La pratique : comment fait-on une ACV bâtiment ? 14

Le bâtiment est un système complexe qui nécessite un nombre important de données

pour sa modélisation. Tout d’abord, on s’attachera à décrire le plus précisément possible

sa typologie et son utilisation, son emplacement géographique, la durée de vie estimée du

bâtiment, la durée d’étude, etc.

L’intérêt des normes EN 15084 et EN 15978 réside dans le lien effectué entre l’évaluation

environnementale à l’échelle produit et l’évaluation à l’échelle bâtiment. Elles définissent des

frontières communes (cf. Figure 1.6) entre les deux échelles, et permettent l’utilisation des

déclarations environnementales produits comme base de l’évaluation à l’échelle bâtiment. La

base de données INIES, qui regroupe les FDES, est donc une des bases de données utilisées en

France pour l’ACV de bâtiment. Les quantités de matériaux sont calculées à partir des plans

d’étude, tandis que le calcul des quantités d’énergie et eau utilisées en phase exploitation sont

issues de scénarios. La mise en œuvre et la déconstruction sont également prises en compte

via des scénarios.

Figure 1.6 – Différentes phases du cycle de vie d’un produit de construction (selon EN 15804) ou d’un bâtiment (selon EN

15978) et lien entre les deux approches (EeBGuide, 2012)

Les indicateurs environnementaux demandés dans les normes européennes sont les mêmes

à l’échelle produit qu’à l’échelle bâtiment et sont présentés dans le tableau 1.1.

Dans la suite de cette thèse, nous concentrerons notre analyse sur les indicateurs suivants :

— Changement Climatique

— Acidification (des sols et de l’eau)

— Utilisation nette d’eau douce

— Épuisements des ressources abiotiques - Éléments

— Épuisements des ressources abiotiques - Combustibles fossiles (si non disponible

rem-placé par Utilisation totale de l’énergie primaire non renouvelable)

— Déchets dangereux

— Déchets non dangereux

— Déchets radioactifs

Ces indicateurs ont été sélectionnés car ils ont été définis comme prioritaires par les lois

Grenelle (2009; 2010) et pour les impacts environnementaux, car leurs calculs sont robustes

et recommandés par le ILCD Handbook (JRC, 2011b). Les autres indicateurs, quand ils

peuvent être calculés, sont présentés en annexes.

Table 1.1 – Indicateurs environnementaux des normes EN 15804 (2012a) et EN 15978

(2012b)

Catégorie Indicateurs Unité

Impacts

environnementaux

Changement climatique kg éq. CO

2

Appauvrissement de la couche d’ozone kg éq. CFC-11

Acidification des sols et de l’eau kg éq. SO

2

Eutrophisation kg éq. PO

4

3-Formation d’ozone photochimique kg éq. C

2

H

4

Épuisements des ressources abiotiques - Éléments kg éq. Sb

Épuisements des ressources abiotiques -

Combus-tibles fossiles ^MJ

Pollution de l’eau m

3

(d’eau)

Pollution de l’air m

3

(d’air)

Consommation des

ressources

Utilisation de l’énergie primaire renouvelable à

l’exclusion de celle utilisée en tant que matière

pre-mière

MJ

Utilisation de l’énergie primaire renouvelable en

tant que matière première ^MJ

Utilisation totale de l’énergie primaire

renouve-lable ^MJ

Utilisation de l’énergie primaire non renouvelable

à l’exclusion de celle utilisée en tant que matière

première

MJ

Utilisation de l’énergie primaire non renouvelable

en tant que matière première ^MJ

Utilisation totale de l’énergie primaire non

renou-velable ^MJ

Utilisation de matière secondaire kg

Utilisation de combustibles secondaires

renouve-lables ^MJ

Utilisation de combustibles secondaires non

renou-velables ^MJ

Utilisation nette d’eau douce m

3

Déchets ^{Déchets éliminés dangereux}Déchets éliminés non dangereux ^kgkg

Déchets éliminés radioactifs kg

Flux sortants

Composants destinés à la réutilisation kg

Matériaux destinés au recyclage kg

Matériaux destinés à la récupération d’énergie kg

Concernant la méthode de calcul pour l’ACV bâtiment, elle se base sur une approche

matricielle. La valeur de chaque indicateur est calculée pour chaque module (A1 à A5, B1

à B7, C1 à C4, D) des phases du cycle de vie en multipliant chaque quantité de produit ou

service utilisé par la valeur unitaire de l’indicateur environnemental concerné, comme indiqué

par l’équation 1.1.

Ind

_i

=−→_a

i

×M (1.1)

Ind

_i

est la valeur de l’indicateur environnemental pour le module i du bâtiment, ^−→a

_i

est

le vecteur contenant les quantités de tous les produits et services utilisés dans le module i du

bâtiment, enfin M est la matrice constituée des valeurs de l’indicateur environnemental par

unité de tous les produits et services utilisés dans le module i du bâtiment.

Pour simplifier la saisie et le calcul des impacts des différentes phases de la vie d’un

bâtiment, une approche par contributeur peut être utilisée comme c’est le cas dans le logiciel

d’ACV développé par le CSTB, ELODIE (cf. Figure 1.7). Dans la suite de ce manuscrit, nous

concentrons notre analyse sur le contributeur énergie (module B6).

Figure 1.7 – Liens entre l’approche par contributeur et les phases du cycle de vie d’un

bâtiment dans le logiciel ELODIE

1.2.2.2.2 L’utilisation : quels acteurs réalisent des ACV de bâtiments ?

A l’heure actuelle, l’utilisation de l’ACV comme évaluation de la performance

environne-mentale des bâtiments n’est pas obligatoire.

