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Bruxelles Environnement

Impact environnemental & choix des matériaux

Sébastien BREELS

MATRIciel SA

Formation Bâtiment Durable:

Rénovation à haute performance énergétique: détails techniques 2

Objectifs de la présentation

ŹPrésenter des éléments et initier des réflexions

1 - environnemental des matériaux et principes constructifs de la construction une approche émergeante

2 - A ou les bâtiments se veulent de plus en plus performants - Evaluation transversale = exploitation + construction

3 - Construction passive Evaluation de la balance environnementale / cas comparatifs

4 - des matériaux: macro/micro + quantitatif/qualitatif. en question.

5 - Choix de : les critères et les outils du marché

6 - Et pour le choix de mon projet, je fais quoi?

Exemple de réflexion.

3

Objectifs de la présentation

ŹCe que vise cette présentation

Donner des clés de réflexion et une proposition de méthodologie de choix des isolants incluant environnementale

ŹCe que ne vise pas cette présentation Donner des recettes figées et un listing descriptif des matériaux a appliquer

4

INTRODUCTION

ŹSecteur de la construction responsable de :

50% du total des ressources naturelles exploitées

40% des déchets produits

30% des émissions de gaz à effet de serre

5

INTRODUCTION

isolants:

ŹConsommation des resssources non énergétiques Eau / matières premières / potentiel réutilisation - recyclage en boucle fermée

Ź Pollution atmospérique + sol + eau Combustibles / process chimique: dioxyde de carbone / dioxyde de souffre /

ŹImpacts sur le paysage et la biodiversité

ŹProduction de déchets

ŹImpacts sur la santé Émissions substances toxiques: métaux lourds / biocides fongicides /

6

Le choix des matériaux / isolants et des

techniques constructives

ŹInfluence du parti architectural

ŹPhase: construction neuve / rénovation

ŹPerformances recherchées (hygro-thermique / acoustique / résistance au 7

Le choix des matériaux et des techniques

constructives

ŹOrigine géographique

ŹComposants et impacts sur la santé

ŹEcolabels / Eco-certifications

ŹPotentiel de recyclage

ŹEnergie grise (NRE) Non Renewable Energy

ŹProduction de gaz à effet de serre (GWP) Global Warming ŹProduction de gaz acidifiant (AP) Acidification Potential

ŹTransport

8 9

AE Energie Grise

ŹEnergie globale Consommation énergétique du bâtiment + matériaux Pour matériaux: englobe extraction / production / exploitation / élimination Origine non renouvelable + renouvelable

AE Emissions CO2

ŹEmissions globales Consommation énergétique du bâtiment + matériaux Pour matériaux: englobe extraction / production / exploitation / élimination Equivalent CO2

10

Energie & &

Emissions de construction

ŹComparaison " énergie grise » >< " énergie de chauffage »

AE Il est donc important de chiffrer les impacts respectifs pour trouver le meilleur équilibre global.

11

Energie & &

Emissions de construction

ŹComparaison " énergie grise » >< " énergie de chauffage » AE

AE avec deux variantes au niveau des matériaux composition 1: utilisation de panneaux de laine de roche dans la toiture et dans les murs, de polystyrène extrudé dans la dalle de sol, murs en blocs silico-calcaires et bardage zinc. composition 2: utilisation de fibre de bois dans la toiture et dans les murs, de panneaux de polyuréthane dans la dalle de sol, murs en blocs béton et bardage bois.

12

Energie & &

Emissions de construction

Source : Architecture et Climat

Source : Architecture et Climat

13

Energie & &

Emissions de construction

ŹComparaison " énergie grise » >< " énergie de chauffage »

4) Les parois/matériaux qui émettent le moins de gaz a effet de serre ne sont pas toujours ceux qui sont caractérisés par la plus faible énergie grise. Ceci dépend fortement du type de matériau et du mode de fabrication.

