Monthly Archives: juin 2023

Posted By : Sylvie Rouche 7 Juin, 2023

Données génériques et / ou spécifiques

Il y a dans TOTEM deux types de données, qui diffèrent selon leur origine. D’une part des données dites génériques, qui décrivent des matériaux ou composants « types », et d’autre part des données dites spécifiques, liées à un produit ou composant particulier, lié donc à un fabriquant clairement identifié.

Chaque type de donnée à son usages, les deux se complétant utilement. A terme, l’objectif est d’utiliser uniquement des données spécifiques, mises à disposition directement par les producteurs de matériaux, via la base de données de B-EPD. D’ici à ce que cette base de données soit suffisamment alimentées, le recours aux données génériques restera indispensable.

Nous présentons dans cette page les principaux points liés à chaque type de données. Si vous voulez creuser le sujet plus profondément, nous vous invitons à regarder les deux videos ci-dessous :

Les données génériques

EcoInvent

Ecoinvent est une base de données Suisse d’inventaire du cycle de vie (ICV) qui fournit, depuis 2003, des données sur les impacts environnementaux associés à la production de divers biens et services. L’objectif principal de cette base de données est de soutenir les analyses du cycle de vie, qui évaluent l’ensemble des impacts environnementaux tout au long du cycle de vie d’un produit, depuis l’extraction des matières premières jusqu’à la fin de vie.

Ecoinvent couvre un large éventail de secteurs industriels et de processus de production. Elle fournit pour chacun des données sur les émissions de gaz à effet de serre, la consommation d’énergie, la consommation d’eau, et d’autres aspects environnementaux pertinents. La base de données EcoInvent est conforme aux normes ISO 14040 et ISO 14044 et documente actuellement plus de 20 000 processus industriels.

Le logiciel TOTEM s’alimente de cette base de données qui lui permet de disposer de suffisamment de données au sein de l’outil. Les données mobilisées sont adaptées à la réalité du marché belge, notamment au niveau du mix énergétique et des données liées au transport.

La base de données ECOINVENT permet de disposer de suffisamment de données au sein de l’outil. Il a été choisi de l’utiliser pour différentes raisons: exhaustivité, transparence, adaptabilité.

Adapter les données au contexte belge

Afin d’assurer la représentativité géographique du contexte belge, des opérations sont effectuées sur les données reprises dans EcoInvent. En particulier :

• Les données sont adaptées aux spécificités de notre territoire tel qu’il est aujourd’hui : un mix énergétique donné, des filières de traitement des déchets plus ou moins développées, etc…
• Lorsque plusieurs processus sont décrits pour un même composant, la préférence est donnée à ceux représentatifs de l’Europe occidentale.
• Lorsqu’aucun processus d’Europe occidentale n’est disponible dans la base de données, les données disponibles sont adaptées en remplaçant les flux d’énergie, les flux d’eau et le traitement des matériaux en fin de vie. Ces adaptations ne concernent que les flux inclus dans la production du produit analysé, et non ceux liés aux processus sous-jacents (par exemple, la production de matières premières utilisées dans le processus de production).
• Pour les matières premières dont le taux d’importation est très important, des scénarios spécifiques ont été établis pour le transport des matières premières vers la Belgique. Sur la base de ces scénarios, des processus spécifiques peuvent être créés pour les versions importées de ces produits. C’est le cas par exemple pour plaques de pierre bleue en provenance d’Asie.

Les données spécifiques : B-EPD

EPD est l’abréviation de « Environmental Product Declaration » (déclaration environnementale de produit). Le « B » fait référence à la Belgique. Une B-EPD est donc une EPD conforme aux principes généraux du programme B-EPD du SPF Santé.

Depuis octobre 2020, Totem intègre dans sa bibliothèque des composants établis sur base des déclarations environnementales de produits des fabricants. Les composants enregistrés dans la bibliothèque TOTEM sur base d’une déclaration environnementale sont appelés composants spécifiques.

Une EPD est réalisée à l’initiative d’un fabricant de matériaux ou d’un groupement de fabricants. Elle contient des informations quantifiées sur les impacts environnementaux des produits de construction basées sur une analyse du cycle de vie. Plusieurs fois par an, Totem enrichit sa base de données de nouvelles EPD. Au moment d’écrire cet article (mars 2024) la base de données EPD des autorités fédérales belges renseignent 144 produits de construction. C’est encore une jeune base de données puisque le programme B-EPD a pris son envol en 2019.

En tant qu’opérateur du programme, le SPF Santé se base sur la norme NBN EN ISO 14025 et EN 15804. Ces normes européennes fournissent un cadre afin que les EPD des produits, des services et des processus de construction soient calculées, vérifiées et présentées de façon harmonisées. Les B-EPD contiennent entre 20 et 30 pages d’informations sur le produit, le processus de fabrication, le ou les fabricants, ainsi que les hypothèses et les résultats de l’étude ACV. La base de données B-EPD est consultable par le grand public, via le portail du SPF Santé.

Exemple de l’EPD d’une poutre en bois lamellé-collé

Les partenaires du projet européen ProFilWood (Fibois, Hout Info Bois, OEWB…) ont souhaité développer, en collaboration avec les entreprises, des EPD collectives afin de mesurer plus précisément les impacts environnementaux des produits en bois destinés à la construction, dans le but d’introduire ces données dans l’outil TOTEM afin d’affiner les informations sur ces éléments à base de bois. Cette EPD évalue le cycle de vie des poutres en bois lamellé-collé « du berceau à la tombe ». Elle est collective et se base sur les données de production de 4 fabricants belges. le propriétaire de cette EPD est l’Office économique Wallon du Bois.

