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Pourquoi la basse consommation fait-elle émerger l’énergie grise ? (1)

15 Octobre 2015



Par Alain Maugard – Président de QUALIBAT


Suite au plan dressé dans la précédente chronique, celle-ci apporte son éclairage sur le bâtiment bas carbone et justifie cette logique.


La question du bâtiment bas carbone avait été évacuée lors du Grenelle à l’horizon 2020. Il y avait une compétition entre les 2 énergies phares, l’électricité et le gaz et leur valeur carbone annuelle. La valeur carbone annuelle du gaz étant plus exacte et maîtrisable car quel que soit le moment où l’on fait brûler du gaz, il dégage la même quantité de carbone. En revanche, en ce qui concerne l’électricité, à chaque instant T elle n’est pas carbonée de la même façon. Cela dépend comment et à partir de quelle origine l’électricité est produite. Si l’électricité est fournie à partir du nucléaire et des barrages hydrauliques, cette électricité est peu carbonée. Si l’électricité est produite à partir du solaire photovoltaïque ou de l’éolien, elle est de même très peu carbonée. Des exemples en Allemagne où toutes les EnR couvrent la totalité des consommations et permet de fournir une électricité totalement décarbonée. Ainsi, à l’époque lors de la mise en place du Grenelle, il était difficile de traiter de ce problème lié à l’électricité et il a été décidé de le renvoyer à l’horizon 2020, étape du bâtiment à énergie positive, sous-entendu à bas carbone.

batiment

Alors, pourquoi cette question revient dans l’actualité en particulier réglementaire ? Tout simplement parce qu’il est urgent de prendre en compte les ordres de grandeur liés au carbone.


1/ Les ordres de grandeur liés au carbone

En premier lieu, prenons un bâtiment conforme à la RT 2012. A la question combien de Kilo équivalent CO2/m².an consomme-t-il, la réponse est en moyenne entre 5 à 10 Kg éq CO2/m².an. Il faut comparer ce chiffre à ce qu’était un logement mal classé de classe « G » avec une consommation carbone de 80 Kg éq CO2/m².an, voire pour des bureaux de classe « G » 145 Kg éq CO2/m².an. Soit avec la RT 2012 attribué à des bâtiments basse consommation, une diminution quasiment par 10 de l’émission de CO2 !

Par ailleurs quel est l’ordre de grandeur du carbone gris, c’est-à-dire de l’énergie qu’il a fallu pour construire le bâtiment ? On l’évalue pour la maison individuelle entre 300 et 500 Kg éq CO2/m², pour un immeuble collectif de 300 à 600 Kg éq CO2/m². Et pour les bureaux de 500 à 800 Kg éq CO2/m² !

Ainsi, lorsque nous avions un logement énergivore (G) avec une consommation de 80 Kg éq CO2/m².an, il fallait 5 années d’exploitation pour couvrir l’énergie grise évaluée par exemple à 400 Kg éq CO2/m². Mais aujourd’hui, avec des logements à 5 Kg éq CO2/m².an, pour couvrir les mêmes 400 kg, il faut 80 ans !! C'est-à-dire avec 80 ans d’exploitation, on atteint juste le carbone dépensé à la construction.

À partir du moment où avec des bâtiments sobres en énergie nous allons effacer la consommation carbone en exploitation, en ressort grandie la quantité carbone due à la construction, l’énergie grise devient alors prédominante.

Nous avons perdu du temps, il faut tout de suite s’attaquer à la valeur carbone du bâtiment.

L’urgence n’est plus de s’attaquer à la part carbone de l’exploitation de telle énergie, électricité ou gaz, question qui a fait couler beaucoup d’encre mais plutôt de porter ses efforts sur l’énergie grise de la construction.

Par ailleurs les chiffres montrent les grandes disparités entre 300 et 500 Kg éq CO2/m², la différence 200 Kg est l’équivalent de 50 ans d’exploitation. Cela montre l’ampleur des efforts à faire sur l’énergie grise et le carbone gris.

Rappelons que les combats pour la diminution d’énergie et pour la diminution de carbone sont bien des combats à mener en parallèle.

Lors des discussions du Grenelle la notion de carbone était directement liée à l’énergie car eu égard aux consommations d’énergie grimpantes, il n’était pas question d’engager des surproductions forcément carbonées pour complémenter le nucléaire. Pour être moins carbone, cela signifiait de consommer moins d’énergie.

