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NovaEQUER : Outil d’aide à l’éco-conception des bâtiments et des quartiers

Application de l’analyse de cycle de vie aux bâtiments et aux quartiers

Objectif

La sensibilisation des collectivités locales aux problématiques environnementales a induit la création d’« éco-quartiers », sans que ce concept soit précisément défini. Or l’importance des risques, du niveau local au niveau planétaire, demanderait une gestion plus rigoureuse de ces problèmes. Dans ce contexte, l’analyse de cycle de vie (ACV) constitue un apport méthodologique pour aider les décideurs à réduire les impacts environnementaux des projets grâce à une démarche de conception appropriée.

NovaEQUER est un outil d'évaluation de la qualité environnementale des bâtiments par analyse de cycle de vie, développé depuis 1995 à l’école des Mines de Paris[1], en lien avec l’éditeur du logiciel, IZUBA Energies. Cet outil a été complété pour traiter les quartiers[2],[3], en intégrant plusieurs types de bâtiments, des espaces publics (voiries, espaces verts…) et des réseaux (eau, chauffage urbain etc.). Cet ensemble logiciel constitue l’outil NovaEQUER, ayant pour but d'aider les acteurs à mieux cerner les conséquences de leurs choix. Un tel outil d'analyse est utilisable par l'ensemble des professionnels du bâtiment. Un Urbaniste/Architecte peut mieux justifier son projet auprès d’une collectivité ou d’un Maître d'Ouvrage, en présentant un bilan environnemental rigoureux de son projet. L'élargissement des missions des BET permet une valorisation de leur statut dans l'équipe de conception. Les industriels peuvent promouvoir de nouveaux produits, car un bilan global énergie-environnement constitue une évaluation pertinente d'un composant. La méthode peut également être utilisée pour constituer une base de connaissances sur la construction à faible impact environnemental, et pour mieux informer les occupants.

L'approche par analyse de cycle de vie (ACV) est adoptée le plus souvent au niveau international pour répondre au problème de l'évaluation des impacts environnementaux. Il s'agit d'étudier un produit, depuis sa fabrication, en prenant en compte ses composants et donc en remontant aux ressources puisées dans l'environnement, jusqu'à sa fin de vie, y compris le traitement des déchets ultimes créés, en passant par toutes les étapes de son utilisation. Cette méthode a été appliquée aux bâtiments puis aux quartiers, en tenant compte de leurs spécificités par rapport aux produits industriels : chaque projet est en général unique, et entretient des liens forts tant avec le site dans lequel il est intégré qu'avec ses occupants.

Le principe général est d'améliorer la qualité de vie tout en réduisant les coûts environnementaux externes. Un objectif fonctionnel étant fixé - le quartier doit permettre un certain nombre d'activités pour lesquelles il est prévu, avec un certain niveau de confort, de qualité de la vie, etc.-, il s’agit de minimiser l'impact environnemental en comparant des variantes répondant à ces exigences fonctionnelles.

Un outil informatique facilite les comparaisons de variantes, constituant ainsi une aide à la décision. Les calculs sont basés sur la simulation numérique, pour représenter la réalité de manière plus précise que des outils plus simplifiés. Le chaînage avec un outil de simulation thermique établit le lien entre l'analyse énergétique et l'analyse environnementale. Ainsi, l'énergie n'est plus perçue comme une simple quantité de kWh, mais appréhendée selon une série de critères : l'épuisement des ressources naturelles, l'effet de serre, le smog, l'acidification, les déchets radioactifs, etc. D'autre part, l'énergie ne concerne pas que le chauffage ou l'éclairage : l'énergie récupérée dans un incinérateur couplé à un réseau de chaleur est prise en compte, ainsi que l'énergie nécessaire à la fabrication des matériaux de construction, au transport généré par le bâtiment ou à l'alimentation en eau potable. Enfin, des aspects non liés à l'énergie (gestion de l'eau, matériaux de construction,...) sont pris en compte.

Méthodologie

Simulation avec un pas de temps annuel

Les besoins de chauffage (éventuellement de climatisation) calculés par le logiciel COMFIE sont automatiquement transmises à NovaEQUER, ainsi que toutes les données d'entrées nécessaires aux calculs thermiques. La géométrie de l'enveloppe et sa constitution sont donc déjà saisies par ailleurs. Des variables supplémentaires sont demandées : consommation d'eau, gestion des déchets ménagers (tri du verre, du papier, mise en décharge ou incinération, éventuellement avec récupération d'énergie), distances de transport domicile-travail et domicile-commerces...

La base de données Ecoinvent constituée par l'Ecole Polytechnique Fédérale de Zürich et d’autres laboratoires est utilisée pour les inventaires de fabrication des matériaux et d'autres procédés[4]. Les résultats sont présentés sous forme d'éco-profil, avec la possibilité de visualiser la contribution de chaque phase (construction-utilisation-rénovation-démolition) et de comparer plusieurs variantes d'un projet. Les écoprofils synthétisent les différents thèmes environnementaux abordés : l’épuisement des ressources (énergie primaire, eau, substances rares), l'effet de serre, la toxicité humaine, la biodiversité, l'acidification, les déchets (radioactifs ou non), la qualité de l'air (smog et odeurs), la pollution de l’eau (eutrophisation). L'exemple ci-dessous montre les performances comparatives de deux projets proposés pour la ZAC Claude Bernard à Paris.

Exemple : Saisie graphique d'un projet de ZAC (à gauche) et comparaison des impacts environnementaux pour deux variantes du plan de masse (à droite)

Une interface utilisateurs conviviale a été développée par IZUBA Energies.

Le développement de ce logiciel a bénéficié du soutien du Plan Urbanisme Construction et Architecture, de la Commission Européenne, de l’ADEME, de l’ANR et de financements privés.

Contacts

Pour obtenir des renseignements complémentaires sur la diffusion du logiciel, vous pouvez contacter :

l'éditeur IZUBA Energies : contact@izuba.fr

ou l'auteur Bruno Peuportier du CES MINES ParisTech

Télécharger la fiche de présentation de NovaEQUER

Documents complémentaires

Des compléments d’informations sont disponibles sur demande : description du modèle et de l’interface, exemples d’études (Lyon Confluence, ZAC Claude Bernard à Paris, Cité Descartes à Marne la Vallée), thèses, articles et communications scientifiques.


[1] Polster B., Contribution à l’étude de l‘impact environnemental des bâtiments par analyse de cycle de vie, thèse de doctorat. Ecole des Mines de Paris, December 1995

[2] Popovici E., Contribution to the life cycle assessment of settlements, thèse de l’école des Mines de Paris, 204 p, 2006

[3] Herfray G., Contribution à l’évaluation des impacts environnementaux des quartiers, PhD thesis, MINES ParisTech, 329p, October 2011

[4] Frischknecht R., Jungbluth N., Althaus H-J., Doka G., Dones R., Heck T., Hellweg S., Hischier R., Nemecek T., Rebitzer G., Spielmann M., et Wernet G., Overview and Methodology: ecoinvent report No. 1. , www.ecoinvent.ch, Dübendorf: Swiss Centre for Life Cycle Inventories, 2007

 

NovaEQUER, logiciel éco-conception bâtiments et quartiers - MINES ParisTech
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