1. 2009 Un rapport produit par UTOPIES dans le cadre de linitiative Entreprises & Construction Durable. CONSTRUCTION DURABLE: PANORAMA DES SOLUTIONS TECHNIQUES

2. CONSTRUCTION DURABLE: PANORAMA DES SOLUTIONS TECHNIQUES Ces fiches ont t ralises dans le cadre de la quatrime anne de linitiative Entreprises & Construction Durable, initiative mise en place dbut 2004 par le cabinet Utopies, spcialis sur les stratgies de dveloppement durable, pour faire progresser la connaissance et les pratiques de diffrents acteurs du secteur de la construction. Ce recueil de fiches pratiques, intitul Construction durable: panorama des solutions techniques, a plus prcisment pour objectif de proposer un panorama des diffrentes techniques dveloppes autour du btiment durable: principes de fonctionnement, lments de performance techniques mais aussi conomiques, sur les thmes de la qualit de lair, des outils de certification ou encore de vgtalisation, autant que possible tays dexemples inspirants. Il sinscrit dans la continuit des rapports parus en 2005 la Construction Durable: une stratgie dentreprise et 2007 Construction durable: de la thorie la pratique (tlchargeables gratuitement sur le site Internet de linitiative www.constructiondurable.com). L quipe dUtopies en charge de ce rapport* remercie les entreprises-membres dont lengagement et le soutien financier ont permis de poursuivre les travaux de recherche et de sensibilisation sur les thmatiques de construction durable: Accor, Aroports de Paris, BNP Paribas, Bouygues Construction, Caisse des Dpts, Club Mditerrane, Foyers de Seine et Marne, GDF SUEZ, Lafarge, LOral, Pierre & Vacances, Veolia Environnement. Ce rapport est luvre dUtopies, ralise sur la base de la recherche mene entre septembre 2008 et juin 2009 et des informations changes entre les entreprises membres de linitiative et les experts internationaux invits lors des runions mensuelles du groupe de travail. Il ne saurait tre considr comme une position ou une analyse manant directement des entreprises-membres, qui ont certes t consultes sur sa structure et ont pu donner un avis sur son contenu, mais ne sont pas intervenues sur le dtail des textes. Pour en savoir plus sur linitiative et sur la construction durable: www.constructiondurable.com * Elisabeth Laville, directrice/fondatrice; Cdric le Forestier, manager en charge du projet; Annabelle Richard, consultante; Anne Dupal, graphiste. 1 La qualit de lair intrieur 2 3 4 LEmpreinte Carbone du btiment Les certifications LES ENR 1 5 LES ENR 2 6 7 8 La gestion des eaux de pluie La gestion durable des espaces extrieurs Les toitures vgtalises 3. 1 FICHE N1: La qualit de lair intrieur La qualit de lair constitue un enjeu mergent pour le secteur de la construction. Sil reste encore exploratoire, le sujet se profile comme prioritaire pour la sant et le confort du btiment de demain et mobilise un nombre croissant dinstitutions et dexperts. Introduction & description Lenvironnement intrieur est porteur de nombreux risques sanitaires: sources naturelles ou humaines, pollutions issues de lenvironnement extrieur ou intrieur, lies la phase de conception (matriaux de construction, quipement) ou dexploita- tion (appareils combustion, produits den- tretien et de bricolage, plantes et animaux, prsence et activit humaine) du btiment. De nombreuses incertitudes demeurent sur les causes et consquences de certains risques sanitaires, notamment dans les situations de co-expositions et sur les effets long terme sur notre mtabolisme.La prise de conscience se dveloppe: les pouvoirs publics ont cr en 2001 lObservatoire de la Qualit de lair Intrieur; lAFSSET-CSTB a travaill de 2005 2007 la dfinition de valeurs guides pour les substances prioritaires. Dautres avances, comme le rglement REACH, le renouvellement du Plan national Sant- Environnement (PNSE) et les engagements du Grenelle de lEnvironnement contribuent la constitution dune base de rflexion pousse sur ce sujet. Enjeux K Faire face aux risques sanitaires (lgionel- lose, intoxication au monoxyde de carbone, asthme, allergie et maladies respiratoires, cancers, perturbations du systme endocri- nien, troubles neurologiques). K Amliorer la qualit de vie dans les loge- ments et dans lenvironnement de travail. K Anticiper les rglementations venir et les risques potentiels encore mal identifis. K Rpondre la prise de conscience et aux inquitudes croissantes de lopinion publique. Principes & Solutions La population passe en moyenne 85% de son temps dans des environnements clos. 15 mtres cube dair sont respirs en moyenne par un adulte chaque jour. En Finlande, 30% du cot des allergies et 15% de labsentisme au travail sont imputs la qualit de lair intrieur.(1) La qualit de lair intrieur reprsente un gisement de 3 7 milliards deuros dconomie de sant publique en France.(2) (1) Finish Society for Indoor Air Quality http://www.lifa.net/2004/en/prod_ren.asp (2) Construction durable: les bnfices conomiques, Agence Rgionale de lEnvironnement et des Nouvelles Energies Ile-de-France, 2004. Chiffres cls 1 Cadre rglementaire franais La qualit de lair intrieur (QAI) reste un enjeu mergent et la France ne dispose pas pour linstant de vritable cadre rglementaire. En 2001 a t cr par les pouvoirs publics lObservatoire de la qualit de lair intrieur dont la premire tude, tablie en partenariat avec le CSTB, a confirm les lacunes de la rglementation franaise. LAFFSET (Agence Franaise de Scurit Sanitaire et du Travail) a ainsi mis en place un groupe de travail visant organiser la collecte continue des donnes sur les polluants, hirarchiser les substances par ordre de priorit et, terme, tablir des valeurs guides pour les polluants de lair intrieur. Les polluants sont classs selon des critres de toxicit court et long terme ainsi que sur leur frquence dapparition dans les logements. LAFFSET a dans un premier temps propos des valeurs guides pour 2 des 12 substances (benzne et formaldhyde) juges de trs hautement prioritaires, retrouves dans de fortes faibles concentrations mais ayant un impact incontestable sur la sant et pour lesquelles des options effectives de gestion du risque sont connues. Des initiatives de rfrencement et de dfinition de valeurs guides peuvent tre identifies en Finlande, au Canada ou encore en Allemagne et constituent une premire base de rflexion pour la France. Construction durable: Panorama des solutions techniques 4. 2 Les principaux postes de pollution Dans le systme du btiment, on identifie gnralement trois grands postes, vecteurs ou sources de pollution de lair: 1 La conception, la pose et lentretien long terme des systmes de ventilation et de chauffage, en contact direct avec lair intrieur; 2 Le potentiel polluant des matriaux de construction en contact avec les voies de ventilation ainsi que les amnagements de structure et dameublement - composition des fibres, polymres, traitements ventuels et produits dentretien courants; 3 Le comportement de lusager, notamment le tabagisme, lutilisation de produits dambiance ou dentretien nocifs mais aussi la frquence de ventilation de lhabitat. Focus: le choix des matriaux + Hautement prioritaires Source ou vecteur Trs prioritaires Source ou vecteur Formaldhyde Ameublement Peintures, vernis Dioxyde dazote Appareils combustion non raccords lextrieur Benzne Procds de combustion Tolune Peintures, revtements Actaldhyde Plastiques et parfums Trichlorothylne Produits dentretien (dtachant, dissolvant) Dichlorvos Insecticide Ttrachlorothylne Produits dentretien (dtachant, dissolvant) PM10 Procds de combustion Dieldrine Insecticide Radon Sol Aldrine Insecticide DHEP Produits PVC Monoxyde de carbone Tabagisme Naphtalne Rsines, peintures Paraffine chlore Plastiques, revtement (dont retardateurs de flamme) (Source: Observatoire de la qualit de lair intrieur) Substances identifies comme hautement prioritaires et trs prioritaires: sources et vecteurs Le rfrencement des matriaux de construction sur des critres sanitaires est encore trs partiel. Les FDES (Fiches de Dclaration Environnementale et Sanitaire), issues dune volont de transparence du secteur posent les bases dune premire analyse des risques. Proposant les analyses de cycle de vie des matriaux de construction, ces fiches sont accessibles sur la base de donnes Inies, avec un encart spcifique sur le volet sant: les missions de Composs Organiques Volatils (COV) au bout de 3 et 28 jours de pose. En raison du format fiche des donnes et du suivi du seul paramtre COV, une analyse comparative des produits au regard de critres de qualit de lair est pour lheure impossible. A dfaut dune analyse sanitaire de chaque alternative constructive, les labels sont une premire tape: Ecolabel Europen: cr en 1992, le label cologique europen distingue les produits respectueux de lenvironnement, en incluant des critres visant limiter les substances indsirables. Label Ange Bleu: cr en 1977, il sagit du plus ancien marquage environnemental, avec plus de 3600 produits et biens de services qui sont ainsi tiquets. Les critres RAL UZ 38 et 113 sont spcifiquement ddis la pollution de lair intrieur. Label Natureplus: label europen cr linitiative du WWF et spcifique aux matriaux de construction. Les critres de base de la certification portent sur la composition (minimum de 85% de matires premires renouvelables ou minrales, interdiction des substances nuisibles la sant et lenvironnement) et sur le cycle de vie (fabrication, traitement et limination ne faisant pas appel des substances nocives). Dautres labels dj existants dans la branche de la construction tels que Eco, IOB et TV sont intgrs au label Natureplus pour viter une situation confuse o cohabiteraient de multiples labels. La classification finlandaise: Initi en 1995 et financ par le Ministre de lenvironnement finlandais en collaboration avec les professionnels du btiment, le programmeClassification of indoor Climate 2000 vise amliorer la qualit de lair intrieur du parc finlandais. La classification porte entre autres sur lmissivit des matriaux et quipements, avec des niveaux de notation M1, M2 et M3. Aujourdhui, plus de 500 matriaux, produits en Europe, ont t certifis M1, sur des critres dmissions de COV, dammoniaque et de substances cancrignes. Autres labels spcifiques: GUT (D - revtements de sol), Nordic Swan (S - adhsifs), US Green Label (USA - moquettes). Principes & Solutions 5. Les questions se poser Quels sont les leviers dont on dispose? La question de la sant dans le btiment peut tre aborde toute tape de son cycle de vie: choix des matriaux de construction et conception du systme de ventilation sont par exemple des postes majeurs traiter ds lamont du projet. Dans le cas de travaux de rnovation, les marges restent importantes, notamment sur le choix des matriaux damnagement et lamlioration du renouvellement de lair. Une analyse fine des pistes dactionsur les sources et vecteurs de pollution permettra didentifier les tudes lancer et destimer les budgets associs. Comment traiter en parallle les enjeux de sant et ceux de confort, defficacit nergtique, de scurit? Lexercice est difficile puisquil demande datteindre de nombreux quilibres: renouvellement de lair et efficacit nergtique, performance de la