Nous nous apercevons donc qu’à force d’agir sur la sobriété énergétique des bâtiments, l’énergie grise émerge en force avec tout son potentiel carbone. Si le sujet avait été alors reporté à 2020, il est aujourd’hui d’actualité et il ne faut pas attendre 2020 et anticiper dès maintenant pour construire des labels, et dans le futur, des réglementations cohérentes au regard de cet objectif carbone.


2/ Le carbone gris de la construction

Comment se définit l’énergie grise et le carbone gris de la construction ? Le calcul par exemple entre 300 à 500 Kg éq CO2/m² s’effectue en premier lieu en analysant les techniques de construction avec les matériaux que l’on va utiliser. Certes il y a principalement 2 postes carbone, celui des matériaux et celui du déroulement du chantier. L’essentiel carbone étant dans les matériaux.

Les fabricants connaissent la quantité d’énergie et de carbone pour fabriquer du béton ou pour élaborer des menuiseries métalliques. Il faut compter aussi le coût du transport. A noter la particularité du matériau bois car celui-ci est considéré comme bio-sourcé c'est-à-dire qu’il a déjà absorbé du carbone dans sa propre composition. Le transport est alors prépondérant pour le bois. Imaginons qu’il vienne du Canada ou des Vosges, l’impact transport est bien différent. Alors que pour le béton armé, beaucoup moins car sa quantité carbone est importante dès sa fabrication.

Il faut ensuite voir combien de temps le matériau est immobilisé et donc s’intéresser à sa durée de vie. Pour le béton comme pour le métal, ce paramètre est favorable car pour la fabrication du béton il a largué quantité de carbone mais sa durée de vie est longue, 100 ans ! Avec le bois-structure, la durée de vie est également longue, quasiment comme le béton. Avec le bois vêture ou parement, sa durée de vie est écourtée et dépend de son entretien. L’exemple du bois est intéressant car selon la manière de le recycler, dépend son bilan carbone. Sera-t-il brûlé (et donc dégagera-t-il tout le carbone emmagasiné, ou sera-t-il recyclé en produits dérivés). Ainsi s’il dégage du carbone, il le fera avec un délai qui peut être très long. A très long terme, l’effet de serre ne sera plus le même et normalement – espérons-le – il sera moins intense. Ainsi, certains sont donc amenés à dire que le bois est neutre voire négatif.


3/ Arbitrer le couple sobriété énergétique – sobriété carbone

Le problème est complexe et dépasse la simple concurrence énergies gaz et électricité, voire EnR, car il se transfère à la fabrication et réalisation du bâtiment qui consomme immédiatement du carbone. Fait important, la quantité de carbone gris dont nous parlons pour la construction, les 300 à 500 Kg éq CO2/m² a été engendrée tout de suite, alors que les 5 à 10 Kg éq CO2/m², c’est au cours du temps … Avant d’avoir engendré du carbone en l’exploitation, on a déjà engendré une quantité de carbone incroyablement élevée à la construction.

Nous voyons bien que à s’acharner à la simple sobriété énergétique d’une réglementation 2020 BEPOS, sans mesurer sa trace carbone, nous ne serons pas forcément à l’optimum de l’effet de serre. Nous allons être amenés à arbitrer différemment. Faut-il un BEPOS très efficace sur le plan énergétique ou un BEPOS très efficace sur le plan carbone ?

Le problème est strictement le même en réhabilitation, voire accentué. Il existe des cas, certes rares, où les travaux de rénovation énergétique de logements ont engendré immédiatement 50 ans de carbone  à amortir par des économies d’exploitation. Il aurait été donc plus logique de ne rien faire vis-à-vis de l’effet de serre?

Le bâtiment est en train de muter dans sa double dimension énergétique et environnementale. Peut-être même est-il en avance pour une fois. Par exemple sur le secteur automobile. Si celui-ci vante la baisse de consommation en carburant de ses véhicules, il ne parle absolument pas d’énergie grise et de carbone gris. Est-ce le fait que le transport généré par la délocalisation des usines le pénaliserait ?


4/ Que vont faire les fabricants de matériaux ?

Tous les fabricants de matériaux bio-sourcés vont se trouver en position de force. Tous les matériaux amorphes qui dégagent du carbone vont avoir une stratégie de dégager moins à la fabrication, ou d’utiliser une énergie verte, décarbonée, voire de la produire eux-mêmes afin de maîtriser le processus.

Ils pourront aussi allonger la durée de vie de leurs matériaux ainsi que faciliter le recyclage.

Il est donc temps d’avancer vers cette prochaine réglementation en passant par l’étape label afin d’informer au plus vite les fabricants industriels pour qu’ils puissent prendre les bonnes décisions stratégiques. D’ailleurs, ces réflexions stratégiques concernent le plan national comme le plan international, car la problématique est bien mondiale et tout le monde est en train d’en prendre conscience.