14

Energie & &

Emissions de construction

ŹComparaison " énergie grise » >< " énergie de chauffage »

AE Analyse comparative 4 niveaux de performances

ƒ[D]:

définie par le niveau Umax des parois selon PEB, soit une demande en chauffage proche de 90 kWh/m².an

ƒ[C]:

soit une demande en chauffage de 38 kWh/m².an

ƒ[B]:

soit une demande en chauffage 15 kWh/m².an

ƒ[A]:

extrêmement performant, soit une demande en chauffage 10 kWh/m².an

UT(m)UT(m)UT(m)UT(m)

1

0,40,080,20,1740,110,330,080,46

1

0,40,0930,20,20,110,3750,080,52

2

0,40,0550,20,1750,110,330,080,465

2

0,40,060,20,1850,110,360,080,51

1 and 2

0,40,070,20,160,150,220,10,34

1 and 2

0,40,050,20,110,150,160,10,238

1 and 2

0,30,1050,1750,20,110,340,080,49

1 and 2

0,30,120,1750,230,110,380,080,535

AT : thickness of insulation

material

U : U value of walls

facade walls groundfloor slab roof DCB 15

Energie--

Emissions de construction

AE Typologie massive

AE Ossature bois

Pour chaque typologies, deux types de compositions de parois ont été étudiées:

AE [բ] avec un GWP faible

AE [ա] avec un GWP important

Typologie

massive

Ossature

bois Murs extérieurs

Plancher

Cloison

intérieure ŹComparaison " énergie grise » >< " énergie de chauffage » AE Analyse comparative 2 typologies différentes, 4 compositions 16

Energie--

Emissions de construction

ŹComparaison " énergie grise » >< " énergie de chauffage »

AE Analyse comparative : ENERGIE

massive bois

Source : Architecture et Climat

17

Energie--

Emissions de construction

ŹComparaison " énergie grise » >< " énergie de chauffage »

AE Analyse comparative : GWP

massive bois

Source : Architecture et Climat

18

Energie & &

Emissions de construction

ŹComparaison " énergie grise » >< " énergie de chauffage » 19

Impact des composants de parois

ŹAnalyse comparative de différents isolants du marché AE Lambda / durée de vie / remplacement / élimination : Analyse comparative entre 16 isolants En fonction de leur valeur Ȝ Source : Architecture et Climat 20

Impact des composants de parois

ŹAnalyse comparative de différents isolants du marché

AE Matière / Energie grise / Effet de serre / Acidification / Ozone troposhphérique: Analyse comparative entre 16 isolants

Source : Architecture et Climat

21

Impact des composants de parois

ŹAnalyse comparative de différents isolants du marché

ConstituantsIsolant inorganique

Matière provenant de roche (environ 97 % : dolérite, basalte, dolomie, calcaire) par fusion 1.200 à 1.400°C, centrifugation, soufflage et extrusion, liants (résines phénol-formol avec ammoniac) fixateurs de poussières, hydrofuges, matériaux des parements Non Energétique3Matière première non renouvelable, présente en quantité suffisante Santé / Environnement4Emissions de fibres et poussières, maladies respiratoires et affections dermatologiques (corps de métier et utilisateur) Emploiisolation entre et sur chevrons, planchers hauts, bas sur terre-plein, murs extérieurs, entre parois de murs doubles, tuyauteries, planchers intermédiaires (isolation aux bruits de choc) Energie grise totale1Faible à Moyenne (en fonction de la densité des panneaux)

Effet de serre3Emissions de CO2 moyennes

LivraisonPanneaux ou rouleaux (laine minérale) ou vracEnergie grise Non Renouvelable1Très faibleAcidification4Emissions SO2 moyennes à importantes

Conductivité thermique0,040 W/m.KPart d'énergie Renouvelable6faible <6%Feu2A1, A2, B1 (selon la proportion de résines synthétiques)

Masse Volumique60 kg/m³ (peut aller jusqu'à 250kg/m³)Lieu de production4EuropeClasse NIBE2aMur: bon choix (faible densité) (2a - 2b en 2007-2008)

Durée de vie typique30 ansTraitement actuel550% incinération

50% décharge - classe 2

0% recyclage

2cToit: bon choix (faible densité) (2c)

EntretienMesures de protection nécessaires lors du remplacement de laines d'origine inconnue

