« Le peu qu’on peut faire, le très peu qu’on peut faire, il faut le faire. »
Théodore Monod
Sommaire
1.1 Une analyse nécessitant une approche typologique . . . . 68 1.1.1 Typologies de secteur d’activité . . . . 68 1.1.2 Typologies d’espace bâti . . . . 68 1.1.3 Typologies de bâtiment . . . . 69 1.1.4 Typologies d’espace fonctionnel . . . . 69 1.1.5 Typologies de produits . . . . 69 1.2 Une méthode basée sur l’approche systémique . . . . 69 1.3 L’analyse de cycle de vie : une méthode d’évaluation environnementale normalisée 71 1.3.1 Le cadre normatif : ISO 14044 . . . . 71 1.3.2 Les phases d’études de l’ACV . . . . 72 1.4 Les outils d’analyse de cycle de vie existant . . . . 75 1.5 Des limites liées à l’application des outils d’ACV existants . . . . 76 1.6 Positionnement de notre approche . . . . 77
——————————————————————- Dans le cadre du développement d’un ou-til d’Analyse de Cycle de Vie adapté pour diagnostiquer l’impact environnemental d’un espace bâti, nous devons nous référer au cadre normatif et méthodologique en vigueur. Nous effectuons ainsi une prospective des méthodes et des outils existants afin de s’inspirer des démarches actuelles et enfin de se positionner dans une nouvelle approche qui est celle de l’analyse des impacts environ-nementaux d’un système espace bâti. L’étude environnementale portant sur un système complexe, nous nous intéressons aux approches typologique et systémique afin d’étudier les interactions entre l’espace bâti et l’environnement (Figure 1.1). L’objectif final de l’étude environnementale étant la production de données sous forme de ratio, l’intégration de ces approches nous permettra de simplifier notre démarche.
Concept méthodologique d'Analyse des impacts
environnementaux d'un système espace
bâti
Figure 1.1 – Les concepts méthodologiques de l’Analyse de Cycle de Vie
1.1 Une analyse nécessitant une approche typologique
L’espace bâti est un système extrêmement complexe dans lequel intervient une variabilité de facteur qui le définit. De ce fait, son étude repose sur l’analyse d’une multitude de configuration fonctionnelle, structurelle mais aussi sur les secteurs d’activités auxquels il est rattaché. Traiter en détail l’impact environnemental de toutes les variables pour chacun d’eux est laborieux et probablement inapproprié dans une approche globale. En effet, la grande variabilité de secteur d’activité, de bâtiments ou encore de produits, rend difficile la conduite d’une éventuelle analyse. Afin de simplifier la démarche, nous pouvons alors effectuer des regroupements d’entité ou de composant en fonction des similitudes physiques, d’usage ou de fonctionnement observées. Cette simplification consiste à déterminer plusieurs niveaux typologiques dans la description d’un espace bâti. En définitive, l’approche typologique permet de définir, d’ordonner et de hiérarchiser les sous-niveaux de l’espace bâti afin de mieux les appréhender et les analyser. Dans le cadre de la mise en œuvre d’un outil de simulation des impacts environnementaux d’un espace bâti, cinq typologies majeures sont impliquées : les typologies de secteurs d’activités, les typologies d’espaces bâtis, les typologies de bâtiments, les typologies d’espaces fonctionnels et les typologies de produits. 1.1.1 Typologies de secteur d’activité
La définition des typologies de secteur d’activité s’appuie sur les classifications de référence définies par l’économiste Colin Clark [37] qui sont les secteurs primaires, secondaires, tertiaires et le résidentiel. La description sectorielle dépend des objectifs de conduire une classification. Elle peut faire l’objet d’une intention de positionnement en cherchant à situer l’espace bâti dans un cadre de description, ou d’une volonté d’analyser une variabilité de données observées. Pour chaque niveau sectoriel, les sous-niveaux typologiques sectorielles seront définis jusqu’à un niveau élémentaire correspondant au cadre de l’espace bâti (ANNEXE .2 Figure 20, 21, 22 et 23). 1.1.2 Typologies d’espace bâti
Cette typologie repose sur la définition d’une nomenclature d’espace bâti en fonction des carac-tères physiques, géographiques, économiques ou encore sociologiques. La définition des typologies des espaces bâtis dépend également des objectifs d’analyse. Dans le cas de l’analyse de la qualité environnementale des bâtiments, il est intéressant de déterminer ces typologies afin de caractériser des entités communes dans leur fonctionnement et leur usage. Elle permettra de mener des études comparatives entre les espaces bâtis semblables, et de déterminer des corrélations liées à la typo-logie d’appartenance. Nous pouvons citer par exemple un espace bâti de type enseignement qui
regroupe des bâtiments relatifs à la pédagogie, l’éducation ou encore l’administration scolaire sur une même zone géographique. Conséquemment, cette classification permet d’évaluer l’influence de la composition des sous-niveaux dans l’analyse globale de l’espace bâti.
