recyclage, environnement et analyse de cycle de vie quelques
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Recyclage, environnement et analyse de cycle
de vie quelques exemples pour le béton
Présentation : Agnès JULLIEN
Directrice de recherches
Directrice du laboratoire EASE
Environnement Aménagement Sécurité Ecoconception
Département Aménagement Mobilité Environnement
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L’économie des ressources
Rationaliser l’utilisation des ressources dans un
contexte géotechnique, mécanique et
environnemental connu et si possible maîtrisé en
contribuant à la transparence
Déterminer les caractéristiques des produits et
ouvrages
Evaluer le relargage potentiel vers l’eau
Evaluer les impacts environnementaux
Quels enjeux et bilans ?
Points abordés dans l’exposé
Approches environnementales types (évaluation globale par Analyse de cycle de vie, lixiviation)
Site internet OFRIR E-book et outil d’évaluation environnementale ECORCE (données, impacts)
Méthodologies d’évaluation/limites
Exemples de résultats d’impacts de ressources alternatives pour différents domaines d’application
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Approches cycle de vie des matériaux et évaluation
Source : RMRC, question traitée dans la littérature internationale
Recyclés: Phase d’usage?
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Approche de la lixiviation et percolation in situ
Rejets
Rejets
Rejets
Eau
Rejets
EXTRACTION MATIERES 1ERES
RECYCLAGE GRANULATS
CONSTRUCTION
CHAUSSEE EN SERVICE
DECONSTRUCTION
Carrière
centrale
engins
Entretien
engins
Stock de recyclés
Chantiers expérimentaux? (réf:CAREX –en ligne sur OFRIR2)
Couche de roulement
Couche de liaison neuve / recyclée
Couche de base
goulotte
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Liens actuels dans les logiciels ACV et rejets en service
Flux sur l’eau chaussée en service 20ans
Flux autres natures autres étapes ACV
Choix du « meilleur » taux de recyclage pour l’environnement
S ?
Validation géotechnique
+
Ex : route
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Où trouver des données?
http://ofrir2.ifsttar.fr (2014)
Pourquoi ce projet Rassurer maîtres d’ouvrage et prescripteurs
Compiler l’état connaissances sur caractéristiques et usages des matériaux alternatifs Dans quels cas les utiliser
Quels matériaux ou domaines d’emploi à éviter !
Travaux de recherche
Apporter une dimension Cycle de vie Contribuer aux choix de solutions
environnementalement efficientes
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Les données et connaissances en ligne
Matériaux
Cartographie (sites de productions, chantiers)
Analyse du cycle de vie
Généralités
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Contenu matériaux/paragraphes types
Résumé en première page
Puis accès au reste des informations sous forme de fichier Calaméo et/ou fichier pdf à télécharger
Définition Lois, normes, guides Origine, élaboration, stockage Caractéristiques physico-chimiques Caractéristiques géotechniques Caractéristiques environnementales - Effets sur les écosystèmes - Acceptabilité environnementale - Condition de fabrication et de mise en œuvre - Suivi environnemental Aspects sanitaires Usages (Types d’infrastructures) Références bibliographique - Références cité dans le texte - Autres références Auteurs et relecteurs On trouvera aussi les sources sur le territoire français ainsi que les chantiers (Emploi
répertoriés) . Avec lien sur une autre page du site
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code 17 01 01 de la classification des déchets (annexe II de l’article R541-8 du code de l’environnement)
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Les textes en ligne (review par différents experts):
Synthétisent les connaissances des dernières années en matière de pratiques de recyclage dans les routes en proposant une approche intégrée des domaines techniques et scientifiques utiles
Incluent la collecte de données locales et internationales
et une sélection des documents à mettre en ligne
Apportent des données pour l’ACV et une validation des rubriques « matériaux » par les responsables « experts »
Mettent à disposition des acteurs à un niveau plus détaillé différents documents consultables rapidement (4clics)
Matériaux de démolition
Les bétons de démolition utilisables en technique routière peuvent provenir de 3 origines : la route elle-même (démolition ou fraisage de chaussées béton, peu répandues en France), la démolition de bâtiments, la démolition d’équipements (ouvrages d’art, poteaux…). Ce sont des «déchets inertes » vis à vis de la mise en décharge (arrêté du 28 octobre 2010).
Différentes stratégies et techniques de démolition sont appliquées sur le terrain. Celles-ci passent généralement par une décontamination préalable (retrait de l’amiante et des peintures au plomb le cas échéant), puis un curage (retrait des éléments du second œuvre) avant abattage de la structure.
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Selon l’ampleur du curage un tri ultérieur au sol peut également avoir lieu afin principalement, dans le cas de structures béton, d’améliorer la qualité des futurs granulats de bétons, par retrait de matériaux tels que le bois, les métaux ou le plâtre.
Les bétons peuvent être concassés sur place ou être envoyés vers des plates-formes de traitement (après transit éventuel sur plate-forme de regroupement) où ils sont concassés, criblés et déferraillés, plus rarement lavés.