3cToit: choix acceptable (haute densité) (3c)

Climat intérieurQuand revêtu d'une feuille d'aluminium: résistant à la diffusion et conductivité électrique augmentée (prises de courant, interrupteurs, câbles)

4cSol: choix acceptable (haute densité) (4c)

ConstituantsIsolant inorganique

Matière provenant du sable (silice) et du recyclage du verre (jusqu'à

60%), par fusion 1.200 à 1.400°C, centrifugation, soufflage et

extrusion, carbonate de sodium, dolomie, calcaire, liants (résines phénol-formol, résines urée-formol), fixateurs de poussières, hydrofuges Non Energétique3Matière première non renouvelable mais présente en quantité suffisante Santé / Environnement4Emissions de fibres et poussières, maladies respiratoires et affections dermatologiques (corps de métier et utilisateur) EmploiIsolation entre et sur chevrons, planchers hauts, bas sur terre-plein, murs extérieurs, entre parois de murs doubles, tuyauteries et planchers intermédiaires (isolation aux bruits de choc) Energie grise totale5Faible à Moyenne (en fonction de la densité des panneaux)

Effet de serre4Emissions de CO2 moyennes

LivraisonPanneaux ou rouleaux (laine minérale) ou vracEnergie grise Non Renouvelable4Faible à moyenneAcidification6Emissions de SO2 importantes

Conductivité thermique0,035 W/m.KPart d'énergie Renouvelable6Faible <10%Feu2A1, A2, B1 (selon la proportion de résines synthétiques)

Masse Volumique70 kg/m³ (peut aller jusqu'à 120kg/m³)Lieu de production4Europe1bMur: meilleur choix (faible densité) (1b)

Durée de vie typique30 ansTraitement actuel550% incinération

50% décharge - classe 2

0% recyclage

Réutilisable si marque RAL

2aToit: bon choix (faible densité) (2a)

EntretienMesures de protection nécessaires lors du remplacement de laines d'origine inconnue Climat intérieurQuand revêtu d'une feuille d'aluminium : résistant à la diffusion et conductivité électrique augmentée (prises de courant, interrupteurs, câbles)

ConstituantsIsolant inorganique

Matière issu du sable siliceux et de verre recyclé, produit par fusion à

1.100°C et mélangé à du carbonate de calcium, feldspath potassique,

oxyde de fer, carbonate de sodium, carbone Non Energétique4Matière première non renouvelable, présente en quantité importante Santé / Environnement4Emissions de particules fines (extraction du sable), Emissions maitrisées (phase de fabrication)

Emploiisolation des tuyauteries et isolation périphérique des sous-solsEnergie grise totale7Très importanteEffet de serre6Emissions de CO2 élevées

LivraisonPanneaux rigides (et vrac)Energie grise Non Renouvelable7Très importanteAcidification3Emissions SO2 moyennes

Conductivité thermique0,050 W/m.KPart d'énergie Renouvelable4Jusqu'à 30%Feu3A1, B2 (avec parement collé au bitume)

Masse Volumique120 kg/m³Lieu de production1local4cMur: Moins bon choix (4c - 4b en 2007-2008) Durée de vie typique30 ansTraitement actuel3Valorisation comme remblais (route) ou réemployable en vrac sous dalle

3bMur: Choix acceptable si énergie renouvelable (3b - 3a en 2007-

2008)

Entretien -4aToit: Moins bon choix (4a)

Climat intérieurRésistant à la moisissure, résistant à la diffusion de vapeur d'eau2cToit: Bon choix si énergie renouvelable (2c)

ConstituantsMatière produite par expansion de la perlite brute (verres naturels, roches volcaniques siliceuses rhyolitiques), hydrofuges, additifs augmentant la résistance à la compression ; pour produits en panneaux : liant (résines synthétiques, fibres) Produits sous forme de granulés blancs de 0-6 mm de diamètre Non Energétique4Matière première naturelle et synthétique non renouvelable mais présente en quantité suffisante

Santé / Environnement4

EmploiIsolation des planchers haut et bas, sur terre-plein et isolation entre parois de murs doubles Energie grise totale4MoyenneEffet de serre4Emissions de CO2 moyennes à élevées

LivraisonPanneaux / VracEnergie grise Non Renouvelable3Faible à moyenneAcidification3Emissions SO2 moyennes

Conductivité thermique0,050 W/m.KPart d'énergie Renouvelable7marginale <5%Feu3A1, B1 (granulés, surface bitumée)

Masse Volumique140 kg/m³Lieu de production7Europe, Monde Durée de vie typique50 ansTraitement actuel50% recyclage

Valorisation comme remblais ou

réemployable en vrac sous dalle.

