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ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
Béton BPE / Béton PRAD
Mixte Acier-Béton/Mixte Bois-Béton
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ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
L’Analyse Cycle de Vie est un nouvel outil au service des maitres d’ouvrage, maitres d’œuvre, ingénieurs et architectes qui souhaitent évaluer la qualité environnementale de leur patrimoine d’ouvrages ou optimiser la conception de leur futur projet selon une approche globale de dimensionnement intégrant les aspects techniques, économiques et environnementaux.
L’Analyse Cycle de Vie a été appliquée au cas concret d’un pont courant en béton (Passage Supérieur en Dalle Précontrainte : ouvrage de référence) représentatif du patrimoine des ouvrages d’art routiers et autoroutiers français.
L’ensemble des données relatives à l’ouvrage a été inventorié et collecté avec le plus de précision possible afin d’établir un bilan matières et énergies complet et couvrir la totalité des facteurs liés à l’ensemble du Cycle de Vie de l’ouvrage pendant toute sa durée d’utilisation.
L’agrégation des flux d’inventaire et leur traduction en Impacts Environnementaux ont été menées en conformité avec le référentiel normatif actuel.
L’ACV a ensuite été appliquée à 3 solutions alternatives : PRAD
Mixte Acier/Béton
Mixte Bois/Béton.
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ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
ETUDE PREALABLE
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ANALYSE DU CYCLE DE VIE D’UN PONT EN BETON
Exemple d’application pour un pont courant
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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OBJECTIF DU GUIDE T87 ET CHAMP DE L’ ÉTUDE
Le guide présente de manière pédagogique la démarche à suivre pour établir
l’Analyse de Cycle de vie (ACV) d’un pont courant en béton. L’ouvrage, représentatif du patrimoine,est un PSDP (Passage Supérieur à
Dalle Précontrainte) à deux travées avec culées sur pieux et pile sur semelle. L’analyse couvre l’ensemble des étapes du cycle de vie, sur une durée de vie de
100 ans, de l’ensemble de l’ouvrage y compris ses équipements :
• Production des matériaux, des engins et des matériels
• Transport
• Mise en œuvre
• Vie en œuvre
• Fin de vie
Sans prendre en compte les impacts du trafic circulant sur l’ouvrage, ni les terrassements routiers hors remblais contigus aux culées.
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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ÉTAPES DE LA DÉMARCHE ACV
1. Définition des frontières du système et de l’unité fonctionnelle
2. Réalisation du bilan des flux entrants et sortants :
• les entrants : consommations de ressources naturelles, d’eau et d’énergie à chacune des étapes du cycle de vie.
• les sortants : émissions dans l’eau, dans l’air et dans les sols, ainsi que les déchets produits à chaque étape.
3. Détermination des impacts environnementaux par agrégation des différents ICV (Inventaire des Cycles de vie)
3 ÉTAPES SUCCESSIVES
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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L’unité fonctionnelle, associée à une durée (Durée de Vie Typique) se décompose en :
• une unité de produit
• une unité de fonction
• une unité de temps
L’unité fonctionnelle choisie pour l’analyse est un pont en béton de type PSDP (unité de produits) qui assure le franchissement d’une autoroute (unité de fonction) par des véhicules pendant une durée d’utilisation de 100 ans (unité de temps).
Nota: Les interactions entre l’ouvrage et son environnement, ainsi que les impacts potentiels de l’ouvrage sur son environnement (faune, flore, paysage et patrimoine d’ouvrage situés à proximité) pendant les deux étapes importantes de la vie de l’ouvrage (sa construction et son utilisation), ne sont pas considérés dans cette analyse.
L’analyse n’intègre pas non plus la pertinence de l’ouvrage ou de son intérêt stratégique par rapport à d’autres solutions constructives ou d’autres types d’infrastructures de transport.
PRESENTATION GENERALE DE L’ACV
UNITÉ FONCTIONNELLE
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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Consommation des ressources naturelles
Entrant
Méthode de calcul
Evaluation environnementale de l’ouvrage
Système Sortant
Émission dans l’air
Émission dans l’eau
Émission dans le sol
Déchets
Consommation d’eau
Consommation d’énergie
Indicateurs environnementaux
PRESENTATION GENERALE DE L’ACV
SYNOPTIQUE D’ÉVALUATION ENVIRONNEMENTALE D’UN OUVRAGE
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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PRESENTATION GENERALE DE L’ACV
FLUX ENTRANTS ET SORTANTS
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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CARRIÈRESCalcaire, argile, granulats …
RAFFINERIEGazole, huiles …
CIMENTERIECiments
ACIÉRIEAcier
USINE ÉLECTRIQUEElectricité
SITES DIVERS DE FABRICATION DES CONSTITUANTS DES DIVERS MATERIELS ET ENGINS NÉCESSAIRES POUR LE CHANTIER ET POUR L’OUVRAGE
CENTRALE BPEBétons ATELIER ARMATURIER
Armatures
USINES DIVERSES DE FABRICATION DES ENGINS ET MATÉRIELS DE CHANTIER ET
MATÉRIAUX NÉCESSAIRES POUR LE CHANTIER ET POUR L’OUVRAGE
CHANTIER
CENTRES DE VALORISATION ET DE
RECYCLAGE DES MATÉRIAUX
TRANSPORT PAR CAMION
PRESENTATION GENERALE DE L’ACV
SITES DE FABRICATION INTÉGRÉS DANS LE SYSTÈME ÉTUDIÉ
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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EAU
EXTRACTION DES MATIÈRES
PREMIÈRES
CONSOMMABLESFabrication, transport
CONSOMMABLESFabrication, transport
ENGINS DE CHANTIER
ÉNERGIE
Électricité, gazole…
TRANSPORT
TRANSPORT
EAU
CONSTRUCTION DE L’OUVRAGE
Durée : quelques mois
PHASE DE SERVICE DE L’OUVRAGE
Durée : 100 ans
DÉMOLITION DE L’OUVRAGE
VALORISATION DES CONSTITUANTS
CONSOMMABLESFabrication, transport
EAU
FABRICATION DES PRODUITS ET MATÉRIAUX
ÉNERGIEGazole…
ÉNERGIE Électricité, gazole
MATÉRIELS DE CHANTIERS
MATÉRIAUX ET ÉNERGIE
ÉNERGIETRANSPORT
PRESENTATION GENERALE DE L’ACV
FRONTIÈRES DU SYSTÈME ÉTUDIÉ
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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Cycle de vie De l’ouvrage
2. TRANSPORT DES MATERIAUX, MATERIELS ET ENGINS DE
CHANTIER
3. REALISATION DE L’OUVRAGE
5. FIN DE VIE
1. FABRICATION DES MATERIAUX, MATERIELS ET
ENGINS DE CHANTIER
4. VIE DE L’OUVRAGE
PRESENTATION GENERALE DE L’ACV
CYCLE DE VIE
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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• ETAPE 1 : FABRICATION DES MATÉRIAUX, DES MATÉRIELS ET DES ENGINS DE CHANTIER :
extraction des matières premières, production des constituants.
