Le contrôle de sensibilité a pour objectif de vérifier la fiabilité des résultats et des conclusions en déterminant s’ils sont affectés par des incertitudes dans les données et les divers choix
B.2 ÉTUDE CANADIENNE (1999, 2006)
Une étude canadienne a été réalisée en 1999 par Athena Sustainable Materials Institute pour le compte de l’Association canadienne du ciment Portland (maintenant l’Association canadienne du ciment – ACC) (Trusty, 1999) et a été mise à jour en 2006 (Athena Sustainable Materials Institute, 2006).
Cette étude avait pour objectif de comparer les impacts environnementaux de la construction et de l’entretien des chaussées en béton de ciment et en enrobé bitumineux, mais en se limitant à l’énergie primaire utilisée et aux gaz à effet de serre (GES) émis.
B.2.1 Objectifs et champ de l’étude
Le champ de l’étude était restreint à l’analyse de l’inventaire du cycle de vie (AICV) en lien avec la consommation d’énergie primaire et la production de GES (mesurées en termes d’équivalent CO2 afin de montrer le potentiel de réchauffement planétaire). Les GES pris en compte sont le CO2, les NOx et le CH4 et les facteurs de conversion sont ceux issus du troisième rapport du GIÉC (2001).
L’unité fonctionnelle choisie était :
« Permettre le déplacement de véhicules routiers sur 1 km d’une voie routière de 3,75 m de large sur une période de quarante ans (cinquante ans dans la version de 2006) ».
L’étude couvrait douze designs de routes, soit trois types de routes, avec deux variantes chacune pour les deux types de chaussées comparés.
Dans cette étude, les limites physiques du système sont situées entre le sol de fondation (couche inférieure) et la surface de roulement de la route. L’étude prend donc en considération l’utilisation de matériaux et les opérations reliées à la construction de la couche granulaire de fondation, de la couche de base et de la surface finie. Elle exclut la construction et la restauration de l’emprise routière, le marquage de la chaussée et la construction de barrières.
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Sont aussi exclues toutes les activités communes aux deux types de chaussées, telles que le transport du béton et de l’enrobé du lieu de production au chantier routier (jugé équivalent pour les deux types de chaussée) et l’opération de la machinerie lors de la construction initiale et de l’entretien de la chaussée (jugée négligeable ou équivalente). Également exclus sont le déboisement initial et les aspects opérationnels de la chaussée, soit la consommation d’énergie associée au trafic routier et à l’éclairage de la chaussée, ainsi que la consommation de sels fondants.
Pour que l’étude soit applicable à l’ensemble du Canada, deux cas de base ont été étudiés pour chaque type de chaussée en béton de ciment et en enrobé bitumineux (douze cas en tout), les cas différant principalement en termes de quantité de matériaux requise.
Une période de quarante ans est considérée, afin d’inclure les activités allant de la construction initiale aux réparations majeures pour les deux types de chaussées. L’énergie primaire comptabilisée inclut toute l’énergie fossile utilisée dans la production et le transport des matériaux considérés, mais aussi l’énergie inhérente de ces derniers, celle-ci étant non nulle dans le cas du bitume. L’énergie de précombustion des combustibles et de l’électricité utilisés est également incluse. L’étude n’inclut pas les considérations opératoires qui peuvent différer d’un type de route à l’autre, tel que la consommation de carburant des camions et voitures et l’énergie requise pour l’éclairage des zones urbaines.
Dans le cas de la chaussée en enrobé bitumineux pour les routes canadiennes, deux pourcentages de chaussée recyclée sont considérés, soit 0 % et 20 % de la couche de base de la surface de roulement. Pour les douze cas considérés, des ajustements ont aussi été faits afin de tenir compte des spécificités régionales quant à la production d’électricité, aux processus de production (par ex. pour le ciment) et à la composition du béton de ciment et de l’enrobé bitumineux. À partir de cette définition des limites du système, l’étude se concentre sur les aspects affectant les résultats comparatifs ou relatifs des deux types de chaussées à l’étude, et ce, plutôt que d’estimer les effets environnementaux absolus de chaque type de chaussée.