Au-delà des données collectées et déclarées par l’EPD, lorsque celle-ci est richement documentée, elle donne à voir les processus de fabrication des produits de construction concernés. A titre d’exemple, le schéma ci-dessous – extrait de l’EPD – synthétise le processus de production du produit de façon détaillée :

Posted By : Sylvie Rouche 7 Juin, 2023

Lien entre performance énergétique et performance environnementale

Si la notion de PEB (Performance énergétique des Bâtiments) est largement connue, celle de performance environnementale appliquée au bâtiment l’est beaucoup moins. Est-ce un nouveau concept qui vient se rajouter à celui de la PEB ou est-ce celle-ci qui se met au vert? Bref, comment définit-on la performance environnementale du bâtiment ? C’est à cette question que cet article tente de répondre.

Théoriquement, une bascule entre impacts

La performance énergétique des bâtiments n’est pas sans lien avec la performance environnementale car elle (la PEB) a notamment un impact significatif sur les émissions de gaz à effet de serre, la consommation des ressources naturelles et la qualité de l’environnement.

Avec le renforcement des normes de la PEB au fil du temps, l’énergie primaire mobilisée pour les besoins fonctionnels du bâtiment pendant la phase d’occupation tend à diminuer. Une performance énergétique améliorée signifie a priori une utilisation plus rationnelle des ressources. Cela peut réduire par exemple la demande en combustibles fossiles et en électricité. L’amélioration de la performance énergétique contribue en ce sens à réduire l’impact environnemental du bâtiment.

Mais atteindre une haute performance énergétique implique de mettre en œuvre des matériaux et systèmes qui ont un impact environnemental propre, lié à leur production et fin de vie, qui peut :

• Soit présenter un « coût » environnemental s’il s’agit de matière que l’on aurait pas mis en œuvre sans cet objectif de performance énergétique (le Xème centimètre d’isolant).
• Soit présenter un coût initial différent de celui de la solution de référence (une pompe à chaleur à la place d’une chaudière par exemple).

Schématiquement, on va observer un glissement au fil des améliorations de performance énergétique : une part de la réduction d’impact lors de l’usage du bâtiment va être annulée par une augmentation d’impact lors des phases de production, construction et fin de vie. Une bascule s’opère donc entre le poids environnemental lié aux besoins énergétiques du bâtiment et le poids environnemental lié aux matériaux.

Toute la question est de savoir si ce glissement compense, voire annule, le bénéfice de la performance énergétique. L’avènement de l’outil Totem s’inscrit dans ce questionnement. Il devient essentiel de prendre en compte à la fois les aspects liés à la performance énergétique des bâtiments et à l’impact environnemental associé aux matériaux mis en œuvre dans un bâtiment afin de concevoir des bâtiments plus durables et respectueux de l’environnement.

En pratique, c’est moins clair

La bascule décrite au point précédent se voit-elle dans la réalité ? Pas si sûr…

Un review publié en 2016 a regroupé les résultats d’analyses de cycle de vie de 90 bâtiments résidentiels. Si les auteurs identifient bien une tendance à l’augmentation de l’énergie « embarquée » lorsque l’on va vers plus de performance énergétique, les chiffres montrent en fait une très large variabilité dans la part relative des impacts « in use » et « embodied » pour tous type de bâtiment. Cela indique que ce qui fait l’impact environnemental des bâtiments tient plus aux choix de construction qu’au niveau de performance énergétique.

Globalement, les études disponible donnent la tendance suivante((Voir par exemple : Ayşegül Demir Dilsiz et al. (2019) Embodied versus operational energy in residential and commercial buildings: where should we focus? J. Phys.: Conf. Ser. 1343 012178)) :

• Il y a une corrélation entre augmentation de la performance énergétique et augmentation de la part « embarquée » dans l’impact environnemental global : c’est logique, si on consomme moins, la partie liée aux matériaux sera relativement plus lourde
• Il n’y a pas d’augmentation de l’impact global liée à une tendance à l’amélioration de la performance énergétique : le choix d’aller vers plus de performance n’est pas contrebalancé par l’impact des matériaux mis en œuvre
• Il y a une très grande variabilité d’impact global, pour tout niveau de performance énergétique, et cette variabilité a tendance à augmenter pour les bâtiment les plus performants : les choix de modes constructifs sont toujours importants, et encore plus lorsque leur poids dans le bilan global augmente.

En conséquence, l’évaluation environnementale global est un sujet de plus en plus brulant, mais pas une remise en cause fondamentale des efforts faits ces dernières années.

Et à l’échelle d’une paroi ?

Le score agrégé de performance environnementale obtenu en millipoints dans le logiciel Totem peut être présenté de différentes façons, notamment via un graphique dissociant l’impact des matériaux et celui de l’énergie . Ce graphique permet à l’utilisateur d’évaluer l’importance relative de l’impact des matériaux (en rouge) et de l’impact énergétique (en vert).

Mais de quelle énergie est-il question ? Etant donné que l’impact des matériaux prend également en compte des aspects énergétiques comme l’énergie utilisées lors du processus de fabrication des ressources premières, lors du transport, pendant le chantier, quelques clarifications s’imposent : Dans le logiciel TOTEM, le calcul lié aux consommations énergétiques correspond uniquement à la phase d’utilisation du bâtiment (B6) et ne concerne donc qu’une seule phase du cycle de vie. Les autres consommations énergétiques comme l’énergie dite grise apparaît dans le score « matériaux ». Lea consommation durant la phase d’utilisation est calculée sur base de la consommation d’énergie pour le chauffage liée aux pertes de transmission en recourant la méthode des degrés-jours équivalents.

Que faire de ce genre de chiffres ? Prenons l’exemple d’un mur creux avec deux niveaux d’isolation en PUR différents (U=0,14W/m²K ou U=0,24W/m²K). On constate que :

• L’impact environnemental des matériaux augmente lorsque l’on ajoute de l’isolant
• L’impact environnemental de l' »énergie lors de la phase d’usage diminue lorsqu’on ajoute de l’isolant
• Dans ce cas-ci, l’impact global est constant

Dans le second exemple ci-dessous, il s’agit également d’un mur creux avec deux niveaux d’isolation en PUR différents, mais cette fois sur base de laine minérale (U=0,15W/m²K ou U=0,24W/m²K). On constate cette fois que l’impact global est réduit lorsque l’isolation augmente :

Vers une réglementation intégrée ?