• ETAPE 2 : TRANSPORT DES MATÉRIAUX, DES ENGINS ET DES MATERIELS.
• ETAPE 3 : RÉALISATION DE L’OUVRAGE :
en intégrant les impacts liés aux déplacements des intervenants sur le chantier et au fonctionnement des engins.
• ETAPE 4 : VIE DE L’OUVRAGE :
en intégrant les actions de surveillance, de maintenance et d’entretien de l’ouvrage et l’impact de la carbonatation (piégeage du CO2 par le béton).
• ETAPE 5 : FIN DE VIE :
en intégrant la déconstruction de l’ouvrage, le recyclage et la valorisation des matériaux.
ÉTAPES DU CYCLE DE VIE
PRESENTATION GENERALE DE L’ACV
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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Données Sources Informations complémentaires Unité déclarée
Béton SNBPESynthèse de données provenant de plusieurs centrales à béton
1 m3 de béton
Ciment (CEM I)Ciment (CEM II)
ATILHCalculé avec le logiciel TEAM (Ecobilan) - ATILH
1 tonne de ciment
Gravier SNBPESynthèse de données provenant de plusieurs centrales à béton
1 kg de gravier
Sable SNBPESynthèse de données provenant de plusieurs centrales à béton
1 kg de sable
AcierEcoinvent version 2.1
- 1 kg d’acier
Armatures Ecoinvent version 2.1
-1 kg d’acier pour armature
BoisEcoinvent version 2.1
- 1 m3 de bois
Béton préfabriqué
INIES Fiches de Déclaration Environnementale et Sanitaire « Eléments architecturaux en béton »
1 m3 de béton préfabriqué
Regard de visite INIESFiches de Déclaration Environnementale et Sanitaire « Regard de visite en béton »
1 unité
Electricité EDF Issue de la norme FD P01-015 1 MJ
Combustion fuelETH Zurich/ANDRA
Issue de la norme FD P01-015 1 MJ
Transport diesel INRETS Issue de la norme FD P01-015 1 l
SYNTHESE DES SOURCES DE DONNEES
PRESENTATION GENERALE DE L’ACV
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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PRESENTATION GENERALE DE L’OUVRAGE
DE REFERENCE
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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PRESENTATION DE L’OUVRAGEDE REFERENCE
PASSAGE SUPERIEUR EN DALLE PRECONTRAINTE
• PSDP de COCLOYE (Saône et Loire)
• Réalisé dans le cadre des travaux de la mise à 2×2 voies de la RN 80 (RCEA)
• Permet le rétablissement de la RD 981
• Date de réalisation 2006
Photo n°1: Vue générale de l'ouvrage lors de l'inspection détaillée initiale (travaux de finition en cours)
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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PRESENTATION DE L’OUVRAGE ETUDIE DE REFERENCE 2/5
LONGUEUR TOTALE : 51,53 m
• deux travées de 25 m
• CULÉES : fondées sur 2 files de 3 pieux forés de diamètre 800 mm et longueur 5,75m
• PILE : fondée sur 3 barrettes de section 5 m × 0,80 m et longueur 2,10m.
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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PRESENTATION DE L’OUVRAGE ETUDIE DE REFERENCE 3/5
LARGEUR TOTALE : 9,60 m
TABLIER, DALLE NERVUREE EN BETON PRECONTRAINT
EQUIPEMENTS DE L’OUVRAGE
• chaussée : 6,60 m Largeur utile: 8,60 m• trottoirs : 2 × 1 m
• chape d’étanchéité feuille préfabriquée protégée par une couche d’Asphalte de 3 cm d’épaisseur,• couche de roulement en Béton Bitumineux Semi-Grenu de 80 mm d’épaisseur,• corniches préfabriquées en béton armé teinté dans la masse,• barrières de sécurité de type BN4 sur longrines en béton armé,• corps de trottoirs en béton, revêtus d’asphalte sur 3 cm d’épaisseur,• bordures de trottoir de type T1.