1.1.3 Typologies de bâtiment
Les typologies de bâtiment permettent d’étudier l’influence des caractéristiques communes du bâti et de comparer l’incidence des bâtiments types dans l’analyse environnementale, économique ou sociologique. Le classement dépend aussi de l’objectif d’étude. Nous pouvons considérer des regroupements selon des similitudes de caractéristiques physiques, phénoménologiques, de locali-sation ou encore d’appartenance à un secteur d’activité. Généralement, elles sont liées au fonc-tionnement d’un bâtiment type. Par exemple, nous pouvons avoir des bâtiments types bureau, maison individuelle, bâtiment enseignement ou encore bâtiment administratif.
1.1.4 Typologies d’espace fonctionnel
Il s’agit ici de la description structurelle qui définit les sous-espaces types dans le bâtiment. Leurs typologies peuvent être déterminées selon la surface, le fonctionnement, ou encore les ma-tériaux. Dans le but d’analyser la contribution environnementale des typologies d’espaces fonc-tionnels, il est intéressant d’établir une classification basée sur le type d’usage de la pièce. Elle aidera ainsi à comparer les espaces fonctionnels de même type, et à les analyser pour poser des hypothèses de corrélation. Plus généralement, nous pouvons retrouver des pièces types : cuisine, chambre, cuisine ou encore les salle d’eau.
1.1.5 Typologies de produits
En ce qui concerne les typologies de produits, elles sont généralement définies selon plusieurs méthodes : la composition en matériaux, la provenance ou encore le type d’usage similaire. Dans l’analyse de cycle des matériaux, il est intéressant de définir les typologies selon les phases de conception d’un espace bâti tels que la réalisation du gros œuvre puis du second œuvre et enfin l’équipement. De cette classification, la comparaison des données d’observation est possible à un niveau de détail typologique mais aussi spatial.
1.2 Une méthode basée sur l’approche systémique
La simulation des flux de matière et d’énergie d’une construction entraîne une évaluation englobant un certain nombre d’étapes d’analyse, de paramètres, de processus, de transformations et de transferts entre différents lieux, systèmes et acteurs. Par définition, l’approche systémique est une méthode d’étude des entités complexes, fondée par Bertalanffy [18]. Elle permet d’identifier et de définir les différents niveaux d’organisation et de cibler les phénomènes d’interactivité d’un système complexe. Partant de cette constatation, il est intéressant de considérer le bâtiment comme étant un système complexe, composé de plusieurs éléments en interaction les uns avec les autres selon des actions, des modalités, des caractéristiques physiques, des flux de matière observés à différentes échelles de temps et d’espace, ou encore des processus de fonctionnements différents.
La description systémique s’appuie sur quatre préceptes [73] :
• le précepte de téléologie qui permet de raisonner à partir de l’objectif d’étude du système ; • le précepte de pertinence donne lieu à une représentation de la réalité par l’observateur ; • le précepte de globalité mène à la réflexion d’une vision globale d’un système composé de
• le précepte d’agrégation met en œuvre l’agrégation de l’ensemble des phénomènes et la considération d’un système dans sa globalité ;
De même, elle se définit selon quatre concepts fondamentaux [36] :
• la complexité doit être de vigueur afin de traduit au mieux les phénomènes sans en déroger l’un d’eux qui pourrait avoir son importance dans le comportement du système ;
• l’interaction qui traduit les relations entre plusieurs éléments complexes
• l’organisation est le processus d’agencement des relations entre composants ou éléments produisant une nouvelle unité. Elle représente l’aspect structurel et fonctionnel d’un sys-tème ;
• la totalité fait référence à l’importance de rassembler tous les éléments (structurels, fonc-tionnels, d’interactions) en relation avec les entrées et les sorties du système.
Un système complexe peut être représenté selon le modèle général de la figure 1.2 [69].
Figure 1.2 – Modèle général de description d’un système
Dans cette représentation, le système est représenté comme une boîte noire qui englobe tous les éléments qui le composent, et pour lequel nous observerons les quantités de matériaux calculées à partir de l’analyse technique et les catégories d’impacts qui sont les flux sortants régissant du fonctionnement. L’ensemble du modèle de description permet d’aboutir au bilan d’impacts des indicateurs environnementaux et à l’analyse des données.
Par ailleurs, dans l’analyse d’un système nous avons tout un ensemble de phénomène à prendre en compte et de problème spécifique à résoudre. Nous pouvons ainsi considérer différents champs d’application liés au système (Figure 1.3). Chaque échelle d’application implique une approche spécifique dans son formalisme de modélisation. Nous avons l’approche cartésienne basée sur un raisonnement mathématiques et l’approche systémique phénoménologique fondée sur la modélisa-tion des phénomènes d’un système.
En revanche, ces approches ne permettent pas une approche analytique du système. C’est pourquoi nous avons défini une nouvelle approche dans l’analyse de cycle de vie du système espace bâti : l’approche systémique se référant au concept de boîte noire. Elle nous permet d’observer les flux et les analyser à différentes échelles d’observation.
Figure 1.3 – Champs d’application et formalisme de modélisation