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Outil daide à la conception Choix des matériaux et Ecobilans de parois Sophie Trachte Architecte MAS Assistante de recherche Architecture et Climat Séminaire.

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1 Outil daide à la conception Choix des matériaux et Ecobilans de parois Sophie Trachte Architecte MAS Assistante de recherche Architecture et Climat Séminaire thématique en éco-construction « Outils de choix des matériaux durables »

2 1.Problématique 2.Présentation de loutil UCL 3.Conclusions

3 1. Introduction Problématique

4 1. Introduction Problématique Un développement qui répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures de répondre aux leurs Impacts du secteur de la construction: 50 % du total des ressources naturelles exploitées; 45 % de la consommation totale dénergie; 40 % des déchets produits; 30 % des émissions de gaz à effet de serre; 16 % de la consommation deau

5 1. Introduction Problématique Un développement qui répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures de répondre aux leurs Impacts du secteur de la construction: 50 % du total des ressources naturelles exploitées; 45 % de la consommation totale dénergie; 40 % des déchets produits; 30 % des émissions de gaz à effet de serre; 16 % de la consommation deau

6 1. Introduction Problématique Un développement qui répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures de répondre aux leurs Impacts du secteur de la construction: 50 % du total des ressources naturelles exploitées; 45 % de la consommation totale dénergie; 40 % des déchets produits; 30 % des émissions de gaz à effet de serre; 16 % de la consommation deau

7 Etablir un ensemble cohérent de critères Matériau naturel Certains matériaux naturels sont rares ou peu développés. Les matériaux ne sont naturels que par le provenance. Matériau sain Un matériau sain cesse de lêtre sil est mal mis en œuvre ou traité avec des produits nocifs (biocides,…) Matériau recyclable Le critère pertinent par rapport au recyclage est lexistence effective des filières de recyclage et les impacts générés par ce recyclage. Matériau renouvelable Les matériaux renouvelables ou des durées de renouvellement très variables 1. Introduction Problématique

8 1. Introduction Problématique SUR TOUTE LA DURÉE DE VIE DES MATÉRIAUX!!!!

9 1.Problématique 2.Outil UCL 3.Conclusions

10 2. Développement de loutil La maison unifamiliale et ses composants Choix des typologies constructives et composants

11 2. Développement de loutil La maison unifamiliale et ses composants Parois composées

12 2. Développement de loutil La maison unifamiliale et ses composants Parois composées

13 2. Développement de loutil Les critères dévaluation Economie des ressources énergétiques Economie des ressources non énergétiques Maîtrise des risque sur lenvironnement Maîtrise des risque sur la santé Potentiel de recyclage

14 La consommation des ressources énergétiques Consommation dénergie grise Ressources fossiles = combustibles Ressources fossiles = matières premières le transport, lindustrie et la production de chaud Chaque étape de transformation, depuis la matière brute jusquau déchet, nécessite une apport dénergie. Cette énergie sera alors contenue dans le produit. Lénergie grise est calculée en énergie primaire et est présentée en MJ/kg matière produite. Energie à la fabrication Facteur NRE Energie à lélimination Matériaux issus de la pétrochimie Plastiques, isolants, colles, additifs,… 2. Développement de loutil Les critères dévaluation

15 La consommation des ressources non énergétiques (matières premières et eau) Les matériaux consomment des matières premières et de leau en quantité plus ou moins importante en fonction du type de matériaux et du procédé de fabrication. Type de ressources Quantité utilisée Matière issue du recyclage Matière naturelle >< synthétique Matière renouvelable >< non renouvelable Matière présente en grande quantité Matière rare ou limitée Les quantités de matières premières utilisées sont calculées en kg Antimoine équivalent /kg matière produite. 2. Développement de loutil Les critères dévaluation

16 La pollution de lair Les processus (extraction, fabrication,…) et les phases de transports sont des processus qui émettent des polluants atmosphériques Effet de serre Acidification du sol, de leau et de lair Formation dozone troposphérique Leffet de serre est présenté en kg CO équivalent /kg matière produite. Le Potentiel dAcidification (AP)est présenté en kg SO équivalent /kg matière produite. 2. Développement de loutil Les critères dévaluation Le Potentiel dOzone troposphérique (POPC) est présenté en kg CHéquivalent /kg matière produite.

17 2. Les impacts des matériaux de construction Impacts sur lenvironnement Modification des paysages et de la biodiversité Lutilisation de certaines matières premières ou de certains matériaux peut avoir des conséquences dommageables sur le paysage, sur la biodiversité et les écosystèmes existants. Production de déchets La fabrication, la mise en œuvre et la démolition entraîne inévitablement une production de déchets. Potentiel des filières de recyclage Filières traditionnelles Upcycling >< Downcycling Mise en décharge Incinération (résidus à mettre en décharge)

18 Utilisation de substances nocives Les émissions primaires des matériaux sont provoquées par les matières qui composent ceux-ci Métaux lourds Biocides, fongicides, pesticides… Solvants hydrocarbures (toluène, benzène,…) Composés organiques volatils Retardateurs de flammes bromés Les personnes les plus exposées à ces substances et aux émissions de ces substances sont les ouvriers impliqués dans le processus de fabrication et lors de la mise en œuvre des matériaux sur chantier. 2. Développement de loutil Les critères dévaluation

19 Pollution de lair Polluants atmosphériques Cest le système respiratoire qui est la première cible des polluants atmosphériques (primaires et secondaires) qui y pénètrent via lair que nous respirons: Poussières et particules Ozone NOx SO CO Les effets pouvant aller daffections temporaires à des dysfonctionnements respiratoires permanents ou maladies chroniques. 2. Développement de loutil Les critères dévaluation