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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PRESENTATION DE L’OUVRAGE ETUDIE DE REFERENCE 4/5
PRINCIPAUX INTERVENANTS
Maitre d’ouvrage : Conseil Général de Saône et Loire
Maitre d’œuvre : Service Grands Travaux de la DDE de Saône et Loire
Contrôle extérieur : CETE de LYON – LRPC d’AUTUN
Entreprise générale : Roger MARTIN (mandataire)
Entreprise ouvrages d’art : SNCTP Agence de MACON
Principaux sous traitants
• Pieux : SONDEFOR• Armaturier : TFF• Précontrainte : PCB• BN4 : ROUSSEAU
•Appareils d’appuis : ETIC• Etanchéité : SOPREMA• Couche de roulement : APPIA• Fourniture BPE : BCMC
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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PRESENTATION DE L’OUVRAGE ETUDIE DE REFERENCE 5/5
PRINCIPALES QUANTITES
Désignations Quantités (*) Unités
Béton de fondations profondesC 30/37
70 m3
Béton de tablier C 40/50 365 m3
Béton des semelles et culées C 30/37
188 m3
Béton de la pile, des longrines, des murs garde-grêve, des cachetages et perrés C 35/45
63 m3
Torons T 15,7 1860 TBR 14165 kg
Coulis Super Stresscem 5,1 t
Aciers pieux des culées 3159 kg
Aciers hors pieux des culées 57050 kg
Corniches préfabriquées en BA C35/45
97,4 ml
Appareils d'appui en caoutchouc fretté
109 dm3
BN4 136 ml
Joints de chaussée 14 ml
Joints de trottoirs 6 ml
Chape d'étanchéité feuille préfabriquée
487 m2
Chape d'étanchéité asphalte gravillonné
27 t
Couche de roulement BBSG 60 t
Caniveaux fils d'eau en asphalte porphyré
4 t
Asphalte sur trottoirs 8 t
Bordures T1 103 ml
Dallettes béton pour perrés 144 m2
Traitement anti-graffiti 897 m2
Remblai contigu 533 m3
(*) y compris déchets et rebuts de chantier
Désignations Quantités (*) Unités
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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RECUEIL DES DONNEES DU CYCLE DE VIE
POUR L’OUVRAGE DE REFERENCE
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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RECUEIL DES DONNÉES DU CYCLE DE VIE
MOYENS HUMAINS INSTALLATIONS DE CHANTIER MATÉRIAUX STRUCTURANTS :
• béton• armatures passives et de précontrainte…
ÉQUIPEMENTS DE L’OUVRAGE :• étanchéité, couche de roulement, joints de chaussées• appareil d’appuis, asphalte, dispositifs de retenue … • bordures de trottoir, dalle de transition
MATERIAUX NECESSAIRES A LA CONSTRUCTION DE
L’OUVRAGE :• coffrage, produits démoulant• produits de cure, produit antigrafiti …• remblais d’apport
MATERIELS DE CHANTIERS :• groupe électrogène • pompe …
ENGINS DE CHANTIERS :• grue• pelle …
FABRICATION
TRANSPORT
CONSOMMATION
D’ENERGIE …
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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DECOMPOSITION DES ETAPES DU CYCLE DE VIE DU PONT
N° ÉTAPE DESCRIPTION
1 FABRICATION
Fabrication matières premières : ciments, granulats, adjuvants, acier, …
Fabrication des matériaux structurants : bétons des fondations, des piles ou du tablier, armatures, produits préfabriqués en béton…
Fabrication des équipements de l’ouvrage :étanchéité, joints de chaussées…
Fabrication des matériaux nécessaires à la construction de l’ouvrage:coffrage, huile de décoffrage, produit de cure…
Fabrication des matériels et des engins de chantier
2 TRANSPORTTransport des matériaux et des équipements sur le site : bétons, armatures, joints de chaussées,
coffrage,...
Transport des matériels et engins de chantier sur le site.
3 REALISATION DE L’OUVRAGE
Installation et préparation du chantier
Réalisation des fondations
Réalisation des piles
Réalisation des culées
Réalisation du tablier
Mise en œuvre des équipements
4 VIE DE L’OUVRAGE 100 ans
Surveillance et maintenance
Entretien selon scénarios types
5 FIN DE VIE
Déconstruction de l’ouvrage
Transport des matériaux de déconstruction
Stockage des matériaux
Traitement des matériaux
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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RECUEIL DES DONNÉES DU CYCLE DE VIE
AMORTISSEMENT DES MATERIELS ET ENGINS DE CHANTIER
L’amortissement représente l’impact lié à l’engin qui sera affecté au chantier.
Il correspond en % au rapport entre la durée d’immobilisation de l’engin pendant toutes les phases du chantier et sa durée de vie estimée
A = Durée d’utilisation (semaines) / Durée de vie (années) × 55 × 100
La règle de coupure appliquée aux matériels et aux engins est basée sur cet amortissement.
Si l’amortissement est supérieur à 5 %, l’impact correspondant sera imputé à l’ouvrage. Il est négligé si l’amortissement est inférieur à 5 %.
Les impacts liés à la fabrication des matériels et des engins sont affectés à l’engin au prorata de cette valeur d’amortissement.