Le cadre actuel de la PEB se limite à des exigences en énergie primaire. Cela va changer. Les autorités européenne ont définitivement approuvé un texte imposant l’intégration d’exigence tenant compte des émissions de carbone des bâtiment sur l’ensemble de leur cycle de vie.

« Étant donné que les bâtiments donnent lieu à des émissions de gaz à effet de serre avant et après leur durée de vie utile, les États membres devraient également tenir compte des émissions de carbone sur l’ensemble de leur cycle de vie. »((Directive du 13 septembre 2023 relative à l’efficacité énergétique (EU/2023/1791))

Il est évidemment trop tôt pour décrire la façon dont cette exigence se traduira sur le terrain, mais on peut déjà avancer que :

• Vu que TOTEM intègre dans son évaluation une approche « cycle de vie » et des indicateurs liés aux émissions de carbone équivalent, c’est l’outil naturel pour la mise en place de cette exigence en Belgique.
• Il est impossible à ce stade de déterminer des seuils d’émission de carbone à viser. Il faut donc s’attendre à un effort intense de benchmarking dans les années qui viennent, pour déterminer le bilan carbone des pratiques actuelles et fixer ces seuils.
• Si les textes européens imposent un bilan carbone, ils ne disent rien des autres impacts environnementaux. Or, TOTEM travaille avec un indicateur unique agrégeant de multiples impact. Faudra-t-il détricoter cet indicateur unique ? Y adjoindre un indicateur « carbone » ? Time will tell. En tout état de cause, il y a une forte corrélation entre un score global et un bilan carbone, vu le poids important des indicateurs liés au changement climatique dans le score agrégé. Pour s’en convaincre, le graphique ci-dessous établi une courbe de tendance entre le score agrégé et le total des émissions de CO2 équivalente pour les toitures reprises dans la bibliothèque de TOTEM (version été 2023). On voit bien que la corrélation des assez forte., mais pas parfaite.

Posted By : Sylvie Rouche 2 Juin, 2023

Du matériau au bâtiment

Différents niveaux d’analyse

Plusieurs niveaux d’analyse sont nécessaires pour une évaluation environnementale. Ces différents niveaux suivent une structure hiérarchique. Faisons un parallèle : les lettres de l’alphabet sont les plus petites parties élémentaires du langage écrit, et peuvent être assemblées en mots, ces derniers formant des phrases ; dans TOTEM les matériaux constituent l’alphabet, combinables en composants, eux-mêmes à la base de complexes de parois appelés élément, qui ensemble constituent le bâtiment.

TOTEM est donc construit selon une structure hiérarchique distinguant quatre niveaux d’analyse détaillés ci-dessous. Parmi ces niveaux, seuls les plus élevés, à savoir les éléments et les bâtiments permettent donc une comparaison de leur score environnemental.

Les matériaux

Les matériaux constituent le niveau hiérarchique de base et servent à alimenter les niveaux supérieurs. TOTEM ne score ni ne documente les matériaux pris individuellement. L’idée est que l’impact d’un matériau ne peut être isolé de son conditionnement (emballage) et de sa mise en œuvre (assemblage), considérés au niveau du composant. Dans cette logique, il n’est pas possible d’afficher le score de l’impact environnemental pour ce niveaux hiérarchique dans TOTEM, bien qu’il soit pris en compte dans les scores affiché aux niveaux hiérarchiques supérieurs.

La couche matériaux n’est en conséquence pas directement visible dans TOTEM. Les données liées peuvent par contre être obtenue indirectement, en passant par le niveau supérieur des composants. Dans une certaine mesure, dans le cadre d’un projet et donc dans le cas d’une modélisation, il est possible d’apporter des modifications aux niveau des constituants du composant que sont les matériaux.

Ce niveau hiérarchique de base n’a donc clairement pas (à ce stade ?) vocation à être manipulé par l’utilisateur.

Les composants

Les composants sont essentiellement des « matériaux mis en œuvre » : chaque composant peut être constitué de plusieurs matériaux et/ou inclure une fixation. Ces matériaux conditionnés et mis en œuvre constituent le premier niveau hiérarchique aisément accessible par l’utilisateur de TOTEM.

Dans la bibliothèque des composants de TOTEM, deux types peuvent être trouvés :

• des composants génériques qui ne sont pas liés à une certaine marque. Ces composants génériques sont représentatifs des composants utilisés en Belgique pour la construction d’immeubles d’habitation et de bureaux. Les données relatives à ces composants génériques proviennent de la base de données EcoInvent, une base de données suisse couramment utilisée dans le monde scientifique. Ces données sont générées en rassemblant les données (disponibles) de divers fabricants et donnent une indication de l’impact « moyen » d’un matériau de construction.
• des composants spécifiques pour lesquels une déclaration environnementale de produit (EPD) existe. Il s’agit de données exclusives des fabricants belges de matériaux de construction qui ont été objectivement déclarées sous la forme d’une déclaration environnementale de produit (B-EPD) dans la base de données fédérale. Pour ces composants spécifiques, TOTEM renvoie vers l’EPD concernée.

Si vous voulez en savoir plus sur la base de données EcoInvent et les déclaration environnementales de produits, nous vous invitons à regarder les deux videos ci-dessous :

Les éléments

Les éléments sont un assemblage de différents composants, eux-mêmes combinant plusieurs matériaux. Les éléments sont typiquement des parois intérieures ou extérieures, mais aussi, de plus en plus, des systèmes techniques tels qu’une installation de chauffage central.

La base de données des éléments est accessible au public dans TOTEM et les utilisateurs sont autorisés à modifier certains paramètres de ces derniers. Typiquement, l’épaisseur d’une paroi, ou le détail des composants la constituant sont éditables. C’est une différence majeure entre les composants et les éléments, car la bibliothèque des composants n’est accessible qu’en lecture seule.