Alors pourquoi l’Europe – à l’initiative de la France – ne généraliserait-elle pas l’étiquetage carbone de tous les matériaux de construction ? C’est peut-être la prochaine COP 21 qui donnera une impulsion nouvelle.

Nous verrons lors de la prochaine chronique que le carbone a un véritable prix comme pour l’énergie et qu’il est urgent d’en estimer le coût.


(1) Cette chronique est inspirée par la note « bâtiment bas carbone » élaborée sous la direction de Jean-Christophe VISIER dans le cadre de RBR 2020.

 

Alain Maugard


Commentaires

  • Philippe
    30/10/2015

    Réponse à Barnabé Les affirmations d'Alain Maugard ne sont pas si fausses que cela, elles proviennent du groupe de réflexion RBR réglementation bâtiment responsable qui prépare la prochaine réglementation 2020. Quand j'ai interviewé AM il y a quelques semaines, il s'est référé à ce rapport en préparation. Je vous invite à attendre la suite ou à nous indiquer d'autres sources qui infirment les ordres de grandeurs décriés. Ensuite, pourquoi ne pourrait-on pas comparer le poids carbone des matériaux, du béton et du bois par exemple. Qu'est ce qui nous empêche de connaitre l'énergie du départ, sa transformation, son transport, son installation, jusqu'à son recyclage? Tout en tenant compte de sa durée de vie. C'est une dure bagarre certes, mais si le carbone est si important commençons par nous en soucier dès que commence le projet de conception du bâtiment. Surtout qu'en exploitation ensuite on affine au moindre kWh dépensé! Philippe

  • Barnabé
    27/10/2015

    Les ordres de grandeur sont faux et les affirmations tout autant. La quantité de carbone gris est une valeur qui ne permet que de comparer deux matériaux identiques du même constructeur. Mais cette quantité n'a aucune valeur physique, ce n'est pas une quantité de CO2 qui arrive dans l'atmosphère c'est juste un chiffre sans unité qui permet à un industriel d'identifier les améliorations à faire sur son process pour améliorer ses performances du berceau à la tombe. Elle ne permet que ça. Par exemple on ne peut pas comparer du bois et du béton parce que les analyses de cycle de vie portent sur des éléments tellement différents que ça n'a aucun sens. Pour de la consommation d'énergie c'est encore pire : on compare une émission réelle qui envoie directement du CO2 dans l'atmosphère (la production d'énergie) et qui est mesurable directement à la sortie à la cheminée à une émission virtuelle du berceau à la tombe qui ne dépend d'aucune mesure physique. Typiquement si on faisait un calcul du "carbone gris" contenu dans le gaz naturel qui arrive dans la chaudière de la même façon qu'on calcule le carbone gris d'un matériau, ce contenu carbone serait supérieur de plusieurs facteurs aux émissions réelles puisqu'on compterait le carbone gris dans le réseau de gaz, dans l'extraction, etc... La France a été le seul pays qui a mis sur un pied d'égalité les économies réelles dans du bâti aux économies virtuelles de moyen de gestion de l'énergie... Le résultat c'est le fiasco total de la RT2012 et du BBC qui sont remplis de malfaçons... Remettons un peu "d'architecture de bon sens". Le bâti, les équipements techniques, et les choix énergétiques sont trois décisions d'ingénierie qui sont totalement indépendantes l'une et de l'autre et n'ont pas vocation à être sur le même pied d'égalité... Les normes et leurs cortèges d'arrivistes certificateurs sont directement responsables du doublement du coût de construction des logements sociaux, arrêtons avec le "droit d'ingénieur" et appliquons juste ce que font nos voisins...

  • frederic
    26/10/2015

    Bonsoir, J'ai relu de nombreuses fois cet article et quelque chose me chagrine Si j'ai bien compris, on considère que le temps que met l'usage d'un bâtiment (en terme de kg de co2) à atteindre la quantité de co2 émise lors de sa création est un paramètre significatif. Si on pousse un tout petit peu ce raisonnement, il est alors évident qu'un bâtiment ayant une consommation nulle va avoir un temps infini pour atteindre la quantité de co2 émise lors de sa création et ce même si il à été construit à très bas carbone Si on désire obtenir un indicateur de performance global en terme de CO2 il est nécessaire, je crois, de calculer ce que j’appellerai la trace CO2 du bâtiment ou, autrement dit, la responsabilité du bâtiment (construction et usage) en terme de CO2 à une date donnée. (par exemple 20 ans après sa mise en service). l'idéal étant même d'avoir le même indicateur à deux dates différentes pour comparer les impacts à court et à long terme. Pour calculer ce type d'indicateur le modèle d'évolution du CO2 doit être plus évolué que : le co2 reste 100 ans dans l'atmosphère puis il disparaît. Le modèle d'évolution du co2 dit "modèle de bern" qui est une somme d'exponentielles décroissante est alors un candidat possible. Je pense donc qu'il reste à trouver (j'en ai proposé un qui n'est pas forcément le meilleur) un indicateur prenant en compte la globalité du CO2 émise par le bâtiment fred