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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RECUEIL DES DONNEES DU CYCLE DE VIE
ETAPE 1: Fabrication des matériaux, matériels et engins de chantier
Cette étape concerne:
la fabrication des matériaux
la fabrication des matériels et engins de chantier
De l’extraction des matières premières jusqu’à la sortie du site de production
Elle se décompose en:
matériaux structurants
équipements de l’ouvrage
matériaux nécessaires à la construction de l’ouvrage
matériels de chantier
engins de chantier
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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RECUEIL DES DONNEES DU CYCLE DE VIE
ETAPE 1: Fabrication des matériaux, matériels et engins de chantier
MATERIAUX STRUCTURANTS
DESIGNATIONQTES
m3
DOSAGE EN CIMENT
kg/m3
TYPE DE CIMENT *
INFORMATIONS COMPLEMENTAIRES CLASSE DE RESISTANCE
CLASSE D’EXPOSITION
BETON
Béton de propreté 37 300 2C 20/25 XC2
Déchets de chantier 0
Béton de blocage et de remplissage
73 250 2C 25/30 XC3
Déchets de chantier 0
Béton de fondations profondes
70 385 1C 30/37 XA1 S4 0/20 Cl 0.4
Déchets de chantier 5%
Béton de dalle de transition
14 300 2C 25/30 XC2
Déchets de chantier 1%
Béton de tablier 365 385 2C 40/50 XC4 0/20 Cl 0.2
Déchets de chantier 1%
Béton des semelles et culées
188 350 2C 30/37 XC4
Déchets de chantier 1%
Béton dalles appuis étaiement
32 350 2C 30/37 XC4
Déchets de chantier 1%
Béton pile longrines mur garde grève, perrés…
63 420 1C 35/45 XF4 S2 0/20 Cl 0.4
Déchets de chantier 1%
* Ciment de type 1: CEM I 52,5 N CE PM ES CP2 NF
Ciment de type 2: CEM II/A-L 52,5 N CE CP2 NF
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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RECUEIL DES DONNEES DU CYCLE DE VIE
ETAPE 1: Fabrication des matériaux, matériels et engins de chantier
MATERIAUX STRUCTURANTS
DESIGNATION MATERIAU QTES UNITEINFORMATIONS COMPLEMENTAIRES
ARMATURES DE PRECONTRAINTE
Câbles Acier 14 165 kgCâbles 12 T 15,7 1860 TBR
Perte 2x1 m par câble
Conduits Acier 1000 ml Feuillard ∅85/80 mm
Aciers divers pour la précontrainte
Acier 38 uCorps d’ancrage, tête d’ancrage, trompettes, clavettes
Ciment pour le coulis de précontrainte
Ciment 5,1 t Ciment Superstressem CEM I 52,5
ARMATURES PASSIVES
Armatures HA Acier 2 730 kg Armatures pour les pieux
Acier doux Acier 430 kg Armatures pour les pieux
Armatures HA Acier 57 050 kgArmatures pour l’ensemble de l’ouvrage sauf les pieux
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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RECUEIL DES DONNEES DU CYCLE DE VIE
ETAPE 1: Fabrication des matériaux, matériels et engins de chantier
EQUIPEMENTS DE L’OUVRAGE
Etanchéité
Couche de roulement
Joints de chaussées
Asphalte sur trottoir
Appareils d’appuis
Dispositif de retenue
Corniches
Dispositif d’assainissement et d’évacuation des eaux
Bordures de trottoir
Perré
Dalle de transition
Canalisations de service public
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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RECUEIL DES DONNEES DU CYCLE DE VIE
ETAPE 1: Fabrication des matériaux, matériels et engins de chantier
MATERIAUX NECESSAIRES A LA CONSTRUCTION DE L’OUVRAGE
Matériaux divers
- produits démoulants
- produits de cure
- remblais d’apport
- primaire d’étanchéité
Coffrages et étaiements
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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RECUEIL DES DONNEES DU CYCLE DE VIE
ETAPE 1: Fabrication des matériaux, matériels et engins de chantier
MATERIELS DE CHANTIER
Groupe électrogène
Compresseur
Malaxeur
Pompe d’injection
ENGINS DE CHANTIER
Grue mobile
Elévateur
Camions
Pompe à béton Pelle Compacteur
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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RECUEIL DES DONNEES DU CYCLE DE VIE
ETAPE 2: Transport des matériaux, matériels et engins de chantier
Cette étape inclut tous les transports (aller et retour) nécessaires pour assurer toutes les livraisons, de la sortie de chaque site de fabrication jusqu’au chantier
des divers matériaux structurants, des équipements et des matériaux nécessaires à la construction de l’ouvrage
et les livraisons des matériels et engins de chantier à partir du dépôt ou du stock de matériel de l’entreprise jusqu’au chantier.
Elle prend en compte, en particulier, la production et la combustion du gazole consommé par les transports par voie routière et les distances parcourues en charge et à vide.
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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RECUEIL DES DONNEES DU CYCLE DE VIE
ETAPE 3: Réalisation de l’ouvrage
Cette étape couvre la période comprise entre la mise en place des installations de chantier et la réception de l’ouvrage terminé.
La réalisation de l’ouvrage est décomposée en différentes phases afin de distinguer:
les travaux réalisés par l’entreprise générale présente sur le site pendant toute la durée du chantier (structure de génie civil: tablier et appuis),
les travaux réalisés, par les sous-traitants qui interviennent de manière ponctuelle au cours de la réalisation de l’ouvrage
- fondations profondes - asphalte
- précontrainte - remblais contigus
- étanchéité - armatures passives
- couche de roulement - dispositifs de retenue
- appareils d’appui et joints de chaussée - préparation de chantier
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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RECUEIL DES DONNEES DU CYCLE DE VIE
Type de véhicule Nbre total de km parcourus pour le chantier Consommation totale de gazole (litres)
Voiture particulière 57 800 3 468
Utilitaire 32 630 3 916
TOTAL 90 430 7 384
Bilan transport du personnel
ETAPE 3: Réalisation de l’ouvrage
Elle intègre aussi :
l’ensemble des moyens généraux spécifiques au chantier (installations de chantier, consommation d’eau, éclairage, chauffage des installations de chantier…)
les impacts des véhicules lors des déplacements effectués par tous les intervenants sur le chantier, pendant toutes les étapes de construction : distance et modes de transport
les consommations en carburant et énergie de l’ensemble des matériels et engins utilisés sur le chantier
les amortissements.