Le bâtiment

Dernier niveau hiérarchique, le bâtiment est constitué d’un certain nombre d’éléments (tels que les sols, les murs extérieurs ou intérieurs, les installations techniques, etc.).

L’introduction de cette échelle permet de réaliser une analyse de performance environnementale à une échelle qui concerne le concepteur. La démarche de minimisation d’impact ne se limite en effet pas à choisir la paroi « la moins impactante », mais aussi à réfléchir à la conception plus globalement. Par exemple en maintenant des parois existantes ou en travaillant à limiter les surfaces de parois à construire.

L’échelle du bâtiment permet ces analyse en évaluant le score environnemental cumulé de l’ensemble des éléments et en le ramenant à une unité comparable entre bâtiment, à savoir le m² plancher.

L’approche est trop récente aujourd’hui, mais à terme des benchmarks de projets devraient permettre de définir des performances de référence pour différents types de bâtiment, et éventuellement sur cette base fixer des objectifs réglementaires.

Unité fonctionnelle (UF)

L’utilisation d’unités fonctionnelles standardisées simplifie la comparaison et l’évaluation de la performance environnementale des bâtiments, et ce indépendamment de la taille ou du type de bâtiment.

L’unité fonctionnelle (UF) est l’unité de mesure utilisée pour évaluer un élément de construction. De la même manière que pour comparer le prix de deux fruits en ramenant les prix au kilo, pour comparer les impacts environnementaux de deux éléments, on ramènera les impacts à une unité de mesure commune. Le choix de l’UF est importante car elle doit permettre de comparer les choses de manière complète et objective.

Dans le bâtiment, il s’agira souvent d’une unité exprimée en surface (un mètre carré de paroi ou de bâtiment), mais cela ne se limite pas à la dimension. La fixation d’hypothèses de durées de vie de composants, définissant un rythme de remplacement, et la définition de conditions d’ambiance intérieure, permettant de calculer l’impact d’un élément sur la consommation de chauffage, sont nécessaires pour réaliser une analyse rigoureuse. C’est tout l’intérêt d’un outil tel que TOTEM de proposer, dans une interface simple, le cadre méthodologique permettant ces analyses.

Pourquoi l’Unité Fonctionnelle est importante?

• Comparaison objective: En utilisant une unité fonctionnelle commune (m² de mur dans cet exemple), vous pouvez comparer objectivement des options qui semblent très différentes.
• Décisions éclairées: Cela vous permet de prendre des décisions basées sur des données quantifiables et objectives concernant la durabilité des options de construction.
• Adaptabilité: La flexibilité de l’UF permet de prendre en compte des facteurs variés, tels que la durée de vie et l’impact sur la consommation d’énergie, ce qui rend l’analyse plus complète.

En résumé, l’utilisation d’une unité fonctionnelle standardisée, comme dans l’outil TOTEM, permet aux professionnels du bâtiment de prendre des décisions plus éclairées et durables concernant leurs projets, en s’assurant que les comparaisons entre différents éléments de construction sont justes et significatives.

Posted By : Sylvie Rouche 2 Juin, 2023

Indicateurs d’impacts environnementaux

L’impact environnemental est évalué au travers d’une multiplicité d’indicateurs, que l’on peut rassembler en dix familles. Nous donnons ci-dessous quelques éléments d’explication pour chacune.  Si vous voulez en savoir plus sur les choix d’indicateurs, nous vous conseillons la video suivante :

Potentiel de réchauffement climatique

Trois sous-indicateurs sont utilisés pour caractériser l’impact d’un composant sur le changement climatique, exprimé en kgCO2 équivalent. On y parle de Potentiel de Réchauffement Global (PRG) lié à différentes formes d’émissions. Ces trois sous-indicateurs sont ensuite agrégés en un potentiel global.

Le potentiel de réchauffement global-fossile / PRG-fossile

Cet indicateur d’impact tient compte du potentiel de réchauffement dû aux émissions et aux gaz à effet de serre (GES) vers tout milieu provenant de l’oxydation et/ou de la réduction des combustibles fossiles ou de matériaux contenant du carbone fossile au moyen de leur transformation ou leur dégradation (par exemple, combustion, incinération, mise en décharge, etc…).

Le potentiel de réchauffement global biogénique / PRG-biogénique

Le potentiel de réchauffement global lié aux émissions de carbone (équivalent) dans l’air (C02, CO, CH4) provenant de l’oxydation et/ou de la réduction de la biomasse de surface par sa transformation ou sa dégradation (par exemple combustion, digestion, compostage, mise en décharge ) et l’absorption de CO2 de l’atmosphère par photosynthèse pendant la croissance de la biomasse. Cet indicateur tient compte du PRG dû à la séquestration et aux émissions provenant de la biomasse de toute origine à l’exception des forêts naturelles.

La question de la prise en compte du carbone biogénique dans Totem est souvent posée.

Le potentiel de réchauffement global par transformation de l’occupation des sols / PRG-luluc

Cette sous-catégorie concerne le potentiel de réchauffement global lié aux absorptions et aux émissions de carbone dus aux variations des stocks de carbone causés par la transformation de l’occupation des sols. Des variations dans la gestion des sols peuvent avoir une influence persistante sur les stocks de carbone pendant des décennies. des changements d’affectation des sols comme le défrichement, peuvent donner lieu à de grandes émissions spontanées.

Le potentiel de réchauffement (climatique) global /  PRG-total

Cet indicateur prend en compte  l’augmentation de la concentration atmosphérique moyenne de diverses substances d’origine anthropique ( CO², CH4, CFC,…) que l’on nomme communément les émissions de gaz à effets de serre (CO₂, HFC, CH₄, …) qui conduisent au réchauffement climatique.

Cet impact est déclarée en tant que Potentiel de Réchauffement Global. Ce PRG-total est la somme des PRG-fossile, PRG-biogénique et PRG-luluc.

