Part I. – Energie grise : Basse Consommation ne rime pas forcément avec écologie…
Après avoir publié le nouvel arrêté relatif à la déclaration environnementale des produits de construction entrant en vigueur ce 1er janvier 2014, les notions environnementales commencent à prendre le pas et tend à corriger la problématique liée à l'énergie grise...
Alors que la réglementation thermique, RT 2012, est entrée en vigueur pour toutes les constructions neuves, aux extensions et aux surélévations de bâtiments existants, elle définit trois exigences de moyens autour de besoins énergétiques, de consommations énergétique et enfin sur les caractéristiques de la température intérieure.
Ce prisme qui permet la conception de bâtiments faiblement consommateurs d’énergie est fondé principalement sur l’articulation des économies de fonctionnement, sur-isolation, matériaux et équipements énergétiquement performants ainsi que le recours aux énergies renouvelables.
Ce nouveau principe réglementaire qui induit de nouveaux principes constructifs, ne tient pas forcément compte d’une problématique émergente, celle de l’énergie grise. Selon un mode constructif par rapport à un autre, l’énergie grise peut représenter 2 à 3 fois entre une approche environnementale et celle conventionnelle.
Même si les certifications labélisées intègrent des exigences plus ou moins poussées prenant en compte la question de l’énergie grise en fournissant des données environnementales sur les produits de construction, distance de provenance des matériaux, quantité de matériaux biosourcés, les consommations nécessaires à la fabrication, à l’entretien, à la maintenance, à l’adaptation et à la déconstruction des bâtiments qui paraissaient proportionnellement négligeables deviennent fondamentales. La réflexion est nécessaire afin de déterminer les actions envisageables.
L’énergie source d’activité permet entre autre de fabriquer, de chauffer, de voyager… En démultipliant l’activité de l’homme, elle est une des composantes majeures de la révolution industrielle et a pu faire croire à l’homme qu’il pouvait maîtriser la nature.
Par la puissance qu’elle confère, l’énergie représente un enjeu économique, social, géographique à l’échelle planétaire. Il n’est donc pas étonnant qu’elle soit l’objet de concurrence commerciale et de conflits militaires. Cette situation va s’aggraver avec les bouleversements climatiques et la raréfaction des ressources, et cette aggravation touchera particulièrement les plus démunis.
Pour aborder ce sujet, l’ICEB a entrepris l’élaboration d’un guide qui définit clairement ce qu’était l’énergie grise par l’analyse de normes, réglementations, études et publications. Puis, à partir de calculs effectués en interne et d’analyses d’études publiées ces dernières années en France et à l’international, elle a identifié des ordres de grandeur d’énergie grise afin de pouvoir les comparer aux consommations d’énergie en exploitation, créer des points de repère et identifier les poids relatifs des choix constructifs. Ensuite, l’ICEB a inventorié et analysé les outils permettant de calculer l’énergie grise, à savoir les bases de données sur les matériaux et les logiciels de calcul, de manière à identifier les outils les plus pertinents.
Chère à nous tous, l'énergie, à mesure qu’on l'utilise, et à cause du coût croissant des ressources énergétique, on découvre de nouveaux gisements, plus difficile à atteindre. En améliorant les techniques de forage, de raffinage, etc…, cela a un coût environnemental, humain, financier, énergétique et d’émission de gaz à effet de serre de plus en plus important.
Evaluer l’impact environnemental devient nécessaire, car l’énergie qui a le meilleur bilan environnemental est celle que l’on ne consomme pas (negaWatt).
Les consommations d’énergie se calculent sur l’ensemble du cycle de vie d’un produit ou d’un bâtiment. L’énergie grise est une partie de la consommation d’énergie sur ce cycle de vie d’où l’intérêt d’appréhender les notions de cycle de vie, durée de vie, périmètre d’étude et démarche d’ACV - Analyse du Cycle de Vie.