ventilation et confort acoustique, choix de matriaux sains et atouts cologiques (nergie grise). Ces points sont essentiels valuer dans la slection des solutions. La dmarche tape 1 Identifier les sources de pollution: tudier limpact des matriaux et de lamnagement intrieur Les matriaux (isolation en contact avec les systmes de circulation de lair, revtement de sol) et les produits damnagement (peintures, meubles) sont des sources de pollution intrieure sur le long terme. Une analyse des compositions (exclusion des substances prioritaires), des taux dmission de COV mentionns dans les FDES et le recours aux labels de certification (cf. page 2) permettront une premire slection la source. tape 2 Limiter les vecteurs de pollution: assurer un bon renouvellement de lair La performance des systmes de ventilation et de chauffage est le second poste de rflexion. Les tudes amont permettront dassurer une optimisation du volume dair neuf et de sa distribution, une protection des gaines contre les pollutions extrieures et une maintenance aise des rseaux. Un test post-chantier (contrle de la qualit de lair in situ) permettra de valider la qualit des travaux et viter tout risque de sur-exposition temporaire des nouveaux usagers. tape 3 Assurer une performance sur le long terme Malgr la slection des matriaux entrant dans le btiment, des synergies peuvent exister, dune part entre ces produits et dautre part avec les nouvelles substances dues loccupation des lieux. Ces phnomnes sont complexes et ne peuvent tre totalement ma triss. Le comportement de lusager, gestionnaire ou locataire, reste alors, comme sur de nombreux autres enjeux, un paramtre essentiel. Les moisissures dues lhumidit, les acariens prsents dans les endroits chauds et humides (literies, canaps) sont frquents. Leffort de communication national sur un thme complexe reste essentiel: quels sont les bons gestes adopter? Les produits bannir? Les rgles de maintenance? Les premires campagnes nationales posent les bases de projets de sensibilisation. Les outils de mesure et de gestion (automatisation du renouvellement de lair) constituent des pistes efficaces pour duquer les usagers. la lumire des actions menes ltranger et compte tenu du dveloppement doutils de rfrences, des mesures de gestion de la QAI peuvent tre mises en place ds prsent. ZOOM: Concilier renouvellement de lair et performance nergtique En priode de chauffage, le renouvellement de lair (pertes calorifiques associes) reprsente prs de 95% de la consommation dnergie du systme de ventilation. Dans les btiments performants au niveau nergtique, la consommation du poste de ventilation prend un poids croissant, adapter au faible potentiel des systmes de chauffage en place. Afin de concilier renouvellement de lair et sobrit nergtique, deux grands principes sont envisager: Limiter les changes en adaptant les dbits aux besoins: Sonde CO2 (mesure de lactivit humaine); Dtecteurs optiques; Ventilation hydro-rglable. Rduire les diffrentiels thermiques en prchauffant lair insuffl: Puits canadien; Rcupration de la chaleur sur lair extrait - ventilation double-flux. ZOOM: Procds de traitement de lair intrieur Etat des lieux de la recherche Diffrentes techniques de traitement de lair intrieur peuvent tre intgres au btiment (traitement des surfaces, systme de ventilation...): Technique et principe Avantages Inconvnients Adsorption sur mat- riaux poreux (charbon actif, zolithe) Traitement de nombreux COV COV lgers non traits Peu efficace faibles concentrations Photocatalyse (ex. oxyde de titane TiO2) Fonctionne pression (P) et Temprature (T) ambiantes Formation dinterm- diaires de raction Plantes dintrieur Traitement de nombreux COV Technologie accessible Maintenance Risques dallergie Plasmas froids (ionisation du gaz, action radicalaire sur les polluants) Fonctionne P et T ambiantes Coteux Mise en uvre 6. Ltiquetage des missions de polluants volatils des produits de construction et de dcoration, demand par le Grenelle, deviendra trs rapidement obligatoire. Linterdiction court terme de lutilisation dans les produits de construction et de dcoration des substances cancrignes mutagnes reprotoxiques de catgorie 1 et 2 (CMR1 et CMR2), constitue une premire base relaye et complte par le rglement Reach. La dynamique se poursuit avec le Plan National Sant Environnement PNSE2, avec pour premier objectif lexploitation dun long travail de veille et de mise en corrlation entre les risques environnementaux et les pathologies. Perspectives www.constructiondurable.com tude de cas: Les ambulances vertes Les premires ambulances vertes ont vu le jour en Allemagne (1992), en Sude et au Luxembourg (1994), dautres ont t mises en place par la suite en Belgique, dans la rgion de Bruxelles et de Lille (2000). Lambulance verte intervient en complment dun diagnostic mdical, avec une quipe constitue danalystes et dune infirmire sociale. Analyses chimiques et changes avec lusager permettent de dresser un diagnostic prcis de lhabitat: allergies (acariens et moisissures), polluants chimiques (monoxyde de carbone, pesticides, formaldhyde, COV...) et polluants physiques (principalement le bruit). Les recommandations portent aussi bien sur la mise en place de solutions techniques quun changement des habitudes des rsidents. Les statistiques mettent en avant un taux important (plus de 50% des cas) de nuisances dues lhumidit, viennent ensuite les acariens puis le formaldhyde. Selon le centre de Bruxelles, les interventions permettent en moyenne une amlioration nette ou lgre de la sant de 60 80% des patients. Espaces de travail, Council House 2, Melbourne. Jardin dhiver, Council House 2, Melbourne. Contacts & informations + Rseaux professionnels, expertises et dmarches, Organismes & experts P AFSSET: Agence Franaise de Scurit Sanitaire de lEnvironnement et du Travail. www.afsse.fr OQAI: Observatoire de la Qualit de lAir Intrieur. http://www.air-interieur.org/oqai.aspx INRS: Institut National de Recherche et de Scurit. www.inrs.fr OMS: Organisation Mondiale de la Sant. http://www.who.int/topics/air_ pollution_indoor/fr/index.html EPA http://www.epa.gov/iaq/greenbuilding/ index.html Medieco: expertise Sant et Btiment. http://www.medieco.info/ Techniques P Base de donnes Inies www.inies.fr P Fiches toxicologies INRS (incluant un encart sur la dtection des substances dans lair). http://www.inrs.fr/dossiers/fichtox/ somft.htm P Label Ange Bleu www.blauer-engel.de P Label NaturePlus http://www.natureplus.org/en/ current-news/home/ P Rfrencement finlandais http://www.tervetalo.net/lataa/ siy5-eng-part-1.pdf P Pouvoir purateur des plantes dintrieur: programme de recherche du CSTB. www.plantairpur.fr tude de cas: Council HOUSE 2, Melbourne, Australie Le btiment CH2 est un immeuble de bureaux de 10 tages et dune capacit denviron 540 employs. Btiment conu pour abriter les dernires innovations en termes darchitecture durable et imposer un nouveau standard de construction, sa conception a privilgi les caractristiques environnementales permettant datteindre un haut niveau dautosuffisance (ventilation naturelle, recyclage de leau sur site, matriaux locaux, nergies renouvelables...) et de maximiser les conomies ralises pendant son exploitation. Fort dune volont de suivi des conomies lusage, le site a lanc en 2008 un diagnostic des retours sur investissement en termes de qualit de vie au travail et de productivit. Ltude est comparative et se base sur lamlioration ressentie des performances des employs par rapport aux anciens locaux, le Council House 1, CH1. La qualit de lair constitue une des proccupations du site CH2 depuis sa conception: choix raisonn des matriaux sur la base de leurs missions de COV, ventilation naturelle performante et personnalise. Le diagnostic aprs une anne doccupation met en avant de trs faibles taux de formaldhyde et de CO2 (mesures non communiques), une satisfaction 60% en termes de qualit sanitaire ou fra cheur de lair et 80% en termes de qualit odorante. La hausse de productivit perue par lensemble des occupants slve 36%, avec un facteur de corrlation de 40% avec les efforts sur la qualit de lair intrieur. Les autres postes-cls auront t lamnagement du btiment, la qualit acoustique, lclairage, le confort thermique et lergonomie des postes. 7. l Construction Matriaux nergie grise des matriaux. Chantier Origine, transport des matriaux et quipements Consommation nergtique du chantier (lectricit, carburant). Gestion des dchets (recyclage, transports, destruction). Transports des quipes sur le chantier. Intensit carbone des matriaux des espaces publics. Exploitation Consommation dnergie (postes chauffage, clairage et quipement). Transports / Logistique / Livraisons. Gestion des dchets (recyclage, incinration, transport). Transport des salaris sur le site. Dplacement des quipes. Achats (restauration, mobilier). Fin de vie Rhabilitation: gestion des dchets (recyclage, transports, destruction). lEmpreinte Carbone du btiment Chiffres clsChiffres cls + P Le secteur du btiment cest 22,4% des missions nationales de CO2 (Grenelle de lenvironnement) et plus de 40% de la consommation nergtique nationale. P En ordre de grandeur, 50% du parc immobilier de 2050 existe dj aujourdhui. (CSTB) P Dans le secteur du btiment, la consommation moyenne annuelle dnergie est proche de 400kWh dnergie primaire par m chauff. (ADEME) P Lnergie grise des matriaux reprsente environ 10% de lnergie consomme sur le cycle de vie dun btiment. (ADEME) Dans un contexte global de lutte contre le change- ment climatique et de pression grandissante sur les ressources Fossiles, la rduction de lempreinte carbone se rvle un enjeu stratgique pour tout projet de construction. Introduction & description Lurgence climatique et les pressions nergtiques mondiales conduisent peu peu une prise de conscience gnralise de la ncessit dune rduction mondiale des missions de gaz effet de serre (GES). LUnion Europenne a dailleurs pris des mesures consquentes, avec un objectif de rduction de ses missions de 20% lhorizon 2020. Lensemble des secteurs est videmment concern. Le secteur de la construction, historiquement la tra ne dans la prise en compte du sujet, constitue un levier majeur: fortement missif en CO2, il porte galement dimportants postes de progrs. Les acteurs et marges de manoeuvre sont nombreux: les instruments financiers slec- tionns, le choix de la ma trise duvre, les fournisseurs ou les pratiques lusage vont chacun influer sur lempreinte carbone finale du projet. Enjeux K Rduire limpact des projets de construction sur le climat et intgrer lobjectif de rduction carbone au systme de management environnemental; K Anticiper les volutions du cadre rglementaire; KRpondre aux attentes croissantes des partenaires, des clients; K Utiliser le calcul de lempreinte carbone comme outil de sensibilisation des diffrents acteurs; K Rduire la dpendance de lactivit aux nergies fossiles et anticiper les fluctuations du prix de lnergie. Principes & Solutions 1 Limpact carbone dun btiment 2 FICHE N2: co2 Activit de lentreprise Construction du btiment missions du btiment termin 0% 20% 40% 60% 80% 100% missions sur 60 ans (zro carbone) missions sur 60 ans (+44% de performance rapport