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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RECUEIL DES DONNEES DU CYCLE DE VIE
ETAPE 4: Vie de l’ouvrage
L’ouvrage va faire l’objet, au cours de l’ensemble de sa durée d’utilisation (prise égale à 100 ans), d’un ensemble d’interventions réalisées régulièrement, que l’on peut regrouper en trois catégories:
surveillance
entretien courant
entretien spécialisé et petites réparations
Les impacts pris en compte dans l’analyse sont relatifs:
aux consommations en gazole utilisé par les divers intervenants du chantier pour se rendre sur le chantier
aux consommations en fioul des divers matériels lors des interventions
à la fabrication des diverses fournitures, produits et matériaux et à leur livraison sur le site.
Bilan consommations liées au transport du personnel
13980 km 1063 litres de gazole
Bilan consommations liées aux divers matériels
32850 litres de gazole
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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RECUEIL DES DONNEES DU CYCLE DE VIE
Etape 4 : Vie de l’ouvrage
L’ouvrage va faire l’objet, au cours de l’ensemble de sa durée d’utilisation (prise égale à 100 ans), d’un ensemble d’interventions réalisées régulièrement que l’on peut regrouper en trois catégories :
Surveillance Entretien courant Petites réparations
La surveillance de l’ouvrage comprend : L’inspection état 0 La visite de type IQOA L’inspection détaillée périodique L’inspection détaillée exceptionnelle
L’entretien courant couvre : Le nettoyage des joints de chaussées Le nettoyage des dispositifs d’évacuation des eaux Le nettoyage des abords
Les petites réalisations réalisées concernent :
Le remplacement de la couche de roulement Le changement des appareils d’appuis Le changement des joints de chaussées Le remplacement de la chape d’étanchéité La réfection du revêtement des trottoirs La réfection des corniches La remise en peinture des gardes corps Le remplacement des dispositifs de sécurité La reprise du béton dégradé La reprise des revêtements antigrafiti Les interventions sur les abords Des interventions diverses
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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RECUEIL DES DONNEES DU CYCLE DE VIE
Etape 5 : Fin de vie
SCENARIO DE FIN DE VIE DE L’OUVRAGE
A la fin de sa durée d’utilisation (prise égale à 100 ans) l’ouvrage sera déconstruit.
Les matériaux issus de la démolition triés par nature sont transportés dans un centre de valorisation et de traitement dans lequel ils sont stockés.
Les impacts pris en compte concernent :
LA DECONSTRUCTION DE L’OUVRAGE
LE TRANSPORT ET LE STOCKAGE DES MATERIAUX
LE CONCASSAGE DES BETONS.
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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PRESENTATION GENERALE DES SOLUTIONS ALTERNATIVES
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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CARACTERISTIQUES GENERALES DES TROIS SOLUTIONS ALTERNATIVES
EXIGENCES GEOMETRIQUES IDENTIQUES à l’ouvrage de référence : longueur, largeur, gabarit …
EXIGENCES FONCTIONNELLES IDENTIQUES à l’ouvrage de référence : profil en travers, trafic …
DIMENSIONNEMENT PRECIS DE CHAQUE SOLUTION PAR DES EXPERTS SPECIFIQUES
PILES CULEES : DIMENSIONS ET FORMES ANALOGUES :
Adaptation aux efforts générés par chaque solution
Variation de volume béton et de ratio d’armatures
MOYENS HUMAINS, MATÉRIELS ET ENGINS
Adaptation à partir de l’ouvrage de référence : durée du chantier …
Personnels et engins spécifiques pour la réalisation de chaque tablier
EQUIPEMENTS IDENTIQUES à l’ouvrage de référence
SCENARIO D’ENTRETIEN ET DE MAINTENANCE ADAPTE A CHAQUE SOLUTION
SCENARIO DE FIN DE VIE ANALOGUES
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
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SOLUTION PRAD
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
Tablier à poutres précontraintes par adhérence :
11 poutres par travée : longueur 25 mPrécontrainte des poutres : torons 15 T 15,7 classe 1860Section des poutres à blochet : 50 x 95Fabrication des poutres : usine préfa la plus procheLivraison sur chantier : par camionPose sur chantier : grue mobilePoutres solidarisées par hourdis coulé en place (épaisseur 20 cm) et reliées par des entretoises sur appuis
½ coupe transversale du tablier
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SOLUTION MIXTE ACIER/BETON
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
½ coupe transversale du tablier
Tablier mixte Acier/Béton :
2 poutres métalliques (hauteur de 1,15 m) associées à des entretoises (sur appuis et tous les 6,50 m)Poutres solidarisées par dalle en béton armé (épaisseur 25 à 30 cm)Connexion par goujons soudés sur la semelle supérieure des poutresFabrication des poutres : usine la plus procheLivraison sur chantier par camion : tronçons de 18 mCharpente métallique assemblée au sol et mis en place par grues automotricesDalle béton coulée par plots : pianotage
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SOLUTION MIXTE BOIS/BETON
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
½ coupe transversale du tablier
Tablier mixte Bois/Béton :