Appauvrissement de la couche d’ozone

Cet indicateur prend en compte les émissions dans l’air (CFC, HCFC, halons, …) qui contribuent au « trou dans la couche d’ozone ». Il est exprimé en kgCFC11 équivalent (kilo trichlorofluorométhane équivalent).

La destruction de l’ozone est causée par des réactions complexes entre l’ozone stratosphérique et des composés tels que les chlorofluorocarbure (CFC), les gaz contenant du brome (les halons), les solvants chlorés. les CFC, composés chimiques d’origine humaine, sont des dérivés chlorés et fluorés d’hydrocarbures que l’on retrouve notamment dans les produits suivants: (agents de climatisation dans les climatiseurs, agent gonflant dans certaines mousses rigides, isolants, … Ces composés contribuent à deux mécanismes de pollution bien connus, le premier concerne cet indicateur, il s’agit donc de la destruction de la couche d’ozone. Le second mécanisme de pollution impliqué est celui se rapportant à l’indicateur précédent: l’effet de serre.

L’amenuisement de la couche d’ozone se traduit entre autre par une réduction de la filtration naturelle des rayonnements ultraviolets moins efficace, menant à une augmentation des cancers de la peau, et impactant la flore et de la faune sous-marine.

Acidification des sols et de l’eau

Cet indicateur porte sur l’évaluation des émissions dans l’atmosphère de composés susceptibles de se transformer en acides (ex : acide sulfurique, acide nitrique). Il est évalué en mol H+ équivalent (mole d’ions H+ équivalents).

Lorsque présents dans l’atmosphère, ceux-ci peuvent être lessivés par les précipitations (pluies acides) et se retrouver dans les eaux de ruissellement, de surface et dans le sol. Cette acidification engendre la dégradation des milieux et conduit à des impacts sur la faune (mort de poissons, …) et la flore (dépérissement de la végétation).

Eutrophisation

Cet indicateur prend en compte les émissions dans l’air et dans l’eau des substances qui causent des excès d’éléments nutritifs dans les lacs, rivières et les océans. Il se décompose en trois sous-indicateurs mesurés en kg P eq. (pour l’eau douce), kg N eq. (pour l’eau de mer) et mol N eq. (pour les sols).

L’eutrophisation a pour conséquence notamment le développement anarchique d’algues dans les plan d’eau, empêchant ensuite le développement normal de la biodiversité.

Formation d’ozone photochimique

Cet indicateur prend en compte les émissions dans l’air de substances qui conduisent à la production d’ozone troposphérique (ozone bas, smog d’été). Il se mesure en kg NMVOC eq. (kg éthylène équivalent).

Épuisement des ressources abiotiques

Deux types d’épuisement des ressources sont considérées :

Épuisement des ressources abiotiques non fossiles

Cet indicateur prend en compte l’épuisement des matières premières minérales (minerais métalliques tels que Fer, Cuivre, Plomb, Zinc, …). Il se mesure en kg Sb eq. (kg antimoine équivalent).

Épuisement des ressources abiotiques combustibles fossiles

Cet indicateur prend en compte l’épuisement des combustibles fossiles (gaz, pétrole, charbon, …). Il se mesure en MJ (Méga Joule).

Épuisement des ressources en eau

Cet indicateur prend en compte la consommation des ressources en eau douce. Il se mesure en m³ de privation équivalente mondiale.

Particules fines

Cet indicateur prend en compte les émissions dans l’air de fines particules solides (poussières), générant des maladies cardiaques et pulmonaires chez l’humain. Il se mesure en DALY (Disability Adjusted Life Years). Cela correspond à une estimation des années de vie perdues par une mort prématurée ou vécues avec un handicap).

Rayonnement ionisant – effets sur la santé humaine

Cet indicateur prend en compte les émissions de rayonnements ionisants (radioactifs) pouvant entrainer des lésions cellulaires. Il se mesure en DALY (Disability Adjusted Life Years). Cela correspond à une estimation des années de vie perdues par une mort prématurée ou vécues avec un handicap).

Ecotoxicité pour les écosystèmes aquatiques d’eau douce

Cet indicateur prend en compte les émissions de substances pouvant causer des dommages aux organismes vivants dans les eaux douces, telles que les composés halogènes organiques, métaux lourds, PCB, dichlorobenzène (DB) et hydrocarbures polycycliques (PAH). Il se mesure en CTUe (Comparative Toxic Unit equivalent).

Toxicité humaine

Deux sous-indicateurs sont utilisés pour établir la toxicité humaine, selon que les effets soient cancérigènes ou non. Cet indicateur prend en compte les émissions dans l’air et l’eau, de substances (composés halogènes organiques, métaux lourds, PCB, dichlorobenzène (DB), hydrocarbures polycycliques (PAH), pouvant causer des dommages (cancérigènes ou non) aux organismes vivants, et à l’humain plus particulièrement. Il se mesure en CTUh (Comparative Toxic Unit for human).

Occupation et transformation du sol

Il s’agit d’un indicateur adimensionnel combinant deux types d’impacts, pour deux type d’action: l’occupation du sol, et la transformation de celui-ci.

Matière organique du sol

Ce sous-indicateur prend en compte l’occupation et les changements d’affectation du sol (terres arables et milieux urbains) dans le temps. Cela a des implications significatives sur la qualité des écosystèmes (perte de biodiversité), des paysages et de l’environnement (variation de la matière organique du sol, érosion, filtration des eaux de pluie, valeurs foncière, production alimentaire, …). Il se mesure en Déficit en kg C.

Biodiversité

Ce sous-indicateur mesure le risque de perte de biodiversité lié à des changement d’affectation du sol, en quantifiant la perte de territoires favorable à la biodiversité.. Il se mesure en m² x an.

Agrégation en millipoints

Schéma © Architecture et Climat (UCLouvain).