aux standards) missions sur 60 ans aux standards actuels missions pendant la premire anne 85% 1% 14% Exemple des David Wilson Homes Dveloppeur promoteur immobilier anglais (5500 projets/an): retours sur le calcul de lempreinte carbone dun projet-type sur les 3 primtres et sur lensemble du cycle de vie. (source: Energy for Sustainable Development, 2007) volution de la rpartition des postes dmissions de CO2 sur le cycle de vie dun pavillon rsidentiel selon sa performance nergtique. Rpartition des postes dmissions de CO2 sur le cycle de vie dun pavillon rsidentiel de performance nergtique standard. Construction durable: Panorama des solutions techniques 8. Focus: Le Bilan CarboneTM + La mthode Bilan CarboneTM a t dveloppe par Jean-Marc Jancovici, en partenariat avec lADEME. Elle est compatible avec la norme ISO 14064, linitiative GHG Protocol et les termes de la Directive permis n 2003/87/CE relative au systme dchanges de quotas de CO2. partir dune base de donnes de facteurs dmissions, dune mthodologie et dun outil de calcul, loutil permet didentifier les impacts directs ou indirects de lactivit tudie. Le Bilan CarboneTM prend ainsi en compte les usages directs de lnergie, les missions dues aux procds (fuites...), les transports (marchandises, fournitures, salaris, visiteurs...), les missions lies aux matriaux entrants, les missions dues au traitement des dchets produits, au traitement de fin de vie des emballages, au traitement des eaux uses et les missions de fabrication des biens immobiliss (immeubles, vhicules, matriels informatiques) et des services tertiaires autres que le transport. La mthode offre dsormais la possibilit de mesurer limpact carbone des missions indirectes lies lutilisation et la fin de vie des produits ou services vendus par lentreprise audite. Un atout notable concerne le dveloppement dun utilitaire conomique permettant de construire le business case carbone. Loutil vise ainsi valuer pour lensemble de lactivit de lentreprise limpact financier dune hausse du cot des nergies fossiles ou de mise en oeuvre dune taxe sur les missions de gaz effet de serre. Ltude demande gnralement 5 20 jours de travail effectif pour une entreprise et peut staler sur une dure de 2 semaines 6 mois. Le prix de la prestation schelonne de 5000e 15000e pour une entreprise, ceci sans prendre en compte la subvention de lADEME (50% du cot de la prestation plafonn 15000e pour les entreprises et 30000e pour les collectivits). La formationpropose par lADEME cote 2000e. ZOOM: Les standards de comptabilisation carbone Si le Bilan CarboneTM est peu peu devenu la rfrence franaise en matire de comptabilit carbone, peu de normes internationales existent aujourdhui. Initi par le World Business Council for Sustainable Development et le World Ressources Institute, le GHG Protocol vise a tablir un standard international de comptabilit et de reporting des missions de GES, destin aux entreprises ou gouvernements. La norme ISO 14064, cre en 2006 par lorganisation internationale de normalisation, prend pour base le standard tabli pour les entreprises par le GHG Protocol. La norme ISO 14064 spcifie ainsi, pour des organismes comme pour des projets, des exigences et des lignes directrices pour la quantification et la dclaration des missions et des rductions de GES. Principes & Solutions 2 Les postes et leviers dactions lchelle dun parc Quels sont les leviers de rduction des missions de GES lchelle dun parc de btiments, dune ville? Si le contexte local influe videmment sur les stratgies et politiques ncessaires, des ordres de grandeur peuvent tre dfinis. Une rcente tude de lInstitut de lEnvironnement de Stockholm lchelle de la rgion de Leeds (2,7 millions dhabitant, Grande-Bretagne) permet ainsi de prioriser les pistes dactions vers un objectif Facteur 4 dun parc type de logements: 1 Rnovation du parc existant sur les postes suivants: isolation par lextrieur, vitrages, ventilation optimise, rendement des chaudires et clairage conome, reprsentant environ 50% des gisements dconomie; 2 Changement des pratiques de consommation, notamment par le biais de campagnes de sensibilisation (analyses thermographiques des zones rsidentielles) et linstallation dquipements de suivi (compteurs individuels, systmes intelligents), offrant un levier de rduction de prs de 20% des missions du parc; 3 Intgration de solutions propres aux btiments existants telles que la production dnergie nouvelle renouvelable sur site (chauffe-eau solaire, panneaux photovolta ques, pompe chaleur, micro- cognration), agissant hauteur de 12% de leffort de rduction; 4 Nouvelles normes de construction neuve, permettant au vu du taux de renouvellement du parc dinfluer sur 10% des missions; 5 Les dernires pistes proposes concernent la rduction des missions lies aux sources dnergie et leur acheminement, impliquant le dveloppement de nouveaux rseaux de production dlectricit et de chaleur bas carbone lchelle des collectivits ou encore la dconstruction des btiments les plus nergivores, toutes deux offrant chacune des marges de progrs de lordre de 3%. www.sei.se 9. Les questions se poser Quelles sont les motivations lies la mise en place dune stratgie carbone (rglementation, efficacit nergtique, communication)? Quels sont les leviers dactions de lactivit? A court et moyen terme (interne et sensibilisation des partenaires). Quels autres enjeux majeurs ne sont pas couverts par la stratgie carbone? Il est essentiel de distinguer empreinte carbone et stratgie dveloppement durable. De nombreux enjeux notamment environnementaux ne sont pas couverts par une stratgie carbone: pollution des sols, gestion de leau, biodiversit, qualit de lair Les aspects plus larges de responsabilit sociale ou thique en sont galement exclus. La dmarche tape 1 Mesurer Cadrage de la mission et dfinition du primtre (temporel, physique et oprationnel) de ltude. Collecte des donnes: le recueil des donnes est une phase dlicate. Les donnes sur lnergie grise des matriaux et les quantits de matriaux utiliss pour un projet ancien sont, par exemple, difficiles collecter. Des estimations sont souvent ncessaires pour faire face au manque de certaines informations. tape 2 Rduire Analyse des rsultats collects sur limpact carbone du projet, priorisation des leviers dactions et dtermination dobjectifs. tape 3 Sensibiliser Sensibilisation des acteurs limpact carbone du projet et intgration au plan daction tabli suite au diagnostic. Un programme de mesure et de suivi des missions (dans le cadre de loutil Bilan CarboneTM ) est une base utile pour faire merger une prise de conscience de limpact dun projet sur le rchauffement climatique et dvelopper ensuite les bonnes pratiques (ex. sensibiliser les usagers sur les conomies dnergie, limpact des transports ou les concepteurs sur lnergie grise des matriaux et la logistique du chantier...). tape 4 Compenser La compensation est, dans lidal, une ultime tape pour complter la stratgie mise en place en amont et atteindre la neutralit carbone. Une compensation carbone sans remise en question des pratiques est dun intrt nul. Focus: dfinition du primtre dtude + La dfinition du primtre dtude est un enjeu cl dans la mise en place dune stratgie carbone et lidentification des impacts directs et indirects dun projet. Lanalyse du primtre influencera la mesure de lempreinte carbone tout comme les leviers dactions utiliss pour mettre en place la stratgie. Lapproche de cycle de vie du btiment, les diffrentes sphres dinfluence (habitat, consommation de ressources, dplacements engendrs), de la conception la rhabilitation en passant par lexploitation, jusqu la destruction est souvent la plus pertinente pour une valuation exhaustive des impacts dune activit. Le primtre danalyse doit sadapter aux besoins de prcision et de variabilit de chaque tude. Bnfices & Retours Mesure & prise en compte de limpact carbone: les avantages court et long terme court terme moyen terme Production de matriaux valuer la dpendance aux hydrocarbures pour chaque matire premire. valuer la performance de chaque procd de production. Envisager des filires de revalorisa- tion interne ou en partenariat avec dautres secteurs. Rduire sa dpendance nergtique et grer ainsi le risque environnemental et financier. Redfinir son mix de matires premires. Repenser les modes dapprovisionnement. Envisager des sources nergtiques alternatives. Soutenir des activits de R&D internes et collaboratives. Amliorer la transparence produit. Ma trise douvrage, conception et construction Mesurer limpact carbone du projet et du chantier de construction et prioriser les leviers daction. Slectionner les prestataires et sous- traitants selon une procdure carbone. Rduire sa dpendance nergtique et grer ainsi le risque environnemental et financier. Rorienter sa stratgie dachat de matriaux. Redfinir sa gamme de prestataires. Dvelopper une offre collaborative de conception bas carbone (outils de projection de lempreinte carbone fonction des choix constructifs...). Exploitation Identifier les pratiques et secteurs fortement missifs sur quelques sites reprsentatifs. Mettre en place des actions immdiates de rduction sur site: souscription de contrats nergie verte, renouvellement progressif en quipe- ments sobres. Rduire sa dpendance nergtique et grer ainsi le risque environnemental et financier. largir le bilan lensemble du parc avec des objectifs globaux. Dvelopper une politique dachat peu missive. Communiquer et influer sur les pratiques des usagers Mettre en place des partenariats avec les fournisseurs de services. Dvelopper une procdure de slection dinvestisse- ment avant acquisition. Mise en uvre 10. tude de cas: La prise en compte de lnergie grise dans la conception: le btiment GreenOffices, Givisiez, Suisse Le btiment GreenOffices se distingue par la radicalit de ses choix cologiques. Le GreenOffices est le premier btiment tertiaire recevoir la certification suisse MINERGIE- P-ECO . Cette certification va au-del du label standard MINERGIE par des exigences accrues en termes de consommations dnergie, proches de celles des maisons passives, et de qualit sanitaire et cologique des matriaux et de la construction. Les concepteurs ont plac la barre trs bas en termes de consommations nergtiques la fois pendant la phase de construction et la phase dexploitation (consommation nergtique de 9,1kWh/m2 ). En sattachant la qualit et limpact environnemental des matriaux, larchitecte suisse Conrad Lutz pointe les faiblesses du label MINERGIE : Un btiment MINERGIE-P , dont lpaisseur de la faade peut atteindre 40 cm pour assurer une isolation parfaite, requiert davantage de matriaux quun btiment standard. Ne pas considrer limpact de ces derniers sur lenvironnement, cest prendre le risque davoir un btiment certifi MINERGIE qui, pourtant, ne serait pas cologique. La prise en compte de lnergie grise et des tudes sur limpact environnemental des matriaux ont contribu orienter les choix de larchitecte. Par lutilisation de matriaux cologiques peu transforms, 1063000kWh ont pu tre conomiss en comparaison un btiment identique dans sa conception (galement MINERGIE-P ) et son volume, mais excut avec des matriaux dits standards. Cette nergie grise permettrait