7 poutres en bois lamellé collé : hauteur 1,70 cm – largeur 0,42 cmTravée isostique : longueur 25 mPoutres connectées à dalle en béton armé (épaisseur 16 cm)Fabrication des poutres : usine la plus procheLivraison sur chantier par camionPose sur chantier : grue mobileProtection des poutres par lasure
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SCENARIO D’ENTRETIEN
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
EQUIPEMENTS DE L’OUVRAGE
PRINCIPALES PETITES REPARATIONS
REMPLACEMENT DE LA CHAUSSÉE : périodicité 5
CHANGEMENT DES APPAREILS D’APPUIS : périodicité 1
CHANGEMENT DES JOINTS DE CHAUSSÉE : périodicité 4
REMPLACEMENT DE LA CHAPE D’ÉTANCHÉITÉ : périodicité 2
RÉFECTION DU RECOUVREMENT DES TROTTOIRS : périodicité 4
RÉFECTION DES CORNICHES : périodicité 2
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SCENARIO D’ENTRETIEN
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
ENTRETIEN STRUCTUREL PENDANT LA DUREE D’UTILISATION DE L’OUVRAGE
PSDP BPE : • reprise du béton dégradé application de mortier de réparation sur
appuis et tablier : 100 m2
PRAD• Changement d’une poutre PRAD• Reprise béton dégradé ; application de mortier de réparation sur
appui : 70 m2
MIXTE Acier/Béton• Remplacement d’1/4 d’une poutre acier : 4,4 t d’acier • Reprise béton dégradé ; application de mortier de réparation sur
appui : 70 m2
MIXTE Bois/Béton• Reprise bois des poutres dégradé• Reprise béton dégradé ; application de mortier de réparation sur
appui : 70 m2
44
SYNTHESE DE L’ANALYSE COMPARATIVE
DU CYCLE DE VIE
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
4545
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX - ETAPE 1
ETAPE 1 : FABRICATION DES MATERIAUX, MATERIELS ET ENGINS DE CHANTIER
IMPACT ENVIRONNEMENTAL
UNITÉ
BETON BPE
PRAD
ACIER
BETON
BOIS
BETON
Consommation de ressources énergétiques
1000 MJ 3306 3595 4103 6825
Épuisement des ressourceskg équivalent
antimoine1542 1536 3656 1412
Consommation d’eau 1000 Litre 2220 2235 3429 1718
Déchets solides 1000 kg 105 98 207 305
Changement climatique1000 kg équivalent
CO2
381 364 468 228
Acidification atmosphérique kg équivalent SO2 1317 1282 2370 1422
Pollution de l’air 1000 m3 27000 28335 48100 28150
Pollution de l’eau 1000 m3 99 112 917 158
Formation d’ozone photochimique
kg équivalent éthylène
79 76 250 120
4646
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONT
IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX - ETAPE 2
ETAPE 2 : TRANSPORT DES MATERIAUX, MATERIELS ET ENGINS DE CHANTIER
IMPACT ENVIRONNEMENTAL
UNITÉ
BETON BPE
PRAD
ACIER
BETON
BOIS
BETON
Consommation de ressources énergétiques
1000 MJ 354 391 301 267
Épuisement des ressourceskg équivalent
antimoine168 185 142 128
Consommation d’eau 1000 Litre 34 37 28 26
Déchets solides 1000 kg 1 1 1 1
Changement climatique 1000 kg
équivalent CO2
28 31 24 22
Acidification atmosphérique kg équivalent SO2 230 254 195 176
Pollution de l’air 1000 m3 2856 3155 2420 2178
Pollution de l’eau 1000 m3 36 40 30 27
Formation d’ozone photochimique
Kg équivalent éthylène
37 40 31 28
4747
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE D’UN PONT
IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX – ETAPE 3
ETAPE 3 : REALISATION DE L’OUVRAGE
IMPACT ENVIRONNEMENTAL
UNITÉ
BETON BPE
PRAD
ACIER
BETON
BOIS
BETON
Consommation de ressources énergétiques
1000 MJ 1346 1232 1232 1232
Épuisement des ressources
kg équivalent antimoine
592 544 544 544
Consommation d’eau 1000 Litre 165 125 150 150
Déchets solides 1000 kg 1 1 1 1
Changement climatique 1000 kg
équivalent CO2
95 88 88 88
Acidification atmosphérique
kg équivalent SO2
326 300 300 300
Pollution de l’air 1000 m3 3103 2861 2861 2861
Pollution de l’eau 1000 m3 127 117 117 117
Formation d’ozone photochimique
kg équivalent éthylène
30 28 28 28
4848
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX – ETAPE 4
ETAPE 4 : VIE DE L’OUVRAGE
IMPACT ENVIRONNEMENTAL
UNITÉ
BETON BPE
PRAD
ACIER
BETON
BOIS
BETON
Consommation de ressources énergétiques
1000 MJ 3534 3417 3547 3709
Épuisement des ressources kg équivalent antimoine 1625 1565 1627 1590
Consommation d’eau 1000 Litre 546 542 577 553
Déchets solides 1000 kg 46 46 67 56
Changement climatique 1000 kg équivalent CO2 156 147 154 145
Acidification atmosphérique kg équivalent SO2 558 548 572 582
Pollution de l’air 1000 m3 8365 8413 9463 7724
Pollution de l’eau 1000 m3 187 174 184 241
Formation d’ozone photochimique
kg équivalent éthylène 12 13 16 17
4949
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX – ETAPE 5
ETAPE 5 : FIN DE VIE
IMPACT ENVIRONNEMENTAL
UNITÉ
BETON BPE
PRAD
ACIER
BETON
BOIS
BETON
Consommation de ressources énergétiques
1000 MJ 372 344 398 305
Épuisement des ressources kg équivalent antimoine 176 163 189 144
Consommation d’eau 1000 Litre 34 32 37 28
Déchets solides 1000 kg 1 1 1 1
Changement climatique 1000 kg équivalent CO2 28 26 31 23
Acidification atmosphérique kg équivalent SO2 95 85 118 78
Pollution de l’air 1000 m3 896 791 1189 731
Pollution de l’eau 1000 m3 38 35 41 31
Formation d’ozone photochimique
kg équivalent éthylène 9 8 13 7
5050
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX – SYNTHESE GENERALE
SYNTHÈSE GÉNÉRALE / VALEURS DES IMPACTS
IMPACT ENVIRONNEMENTAL
UNITÉ
BETON BPE
PRAD
ACIER
BETON
BOIS
BETON
Consommation de ressources énergétiques
1000 MJ 8913 8979 9581 12338
Épuisement des ressources kg équivalent antimoine 4103 3992 6157 3818
