolier….
• Première étude en 1969 sur la demande de Coca-cola qui
avait pour objectif de comparer les bouteilles en verre et en
plastique, en prenant en compte les consommations de
matière et les émissions de l’extraction de matières premières
jusqu’à la fin de vie des bouteilles
étude jamais publiée car contre toute attente, la
bouteille en plastique était la meilleure !!
L’Analyse de Cycle de vie (ACV) – la définition
Compilation et évaluation des entrants et des
sortants
ainsi que des impacts potentiels
environnementaux d’un système de produits au
cours de son cycle de vie (du berceau à la tombe)
Production
Transport
Mise en œuvre
Vie en œuvre
Fin de vie
L’Analyse de Cycle de vie (ACV) – définition
de l’Unité Fonctionnelle (UF)
• L’unité fonctionnelle doit définir la fonction principale du
produit et une durée de référence de son fonctionnement.
• Dans le cas de produits de construction, elle permet de
(re)positionner le fait que les données environnementales
ne sont que complémentaires à l’aptitude à l’usage.
• Elle est la base de toute comparaison. Elle doit être choisie
en fonction de l’application du produit dans l’ouvrage.
• Elle inclut les produits indissociables (c’est à dire nécessaire
à la mise en œuvre du produit selon AT, DTU …)
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB)
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB)
• Pour les bâtiments, la norme NF P01-020
– Partie 1 : cadre méthodologique pour la description et la
caractérisation des performances environnementales et
sanitaires des bâtiments
– Partie 2 : guide d’application
– Partie 3 : définitions et méthodes de calcul des indicateurs
environnementaux pour l’évaluation de la qualité
environnementale des bâtiments
• Ainsi qu’un guide d’application GA P01 030 : Système de
Management de l’Environnement pour le maitre d’ouvrage :
opérations de construction, adaptation ou gestion des bâtiments
Lignes directrices pour l’utilisation de l’ISO 14001 dans le cadre d’une démarche de QEB.
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB)
1ère étape: définir l’unité de référence
• l’unité de référence s’applique au type de service rendu par le
bâtiment et non à la qualité du service rendu
Exemple : Loger une famille de 4 personnes pendant 1 an
• l’unité de référence est définie à partir des éléments du
programme
2ème étape: définir les processus
• Il y a 4 types de processus
–
–
–
–
Processus
Processus
Processus
Processus
liés
liés
liés
liés
à la mise à disposition du bâti
aux flux de fonctionnement du bâtiment
à l’activité dont le bâtiment est le support
aux déplacements des usagers.
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB)
Les processus liés à la mise à disposition du
bâti (construction/réhabilitation) incluent :
- les processus de préparation du site avant construction,
- les processus liés à la mise à disposition des produits et
matériaux de construction (production et transport),
- les processus propres de construction, réhabilitation,
déconstruction et démolition des bâtiments
- les processus de remise en état du site en fin de vie du
bâtiment
- les processus de transport et traitement des déchets
résultant des processus précédents
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB)
Les processus liés aux flux de fonctionnement du
bâtiment sont ceux permettant d'assurer le fonctionnement
(pour un usage conforme au programme) d'un bâtiment
quelque soit l'activité dont il est le support.
• II s'agit notamment de processus de chauffage, ventilation,
climatisation, éclairage, entretien et de maintenance.
• Les flux liés à ces processus ne peuvent être estimés qu'en
tenant compte de l'activité dont le bâtiment est le support.
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB)
Les processus liés à l'activité dont le bâtiment
est le support
• Outre les processus de fonctionnement, le bâtiment est le
support d'autres activités. Ces processus sont spécifiques à
chaque bâtiment.
• Exemple : processus de séchage/cuisson dans une usine,
processus de refroidissement des aliments pour un
restaurant, processus de nettoyage du linge dans un hôtel...
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB)
Les processus liés aux déplacements
des usagers sont ceux liés aux différents transports
des usagers.
• Exemple: transport jusqu’au lieu de travail (si maison),
transport des occupants de l’hôtel et du personnel
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB)
• Les indicateurs sont calculés sur l’ensemble du cycle de vie du
bâtiment.
• Les indicateurs peuvent être calculés à chaque étape du projet
(programme/conception/réalisation/exploitation/démolition/réhabil
itation).
• L'évaluation environnementale d'un bâtiment se fait dans le cadre
d'un programme qui doit au minimum préciser :
le type et l'usage du bâtiment (bureaux, usines, logements,
hôtels…) ;
le type d'occupation (nombre d'occupants, plages d'utilisation…) ;
la durée de vie programmée ;
les éléments de contexte (localisation géographique, données
climatiques...).
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB)
CATEGORIE D’INDICATEURS
Unité
Consommation
ressources kWhep
énergétiques
non
renouvelables (1)
RESSOURCES
AIR
EAU
DECHETS
Epuisement des ressources
kg
eq
Antimoine
3
Consommation Potable
m
3
d’eau
Non Potable m
2
Consommation de foncier
m
Biodiversité
3
Pollution de l’air
m air
Changement climatique
kg eq CO2
Acidification atmosphérique
kg eq SO2
Formation
d’ozone kg eq C2H4
photochimique
Destruction couche d’ozone kg CFC eq
stratosphérique
R11
3
Pollution de l’eau
m
Eutrophisation
kg eq PO4(2-)
Dangereux
Non Dangereux
Inertes
Radioactifs
t
t
t
t
Total
bâtiment
Total /unité
de référence
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB) – outils
Il existe plusieurs outils de QEB
mais seuls deux ont été primés par l’Association HQE
– Teambuilding développé par Ecobilan
– Elodie développé par le CSTB
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB) – L’étude du FILMM
2 maisons avec deux niveaux de performance énergétique
différents (RT 2005 et BBC-Effinergie)
Type et usage des bâtiments : logements
Étape de la vie des bâtiments à laquelle ont été réalisées les
évaluations : conception
Durée de vie programmée des bâtiments : 100 ans
Unité de référence : loger une famille de 4 personnes pendant une
annuité
Informations additionnelles utiles :
les bâtiments étudiés sont implantés en France, dans les zones climatiques
H1a ou H3
n deux types de bâtiments sont étudiés : les maisons Mozart et MI2
n deux niveaux de performance énergétique sont étudiés : RT 2005 et label
BBC-Effinergie
n chauffage et ECS fournis par une chaudière à condensation (80 % de
l’énergie d’usage) (autres usages en électricité)
n transport des usagers (60 kms par jour pendant 220 j)
n déchets ménagers : 353 kg par habitant par an (source ADEME)
n
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB) – L’étude du FILMM
2 maisons avec deux niveaux de performance énergétique
différents (RT 2005 et BBC-Effinergie)
La modélisation a été réalisée à partir des fiches de déclaration
environnementale et sanitaire (FDES) disponibles.