Les données utilisées pour les deux études proviennent de divers rapports publiés par Athena Sustainable Materials Institute, de la base de données de Franklin Assoicates Ltd et d’autres sources tirées de la littérature.
L’étude a été reprise en 2006 et le champ de l’étude a été modifié : les cas types ont été modifiés et la période considérée est de cinquante ans au lieu de quarante. L’étude a donc comme objectif de comparer la consommation d’énergie primaire et les émissions de GES liés à la construction initiale et à l’entretien sur une période de cinquante ans d’un tronçon de un kilomètre de chaussée, en béton de ciment et en enrobé bitumineux, pour six différents types de chaussée. Les types considérés sont : deux types de route (artère importante et autoroute à deux voies) représentatifs du contexte canadien, chacun tenant compte de deux options pour la fondation de la chaussée (en fonction de l’importance du trafic routier), deux autoroutes urbaines spécifiques au contexte québécois (deux voies dans un sens) et ontarien (trois voies dans un sens).
Dans le cas des chaussées en béton de ciment, aucune opération d’entretien n’est considérée pour l’artère importante canadienne durant la période de cinquante ans, tandis que les autoroutes canadienne et ontarienne sont recouvertes d’une couche d’enrobé bitumineux de différentes épaisseurs et à différents intervalles. Dans le cas de l’autoroute québécoise, la surface de roulement est complètement reconstruite après 49 ans. Dans le cas des chaussées en enrobé bitumineux, l’entretien consiste au planage et au resurfaçage de la surface de roulement sur différentes épaisseurs et à différents intervalles. Dans tous les cas, la quantité de matériaux utilisés lors de la dernière intervention est ajustée au prorata des années avant la fin de la période de cinquante ans sur la durée de vie de l’intervention.
cette quantité d’énergie liée au matériau et qui ne sera probablement jamais libérée, la différence est moins importante. En effet, l’augmentation de la consommation énergétique pour les chaussées en enrobé bitumineux par rapport aux chaussées en béton de ciment varie alors entre 2,6 % et 30,2 % selon le type de route considéré.
En ce qui a trait au potentiel de réchauffement planétaire, ce sont les chaussées en enrobé bitumineux qui ont le meilleur profil, présentant une diminution des émissions de GES potentiels de l’ordre de 41 % à 82 % (en tonnes de CO2 équivalent) par rapport aux chaussées de béton de ciment
Une analyse de sensibilité a été faite sur la distance de transport des matériaux granulaires de la fondation vers le chantier routier. Étant considérée identique pour les deux types de chaussée, une augmentation de celle-ci ne fait que rendre plus apparente la plus importante quantité de matériaux utilisée dans le cas des chaussées en enrobé bitumineux, même si ce transport ne représente qu’une faible portion de l’énergie primaire et des émissions de GES totales.
Les résultats de l’étude de 2006 permettent de tirer les mêmes conclusions : la consommation énergétique de la chaussée en enrobé bitumineux est supérieure à celle de la chaussée en béton de ciment (de l’ordre de 130 % à 425 % d’augmentation). Les résultats sont présentés à la Figure B-1.
Figure B-1 : Résultats de l’étude canadienne par Athena Sustainable Materials Institute pour le compte de l’Association canadienne du ciment.
(Trusty, 1999)
Pour l’étude de 2006, une seconde analyse de sensibilité a été faite dans le cas de l’autoroute canadienne, sur le remplacement de l’enrobé bitumineux par du béton de ciment pour la surface de roulement, ainsi que sur le recouvrement de toute la surface de roulement avec de l’enrobé bitumineux par un meilleur entretien de celle-ci (jusqu’à inclure une reconstruction complète sur 10 % de la surface). Ceci amène une réduction de la quantité d’énergie primaire utilisée par le système (près de 50 % de réduction) par rapport au cas de base, mais une augmentation des émissions de GES (environ 15 %).
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