Pour schématiser, l’énergie grise d’un matériau, équipement ou service est constituée de deux énergies grises :
• l’énergie grise non renouvelable : énergie procédé (apport d’énergie nécessaire dans les processus mis en œuvre pendant le cycle de vie) d’origine non renouvelable,
• et l’énergie grise renouvelable : énergie procédé d’origine renouvelable.
Sur toute la durée du cycle de vie hors vie en œuvre.
Appliquée au bâtiment, la définition de l’énergie grise est la somme des énergies grises des matériaux et équipements qui le composent à laquelle on ajoute :
• l’énergie nécessaire au déplacement de ces matériaux et équipements entre l’usine et le chantier,
• la consommation d’énergie du chantier complémentaire à celle déjà intégrée dans l’énergie grise des composants et équipements (base vie, énergie de mise en œuvre, transport des personnes),
• les énergies grises liées au renouvellement des matériaux et équipements qui ont une durée de vie inférieure à celle du bâtiment,
• l’énergie nécessaire à la déconstruction de l’ouvrage.
Elle ne comprend pas l’entretien (nettoyage et petites réparations).
La durée de vie des matériaux doit être en adéquation avec la durée de vie souhaitée pour le bâtiment. Pour un bâtiment à durée de vie plutôt longue, plus la durée de vie du matériau est courte, plus l’impact sur l’énergie grise sera important à l’échelle de la durée de vie du bâtiment. Pour un bâtiment ou aménagement à durée de vie courte (structure éphémère, aménagement intérieur d’un point de vente...), l’utilisation d’un matériau à durée de vie beaucoup plus longue représente nécessairement une perte d’énergie grise, sauf s’il est réutilisé dans un autre bâtiment sans transformation.
Enfin, un facteur à retenir, l’impact du transport entre lieu de production et chantier. Un facteur qui tient compte non seulement la distance entre le site de production et le chantier mais aussi le mode de transport. Par exemple, une ardoise venant de Chine par camion jusqu’au bateau puis par bateau jusqu’en France puis par péniche jusqu’au chantier pourra avoir un supplément d’énergie grise plus faible qu’une ardoise d’Espagne si le chantier est desservi par un port fluvial. En complément du critère énergie grise qui ne conduit pas nécessairement à privilégier le choix de matériaux locaux, il est important de prendre en compte que ce type de choix permet de participer au développement de filières économiques locales.
En complément de l’énergie nécessaire par km transporté, il faut aussi regarder le taux de remplissage des véhicules, le retour à vide ou plein, les éventuelles transformations complémentaires des matériaux (Exemple vécu : des fenêtres fabriquées sur place avec du bois de pays pour un chantier dans les Vosges font un aller et retour en camion jusqu’en Espagne pour y être lazurées).
L’intégration de ce supplément d’énergie grise lié au transport est traduite dans la certification LEED par le gain d’un point si un certain pourcentage des produits mis en œuvre est extrait et fabriqué dans un rayon de moins de 800 km du chantier.
Schéma du cycle de vie d’un bâtiment - Source GT ICEB
Le cycle de vie
La norme NF P01-010 divise le cycle de vie d’un produit de construction en 5 étapes :
1. la production comprend la fabrication du produit mais aussi l’extraction, la préparation et le transport des matières premières nécessaires à la fabrication du produit, cette étape s’arrête à la sortie du produit de l’usine ;
2. le transport comprend l’acheminement du produit de l’usine de production jusqu’au chantier où il sera utilisé ;
3. la mise en œuvre consiste en la mise en place du produit dans un ouvrage. Le transport des déchets de mise en œuvre (chutes de découpe, consommables...) est également pris en compte ;
4. la vie en œuvre pendant laquelle le produit assure sa fonction dans le bâtiment. Durant la vie en œuvre, le produit peut faire l’objet d’entretien, de maintenance, de remplacement partiel pris en compte dans le bilan environnemental. Cette étape couvre toute la durée de vie typique du produit (DVT) ;
5. la fin de vie consiste en la dépose du produit lors d’une opération de démolition, réhabilitation ou entretien. Le transport des déchets liés à cette étape jusqu’à un site de valorisation ou d’élimination est pris en compte.
