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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

• Un objectifRéaliser des bâtiments sains et confortablessains et confortablesdont les impacts sur limpacts sur l’’environnementenvironnementappréciés sur l’ensemble de leur cycle de vie soient les plus males plus maîîtristriséés possibless possibles

• Un leader : le maître d’ouvrage– Fixe les objectifs à atteindre par opération (QualitéEnvironnementale 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

Le contexte – la démarche HQE -

• Le rôle des fabricants de produits de construction

– Améliorer de manière permanente les performances environnementales et sanitaires des produits (Eco-conception)

– Informer au-delà des obligations réglementaires

– Fournir des données environnementales et sanitaires permettant d’évaluer la Qualité Environnementale des Bâtiments (QEB)

� les FDES

La Démarche HQE – le rôle des acteurs

• 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 àla tombe » (base ACV conforme aux normes ISO 14040…)

– Hypothèses transparentes : entretien, maintenance, fin de vie…

• Interprétation normalisée de la contributioncontribution 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 – FDES - une norme française

N° Valeur par annuité Unité1

MJ/UF

MJ/UF

MJ/UF

2

Non épuisable kg éq antimoine/UF

Non renouvelable kg éq antimoine/UF

3 l/UF

4 Déchets solides Valorisés kg/UF

Eliminés

Déchets dangereux kg/UF

Déchets non dangereux (DIB) kg/UF

Déchets inertes kg/UF

Déchets radioactifs(4) kg/UF

5 kg éq. CO2/UF6 kg éq. SO2/UF7 m3/UF8 m3/UF9 kg CFC éq. R 11/ UF

10 kg éq. éthylène / UF

Impact environnemental

Energie non renouvelable

Indicateur épuissement de ressources (ADP)

Consommation de ressources énergétiques

Energie primaire totale

Energie renouvelable

Pollution de l’eau

Destruction de la couche d’ozone stratosphérique

Formation d’ozone photochimique

Consommation de l’eau

Changement climatique

Acidification atmosphérique

Pollution de l’air

Pour la totalité du cycle de vie

Les Fiches de Déclaration Environnementale et Sanitaire – les indicateurs

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)– un peu d’histoire

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)

L’Analyse de Cycle de vie (ACV) – la définition

Production

Transport

Mise en œuvre

Vie en œuvre

Fin de vie

• 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 …)

L’Analyse de Cycle de vie (ACV) – définition de l’Unité Fonctionnelle (UF)

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.


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 liés à la mise à disposition du bâti

– Processus liés aux flux de fonctionnement du bâtiment

– Processus liés à l’activité dont le bâtiment est le support

– Processus liés aux déplacements des usagers.

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


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.


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 àchaque 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...


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


• 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/réhabilitation).

• 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...).


CATEGORIE D’INDICATEURS Unité Total bâtiment

Total /unité de référence

Consommation ressources énergétiques non renouvelables (1)

kWhep

Epuisement des ressources kg eq

Antimoine

Potable m3 Consommation d’eau Non Potable m3 Consommation de foncier m2

RESSOURCES

Biodiversité - Pollution de l’air m3 air Changement climatique kg eq CO2 Acidification atmosphérique kg eq SO2 Formation d’ozone photochimique

kg eq C2H4 AIR

Destruction couche d’ozone stratosphérique

kg CFC eq R11

Pollution de l’eau m3 EAU

Eutrophisation kg eq PO4(2-)

Dangereux t Non Dangereux t Inertes t

DECHETS

Radioactifs t


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 : conceptionDurée de vie programmée des bâtiments : 100 ansUnité de référence : loger une famille de 4 personnes pendant une annuité

Informations additionnelles utiles :n 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)

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


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).


Les résultats permettent de tirer les conclusions suivantes :

n 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 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%.


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.


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.


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. Acontrario celui des transports prend plus d’importance.


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.


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).


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 [email protected]

Christèle Wojewodka

Christè[email protected]

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