Afin de faciliter la comparaison entre variantes, les différents impacts environnementaux considérés dans TOTEM sont agrégés en un score unique, exprimé en millipoints par unité fonctionnelle (m², m ou unité pour un élément, m² de plancher pour un bâtiment).
Plus ce score est élevé, plus les impacts environnementaux sont importants.

Avant juillet 2021, cette agrégation se faisant par un système dit de « monétarisation ». Tous les impacts environnementaux étaient convertis en euros, sur base d’une évaluation du coût de réparation du dommage environnemental causé. Depuis juillet 2021, l’agrégation se fait par une méthode appelée PEF (Product Environmental Footprint) qui est harmonisée au niveau européen. Le score agrégé est maintenant exprimé en millipoint (d’impact par habitant mondial). Cette méthodologie a été choisie afin d’harmoniser la méthode TOTEM avec les recommandations européennes.

Le millipoint est une unité adimentionnelle obtenue suite à ces deux étapes :

• La normalisation : division du score de chaque indicateur environnemental (chacun dans sa propre unité) par l’impact par habitant mondial moyen pour ce même indicateur environnemental (dans la même unité)
• La pondération : chaque score normalisé est multiplié par un facteur de pondération qui exprime l’importance relative de chaque indicateur et corrigé par la robustesse de cet impact. (si un indicateur présente beaucoup d’impact ou que la méthodologie évolue encore énormément, la correction va diminué le poids attribué à cet indicateur (échelle de 0.1 à 1)

Si vous souhaitez en savoir plus sur ces questions, nous vous invitons à visionner la vidéo suivante :

Posted By : Sylvie Rouche 2 Juin, 2023

Analyse du cycle de vie

L’Analyse du Cycle de Vie (ACV): est une méthode scientifique d’évaluation globale des impacts environnementaux, multicritère et multi-étapes. Cette méthode normalisée permet d’évaluer quantitativement les effets de produits ou de services sur l’environnement.

• Multicritère car elle intègre tout un spectre d’indicateurs environnementaux.
• Multi-étapes car elle prend en compte les différentes étapes du cycle de vie. L’ACV est à ce titre souvent qualifié de méthode « du berceau à la tombe ».

Une question de flux

Une ACV se fonde sur plusieurs critères d’analyse des flux entrants et sortants. On appelle « flux » tout ce qui entre dans la fabrication du produit et tout ce qui sort en matière de pollution. Parmi les flux entrants, on trouve, par exemple, ceux des matières et de l’énergie : ressources en fer, eau, pétrole, gaz. Quant aux flux sortants, ils peuvent correspondre aux déchets, émissions gazeuses, liquide rejeté, etc.

La collecte des informations relatives aux flux est une étape importante de l’ACV. Ils sont quantifiés à chaque étape du cycle et correspondent à des indicateurs d’impacts potentiels sur l’environnement. La complexité des phénomènes en jeu et de leurs interactions est une source d’incertitude sur la valeur réelle des impacts, c’est pourquoi on les qualifie de « potentiels ».((https://expertises.ademe.fr/economie-circulaire/consommer-autrement/passer-a-laction/dossier/lanalyse-cycle-vie/quest-lacv))

L’ACV selon les normes ISO

La méthode d’analyse du cycle de vie s’articule autour de quatre étapes. Celles-ci sont à la fois distinctes et interdépendantes, car tout au long de l’étude de fréquents retours sont nécessaires, ce qui rend la démarche générale itérative. Ces 4 étapes de l’ACV sont définies par les normes ISO 14040 et ISO 14044.

Étape 1: Définition des objectifs et du champs d’étude

Cette étape consiste à définir quels sont les objectifs de l’ACV, en précisant la destination de l’étude (par ex, déclaration environnementale), mais également les frontières du système et les limites de l’étude, l’unité fonctionnelle, la qualité des données, les incertitudes acceptées, etc. Cette étape est essentielle car les résultats de l’étude y font forcément référence.

Étape 2: Analyse de l’inventaire:

L’analyse de l’inventaire (ICV) est –selon la norme ISO 14040– la phase de l’ACV impliquant la compilation et la quantification des intrants et des extrants d’un produit ou d’un système de produits sur l’ensemble de leur cycle de vie. Cette étape consiste donc à dresser l’inventaire et à quantifier les flux de matières et d’énergies entrants (intrants énergétiques, intrants de matières premières, intrants auxiliaires) et sortants (les produits, co-produits et déchets relatifs au produit « final » considéré, les émissions polluantes dans l’air, l’eau et le sol), associés aux différentes étapes du cycle de vie du produit. L’ICV est donc une comptabilité analytique des flux entrants et sortants.

L’inventaire proprement dit inclut :

• la récolte des données proprement dite, qui est une phase souvent longue et fastidieuse ;
• la description du mode de calcul permettant de quantifier les intrants et les sortants pertinents d’un produit.

La réalisation d’un inventaire est un processus itératif puisque le produit est d’autant mieux connu que les données sont recueillies ; cela amène généralement de nouvelles exigences ou des limitations sur ces données engendrant parfois un changement de mode de récolte de ces données, en accord avec les objectifs et le champ de l’étude (phase 1 d’une ACV). Dans certains cas, la phase de récolte des données amène à revoir les objectifs et le champ de l’étude.

Étape 3: Évaluation des impacts:

Les données sur les intrants et les extrants sont traduites en indicateurs environnementaux, en termes d’impacts potentiels sur l’environnement, sur la santé humaine, ou sur la disponibilité des ressources. Cette quantification est généralement réalisée à l’aide de logiciels dédiés qui utilisent des méthodes reconnues et validées.

Totem se base pour l’analyse d’impact sur une liste de 19 indicateurs environnementaux, repris des recommandations européennes.

Étape 4: Interprétation

Cette étape est itérative avec les trois précédentes, de manière à toujours valider que les résultats obtenus répondent aux objectifs de l’étude (par exemple, il arrive que la non-disponibilité de certaines données puisse conduire, en cours d’étude, à restreindre le champ de l’étude). C’est également ici que l’on évaluera la robustesse des résultats.