de chauffer le btiment GreenOffices pendant 100 ans. Diffrents choix ont permis de rduire lempreinte carbone du btiment: except le radier et les murs du sous-sol, le btiment est construit base de bois local, coup la bonne lune pour limiter lnergie ncessaire au schage; lnergie provient de lolien, une source offrant un excellent rapport entre lnergie utile et lnergie consomme pour sa production, limpact du chantier fut limit par lutilisation dune structure en bois prfabrique en atelier. Aldo Leopold Legacy Center, Etats-Unis. tude de cas: Lexploitation neutre en carbone dun btiment: le Aldo Leopold Legacy Center, Wisconsin, tats-Unis Pour son sige social, le Legacy Center, la fondation amricaine Aldo Leopold a souhait minimiser son empreinte carbone. Achev en avril 2007, le centre a reu la certification LEED Platinum de lUSGBC, qui a par ailleurs reconnu le bilan carbon neutral de lexploitation du btiment. Si la phase de construction ne peut se vanter dun tel bilan, lutilisation du bois prsent sur le site mme et la prfrence donne aux matriaux locaux et recycls ont considrablement rduit limpact carbone de la construction. Au-del des dbats sur la notion de neutralit carbone, la dmarche mene par la fondation Aldo Leopold est exemplaire. Afin de garantir une exploitation du btiment neutre en carbone, le btiment devait avant tout tre passif. Lobjectif de consommation fix par lquipe du projet tait de 5kWh/m2 /an. Linstallation de panneaux solaires photovolta ques se conformait cet objectif et prs de 280m2 de panneaux furent ainsi installs. La stratgie suivie par lquipe de conception a galement consist optimiser clairage et ventilation naturels. Les missions, directes et indirectes, lies lexploitation du btiment sont estimes 13,42T.C./an. Elles proviennent de la combustion du bois servant au chauffage, de la production dlectricit, des transports des salaris et visiteurs, de lnergie ncessaire au pompage de leau venant dun puits ou encore de la gestion des dchets. Les sources de compensation, dautre part, sont estimes 14,99T.C./an et proviennent pour 6,24T.C./an des nergies renouvelables (solaire et achat dnergie issue de lolien en support) et pour 8,75T.C./an du stockage li la gestion dun domaine forestier, certifi FSC, sur une surface de 14 hectares entourant le centre. Le rsultat net, destin tre corrig selon les mesures effectues chaque anne, donne un impact carbone ngatif, gal -1,57T.C./an. www.constructiondurable.com Contacts & informations + Rseaux professionnels, expertises et dmarches ADEME: Bilan CarboneTM : prsentation de la mthodologie, des facteurs dmissions, subvention, formation, liste des prestataires et aide la slection Manicore: Site de J-M Jancovici, crateur de la mthode Bilan CarboneTM (articles, centre de ressources, missions de conseil). www.manicore.com Enerdata: base de donnes sur lnergie. www.enerdata.fr Action carbone: information et compensation des missions. www.actioncarbone.org GHG Protocol www.ghgprotocol.org Carbone 4: Cabinet daudit et de conseil en stratgie carbone, co-fond par J-M Jancovici. www.carbone4.com ClimatMundi: Bilan Carbone, stratgie de rduction des missions, compensation et communication. Kiva Conseil: stratgie et Bilan Carbonetm . www.kivaconseil.fr GIEC (Groupe dExperts Intergouvernemental sur lvolution du Climat): recherche sur le rchauffement climatique. http://www.ipcc.ch Faade du btiment Green Offices, Suisse. 11. 3 FICHE N3: Les certifications Gage de qualit environnementale des projets construc- tifs, les outils de certification se posent dsormais com- me arguments marketing de poids. Le point sur la grande diversit des mthodes et les futures tendances. Introduction & description Dfinition de cadres de conception communs, actions sur le parc existant, stimulation de linnovation, les certifications se posent la fois comme outil et vitrine dune dmarche de construction durable. Les premires datent des annes 1990, les plus rcentes sont apparues 15 ans plus tard, reflet des nouvelles attentes et dfis dun secteur en pleine volution. Si lenviron- nement, et notamment lnergie, reste un critre dvaluation commun, les certifications sont, limage de la HQE, de plus en plus nombreuses intgrer les paramtres de confort et de qualit sanitaire leur rfrentiel. A la fois moteur et reflet des tendances de construction, les nouveaux rfrentiels voluent vers une couverture plus globale des enjeux: viabilit conomique du projet, voire projection des surcots sur le cycle de vie du btiment, sont dsormais abords grce des outils en lien direct avec les systmes dvaluation, comme cest le cas pour la certification Breeam avec ENVEST ou Minergie ECO. Ils sont le reflet dune crdibilisation de la dmarche et du dvelop- pement dun march exigeant et raliste. Les enjeux sociaux restent comparativement trs peu couverts, plus difficilement quan- tifiables et standardisables, dautant plus quils sinscrivent dans un primtre souvent plus large que la seule construction. limage des impacts environnementaux et des stratgies dutilisation des ressources, ces enjeux sociaux ncessitent une approche du btiment non plus comme un produit mais comme llment dun cosystme urbain plus complexe. Quels apports du btiment vis--vis de la socit? En termes de dyna- misation du tissu social, dquilibrage des espaces de concertation? Le btiment opti- mise-t-il son intgration des apports naturels de ressources (nergie, alimentation, eau)? Certaines certifications sefforcent ainsi de proposer des approches plus larges: Pondration des critres par un panel de parties prenantes au projet (Casbee); Dfinition de valeurs de rfrences locales par critre (SBTool); Variabilit de 5% des seuils de performance par critre en fonction des conditions et contraintes locales (Green Star); Fixation dobjectifs de performance et non de moyens (dmarche LEED). Ces efforts de mise en perspective du btiment avec son contexte ne sont pas sans ajouter de la complexit une dmarche encore peu ma trise. Le paysage des certifications est ainsi vari: des certifications oprationnelles, bnficiant dun panel doutils par phase et enjeu du projet, limage de BREEAM, ctoient des cadres plus ambitieux et exprimentaux comme Casbee et SBTool, mais aussi des dmarches plus ouvertes comme la HQE. Le dveloppement progressif doutils daide la dcision, axs sur les grilles de certification devrait permettre dallier certification de la dmarche et innovation. Le panorama propos dresse un tat des lieux des champs dtude et des lments de mise en uvre des 7 principaux rfrentiels internationaux. Ces exigences ncessitent un effort de flexibilit et dlargissement du cadre de certification, comme lintgration des spcificits locales au diagnostic, la prise en compte des enjeux propres lusage du site ou encore la considration des parti-pris culturels du lieu. Vancouver Convention Centre Expansion Project, LEED Gold. Construction durable: Panorama des solutions techniques 12. Analyse comparative des labels Certification HQE BREEAM LEED MINERGIE ECO GREEN STAR CASBEE SBTool Origine France Grande-Bretagne tats-Unis Suisse Australie Japon Canada Anne 1993 1990 1999 1996 2003 2001 1996 Notorit* 150 65000 7000 16 65 23 NA Approche Dmarche Label Label Label Label Outil Cadre gnrique Auto-valuation Projets Bureau Commerce Industriel Rsidentiel ducatif Mdical Autres Quartier Phase du cycle de vie considre Conception BRE ECO-DEVIS Fiches ECO-BAU CASBEE - PD Construction SMART kologisch Bauen - Planung, Projektierung CASBEE - NC Exploitation Management & Operation CASBEE - EB Fin de vie et Rnovation BRE + SMART CASBEE - RN Pris en compte par le label. *Notorit: nombre de projets certifis (donnes 2007). 13. Analyse comparative des labels Certification HQE BREEAM LEED MINERGIE ECO GREEN STAR CASBEE SBTool CIBLES PRINCIPALES (nombre) 14 15 34 1 50 80 28 Site Environnement intrieur nergie Ressources et matriaux Eau Transport Sant Confort Gestion Qualit dusage Esthtisme Fonctionnalit Couverture des enjeux Enjeux SOCIAUX Enjeux CONOMIQUES Analyse en COT GLOBAL Intgration des spcificits LOCALES FLEXIBILIT de lanalyse Vision LONG TERME SPCIFICITS Importance relative des critres de bien-tre de lutilisateur Analyse systmatise des surcots Nombreux outils associs Moteur dinnovation Analyse systmatise des surcots Moteur dinnovation Introduit le concept de BEE, Building Envi- ronmental Efficiency Exhaustivit de lanalyse des enjeux volutivit forte NIVEAUX DVALUATION 3 4 4 1 3 5 3 14. www.constructiondurable.com Collge passif intercommunal Kalus-Weiler-Fraxern,Vorarlberg. tude de cas: LEcopass du Vorarlberg: un exemple inspirant de couplage entre valuation du bti, amnagement local et outils financiers Les importantes subventions lhabitat distribues par le Land du Vorarlberg (Autriche) sont soumises lobtention dun certain nombre de points sur la grille dvaluation du Gebudausweiss qui en totalise 300. Cet Ecopass, cr au dbut des annes 2000, va au-del dune tiquette nergie et permet dvaluer les qualits cologiques globales dun btiment en cinquante cibles, classes en cinq thmes. Il concerne notamment la source dnergie et la consommation de chauffage, mais tient compte aussi de la densification de la zone urbaine, de lapplication des mesures bioclimatiques, du choix des matriaux, de la qualit de lair intrieur ou encore de laccessibilit aux personnes mobilit rduite. Les aides sont apportes sous la forme de crdits progressifs faible taux dintrt, le montant du prt dpendant la fois du nombre de points dans lEcopass et dune valeur pondre de la surface, qui encourage la densification des parcelles. La limite pour laccession la proprit tant environ 2 000 euros par m2 habitable pour de lhabitat individuel, la construction dune maison trs cologique densifiant une parcelle en centre de bourg peut ainsi bnficier dun financement aid par la Rgion atteignant 50% du montant des travaux. Le montant du prt est calibr selon les standards ko, au nombre de 3, correspondant des niveaux de performance par cible. Un montage efficace puisque 85% des permis de construire pour lhabitat individuel dposs en 2006 dans le Land rpondaient aux exigences du standard ko. Contacts & informations + Envirobat Mditerrane: site de lassociation, centre de ressources riche dinformations. www.envirobat-med.net Ecopass du Vorarlberg: articles de Dominique Gauzin-Mller. www.vorarlberg.at Avis des acteurs: Rapport Jourda et Charignon, prises de parole de lOrdre des Architectes. Quel label pour demain? Les caractristiques du label de demain se dessinent dans la prise de position de diffrents acteurs engags: les pistes de rflexion sont nombreuses et symptomatiques des freins du systme actuel: Une certification europenne; Qui devance les rglementations thermiques existantes; lchelle dvaluation graduelle, points et selon paliers; volutive, avec une pondration des critres actualise selon les enjeux du moment (GES, sant, biodiversit); Intgrant le comportement de lusager; Dcline selon les usages et la localisation; Couple des outils financiers (subventions, prt taux prfrentiel, rachat bonifi des ENR, drglementation, incitations). Quel bilan pour la HQE ? Lanc en 2005, le rfrentiel HQE constitue dsormais la rfrence constructive pour toute dmarche environnementale. Bilan des principaux atouts et marges de progrs mentionns par les acteurs du secteur POTENTIEL MARGES DE PROGRES Elabor comme un support de travail volutif Cadre administratif lourd Outil dvaluation du projet Pas de support la conception Bonne adoption de la dmarche par le secteur Gestion de projet complexe et souvent onreuse Niveau de performance globale facilement accessible Absence de seuil minimum par enjeu Approche pluridisciplinaire Approche non performancielle Le logo du land du Vorarlberg, associ lencart Ecopass du Vorarlberg. 