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Décomposition pour évaluation de chaque
phase du cycle
Traitement
et mélange
Stockage
Transport
Production de
matériaux
Construction de
l’infrastructure
Vie de
l’infrastructure
Fin de vie du
matériau
Nouvelle
utilisation
Stockage final en
décharge possible
Production
matériaux
alternatifs
Des étapes « identiques » pour restituer les données d’inventaires pour tous les matériaux : ICV (Inventaire de Cycle de Vie)
Usage 1
Usage 2…
2 études de caractérisation de matériaux ont été réalisées en 2010 et 2011 (FNTP, 2010 et FNTP, 2011) dans le cadre de l’élaboration du guide d’application aux matériaux de déconstruction du BTP du guide SETRA « Acceptabilité de matériaux alternatifs en technique routière » Ces études ont permis de déterminer les caractéristiques de relargage et de contenu en certains composés organiques des bétons de démolition
Différentes publications internationales recherchent :
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test sample Unit
é
Ag Al As Cd C
o
Cr Cu Fe Hg Mn
Engelsen, 2010 L/S=10 Concrete
aggregates
mg/
kg
x x x x
Galvin, 2012 EN 12457-3 Demolition
waste
mg/
kg
X x x x x
Leiva, 2013 EN 12457-4 Concrete
aggredates
g/l X x x x
Marion, 2005 NEN 7343 Concrete
aggegates
mg/
kg
x x x x x x x
Meve Basar, 2012 EN 12457-4 WFS mg/l X
Mroueh, 2001 EN 12457 Natural
aggregates
mg/
kg
x x X x
Roussat, 2008 TS14405 Demolition
waste
mg/l x x X X x x
Sorlini, 2011 EN 12457 Waste
/natural
aggregates
mg/
kg
X x
Siddique, 2010
Deng
Sand dust mg/l x x x x x x x x x
Siddique, Ji 2001 Foundry
sand
mg/l x x x x X x
Wahlkstrom,
2000
EN 12457 et
NEN 7343
Demollition
waste
mg/
kg
x X X
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Mo Ni Pb Sb Se V Zn Ba Na Cl- F NO3 SO4
Engelsen, 2010 x x X x x
Galvin, 2012 x x X x x x X
Leiva, 2013 x X x
Marion, 2005 x X x x x X
Meve Basar, 2012 x x x
Mroueh, 2001 x x X x x
Roussat, 2008 x x X x x x x x x
Sorlini, 2011 x x X x x x x x x x
Deng, 2009 x X x x x x
Ji, 2001 X x x x
Wahlkstrom, 2000 x X x x x
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Système de production primaire
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Démolition de bâtiments ou d’ouvrages d’art (béton)
Broyage Concassage
Criblage
Démolition de couches de chaussées (matériaux avec liant
hydraulique ou non)
Sols sous chaussées et déblais de tranchées
Stock
Stock de matériaux de
démolition
Centrale BPE Utilisation en béton
Utilisation en granulat
BPE : Béton prêt à l’emploi
Système d'utilisation des matériaux de démolition
Unités fonctionnelles
Les données d’inventaire concernant les matériaux de démolition peuvent être fournies selon trois unités fonctionnelles :
production d’1 tonne de matériaux de démolition,
Quantité nécessaire pour la production d’1 tonne de béton,
Quantité nécessaire pour construire 1 km d’une infrastructure définie (ou 1 m2) quand on s’intéresse à leur utilisation,
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0%
20%
40%
60%
80%
100%
Effet de serre Acidif ication Cancérinogènes Energie
Traditionnel Ciment mélangéPoussières de clinker recyclées séquestration du CO2
1) Un impact étudié
2) Impact moyen pour chaque
étape de la production du béton
Détail des procédés de
cimenteries
[Flower et Sanjayan, 2007]
Béton: Évaluation non détaillée de construction des procédés pour le béton
[Huntzinger et Eatmon, 2009]
Dans cette étude
Ciment: Importance de l’évaluation des procédés industriels sur les impacts
Laitier
OPC
Cendres
Volantes
Application de l’ACV à la construction (international)
Thèse Chen , 2009
Données ICV disponibles
En matière de bétons, quelques travaux existent sur l’Analyse de Cycle de Vie et notamment des données environnementales d’ICV (inventaires de cycle de vie) ont été produites par la profession. Concernant les granulats alternatifs, les calculs d’impacts réalisés et publiés prennent en compte leur mode d’élaboration sur les installations de recyclage sans comptabiliser la production de ciment ou granulats d’origine.
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Etude de cas
Cas de chaussée béton (Logiciel ECORCE)
Hypothèses :
Epaisseur 15 cm
Longueur 1000 m
Largeur 6 m
Distance Centrale/chantier 20 km
Approvisionnement ciment 150 km
Approvisionnement granulats 30 km
Approvisionnement béton démolition 0 km
La formule avec recyclés contient 360 kg/m3 de béton de démolition à la place de granulats neufs
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http://ecorce2.ifsttar.fr
Logiciel écocomparateur pour l’évaluation
environnementale, données UNPG 2011
Energie
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avec ECORCE
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gaz à effet de serre
POCP
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Acidification (AP) et eutrophisation (EI)
Entrée métier
Calculs
Sortie environnementale
0
2,5 cm BBTM
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Temps (années)
Maintenance30
6,5 cm BBSG
20 cm BAC + 5 cm BBSG
ESEntretien
2,5 cm BBTMExemple -paramétrage temps/structure.
i
iiiA faCI ..
Exemple -différentes opérations.
ECO
RCE
28
CETE & LRPC
PARTENAIRES, FINANCEURS
DGPR & DGITM