Les différentes phases du cycle de vie (dans TOTEM)

Dans les normes européennes, le cycle de vie d’un bâtiment est divisé en plusieurs étapes, chacune ayant des limites clairement définies. La règle de base est qu’un impact est attribué à l’étape dans laquelle il se produit. Cinq étapes composent le cycle de vie d’un produit. Chacune se subdivise en sous-partie, appelées « modules ».

La phase de production

Cette phase couvre toutes les étapes en amont du chantier. Elle porte donc sur l’extraction des matières premières ou composants entrant dans la fabrication du produit étudié (module A1), leur transport (module A2) et la fabrication du produit proprement dit (module A3).

La phase de construction

Il s’agit de l’opération la plus visible pour le concepteur ou maître d’ouvrage : la phase de chantier proprement dit (module A5), mais également le transport des marchandises entre le lieur de fabrication et le chantier (module A4)

La phase d’utilisation

Cette phase, en général très lourde dans le bilan global d’un bâtiment, couvre les multiples impacts liés à l’utilisation d’un bâtiment. On distingue dans totem :

• deux modules liés à l’usure des composants, à savoir les opérations de maintenance régulière (B2) et de remplacement (B4)
• deux modules liés aux consommations associées, en termes d’utilisation d’énergie (module B6) et d’eau (module B7).

Totem ne considère pas les modules B1 (usage d’énergie) et B3 (réparation), faute de données disponibles.

La phase de fin de vie

La fin de vie est divisée en quatre modules chronologiques, à savoir : la déconstruction (module C1), le transport (module C2), le traitement des déchets (module C3) et leur élimination (module C4).

Deux difficultés majeures se posent à ces étapes :

• comment faire des hypothèses solides sur des opérations de traitement telles qu’elles se pratiqueront dans plusieurs décennies ?
• comment intégrer une transition du secteur de la construction vers plus de réemploi ? Si mathématique il « suffit » d’identifier une fraction de matériaux et composants qui sortiront du système avec les modules C .. bonne chance pour faire des hypothèses sur les pratiques de réemploi dans 50 ou 60 ans !

Les informations supplémentaires, au-delà du cycle de vie du bâtiment

Pour aider à répondre aux deux questions ci-dessous, le module D vient compléter les informations précédentes de données sur par exemple les possibilités de réemploi ou de recyclage des composants. Des informations utiles, mais qui reflètent un potentiel plus qu’un impact, ce qui justifie le caractère « informatif » de ces modules.

Intégrer la circularité dans l’ACV

A l’évidence, l’incertitude pesant sur la fin de vie des composants a un impact sur une analyse de cycle de vie. Bien qu’il faille relativiser cet impact (quelques pourcents environ du bilan global), l’effort de transition vers une économie plus circulaire nécessite que l’on s’y arrète un moment.

A ce jour, il est d’ores et déjà possible de tenir compte dans TOTEM du fait que l’on choisit de faire recours à des produits issus de réemploi. Dans ce cas, les modules A (liés à l’extraction et transformation de ressources primaires) et éventuellement B1 (si l’élément remployé est déjà sur le site du projet) seront négligés.

Il n’est par contre pas encore possible de valoriser la mise en œuvre d’élément qui ont un potentiel de réemploi à terme. Pourquoi ? Parce que la fin de vie est, à l’heure actuelle, décrite sur base des processus existants de recyclage, valorisation ou traitement de déchets. Or, faute de filières de réemploi développées, il est impossible aujourd’hui de traduire celles-ci en processus rigoureusement décrits. Très probablement, cela évoluera progressivement avec le développement de ces filières.

Plus largement, la question du réemploi illustre une limite intrinsque des méthodes ACV appliquées au secteur du bâtiment : la nécessité de faire aujourd’hui des hypothèses à long terme dans une industrie et un contexte qui sont amenés à changer en profondeur sur un espace de temps inférieur à la durée des analyses…

Pour approfondir votre compréhension sur l’application des principes de l’économie circulaire au sein de Totem, nous vous recommandons de visionner la vidéo proposée ci-dessous :

Si vous voulez en savoir plus le les hypothèses de calcul faites dans TOTEM, nous vous invitons à consulter la vidéo suivante :

Posted By : Sylvie Rouche 2 Juin, 2023

TOTEM – Les notions clés en 5 minutes

Qu’est-ce que TOTEM ?

TOTEM est un outil belge en ligne commun aux trois régions qui permet aux acteurs de la construction d’évaluer l’impact environnemental des bâtiments et des éléments de construction sur l’ensemble du cycle de vie du bâtiment. son nom est l’acronyme de « Tool to Optimize the Total Environmental impact of Materials ».

TOTEM est donc avant tout un outil d’aide à la décision, qui peut être utilisé à toutes les étapes d’un projet. Il fournit des scores environnementaux pour un projet dans son ensemble ou pour l’un des éléments/techniques/ matériaux utilisés. Ces scores sont calculés sur base de 19 indicateurs, qui couvrent l’ensemble du cycle de vie. TOTEM permet donc de comparer différents scénarios de construction ou de rénovation, de démolition ou de réemploi.

L’objectif est d’optimiser les choix architecturaux et de construction pour aller vers une réduction de l’impact environnemental. L’outil a également pour objectif de promouvoir les connaissances et la compréhension en matière de performance environnementale des bâtiments et de faciliter le dialogue au sein du secteur de la construction.

Rentrer dans l’outil TOTEM, c’est un peu comme un jeu de poupées russes; chaque notion en appelle une autre. L’outil en ligne est généreusement documenté. Le but de cet article n’est donc pas de retranscrire littéralement ce qui se trouve dans la documentation mais bien de donner une vision d’ensemble synthétique des notions phares. Les schémas ci-dessous sont les illustrations emblématique de TOTEM, que l’on retrouvent dans les nombreuses publications relatives à l’outil. Chaque schéma contient un hyperlien développant les notions illustrées. Si vous souhaitez approfondir le sujet, n’hésitez pas à cliquer dessus.