15. 4 FICHE N4 : LES ENR 1 Lintgration des nergies nouvelles et renouvelables (ENR) aux projets de construction durable permet de viser la passivit du btiment et contribue la rduction de la facture nergtique et de lempreinte carbone du projet. Introduction & description Avec un prix du baril flirtant avec les 150$ en juillet 2008, les questions de facture et de dpendance nergtiques se font toujours plus pressantes. Le rchauffement climatique et les objectifs du facteur 4 (division par 4 des missions de GES dici 2050 par rapport au niveau de 1990) placent les nergies renouvelables au cur des stratgies de dveloppement durable. Si la rduction des consommations dnergie est un levier majeur daction, elle doit sassocier une politique de dveloppement des ENR afin datteindre les objectifs viss. Parce quil reprsente 44% des consommations dnergie et 22% des missions de GES, le BTP en devient un acteur cl. Les nergies renouvelables regroupent lensemble des nergies issues de sources non fossiles renouvelables: le vent, le soleil, leau et les courants marins, le bois, liner- tie du sol Pour un btiment, elles peuvent rpondre aux besoins en lectricit, assurer la production de chaleur ou le rafra chissement... Elles peuvent tre comprises dans le contrat dapprovisionnement mais aussi, et surtout, tre produites sur site grce des installa- tions adaptes. Lintgration des nergies renouvelables - en particulier la gothermie, le solaire et le bois nergie - est un levier majeur de rduction des consommations dnergie fossile dans le neuf comme lexistant. Enjeux K Limiter limpact sur le changement climatique; K Ma triser la facture nergtique dans un contexte de hausse des cots des nergies fossiles; K Rduire la dpendance aux nergies fossiles et aux fournisseurs externes; K Anticiper les volutions du cadre rglemen- taire quant la consommation nergtique des btiments. Principes & Solutions Vivant Terre Vent Biomasse Gothermie olien Biodigesteur, mthaniseur (d- chets organiques) Chaudire bio-combustible (bois, sciure, paille, rafles de ma s) Distillerie, unit destrification (bl, betterave), biocarburants de 2e gnration Centrales sur roches chaudes fractures Centrales haute nergie (> 150C) Centrales basse et moyenne nergie (130C) Pompes chaleur (source moins de 30C) Arognrateur Eolien mcanique Moulin vent Soleil Eau Thermique Photo- volta que Hydraulique Capteurs solaires haute tem- prature Capteurs solaires basse temprature Serres, murs capteurs Cellules photo- volta ques nergies des mers (courants, mares, vagues) Grande centrale hydrolec- trique Petite cen- trale hydro- lectrique Moulin eau Technique pouvant tre intgre un projet de construction Construction durable: Panorama des solutions techniques Biocarburants 0,42 Biogaz 0,21 Pompes chaleur 0,36 Gothermie 0,13 Rsidus de rcoltes 0,08 olien 0,08 Solaire 0,02 Dchets urbains non renouvelables 0,95 Charbon 13,60 Ptrole 90 nergies renouvelables 16,15 lectricit (hors hydraulique) 112,90 Gaz 40,80 Total 276,4 Mtep Bois et dchets de bois 9,40 Hydraulique 4,50 Autres 1,30 Dchets urbains renouvelables 0,95 Part des nergies renouvelables dans la consommation totale dnergie primaire en 2005 en France mtropolitaine, en millions de tonnes quivalent ptrole. 16. lectricit utilise sur site ou injecte au rseau. Intgrs au bti, les panneaux photovolta ques peuvent se conjuguer dautres fonctions (couverture tanche, verrire translucide, brise-soleil...). Si les volumes produits en France restent faibles par rapport nos voisins europens (environ 100 fois infrieurs lAllemagne), la croissance du march est exponentielle. Alors que les centrales photovolta ques tales sur des centaines dhectares se multiplient en Allemagne ou en Espagne, la France joue davantage la carte de lintgration au bti, plaant ainsi les acteurs du BTP au premier plan. Les toitures, notamment, sont des surfaces idales pour la production dnergie solaire utilise sur site, mais surtout revendue des tarifs avantageux EDF. Diffrentes installations existent. Les modules photovolta ques sont les plus connus et sintgrent bien aux toitures en pente. Les modules photovolta ques souples, intgrs aux membranes dtanchit, sadaptent tous les types de toitures, et aux toitures-terrasses en particulier. Les tuiles photovolta ques optimisent quant elles lintgration au bti. Fiabilit, autonomie, intgration aise au bti (neuf ou existant, modularit des installations dont la capacit sadapte facilement aux besoins, limitation des pertes lies lacheminement, faible impact environnemental (exploitation des toitures, nergie grise rembourse sur 2 5 ans, pas dimpact lexploitation), prsence visible offrant un support pour la sensibilisation la sobrit nergtique, intgration une dmarche de construction durable afin datteindre des objectifs de btiment nergie positive. Investissement initial lev, non adapt aux utilisations forte consommation dnergie comme le chauffage, faible rendement rel de conversion dun module (limite thorique pour une cellule standard de 28%). 20-25 ans pour les modules/ 8-10 ans pour les onduleurs. Exploitation et maintenance trs limites, peu coteuses. La variable est alors lie la dure de vie des onduleurs. Cot de 0,43 /kWh environ en mtropole pour un productible moyen annuel de 1200kWh/an avec un systme 30kW (collectif/ tertiaire), contre les 0,12 facturs par EDF (source: ADEME). Les cots tendent cependant diminuer: en 20 ans, ils ont t diviss par 5 et le rendement des cellules sest amlior de 50%. Llectricit est en outre rachete un tarif avantageux par EDF (0,3 en mtropole avec une prime dintgration au bti de 0,25 parkWh). Les perspectives daugmentation du cot de llectricit standard, le dveloppement du march, la baisse du prix dinstallation, et lamlioration de la technologie tirent les prix vers le bas et devraient ainsi assurer la comptitivit du solaire photovolta que ds 2015 pour le sud de lEurope (source: tude pour Epia/HS Moniteur). 1 Photovolta que Modules, membranes et tuiles photovolta ques Panneaux photovolta ques, assurant la protection solaire de la place du centre communal de Ludesch (Autriche). Membranes photovolta ques.Tuiles photovolta ques. Ressources + P ADEME www.energies-renouvelables.org P Fabricant de matriel PV www.bpsolar.com www.photowatt.com P Systmes solaires intgrs Toitures, faades: www.schucco.fr www.sunwatt-energy.com www.clipsol.fr Brise soleil: www.sab-international.com P Ensembliers www.apex-bpsolar.com www.total-energie.fr www.sunwatt-energy.com www.solarcomfrance.com www.naps-france.com P Bureaux dtudes www.tecsol.fr www.transenergie.fr www.ied-sa.fr www.be-sert.com 17. Eau chaude sanitaire, chauffage de piscines, chauffage par le plancher. Les panneaux solaires thermiques convertissent le rayonnement solaire en nergie calorifique. Un chauffe-eau solaire couvre, en moyenne, entre 40 et 80% des besoins en eau chaude, et un Systme Solaire Combin (SSC) de 25 60% des besoins en chauffage et en eau chaude. Un chauffe-eau solaire est gnralement constitu dun panneau capteur qui transforme le rayonnement solaire en chaleur, dun changeur qui transfre la chaleur leau sanitaire, dun ballon solaire assurant le stockage en complment dun ballon dappoint ainsi que dune pompe lectrique qui assure la circulation du liquide caloporteur dans les installations collectives. Linstallation de capteurs solaires, souvent en toiture mais aussi en tant quauvent ou pare-soleil, doit respecter certaines conditionsrelatives: la localisation gographique: si la production solaire thermique reste possible partout en Europe, le rendement dpendra de lensoleillement local; Aux besoins deau chaude du btiment: une analyse pralable des besoins est indispensable. Les besoins doivent tre quasi constants sur lanne pour justifier la pertinence dune installation. Linstallation sadapte trs bien aux besoins des logements, des tablissements de sant ou de lhtellerie. Elle nest en revanche pas recommande pour les btiments loccupation irrgulire ou aux besoins limits (bureaux, rsidences de vacances); ltat du btiment et de ses installations: linstallation doit sintgrer un systme en bon tat; limplantation des capteurs: tude du lieu dinstallation, de lorientation, de linclination, de lombrage Bon rendement, technologie prouve, dveloppement dun rseau de professionnels qualifis (certification QUALISOL de lADEME), aides financires linvestissement et aux tudes (ADEME, collectivits territoriales), maintenance rduite, complmentarit avec dautres technologies (panneaux photovolta ques) pour la conception dun btiment passif, visibilit de lengagement cologique. Approvisionnement discontinu (besoin dun chauffe eau classique en appoint). 20 ans environ. Entretien limit (contrle du niveau de fluide caloporteur, dsentartrage...). Retour sur investissement: 10-12 ans pour des installations de 5m2 environ, cot de 1000 /m2 install environ. Pour une installation produisant 2000kWh/an, avec une dure de vie de 20 ans et un investissement initial de 3000 , lekWh produit revient 0,07 . Par le systme de contrat GRS (garantie de rsultats solaires ), fabricant, installateur, exploitant et bureau dtudes se portent garants auprs du ma tre douvrage de la production solaire projete. 