Au niveau mondial, il existe aujourd’hui différents logiciels d’ACV bâtiments parmi

les-quels on peut citer ATHENA, BEES ELODIE, nova-EQUER, IMPACT ou GaBi Build-it .

Comme nous le verrons dans les chapitres suivants, même si le principe de calcul est

sem-blable, les bases de données utilisées et les méthodologies varient selon les logiciels (Lasvaux,

2010).

Il existe de multiples études d’ACV bâtiments, comme le montrent Khasreenet al.(2009)

qui ont analysé une trentaine d’ACV bâtiments réalisées en Europe et aux États-Unis au cours

des vingt dernières années. Les auteurs soulignent le travail des chercheurs pour promouvoir

l’ACV en tant qu’outil d’aide à la décision en phase de conception. Cependant, ils notent

également qu’il reste des obstacles à surmonter pour une utilisation généralisée de l’ACV

dans le secteur du bâtiment. Notamment, ils mettent en avant que de part la spécificité

des bâtiments qui présente des durées de vie et d’étude longues, les hypothèses nécessaires

pour modéliser la vie en œuvre et la fin de vie ont besoin d’être testées et acceptées par la

communauté.

En outre, la future réglementation ne peut imposer un calcul environnemental sans avoir

des exigences sur les résultats (approche performantielle) et des seuils doivent donc être

définis. Des valeurs de référence pour les différents contributeurs sur l’ensemble des indicateurs

doivent donc être connues.

Aujourd’hui, de plus en plus de labels exigent la réalisation d’analyses de cycle de vie

et d’analyses coût du cycle de vie (CCV) et ont déjà défini des seuils de performance. Par

exemple, la certification allemande DGNB a défini des valeurs limites, de références et cibles

pour chaque indicateur d’ACV et de CCV (König et De Cristofaro, 2012).

De plus, en France, le projet HQE Performance (2010-2013) est également allé dans

cette direction ; il a permis de déterminer des valeurs de référence en se basant sur l’analyse

statistique de 140 ACV de bâtiments. Son but était avant tout de proposer et de tester un

cadre de référence pour l’évaluation quantitative des bâtiments auprès d’acteurs du secteur du

bâtiment : certificateurs, bureaux d’étude,etc. Comme présentés sur la figure 1.8, les résultats

soulignent la contribution importante des produits de construction et des équipements à

l’impact sur le changement climatique et à l’indicateur d’énergie non renouvelable (part dite

"d’énergie grise"). La part des consommations d’énergie pendant la phase d’usage dans les

impacts est également non négligeable, particulièrement pour l’énergie dite spécifique (i.e. ne

correspondant pas aux usages réglementaires) (Lebert et al., 2013).

Le groupe de travail international "Piloting Common Metrics" de SB Alliance a mené une

analyse sur les contributeurs influents sur différents indicateurs grâce à des modélisations

réalisées dans différents pays. Ils concluent que les matériaux et produits de construction

ont une influence significative sur l’énergie non renouvelable et les émissions de GES et que

l’énergie consommée en phase exploitation a, quant à elle, une influence très significative

(Hans et al., 2013).

Ainsi, bien que l’évaluation environnementale des bâtiments ait été étudiée depuis de

nombreuses années (Kohler et Lützkendorf, 2002) et que des cadres méthodologiques aient

été construit via les normes européennes sur les produits et matériaux de construction et les

bâtiments, il existe encore plusieurs méthodologies et aucune n’est plébiscitée largement par

la communauté.

De plus, comme identifiées par (Ignacio Zabalza Bribián et al., 2009), les difficultés à

surmonter pour l’utilisation de l’ACV dans le secteur du bâtiment sont la complexité et le

coût de cette analyse, le besoin d’uniformisation des résultats ainsi que le manque de lien avec

les réglementations énergétiques et plus généralement le manque d’obligation réglementaire.

La gestion des incertitudes et la robustesse des résultats est un enjeu majeur en ACV

comme présenté par (Reap et al., 2008).

Pour résumer, les recherches dans le domaine de l’ACV bâtiment s’oriente autour de

quatre directions :

1. la standardisation pour permettre de comparer les résultats et de générer l’utilisation

de l’ACV ;

2. la simplification basée sur des modèles détaillés et validés ;

3. la différenciation pour construire des modèles plus détaillés pour répondre à des

ques-tions spécifiques ;

4. et l’intégration avec d’autres méthodes d’évaluation pour simplifier et assurer la

consis-tance des données utilisées (Kohler, 2012).

De plus, la route est encore longue pour construire une approche obligatoire et

performan-tielle comme c’est le cas pour l’évaluation énergétique. En effet, le projet HQE Performance

a été un premier pas pour tester un cadre méthodologique sur l’ACV bâtiment auprès

d’ac-teurs déjà sensibilisés à l’éco-conception. Ensuite, une certification est une première étape

pour formaliser les exigences environnementales sur le bâtiment. Il permettra de mieux

com-prendre les paramètres influents sur certains indicateurs et d’étendre le panel de bâtiments

testés. Un label pourra venir renforcer cette certification ; il servira de base à l’Etat pour la

mise en place d’une future réglementation.

1.3 Vers des exigences de performances énergétiques et

Dans le document Réflexions et contributions méthodologiques à l'ACV de bâtiments neufs : modélisation du contributeur énergie (Page 33-41)