Et si vous voulez en savoir plus sur le « bon usage » de TOTEM et/ou les hypothèses de calcul derrière cet outil, nous vous invitons à visionner les vidéos suivantes :

Performance énergétique ou performance environnementale

Sous l’impulsion des réglementations européennes de Performance Energétique des Bâtiments (PEB), le secteur de la construction s’est intensément attelé à réduire les consommations énergétiques des bâtiments au cours de ces dernières années. Les performances ont donc beaucoup évolué. Au début de cette dynamique, on parlait du concept de « basse énergie ». Les bâtiments passifs sont apparus vers 2010. Aujourd’hui c’est le concept « Nearly Zero Energy Buildings (NZEB) » QZEN qui est mis en avant. A l’avenir, les bâtiments à « énergie positive » produiront plus d’énergie qu’ils n’en consommeront.

Mais aux consommations liées à l’usage du bâtiment, s’ajoute désormais une préoccupation liée à l’impact « gris » (non lié aux consommations pour l’usage), et une prise de conscience de la multiplicité des impacts, qui ne se limite pas à l’enjeu énergétique. Les problématiques sont en effet nombreuses : préservation des ressources en matières premières, limitation de l’utilisation des énergies fossiles, gestion de l’eau, lutte contre la pollution atmosphérique, conception de bâtiments à haute performance énergétique, réutilisation/recyclage des matériaux, … Pour intégrer ces défis dans une approche globale, il est essentiel d’avoir une approche sur la totalité du cycle de vie des bâtiments, des éléments constructifs et des matériaux.

L’Analyse de cycle de vie (ACV)

La prise de conscience accrue de l’importance de la protection de l’environnement et des impacts possibles associés aux produits fabriqués et consommés, a augmenté l’intérêt pour le développement de méthodes destinées à mieux comprendre ces impacts et à y remédier. L’une de ces technique est l’analyse du cycle de vie.

D’après la norme ISO 14040, l’ACV est une « compilation et évaluation des intrants, des extrants et des impacts environnementaux potentiels d’un système de produits au cours de son cycle de vie ». Initiée dans les années 1990, l’analyse de cycle de vie est aujourd’hui un outil performant et reconnu. La normalisation internationale ISO (14040 à 14043), développée à partir de 1994, a fixé les bases méthodologiques et déontologiques de ce type d’évaluation, favorisant une harmonisation de la méthodologie employée, davantage de robustesse et de fiabilité des résultats et une communication plus formalisée.

Approche multicritère sur l’ensemble des étapes du cycle de vie des produits considérés « du berceau à la tombe », l’ACV est le concept-clé sur lequel s’appuie l’outil TOTEM.

Les indicateurs d’impact environnementaux

L’impact environnemental est évalué au travers d’une multiplicité d’indicateurs, que l’on peut rassembler en quelques grandes familles. Celle-ci couvrent des éléments très différents, allant du réchauffement climatique à l’épuisement des ressources, en passant par les impacts pour la santé humaine et des écosystèmes. C’est donc un panel le plus complet possible des impacts environnementaux qui est présenté, illustrant la complexité des conséquences de nos choix de construction.

A la difficulté qu’il y a à décrire et quantifier chacun des impacts individuellement s’ajoute le défi de rassembler ceux-ci en un indicateur unique permettant de prendre des décisions pratiques. Une gageure ?

Le score agrégé en millipoints

Totem propose un score agrégé exprimé en millipoints par unité fonctionnelle. Ce score combine les 19 indicateurs environnementaux en un résultat unique. Il se base pour cela sur la méthode PEF (Product Environmental Footprint), qui inclus une étape de normalisation pour chacun indicateur, puis une pondération combinant des éléments objectifs (robustesse des méthode d’évaluation) et des éléments subjectifs (perception d’importance de l’indicateur).

Les données génériques et spécifiques

Avant 2020, TOTEM utilisaient des données génériques uniquement, provenant de la base de données ECOINVENT. Il s’agit d’une base de donnée suisse largement reconnue dans le domaine scientifique, développée spécifiquement pour les analyse du cycle de vie. Elle a été choisie pour sa représentativité des données pour l’Europe occidentale.

Spécifiquement pour l’outil TOTEM, les données génériques d’EcoInvent sont harmonisées autant que possible au domaine de la construction belge (mix énergétique belge avec facteur d’émission adapté, adaptation des scénarios de fin de transport, de fin de vie, etc.).

Depuis 2020, TOTEM intègre également des données spécifiques provenant directement des producteurs de matériaux qui réalisent des analyses de cycles de vie au sein de leurs unités de production pour produire des données spécifiques à leur produit. Il s’agit des Déclarations Environnementales de Produits (EPD). La réalisation d’EPD et leur intégration dans Totem implique bien évidemment une série de règles, portant sur la standardisation des documents, le recours à une analyse de cycle de vie conforme aux normes, une définition précise de l’objet d’étude, un processus de review par des vérificateurs reconnus par le SPF, et l’enregistrement des données au sein d’une base de données totalement ouverte.

Matériaux, composants, éléments et bâtiments

Plusieurs niveaux d’analyse sont nécessaires pour une évaluation environnementale. Ces différents niveaux suivent une structure hiérarchique. Faisons un parallèle : les lettres de l’alphabet sont les plus petites parties élémentaires du langage écrit, et peuvent être assemblées en mots, ces derniers formant des phrases ; dans TOTEM les matériaux constituent l’alphabet, combinables en composants, eux-mêmes à la base de complexes de parois appelés élément, qui ensemble constituent le bâtiment.

TOTEM est donc construit selon une structure hiérarchique distinguant quatre niveaux d’analyse détaillés ci-dessous. Parmi ces niveaux, seuls les plus élevés, à savoir les éléments et les bâtiments permettent donc une comparaison de leur score environnemental.