2 Thermique Capteurs solaires (basse temprature) Focus: Climatisation solaire Encore peu prouvs, les systmes de rafra chissement solaire se dveloppent peu peu et peuvent constituer terme une alternative viable aux systmes classiques de refroidissement. La technique la plus commune consiste utiliser des capteurs solaires pour fournir de la chaleur qui est dirige vers une machine absorption (ou adsorption). Cette machine dissocie, par bullition, une solution deau et de bromure de lithium. Aprs refroidissement, la recombinaison des deux composants produit du froid par absorption de chaleur. Le froid est ensuite distribu comme pour la climatisation classique. Lavantage du refroidissement solaire rside dans la simultanit de la demande de refroidissement avec la disponibilit de la ressource solaire: les variations de la demande en froid suivent celles de loffre en nergie solaire. Si des freins technologiques, financiers ou lis au manque de retours dexprience subsistent, ces systmes comportent des avantages majeurs tels quune consommation dlectricit 20 fois infrieure celle dun systme classique (source: ADEME), un systme de fluides frigorignes sans impact sur la couche dozone ou encore un faible niveau sonore (car sans compresseur lectromcanique). La plus grande installation de climatisation solaire dEurope est exploite depuis novembre 2007 par le centre technologique de lentreprise Festo, Esslingen en Allemagne. Utilis pour climatiser ses bureaux et son centre de calculs, le systme - plus grand champ de collecteurs solaires thermiques tubes sous vide au monde avec 1 330m2 de surface - permettra une conomie de 500MWh par an. Pour plus dinformation sur cette technologie et les diffrents systmes dapplications. www.ademe.fr + Ressources + P ADEME www.energies-renouvelables.org P Qualisol (branche solaire thermique de lassociation QualitENR) P Hespul www.hespul.org Systme de climatisation solaire, Festo, Esslingen 18. www.constructiondurable.com Chauffage, production deau chaude sanitaire, climatisation par un systme de pompe chaleur (PAC) rversible. La gothermie trs basse nergie, adapte lchelle du btiment (la gothermie basse nergie sintgre des rseaux de chaleur urbain) exploite la chaleur du sous-sol quelques dizaines de mtres de profondeur ainsi que celle des aquifres qui sy trouvent. Le systme sadapte trs bien au chauffage de btiments collectifs (logements, tertiaire - bureaux, hpitaux, centres commerciaux...). Les pompes chaleur fonctionnent selon un systme thermodynamique qui prlve la chaleur du sol, lve sa temprature et la restitue au sein du btiment. Si le compresseur et les installations auxiliaires utilisent de llectricit pour fonctionner, les conomies dues lutilisation dune PAC peuvent atteindre jusqu 70% de la facture de chauffage, avec un rapport denviron 1kWh consomm pour 3 4kWh de chaleur. Les PAC peuvent aussi assurer le chauffage de leau chaude sanitaire en intgrant cette fonction au systme densemble (rcupration dune partie de la chaleur produite laide dun changeur de chaleur) ou bien en installant un chauffe-eau thermodynamique quip de sa propre PAC. Enfin, lintrt des PAC est largement renforc par leur possible rversibilit. Elles assurent ainsi le rafra chissement du btiment en t. Le cycle du fluide frigorigne sinverse et pompe alors la chaleur du btiment pour la rejeter dans les capteurs enterrs. Si les systmes de PAC avec capteurs horizontaux sont les plus rpandus en France, et les moins onreux, les installations avec capteurs verticaux sadaptent bien aux btiments collectifs et tertiaires, en raison notamment de leur emprise au sol rduite. Pour les btiments de plus grande ampleur, les capteurs de la PAC peuvent tre intgrs aux pieux en bton servant pour les fondations. En Europe, plus de 300 btiments sont quips de ces pieux gothermiques. Ressource non polluante, gratuite et inpuisable, performance des PAC, systmes prouvs, non dpendants des conditions climatiques. Maintenance attentive; nuisances acoustiques; risques linstallation (contamination des nappes deau lors du forage). 15 25 ans. La complexit des systmes requiert une attention particulire au choix des fournisseurs et installateurs (procd certifi Eurovent et avis technique du CSTB, appareillage conforme aux normes en vigueur, exprience de linstallateur). Maintenance annuelle par contrat de maintenance (dtection des fuites de fluide frigorigne). Investissement trs variable selon les installations. KROI moyen: 5-10 ans. Klments de cots donns par lADEME: PAC fluides intermdiaires (plus chres que les PAC fluide direct mais plus performantes techniquement. Investissement: Systmes capteurs horizontaux: de 85 TTC par m2 chauff (option chauffage) 135 TTC par m2 chauff (option chauffage et rafra chissement); Systmes capteurs verticaux de 145 185 TTC par m2 chauff. Fonctionnement: de 2,3 3,5 TTC par m2 et par an. La puissance ncessaire au chauffage des locaux de secteurs rsidentiel et tertiaire doit le plus souvent tre comprise entre 100 1000kW. 20 sondes fourniront 100kW et un champ de 200 sondes gothermiques peut fournir 1000kW. Aides proposes par les collectivits territoriales (renseignements auprs de lADEME). 3 Gothermie (trs basse nergie) Pompe Chaleur (sources < 30) Ressources + P ADEME www.energies-renouvelables.org www.geothermie-perspectives.fr /02-chauffer-des-batiments/03- acteurs.html www.geothermie-perspectives.fr www.aicvf.org www.afpac.org 1La chaleur prleve lextrieur est transfre au fluide frigorigne qui se vaporise. 2Le compresseur lectrique aspire le fluide frigorigne vaporis. 3La compression lve la temprature du fluide frigorigne. 4Le fluide frigorigne cde sa chaleur leau du circuit de chauffage ou directement lair du lieu chauffer. 5Le fluide frigorigne se condense et revient ltat liquide. 6Le dtendeur abaisse la pression du liquide frigorigne qui amorce ainsi sa vaporisation. Schma de principe de la pompe chaleur Vapeur haute pression Vapeurba sse pression Liqude haute pr ession Liquide basse pression Compresseur vaporateur 1 Condenseur 4 Dtendeur 32 5 6 Logement Sol, eau de nappe, air Captage des calories Rcup ration de la chaleur 19. 5 FICHE N5: LES ENR 2 Dveloppement des ENR & cadre rglementaire La rglementation thermique intgre de mieux en mieux les ENR en les inscrivant comme rfrence. Pour toute construction ou rnovation de plus de 1000m2 , la RT2005 exige la conduite dune tude de faisabilit des approvisionnements en nergie sappuyant sur le recours aux ENR et aux systmes les plus performants. Drivs des HPE et THPE, les labels HPE Enr2005 et THPE EnR2005 visent mieux valoriser lint- gration des nergies renouvelables au b ti. Diffrentes aides visent en outre accompagner les entreprises dans leurs politiques de ma trise des nergies et dintgration des ENR Si le secteur des ENR est aujourdhui en plein essor, ces innovations ne sont pas encore toutes comptitives. Elles bnficient ainsi du soutien public, soit aukWh produit sous la forme dune tarification adapte, soit linvestissement. K Tarif dachat avantageux ngoci avec EDF pour lnergie solaire, avec une prime pour lintgration au b ti, afin dencourager lint- gration des ENR aux projets de construction. K Bonus de Coefficient dOccupation des Sols (COS), dans la limite de 20% pour performance nergtique exemplaire et intgration des ENR. K Aides financires diverses (EcoPTZ, ADEME, collectivits territoriales, TVA taux rduit, prts bonifis,) K Les Certificats dEconomies dEnergie (CEE) constituent un levier financier pour les entreprises souhaitant rduire leur consom- mation nergtique. La DRIRE (Direction Rgionale de lIndustrie, de la Recherche et de lEnvironnement) peut ainsi accorder des CEE une entreprise qui pourra alors les revendre sur le march ou, au pralable, ngocier avec une entreprise oblige aux CEE. Lentreprise dtentrice peut aussi prfrer les garder sur son compte pour une valorisation ultrieure, la validit des CEE allant de 6 9 ans. lectricit utilise sur site ou injecte au rseau. Les petites et moyennes oliennes prsentent des caractristiques distinctes des technologies de grande puissance dans leurs utilisations et leurs rseaux de distribution. Les grandes, gnralement runies en parcs oliens, alimentent le rseau public, alors que les petites et les moyennes sont installes en unit simple pour une utilisation locale et comprennent une plus grande varit technologique. On distingue les installations sursiteisol,raccordesaurseauouintgresaub ti: Lolien sur site isol: Lisolement dun b timent rend la recherche dautonomie pertinente. Une olienne de faible puissance (2 10kW pour une habitation) peut suffire garantir lautonomie nergtique, mme avec des vents moyens. On peut ainsi produire de lnergie pour moins de la moiti du cot dun gnrateur lectrique. Linstallation de petites oliennes implique le respect de rglements concernant linstallation locale, les tudes de vent et les valuations environnementales. Lnergie est stocke dans des batteries daccumulateurs: la capacit de stockage est fonction du nombre de jours dautonomie demande. Une source dnergie dappoint est gnralement ncessaire: soit par des groupes lectrognes (toutefois polluants), soit par la combinaison avec lnergie solaire qui est souvent plus productive dans les priodes o lolien lest justement moins; Lolien raccord au rseau: Lnergie produite par une olienne raccorde est revendue en partie ou dans son intgralit au rseau. Le tarif de revente a t dernirement remis en cause, et dpendra certainement des zones et des fournisseurs dnergie. Elles peuvent alimenter des constructions individuelles aussi bien quun parc dentreprises; Lolien intgr au b ti: Les perspectives dinnovation tendent vers lintgration pousse de lolien au b timent (voir page suivante). 4 Lolien suite du tour dhorizon des techniques Construction durable: Panorama des solutions techniques Batteries olien en autoconsommation ou raccord au rseau. Installation en auto- consommation. Redresseur olienne Coffret lectrique onduleur Selecteur de source Source alternative/ Rseau B timent/ Autres besoins Triphas variable Triphas 380V 50Hz ou monophas 220V Rseau B timent/ Autres besoins Coffret lectrique onduleur Compteur de production Compteur de consommation olienne Installation raccorde au rseau. 20. Lolien intgr au b ti: Les premires installations concernent des oliennes axe vertical installes sur des toits dimmeubles. Dautres innovations mergent dans cette mme optique: concevoir des turbines pouvant prendre toute direction du vent et offrir une grande rsistance aux turbulences. Des lments fixes destins dvier la course du vent permettent doptimiser le rendement de lensemble. La conception du b timent dans sa forme peut aussi viser concentrer la puissance du ventvers une turbine. Le b timent sert de tour pour positionner la turbine dans un flux dair intressant. Certaines recherches architecturales tentent ainsi dutiliser les formes du b timent pour concentrer la force du vent en direction de lolienne. Le projet europen WEB Concentrator porte, par exemple, sur la construction dune tour formant un tunnel dair dans lequel peuvent tre places une ou plusieurs turbines de 30 mtres de diamtre (250kW). Un projet franais vise quant lui intgrer des oliennes aux pyl nes lectriques (www.windit.fr). Dautres travaux de recherche, mens aux Pays- Bas notamment, valuent la possibilit et lintrt dintgrer des oliennes dans le contexte urbain. Dune manire gnrale, ces techniques demeurent au stade dexprimentation et les retours dexprience permettant dvaluer les performances environnementales et financires de ces installations sont encore insuffisantes. De nombreuses questions subsistent et labsence dune relle filire spcialise fait obstacle au dveloppement de ces technologies. Parmi les freins figurent les questions techniques (turbulence, puissance des vents en milieu urbain, scurisation des installations..), les rticences des citoyens face aux controverses actuelles (nuisances sonores) ou encore de lourdes contraintes lies un cadre rglementaire et administratif non adapt. Le rapport Feasibility of Building Mounted Wind Turbines (2005) du Carbon Trust propose une analyse exhaustive et critique de toutes ces techniques. Tlchargeable sur http://www.eru.rl.ac.uk/BUWT.htm Lnergie olienne est renouvelable, propre et dcentralise. Elle offre lindpendance nergtique et na aucun impact durable sur lenvironnement: ni mission de gaz effet de serre lusage, ni contribution lpuisement des nergies fossiles. Il suffit de 3 mois pour quune olienne produise lquivalent de lnergie ncessaire sa fabrication, installation, entretien et dmantlement.. Approvisionnement discontinu, nuisances sonores. De 20 30 ans (en fonction des conditions climatiques). Inspection annuelle. 