Cette définition prend en compte les opérations d’entretien, maintenance et remplacement partiel, mais pas les déplacements des personnels des usines de fabrication, ni le traitement des déchets une fois arrivés dans le centre de traitement.
La durée de vie
Plusieurs définitions peuvent être utilisées pour la durée de vie :
> la base de données INIES définit dans son lexique la durée de vie typique ou DVT comme « une estimation de durée de vie faite par le fabricant à partir de valeurs d’usage. Elle correspond à la durée de vie du produit pour un usage normal et avec un entretien normal. Elle est découplée de tout système de garantie même si la valeur doit être justifiée par le fabricant. Cette valeur intègre l’entretien et d’éventuelles réparations du produit » ;
> le bilan Carbone® utilise comme durée de vie, la durée d’amortissement comptable qui correspond, de manière générale, à la période au bout de laquelle le produit, l’aménagement ou l’équipement est statistiquement remplacé.
Dans tous les cas, ce qui en ressort est la durée de vie associée à l’usage. La durée de vie réelle dépend beaucoup plus de l’utilisation du bâtiment et du contexte que d’une durabilité physique intrinsèque :
> changement de locataire ou de propriétaire qui souhaite refaire tout l’aménagement intérieur à son image ;
> détérioration d’un store extérieur arraché par le vent et qui nécessite d’être remplacé plus vite que prévu ;
> dégradation par les usagers...
Par exemple, un revêtement de sol en linoléum mis en œuvre dans une école (Bâtiment d’une durée de vie supérieure à 50 ans) aura sans doute une durée de vie conforme à sa durée de vie typique (de 15 à 25 ans). En revanche, le même revêtement de sol mis en œuvre dans un aménagement de point de vente aura au maximum la durée de vie de l’aménagement (en moyenne de 5 à 7 ans).
Ainsi, la Durée de Vie Typique des matériaux, issue des FDES, ne correspond pas à leur durée de vie réelle. Voici tout de même quelques exemples de durée de vie typique, puisqu’ils seront utilisés dans les calculs d’énergie grise :
Pour un bâtiment, la durée de vie est à déterminer avec le maître d’ouvrage en fonction de l’usage et des modalités de gestion du patrimoine.
L’analyse du cycle de vie
L’Analyse du Cycle de Vie, ACV (Life Cycle Assessment, LCA, en anglais) d’un produit ou d’une activité humaine consiste à identifier son empreinte environnementale, en quatre étapes, selon la norme internationale ISO 14 :
> la définition des objectifs et du champ de l’étude ;
> le recueil des données d’inventaire : quantification des ressources naturelles mobilisées et des émissions rejetées dans le milieu naturel (air, eau, sols) ;
> l’évaluation des impacts sur l’environnement de ces consommations et émissions ;
> l’interprétation des résultats obtenus en fonction des objectifs initiaux.
La norme internationale ISO s’applique en France par la norme NF P 01-010. Contrairement aux normes ISO qui fixent un cadre minimal sans limiter le champ de l’étude, la norme française fixe des règles précises quant à l’élaboration de l’AVC (liste d’impacts, modèles énergétiques, modèles de transport, flux de matières et d’énergies, flux négligeables à prendre en compte).
Les résultats de l’évaluation s’expriment pour les produits de construction suivant la norme NF P 01-010, selon 10 indicateurs d’impact : consommation d’énergie primaire renouvelable et non renouvelable, consommation d’eau, production de déchets solides, épuisement des ressources naturelles, changement climatique, destruction de la couche d’ozone, acidification atmosphérique, formation d’ozone photochimique, pollution de l’air et pollution de l’eau.
Selon la série de normes ISO 14040, l’ACV est la « compilation et l’évaluation des consommations d’énergie, des utilisations de matières premières, et des rejets dans l’environnement, ainsi que l’évaluation de l’impact potentiel sur l’environnement associé à un produit, ou un procédé, ou un service, sur la totalité de son cycle de vie ».