Entretien -

Climat intérieurRespirant, absorbant, antistatique, résistant à la moisissure

Classe NIBE

Potentiel de recyclage

Pas de données

3cSol: choix acceptable (haute densité) (3c)Potentiel de recyclage jusqu'à 100%

Part de matière recyclée jusqu'à 60%

Potentiel de recyclage

Potentiel de recyclage

3 2

Potentiel de recyclage

Perlite expansée (EPB)

Laine de verre (GW)

Potentiel de recyclage jusqu'à 100%

Part de matière recyclée jusqu'à 67%

Verre Cellulaire(CG)

Classe NIBE -

Classe NIBE

2

Laine de roche (MW)

6Difficilement recyclable, pas de filière sur

notre marché

Potentiel de recyclage jusqu'à 100%

(briquettes de recyclage à hauteur de 30 % en masse)

Part de matière recyclée de 25 à 50%

PROPRIETES DU MATERIAURESSOURCESSANTE & ENVIRONNEMENT

Parois Composition Epaisseurs

1 A - Structure Lourde :

Brique de parement

Ep. totale : 39 cm

U parois : 0.30 W/m²K

ƒPlâtre

ƒBloc creux en béton lourd

ƒLaine minérale

ƒVide faiblement ventilé

ƒBriques lourdes

ƒ1 cm

ƒ14 cm

ƒ12 cm

ƒ3 cm

ƒ9 cm

1B - Structure Lourde :

Bardage bois

Ep. totale : 34.4 cm

U parois : 0.30 W/m²K

ƒPlâtre

ƒBloc creux en béton lourd

ƒLaine minérale + struct. bois

ƒLaine minérale + struct. bois

ƒPanneau OSB

ƒVide faiblement ventilé

ƒBois de construction feuillu dur

ƒ1 cm

ƒ14 cm

ƒ6 cm

ƒ8 cm

ƒ1.2 cm

ƒ2 cm

ƒ2.2 cm

1C - Structure Lourde :

Ep. totale : 28.5 cm

U parois : 0.30 W/m²K

ƒPlâtre

ƒBloc creux en béton lourd

ƒPolystyrène extrudé (XPS)

ƒEnduit synthétique

ƒ1 cm

ƒ14 cm

ƒ12 cm

ƒ1.5 cm

‡DESCRIPTIF: Maçonnerie + variantes revêtements

Impact des composants de parois

22

Impact des composants de parois

ŹImpact du matériau isolant au regard des autres composants Structure Légère Bois + revêtement variable

Revêtement enduit

ATTENTION : pas de valeur CO2 en bois car négatives - dans le cas présent, le CO2 'économisé' par le bois couvre +/- 0,5 fois les émissions des autres matériaux

Bardage Bois

Parement Brique

23

Parois Composition Epaisseurs

2A - Structure Légère - bois :

Brique de parement

Ep. totale : 30.8 cm

U parois : 0.30 W/m²K

ƒPlâtre

ƒLaine de bois souple + struct.

bois

ƒPanneau OSB

ƒLaine de cellulose + struct. bois

ƒPanneau OSB

ƒPanneau de laine de bois (usage

extérieur)

ƒVide faiblement ventilé

ƒBrique lourde

ƒ2.4 cm

ƒ3 cm

ƒ1.2 cm

ƒ8 cm

ƒ1.2 cm

ƒ3 cm

ƒ3 cm

ƒ9 cm

2B - Structure Légère bois :

Bardage bois

Ep. totale : 24 cm

U parois : 0.30 W/m²K

ƒPlâtre

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