4 Lolien (suite) Ressources + P Rapport de lARENE sur les oliennes intgres au b timent: Les capacits du petit et moyen olien en France et son intgration dans le milieu urbain. http://www.areneidf.org/ energies/pdf/Eoliennes.pdf P Site canadien francophone sur le petit et moyen olien http://www.smallwindenergy.ca/ fr/SmallWind.html Bnfices & Retours Malgr un retard considrable vis--vis de certains voisins europens, lolien franais se dveloppe avec un doublement annuel de la puissance olienne depuis 3 ans. Cette croissance exceptionnelle se traduit par un dveloppement des filires professionnelles et une meilleure rentabilit des installations sans pour autant profiter au petit olien. Le dveloppement du parc olien favorise les installations dampleur. Petit et moyen olien restent la marge des politiques incitatives conduites par lEtat, et des ngociations de tarifs avantageux de rachat par EDF. Leur rentabilit reste donc trs fragile. Linvestissement varie entre 1000 et 2000 parkW install. Sachant quEDF rachte le kilowatt 8,35 centimes deuro, il faut compter plus de 30 ans pour rentabiliser une olienne ayant cot 15000 euros! explique ainsi Olivier Krug, grant de la socit doliennes Krug SARL. La rentabilit dune installation dpend de diffrentes variables. Le prix des oliennes varie en fonction de la hauteur de la tour et du diamtre du rotor: Dans le cas de projets de plus de 36kW, la notice dimpact peut entra ner des tudes longues et coteuses qui rduisent la rentabilit du projet; La densit des vents agit bien sr directement sur la productivit de linstallation, qui peut aller jusqu 40%; Des subventions sont disponibles dans certaines rgions. Systme olien, Logements Mercy Lakefront SRO. tude de cas: Logements Mercy Lakefront SRO, Chicago, USA Lentreprise amricaine Aerotecture International, spcialise dans le petit et moyen olien, a install huit turbines oliennes, montes horizontalement, sur le toit dun immeuble de 96 logements. Cette installation pionnire devait se conformer aux diffrentes conditions poses par le ma tre douvrage, Mercy Housing Inc. et la ville de Chicago (critre de hauteur maximum des b timents, scurit des installations (risque en cas de gel, vibration, ...), niveau sonore, durabilit (garantie sur 10 ans pour une dure de vie estime 30 ans). Lentreprise Aerotecture International a par ailleurs renforc la protection des oiseaux contre les p les, notamment en optimisant la rflectivit des matriaux. Linstallation de ces oliennes orienta le travail des architectes Murphy & Janhn qui dcidrent de la gomtrie et de lorientation du b timent en consquence. Une fois lagencement optimis, les 8 turbines devraient ainsi produire 16000kWh annuellement. En ce qui concerne le cot de cette installation, il est de 20000$ (13000) par turbine, ceci incluant la totalit du systme (rotors, cages, montage des structures et du matriel lectronique). 21. Chauffage / Production dlectricit par cognration injecte dans le rseau. Le march du bois-nergie conna t aujourdhui une trs forte croissante et les estimations portent 16% la demande nergtique franaise pouvant tre couverte par la biomasse (source: ObservER). Les rseaux de filire dapprovisionnement garantissent la disponibilit de cette ressources sur lensemble du territoire. Les installations de chaufferie grosse capacit se dveloppent: 1500 chaudires urbaines ou collectives et 1000 chaudires industrielles sont actuellement en activit en France. Lamlioration des quipements et leur automatisation ont fortement rduit les contraintes lies lutilisation de bois-nergie. Elles permettent de rguler la combustion, damliorer ainsi les rendements et autorisent une plus grande tolrance sur la qualit des combustibles. Linstallation des chaudires bois est en outre facilite par le dveloppement dune offre en kit modulable venant des fournisseurs. Les types de combustible utiliss pour les chaudires grosse capacit sont des sous-produits de la filire bois: sciure de bois, ventuellement compresse sous forme de granuls; plaquettes, briquettes ou bchettes fabriques par broyage et compression de rsidus de la filire bois; bois de rebut broy et dferraill. Si cette pratique sinscrit dans un cadre rglementaire strict, les cendres peuvent par ailleurs tre valorises par pandage sur des surfaces agricoles ou forestires. Les systmes de chaudires bois permettent galement la production dlectricit par cognration (conversion des pertes thermiques en nergie lectrique). Traditionnellement utilise plus grande chelle (centrales), la cognration se dcline dsormais en micrognration et permet ainsi de produire chaleur et lectricit lchelle dun b timent, avec des rendements primaires globaux (lectricit + chaleur) suprieurs aux installations chaudire condensation + lctricit rseau. Confort thermique, empreinte carbone neutre, valorisation de ressources locales et des dchets et sous-produits de la filire bois, chaufferie moderne plus performante et cots rduits, disponibilit de la ressource, impact conomique (filire stimulant lemploi local), contexte de professionnalisation et dveloppement de la filire dapprovisionnement franaise, avec le soutien de lADEME et le dveloppement des labels de qualit. Gestion de lapprovisionnement et volume de stockage (consommation allant jusqu 30m3 /jour/MW), cots dquipement encore levs par rapport aux autres combustibles fossiles, suivi ncessaire de la rgularit de lapprovisionnement et attention porter sur lutilisation de la ressource locale afin de minimiser limpact li au transport. 20 ans en moyenne. Collecte des cendres (hebdomadaire mensuelle); surveillance/ramonage 2 3 fois par an. Lalimentation du pole peut tre automatise par un systme de vis sans fin coupl une rserve de grande capacit. Bois: 12 3 fois moins cher que le gaz ou le fioul, sans compter les perspectives sur la hausse des prix de lnergie (0,33/kWh). Investissement de dpart: 4 5 fois plus lev quune chaudire classique (gaz ou fioul). Retour sur investissement: 7 ans en moyenne. Le cot dpend en outre de la disponibilit dune filire dapprovisionnement locale. Aides financires proposes par lADEME. 5 Biomasse Le bois nergie Focus: micro-cognration et moteur Stirling Dans une optique doptimisation du chauffage biomasse, des systmes de chaudires de micro-cognration ont t dvelopps, couplant la production de chaleur la production dlectricit. Le systme de micro-cognration moteur Stirling, compos dun ou deux pistons, permet de convertir, via un alternateur, les pertes calorifiques de la combustion de biomasse en lectricit. Avec des puissances de 1 3kW lectriques et plus de 15kW thermiques en sortie, ces micro centrales cognration conviennent lapprovisionnement dhabitations individuelles et collectives ainsi que pour les PME. Son efficacit nergtique a t prouve: lconomie dnergie primaire ralise gr ce au moteur Stirling est denviron 20 25%. Des systmes sont dores et dj disponibles sur le march sur des chaudires granuls, parfois galement couples des panneaux solaires thermiques (Whispergen, Sunmachine). www.cler.org. + Champ de Miscanthus, un potentiel de biomasse croissance rapide. Les granuls de bois, une alternative efficace au chauffage bois. Ressources + P ADEME www.energies-renouvelables.org P Cartographie gnrale des chaufferies http://www.ademe.fr/ Collectivites/bois-energie/pages/ chauff/fchauff.htm 22. www.constructiondurable.com tude de cas: Beaufort Court, sige de Renewable Energy Systems, Royaume-Uni Lorsque Renewable Energy Systems, entreprise spcialiste de lolien, dcida de rhabiliter une ancienne usine des annes 1920 pour en faire son sige social, elle souhaita dvelopper un vritable terrain dexprimentation des technologies de production dnergies renouvelables. Les travaux de rhabilitation devaient faire de Beaufort Court une vitrine de lentreprise et crer, par lexploration des dimensions sociales, techniques et esthtiques des technologies mises en uvre, un lieu de dmonstration et de sensibilisation autour des nergies renouvelables. Le site comprend un systme solaire hybride, une olienne, un puits gothermique et une chaudire biomasse alimente par des cultures in situ de miscanthus. Lnergie est utilise pour alimenter le b timent et lexcdent est revendu au rseau. Lensemble des installations fait lobjet dun suivi dtaill. Toutes les consommations et productions sont visibles en direct sur le site Internet de lentreprise. Les donnes collectes ont fait lobjet dune analyse approfondie, nourrissant des retours dexprience prcieux sur les diffrentes technologies et sur lobjectif de neutralit carbone du projet de rhabilitation. tude de cas: Groupe Scolaire zro nergie Jean-Louis Marquze / Limeil-Brvannes, Seine-Saint-Denis Ouvert la rentre 2007, le groupe scolaire Jean-Louis Marquze accueille plus de 300 enfants dans un b timent zro nergie. Adhrente de lassociation EcoMaires, la municipalit de Limeil-Brvannes a fix des objectifs environnementaux ambitieux pour ce projet et sest appuye pour cela sur la concertation avec enseignants et associations de parents dlves. La dmarche est aussi pdagogique: les usagers, personnel comme enfants, sont sensibiliss lenvironnement et leur r le dans la performance effective du b timent (un panneau daffichage lectronique permet notamment de suivre jour aprs jour la consommation nergtique des locaux). Pour atteindre lobjectif zro nergie, outre des travaux sur la structure ou lisolation, les concepteurs ont intgr les nergies renouvelables au b ti: Une pompe chaleur sur nappe (Coefficient de Performance = 3,5) assure le chauffage du b timent; 800m2 de cellules photovolta ques, installes en toiture et en faade, produisent 80000kWh/an, rinjects au rseau (rachat au tarif EDF); Des capteurs solaires sur la toiture couvriront 60% des besoins en eau chaude sanitaire. La consommation en nergie totale de lcole est estime 65000kWh/an alors quelle devrait produire 70000kWh/an. Louverture la concurrence du march de llectricit rend possible un choix responsable de son fournisseur. Avec son guide EcoloWatt, Greenpeace propose une valuation des fournisseurs dlectricit afin didentifier les plus crdibles en termes dengagements environnementaux. Les performances releves sont dans lensemble trs mauvaisesvoire catastrophiques. Seule Enercoop, cooprative but non lucratif fonde en 2005 et fournisseur dnergie 100% renouvelable, tire son pingle du jeu avec une offre verte srieuse. Lachat dnergie verte: une 1re tape Beaufort Court, Renewable Energy Systems, Royaume-Uni. Groupe scolaire Jean-Louis Marquze, Seine-Saint-Denis. 