20 Pollution de lair Nous passons 85 % de notre temps dans un environnement « clos » dans lesquels nous sommes exposés à de multiples polluants, qu'ils soient chimiques ou physiques. Les matériaux de second-œuvre et de finition sont de plus en plus complexes et associent de nombreux composants et additifs. Les polluants émis peuvent avoir des effets négatifs sur la qualité de lair intérieur, sur le bien-être et sur la santé (allergies, irritations des yeux et de la gorge, maux de tête, etc.). Par ailleurs, ces émissions peuvent être amplifiées par une mise en œuvre de mauvaise qualité et par le type dambiance ou de climat auquel nous sommes confrontés : ensoleillement, température, humidité, etc. Pollution de lair intérieur Labels ou certifications: classification M1 (Finlande), Indoor Air Climate Label ICL (Danemark), GUT/EMICODE/Blue Angel/AgBB (Allemagne), protocole AFSSET (France) 2. Développement de loutil Les critères dévaluation

21 5. Développement de loutil Base de données – récolte et compilations des données Consommation dénergie grise MatériauBase de données Indicateurs FabricationEliminationNRE Laine de roche ECOSOFT22.7/22.2 KBOB ECOINVENT22.3/20.98 Energie grise consommée MatériauBase de données Indicateurs FabricationEliminationNRE Panneau OSB ECOSOFT45.8/17.5 KBOB ECOINVENT/// Energie grise consommée Idem pour polluants atmosphériques

22 5. Développement de loutil Base de données – récolte et compilations des données Base de données

23 5. Développement de loutil Préliminaires à lévaluation Durée dévaluation Une durée de 50 ans : cette durée dutilisation a été choisie de manière délibérée, en estimant quune fois construite, une maison individuelle ne serait, en moyenne, pas rénovée, réaménagée, transformée avant 50 ans dutilisation ; Durée de vie de chaque matériau Nombre de remplacement(s) nécessaire(s) Nombre délimination Phases étudiées Fabrication (« du berceau à la porte ») Remplacement Elimination

24 5. Développement de loutil Préliminaires à lévaluation Unité de comparaison Lunité est le m² de paroi répondant à certains critères « techniques ». Parois extérieures - Critère de performance thermique Parois intérieures - Critère de performance acoustique Type de paroisBasse énergiePassif Murs extérieursU < 0.2 W/m²KU < 0.15 W/m²K ToitureU < 0.2 W/m²KU < 0.15 W/m²K Châssis/vitrageU < 1.8 W/m²KU < 0.8 W/m²K Dalle de solU < 0.3 W/m²KU < 0.15 W/m²K

25 5. Développement de loutil Préliminaires à lévaluation Base de données

26 Comparaison de trois compositions différentes 5. Développement de loutil Etude comparative

27 5. Développement de loutil Etude comparative Performances physiques et acoustiques

28 5. Développement de loutil Etude comparative Performances environnementales (quantitatif / fabrication)

29 5. Développement de loutil Etude comparative Performances environnementales (quantitatif / remplacement)

30 5. Développement de loutil Etude comparative Performances environnementales (quantitatif / élimination)

31 5. Développement de loutil Etude comparative Performances environnementales (quantitatif / total 3 phases)

32 5. Développement de loutil Etude comparative Critère qualitatif: gestion des ressources

33 5. Développement de loutil Etude comparative Critère qualitatif: gestion des ressources

34 5. Développement de loutil Etude comparative Critère qualitatif: traitement actuel des déchets

35 5. Développement de loutil Etude comparative Critère qualitatif: potentiel de recyclage

36 5. Développement de loutil Etude comparative Critère qualitatif: potentiel de recyclage

37 1.Problématique 2.Outil UCL 3.Conclusions

38 Parois analysées ( parois « basse énergie ») Murs extérieurs Toitures 3 x 22 parois analysées 3 x 7 parois analysées Dalles de sol 3 x 4 parois analysées Planchers détage 3 x 6 parois analysées Fenêtres 3 x 3 ensemble châssis/vitrage analysées Cloisons 3 x 5 parois analysées Base de données accessible à lutilisateur !

39 3. Conclusions Comparaison « isolants Analyse comparative entre 16 isolants A même performance thermique

40 3. Conclusions Comparaison « isolants Analyse comparative entre 16 isolants BOIS {

41 3. Conclusions Comparaison « énergie grise » >< « énergie de chauffage » Analyse comparative 4 niveaux de performances [D]: définie par le niveau Umax des parois selon PEB, soit une demande en chauffage proche de 90 kWh/m².an [C]: basse énergie soit une demande en chauffage de 38 kWh/m².an [B]: passivhaus soit une demande en chauffage 15 kWh/m².an [A]: extrêmement performant, soit une demande en chauffage 10 kWh/m².an.

42 Analyse comparative 2 typologies différentes, 4 compositions Typologie massive Ossature bois Pour chaque typologies, deux types de compositions de parois ont été étudiées: [] avec un GWP faible [] avec un GWP important Typologie massive Ossature bois Murs extérieurs Plancher détage Cloison intérieure 3. Conclusions Comparaison « énergie grise » >< « énergie de chauffage »

43 Analyse comparative : énergie 3. Conclusions Comparaison « énergie grise » >< « énergie de chauffage » massivebois

44 Analyse comparative : GWP 3. Conclusions Comparaison « GWP bâtiment » >< « GWP utilisation » massivebois

45 Merci de votre attention Architecture et Climat Sophie Trachte / André De Herde


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