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB) – Etude QEB
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB) – Etude QEB
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB) – Etude QEB
Le rôle de l’isolation - un investissement très
rentable
Quand on étudie en détail, l’indicateur « énergie primaire totale », on peut noter que
l’isolation « BBC » voit les impacts de l’isolant plus que doubler par rapport à l’isolation de
niveau réglementaire (+121 % en zone H1a maison Mozart - cf tableau). Mais l’énergie «
consommée » par cette isolation « BBC », ne représente en valeur absolue que 54520 MJ
alors qu’elle permet d’économiser 2 108 013 MJ sur la maison, soit 2,6 % de l’économie.
L’énergie investie pour une isolation «BBC » par rapport à une isolation RT 2005
représente donc un investissement de 2 à 6 qui rapporte 100 sur cet indicateur
(voir tableau ci-dessous).
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB) – Etude QEB
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB) – Etude QEB
Les résultats permettent de tirer les conclusions
suivantes :
Les impacts supplémentaires générés par l’ajout de matériau
isolant pour atteindre un meilleur niveau d’isolation sont
largement « amortis »par la diminution de la consommation
d’énergie lors de la vie en œuvre du bâtiment.
n
L’isolation constitue donc un « investissement » très rentable
en particulier sur l’indicateur « énergie primaire totale ».
n
De plus, l’atteinte d’un meilleur niveau d’isolation apporte un
bénéfice
environnemental significatif sur certains indicateurs comme
l’« énergie primaire totale », le « changement climatique » et
l’« acidification atmosphérique ».
n
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB) – Etude QEB
n
Quand on ajoute la vie de la famille (énergie de
l’électroménager, consommation d’eau, production de déchets et
transport de la famille), on constate que :
Le transport des habitants est un élément capable d’influencer
de façon non négligeable certains indicateurs sur le cycle de vie du
bâtiment, tels que l’« énergie primaire totale », le « changement
climatique » et l’« acidification atmosphérique ».
La production de déchets se répartit de façon homogène entre
les déchets des habitants et les déchets dus à la fin de vie du
bâtiment.
Les isolants contribuent à cet indicateur à hauteur de 2%.
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB) – Etude QEB
Sur le périmètre « bâtiment », on voit aisément que la phase ayant le plus
d’impact est la vie en œuvre (énergie d’usage) quel que soit le niveau
d’isolation. Néanmoins, une baisse significative est obtenue avec le niveau
BBC (1/3). Parallèlement, l’impact de l’isolant qui n’est pas visible sur le
graphique au niveau RT est à peine émergent pour le niveau BBC.
Il est important de noter que l’énergie du cycle de vie de la totalité des
produits de construction, même au niveau BBC, est entre 7 et 4 fois
inférieure à l’énergie d’usage.
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB) – Etude QEB
Quand on rajoute la « vie de la famille », on peut constater que l’énergie spécifique
est du même ordre de grandeur que les consommations énergétiques prises
en compte dans la réglementation.
Cette énergie cumulée au poste« transport des habitants » devient un enjeu
compte tenu de son importance.
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB) – Etude QEB
Les commentaires sont les mêmes que pour l’indicateur énergétique à la
différence que l’énergie spécifique étant principalement l’électricité, son
impact sur le changement climatique est nettement plus faible. A
contrario celui des transports prend plus d’importance.
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB) – Etude QEB
Sur le périmètre « bâtiment », les produits de construction ont un impact
important sur l’indicateur « consommation d’eau ». Néanmoins, cette
contribution est pratiquement négligeable quand on considère la consommation
de la famille. Les efforts pour améliorer cet indicateur devront donc se porter
vers tous les moyens de gestion de l’eau des habitants.
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB) – Etude QEB
Sur le périmètre « bâtiment », c’est la fin de vie de ce bâtiment qui est le plus gros
contributeur puisque le scénario utilisé est la mise en décharge. Quand on considère
la vie de la famille, les déchets générés par celle-ci sont quasiment équivalents à ceux du bâtiment
en fin de vie.
Cette analyse ne tient pas compte de la catégorie de déchets générés (les déchets du bâtiment sont
principalement des déchets inertes alors que ceux de la famille sont des déchets ménagers).
La Qualité Environnementale des bâtiments
(QEB) – Etude QEB
Sur le périmètre « bâtiment », les produits de construction représentent
environ la moitié de cet impact pour les maisons de niveau BBC.
Mais si on prend en compte la vie de la famille, c’est le transport qui contribue
principalement à l’indicateur « acidification atmosphérique »
(81% maison Mozart BBC en zone H1a).
• Pour plus de renseignements :
Caroline Lestournelle
[email protected]
Christèle Wojewodka
Christè[email protected]