23. La gestion des eaux de pluie La gestion de leau est un enjeu cl tant cette ressource tend se rarfier lchelle mondiale. Une gestion raisonne sur un projet de construction permet de raliser des conomies considrables et de minimiser les risques environnementaux. Introduction & description Lurbanisation a fait na tre de nouvelles problmatiques de gestion de leau: le dve- loppement des surfaces impermabilises (chausses, toitures) empche son infiltra- tion dans le sol et vient ainsi multiplier les risques cologiques ou sociaux (pollutions, nappes phratiques appauvries, inondations, sant) et les postes de cots. La gestion de leau la parcelle consiste traiter leau de pluie au plus prs de son point de chute. De cette manire, elle rejoint direc- tement les nappes phratiques et les eaux de surface, avec une charge de composs polluants rduite. Les rseaux dassainisse- ment surchargs et coteux sont ainsi moins sollicits. Leau peut galement tre rcup- re et facilement rutilise pour des besoins nonpotables: procds industriels, sanitaires, entretien des espaces verts et amnagement de bassins Dans un contexte de prise de conscience croissante des enjeux lis leau, les modes de gestion responsables se dveloppent et profitent dsormais de nombreux retours dexprience et du savoir-faire de nouveaux professionnels comptents. Enjeux Kconomiser la ressource en eau. KMa triser les risques environnementaux (risques dinondations, risques de pollutions, impacts sur la biodiversit). KConcevoir un amnagement respectueux de lenvironnement et amliorer la qualit du cadre de vie. KRduire les cots de gestion dun site. 1 La conception de surfaces permables Lenjeu cl est de trouver un compromis entre la stabilit et la permabilit des lments composant linfrastructure(les fondations, la couche de pose et le revtement) afin de ga- rantir une capacit suffisante de stockage et dinfiltration de leau. Pour le ma tre douvrage, il sagit donc de dfinir le projet en fonction des objectifs dutilisation des surfaces et des enjeux esthtiques (les revtements permables peu- vent notamment permettre de vgtaliser plus aisment les espaces). Les solutions suivantes conviennent des petites surfaces et rpondent au mieux au principe de ma trise des eaux pluviales la source. Elles trouvent notamment leur intrt dans le cadre de lotissements, o la multiplication des ouvrages permet de grer lensemble des eaux pluviales de lopration. Les revtements bruts (graviers, copeaux de bois, gravats concasss) sont envisageables pour les parkings et chemins faible trafic. La couche de fondation doit tre permable (graviers) et recouverte dune couche de terre et de gravier pour une vgtalisation du sol. Les dalles gazon sont des dalles de bton ajoures ou des grilles en plastique (recycl de prfrence), qui se remplissent de gravier ou peuvent tre ensemences pour crer une structure vgtalise (la prsence de vgtaux contribue la filtration de leau). Les pavages drainants sont soit des pavs en matire poreuse (ex. bton poreux), soit des pavs classiques avec des joints largis permettant le drainage. En fonction du sous-sol et du matriau de fondation, une chausse de ce type peut infiltrer toute leau ou bien stocker leau en partie pour une vacuation diffre. Les pavages sappliquent aux zones pitonnes, aux parkings de voitures et aux routes de faible passage. Les chausses structure rservoir permettent une rtention temporaire des eaux de pluie dans le corps de la chausse, dans les vides des matriaux. Les eaux ainsi stockes sont ensuite soit infiltres, soit rorientes vers le rseau dassainissement. Une bonne gestion de leau sarticule selon deux grands principes: augmenter le potentiel dabsorption directe des surfaces et grer les eaux ruisselantes. Principes & Solutions Le Meeddat estime 3 millions de m3 /jour les conomies potentielles en eau dune gestion plus responsable, soit 10% de la consommation nationale deau potable ou encore 5% de la consommation pour lirrigation ou de la consommation industrielle. Chiffres cls Activits industrielles Production dlectricit Agriculture/irrigation Eau potable Consommation nationale 4% 23% 24% 49% 6 FICHE N6: Construction durable: Panorama des solutions techniques 24. 2 La gestion des eaux de ruissellement Quelle que soit la permabilit du site, il est indispensable de pouvoir grer les eaux de ruissellement, notamment en termes de prvention des risques dinondation. Le risque de pollution de leau tant parfois trop lev, un traitement pralable toute redirection des eaux dans le sol est alors indispensable. Le principe gnral est de filtrer leau en surface et de la laisser sinfiltrer sur la parcelle. On vite ainsi le gnie civil ncessaire aux rseaux enterrset le cheminement de leau devient un lment paysager. La maintenance des systmes de collecte et de rtention en devient galement plus aise. Les tranches drainantes permettent la collecte et la rtention des eaux de ruissellement provenant des chausses. Les tranches sont constitues de matriaux drainants et revtues dune dalle de bton, de galets ou de pelouse. Leurs avantages rsident dans leur intgration discrte, leur faible cot et leur facilit de mise en uvre. Elles ncessitent un curage rgulier afin dviter le colmatage. Les noues permettent la collecte, la rtention ou linfiltration des eaux de pluie. Leau y est achemine par des canalisations (de toitures et de chausses), ou par le ruissellement direct des surfaces adjacentes. Si ces surfaces sont impermabilises, leau est achemine directement vers un bassin ou le rseau. Dans le cas de surfaces permables, linfiltration de leau est facilite. Les noues peuvent tre vgtalises afin de filtrer certains polluants, tape recommande lorsque leau provient de voiries et quelle est destine au milieu naturel. Si elles ncessitent un entretien rgulier pour viter le colmatage et la stagnation des eaux, elles restent un moyen peu coteux de filtrer les eaux pollues et de grer les eaux de ruissellement. Elles contribuent en outre lamnagement paysager. Les bassins permettent la rtention des eaux, le stockage, la dcantation ou encore linfiltration. La vgtalisation des bassins permet notamment de grer les risques de pollutions et assure la qualit de leau en vue dune rutilisation. Leau stocke peut aussi sintgrer un processus industriel, servir de rserve incendie ou contribuer lentretien des espaces verts Si les bassins ciel ouvert cotent moins cher que les bassins enterrs, leur emprise foncire est plus leve. Ils peuvent cependant se faire bassins dagrment lorsquils sont conus comme des espaces multi-usages. La conception dun bassin doit inclure une tude de fonctionnement en situation extrme. Les puits dinfiltration permettent la rcupration des eaux de ruissellement et leur acheminement direct en sous-sol. Ils peuvent ainsi servir traiter les eaux pluviales par dcantation et par filtration dans le sol. Ils sadaptent trs bien en zone urbaine (faible emprise au sol), aux terrains plats o la gestion des eaux pluviales est plus dlicate et aux sols impermables en surface disposant de sous-couches permables. Leur conception est simple et lentretien vise liminer les risques de colmatage. Les puits servent souvent la rcupration des eaux de toitures. Les toitures stockantes assurent le stockage temporaire de leau afin de canaliser le ruissellement en amont. La rgulation de la vidange du stockage se fait selon le diamtre ou la porosit de la crpine et peut tre amliore par le matriau stockant: gravillon (porosit denviron 30%) ou substrat vgtal. Les toitures peuvent galement tre vgtalises (cf. fiche Toitures vgtalises). Focus: la dpollution A sa chute, leau de pluie nest quasiment pas pollue. Elle se charge ensuite de polluants lors de son ruissellement (poussires dorigine minrale, mtaux lourds, huiles, toxiques divers, hydrocarbures, etc..). Le risque de pollution dpend du contexte: faible dans une zone dhabitat mais important dans une zone dactivits industrielles. Les amnagements dcrits ci-dessus sont gnralement suffisants pour traiter les eaux de ruissellement modrment charges en polluants et ds lors quil y a plus dun mtre entre la zone dinfiltration et la nappe phratique. Lhumus et les minraux prsents dans les sols dinfiltration permettent en effet la dgradation des hydrocarbures et labsorption des mtaux. Ces fonctions naturelles peuvent tre renforces par la plantation de plantes puratoires. Dans le cas dune pollution concentre, un traitement spcifique est ncessaire: eaux de ruissellement dun parking ou dune route haut trafic par exemple. Afin de traiter la pollution, leau doit tre collecte et achemine par un systme tanche (noues et tranches rendues tanches) jusqu une zone de rtention et de filtrage. Le systme de filtrage peut tre directement intgr louvrage de rtention, comme dans le cas des filtres sable plants de roseaux - technique prouve qui permet jusqu 90% dabattement de la pollution. + Schma de principe Sol Eau de pluie Zone de diffusion Rue structure rservoir Tranche drainante Puits dinfiltration Principes & Solutions 25. Les questions se poser Le projet damnagement prend-t-il en compte la question des eaux pluviales? Lapproche eau pluviale doit tre intgre en amont, ds le dbut de la conception du Schma Directeur ou du Plan Masse. Une grande part du rsultat financier sera dtermine par la mise en place dune conception intgre. La phase de conception doit tre prise en charge par un bureau dtude comptent. Quelles sont les caractristiques du site? La gestion des eaux pluviales ncessite une tude concernant les rgimes hydrologiques et le profil pdologique (type de sol) du projet. Le responsable du projet doit en outre analyser le contexte: types et importance des risques de pollutions, trafic Quels sont les besoins propres au site pouvant tre couverts par la rcupration des eaux de pluie? Afin dadapter le rseau de gestion des eaux lusage du site, les options de besoins en arrosage, lintgration un procd industriel, lutilisation pour les sanitaires ou lamnagement paysager devront tre tudis. La dmarche tape 1 Diagnostic Recueillir les caractristiques du site, valuer les contraintes et potentialits: Donnes physiques, hydrauliques, cologiques; Rflexion sur lactivit future, densit, usages, passages, contexte social, amnagement paysager envisag; Contexte rglementaire (urbanisme et environnement). tape 2 Dessiner une bauche du Plan Masse Rpondre aux contraintes identifies durant ltape 1 et analyser les impacts rattachs au projet. Identifier les espaces mobilisables et mobiliss par la gestion des eaux; Mener une tude hydraulique sommaire: description (matriaux, forme, emplacement,) et spcification technique des ouvrages (dimensions, pentes, profils, ); valuer les impacts qualitatifs sur les eaux superficielles et souterraines. tape 3 Le projet Concevoir les diffrents ouvrages (mcanique, hydraulique, pollution); Optimiser lamnagement selon les cots, les fonctionnalits et lintgration paysagre. Bnfices & Retours La gestion des eaux pluviales la parcelle permet notamment: 1Un amnagement respectueux de lenvironnement: les outils de gestion de leau peuvent jouer un rle paysager et structurer lamnagement du site, contribuant ainsi lamlioration du cadre de vie. Une gestion la parcelle permet par ailleurs dtendre lurbanisation dans des zones o les rseaux de collecte sont proches de la saturation. 2Une sensibilisation des usagers: la gestion de leau sur le site contribue la sensibilisation des usagers. Les ouvrages sont souvent visibles et les citoyens prennent conscience du parcours de leau et des enjeux environnementaux qui sy rattachent. 3Une ma trise des risques environnementaux: la gestion de leau la parcelle permet de lutter contre les risques dinondation en limitant le coefficient dimpermabilisation des surfaces et le dbit de fuite. Les risques de pollution sont en outre limits, notamment pour les surfaces forte occ