Consommation d’eau
1000 Litre2999 2971 4221 2474
Déchets solides
1000 kg151 145 275 361
Changement climatique
1000 kg équivalent CO2
689 657 764 505
Acidification atmosphérique
kg équivalent SO2
2527 2469 3555 2557
Pollution de l’air
1000 m342 220 43 560 64040 41640
Pollution de l’eau
1000 m3486 478 1288 596
Formation d’ozone photochimique
kg équivalent éthylène 167 166 339 200
5151
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX – DECOMPOSITION PAR ETAPE EN %
PSDP BPEIMPACT
ENVIRONNEMENTAL
UNITE
TOTAL
ETAPE 1
ETAPE 2
ETAPE 3
ETAPE 4
ETAPE 5
Consommation de ressources énergétiques
1000 MJ8913 37 4 15 40 4
Épuisement des ressources
kg équivalent antimoine
4103 38 4 14 40 4
Consommation d’eau 1000 Litre 2999 74 1 6 18 1
Déchets solides 1000 kg 151 69 0 0 31 0
Changement climatique1000 kg
équivalent CO2
689 55 4 14 23 4
Acidification atmosphérique
kg équivalent
SO2
2527 52 9 13 22 4
Pollution de l’air 1000 m3 42220 64 7 7 20 2
Pollution de l’eau 1000 m3 486 20 7 26 38 8
Formation d’ozone photochimique
kg équivalent éthylène
167 48 22 18 7 5
5252
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX – DECOMPOSITION PAR ETAPE EN %
PRADIMPACT
ENVIRONNEMENTAL
UNITE
TOTAL
ETAPE 1
ETAPE 2
ETAPE 3
ETAPE 4
ETAPE 5
Consommation de ressources énergétiques
1000 MJ8979 40 4 14 38 4
Épuisement des ressourceskg équivalent
antimoine3992 38 5 14 39 4
Consommation d’eau
1000 Litre2971 75 1 4 18 1
Déchets solides
1000 kg145 68 0 0 32 0
Changement climatique
1000 kg équivalent CO2
657 56 5 13 22 4
Acidification atmosphérique
kg équivalent SO2
2469 52 10 12 22 3
Pollution de l’air
1000 m343560 65 7 7 19 2
Pollution de l’eau
1000 m3478 23 8 25 36 7
Formation d’ozone photochimique
kg équivalent éthylène 166 46 24 17 8 5
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX – DECOMPOSITION PAR ENETAPE %
MIXTE ACIER BETON
IMPACT ENVIRONNEMENTAL
UNITE
TOTAL
ETAPE 1
ETAPE 2
ETAPE 3
ETAPE 4
ETAPE 5
Consommation de ressources énergétiques
1000 MJ9581 43 3 13 37 4
Épuisement des ressources
kg équivalent antimoine
6157 59 2 9 26 3
Consommation d’eau
1000 Litre4221 81 1 4 14 1
Déchets solides
1000 kg275 75 0 0 24 0
Changement climatique
1000 kg équivalent
CO2
764 61 3 12 20 4
Acidification atmosphérique
kg équivalent
SO2
3555 67 5 8 16 3
Pollution de l’air
1000 m364040 75 4 5 15 2
Pollution de l’eau
1000 m31288 71 2 9 14 3
Formation d’ozone photochimique
kg équivalent éthylène
339 74 9 8 5 4
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE D’UN PONT
IMPACTS ENVIRONNEMENTAUX – DECOMPOSITION PAR ETAPE %
MIXTE BOIS BETON
IMPACT ENVIRONNEMENTAL
UNITE
TOTAL
ETAPE 1
ETAPE 2
ETAPE 3
ETAPE 4
ETAPE 5
Consommation de ressources énergétiques
1000 MJ12338 55 2 10 30 2
Épuisement des ressources
kg équivalent antimoine
3818 37 3 14 42 4
Consommation d’eau
1000 Litre2474 69 1 6 22 1
Déchets solides
1000 kg360 84 0 0 15 0
Changement climatique
1000 kg
équivalent CO2
505 45 4 17 29 5
Acidification atmosphérique
kg équivalent
SO2
2557 56 7 12 23 3
Pollution de l’air
1000 m341640 68 5 7 19 22
Pollution de l’eau
1000 m3596 27 5 20 44 5
Formation d’ozone photochimique
kg équivalent éthylène
200 60 14 14 9 4
55
SYNTHESE DE L’ANALYSE DU CYCLE DE VIE
CLASSEMENT GLOBAL DES ETAPES
ETAPE 1
ETAPE 2
ETAPE 3
ETAPE 4
ETAPE 5
Fabrication
Vie de l’ouvrage
Réalisation de l’ouvrage
Fin de vie
Transport
1
2
3
4
5
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
56
ANALYSE ET SYNTHESE DE L’ETUDE COMPARATIVE
COMPARAISON DES 4 OUVRAGES ETUDIES
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
Aucun type d’ouvrage se distingue par des valeurs d’impacts toutes plus faibles ou toutes plus élevées que les autres solutions
Chaque solution obtient pour quelques impacts des valeurs plus faibles que les autres solutions
Une analyse intégrant la globalité des résultats aboutit au classement suivant des 4 solutions alternatives
REPARTITION DES IMPACTS PAR ETAPE
Pour tous les ouvrages :
2 étapes très impactantes :
•Etape 1 : fabrication des matériaux, matériels et engins de chantier
•Etape 4 : vie de l’ouvrage
75 à 100 % de la valeur de chaque impact
57
ANALYSE ET SYNTHESE DE L’ETUDE COMPARATIVE
CLASSEMENT DES 4 SOLUTIONS
PSDP BPE
PRAD
Mixte Bois/Béton
Mixte Acier/Béton
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
58
ANALYSE ET SYNTHESE DE L’ETUDE COMPARATIVE
RATIO CLEF
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
IMPACT ENVIRONNEMENTAL
UNITÉ
PSDP BPE
PRAD
ACIER
BETON
BOIS
BETON
Consommation de ressources énergétiques
1000 MJ 17.8 18.0 19.2 24.7
Épuisement des ressources kg équivalent antimoine 8.2 8.0 12.3 7.6
Consommation d’eau 1000 Litre 6.0 5.9 8.4 5.0
Déchets solides 1000 kg 0.3 0.3 0.6 0.7
Changement climatique 1000 kg équivalent CO2 1.4 1.3 1.5 1.0
Acidification atmosphérique kg équivalent SO2 5.1 4.9 7.1 5.1
Pollution de l’air 1000 m3 84 87 128 83
Pollution de l’eau 1000 m3 1.0 1.0 2.5 1.2
Formation d’ozone photochimique kg équivalent éthylène 0.3 0.3 0.7 0.4
59
ANALYSE ET SYNTHESE DE L’ETUDE COMPARATIVE 1/2
ANALYSE DE SENSIBILITE
ANALYSE DU CYCLE DE VIE D’UN PONT EN BÉTON
Une analyse de sensibilité a été effectuée afin de valider la robustesse des résultats et évaluer l’incidence de paramètres clefs sur les valeurs des impacts pour les 4 solutions étudiées et pour les diverses étapes du cycle de vie.
PSDP PBE : 1.Béton du tablier BHP 80 MPa au lieu de 40 MPa 2.Tous les ciments remplacés par du CEM III A 3.Distance de transport du béton BPE 50 km au lieu de 29 km 4.Scénario d’entretien divisé par 2
PRAD : 5.Tous les ciments des bétons BPE remplacés par du CEM III A 6.Distance de transport des poutres 800 km au lieu de 400 km 7.et 200 km au lieu de 400 km8.Scénario d’entretien divisé par 2
60
ANALYSE ET SYNTHESE DE L’ETUDE COMPARATIVE 2/2
ANALYSE DE SENSIBILITE
ANALYSE DU CYCLE DE VIE D’UN PONT EN BÉTON
Mixte Acier/Béton : 9.Tous les ciments des bétons BPE remplacés par du CEM III A10.Poutres en acier à haute limite élastique 11.Distance de transport des poutres 200 km au lieu de 800 km 12.et 1600 km au lieu de 800 km 13.Scénario d’entretien divisé par 2
Mixte Bois/béton : 14.Tous les ciments des bétons BPE remplacés par du CEM III A 15.Distance de transport des poutres 500 km au lieu de 100 km 16.et 1000 km au lieu de 100 km 17.Scénario d’entretien divisé par 2
ANALYSE ET SYNTHESE DE L’ETUDE COMPARATIVE
ANALYSE DE SENSIBILITE
RESULATS EN % INDUITS PAR A VARIATION DU PARAMETRE PAR RAPPORT A LA VALEUR TOTALE
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
IMPACT ENVIRONNEMENTAL
UNITÉ1 2 3 4 5 6 7 8 9
Consommation de ressources énergétiques
1000 MJ 0 -5 1 -20 -4 2 -1 -19 -2
Épuisement des ressources kg équivalent antimoine 0 -5 1 -20 -4 2 -1 -20 -3
Consommation d’eau 1000 Litre -5 -1 0 -9 -1 0 0 -9 -1
Déchets solides 1000 kg -5 -1 0 -15 -1 0 0 -16 -1
Changement climatique 1000 kg équivalent CO2 -1 -14 1 -11 -10 2 -1 -11 -10
Acidification atmosphérique kg équivalent SO2 -1 -11 2 -11 -8 4 -2 -11 -6
Pollution de l’air 1000 m3 -1 -9 2 -10 -7 3 -1 -10 -6
Pollution de l’eau 1000 m3 -1 -1 2 -19 -1 3 -2 -18 0
Formation d’ozone photochimique kg équivalent éthylène -4 -7 6 -4 -8 9 -4 -4 -3
ANALYSE ET SYNTHESE DE L’ETUDE COMPARATIVE
ANALYSE DE SENSIBILITE
RESULATS EN % INDUITS PAR A VARIATION DU PARAMETRE PAR RAPPORT A LA VALEUR TOTALE
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
IMPACT ENVIRONNEMENTAL UNITÉ 10 11 12 13 14 15 16 17
Consommation de ressources énergétiques
1000 MJ -2 -1 1 -19 -2 1 1 -15
Épuisement des ressources kg équivalent antimoine -6 0 1 -13 -3 1 2 -21
Consommation d’eau 1000 Litre -5 0 0 -7 -1 0 1 -11
Déchets solides 1000 kg -6 0 0 -12 0 0 0 -8
Changement climatique 1000 kg équivalent CO2 -4 -1 1 -10 -10 1 2 -14
Acidification atmosphérique kg équivalent SO2 -6 -1 2 -8 -6 2 3 -11
Pollution de l’air 1000 m3 -6 -1 1 -7 -5 2 3 -9
Pollution de l’eau 1000 m3 -9 -1 1 -7 -1 1 2 -22
Formation d’ozone photochimique kg équivalent éthylène -8 -2 3 -3 -3 4 7 -4
ANALYSE ET SYNTHESE DE L’ETUDE COMPARATIVE
ANALYSE DU CYCLE DE VIE COMPARATIVE DE PONTS
SCHEMA COMPARATIF DES 4 SOLUTIONS