  • frederic
    24/10/2015

    Les normes et les diverses réglementation n'ont elles pas, elles aussi à évoluer ? Cela fait quelques années que les ampoules basse consommation se sont généralisées. est il toujours utile de les alimenter avec du cuivre de 1,5 carré ? Il y a la quelques kilos de cuivre à aller chercher très facilement sur chaque construction neuve (ou rénovation lourde), des gaines plus petites etc... Il me semble qu'il y a un travail d'optimisation des diverses sections de conducteurs à réaliser en fonction des nouveaux matériels et de leur usage (l'optimisation devant se faire entre l'énergie grise du cuivre et les pertes joules dans les câbles) De la même façon, le débit des douches baissant ces dernières années, la diminution de la section d'alimentation permettrait à la fois de diminuer l'énergie grise lors de la construction et de diminuer la consommation lors de l'exploitation (cela augmente le rendement de distribution de l'ECS). Ces mesures ne représenteraient pas des gains énormes mais elles seraient très simples à mettre en œuvre. fred

  • David Petitjean
    21/10/2015

    Brilliant! Mais aborde depuis maintenant une dizaine d'annee par les "ecologistes" du batiment et autres promotteurs de la maison passive & bois en France. Il faudrait sans doute plus de synergie avec ces organismes. Viendront ensuite les problematiques de l'eau et du recyclage a integrer dans la conception des batiments.

  • Philippe
    20/10/2015

    Pour réponde à François-Yves. Effectivement il y avait un erreur de frappe, l'énergie grise est bien en Kg éq CO2/m² (et non par an, réservée à l'exploitation). L'erreur a été corrigée, merci pour votre lecture vigilante et critique. Néanmoins cela n'enlève en rien le poids de l'énergie grise "déjà dépensée" de 500 kg éq CO2/m² par rapport à une exploitation basse conso équivalente à 10 Kg éq CO2/m².an. Soit tout de même 50 ans! avant d'amortir l'énergie carbone dépensée au début. La conclusion n'est pas fausse

  • Michel
    17/10/2015

    Bonsoir Je viens d'écouter CO2 Mon amour et en particulier votre intervention avec beaucoup d'intérêt. Votre article "pourquoi la basse consommation fait-elle de l'énergie grise" conforte mes intuitions et mes nombreuses interventions sur le sujet. Néanmoins un point ne me parait pas apparaitre : l'énergie grise du photovoltaïque. Le rapport de l'AEI déjà ancien la sous estime. Une très grosse société d’ingénierie énergétique située à Bercy a fait un rapport très différent intégrant la totalité de la chaîne, de l'extraction des matériaux à l'élimination, intégrant transport, fabrication, ..., fonctionnement, déconstruction ... En simplifiant la conclusion était que l'énergie grise était à peu près équivalente à la totalité de l'énergie électrique fournie !!! Le rapport de l'AEI a été rédigé par un industriel du secteur ! Je pense que les chiffres ont évolués et évolueront encore, mais l'énergie grise restera majeure et ne peut être ignorée. De même l'énergie grise de l'électricité nucléaire française a été évaluée par la même société de Bercy . Elle arrive à un chiffre, depuis l'extraction de l'uranium à l'utilisateur final l'ordre de 30 % (sans compter le démantèlement). Je ne connais pas les chiffres de l'éolien, mais ils n sont pas négligeables... Cela ne remet nullement en cause l'usage massif des ENR mais relativise pour l'instant les gains carbone. La seule énergie qui n'a pas d'énergie grise st celle qu'on ne consomme pas ! La France a accumulé un retard considérable, il y a urgence.

  • MICHEL
    15/10/2015

    Cher monsieur, Vos pertinentes remarques pourraient être poursuivies (ou complétées, puisque nous n’avons pas encore la révélation complète de votre pensée) par la création d’un graphe incluant tous les intervenants, composants et étapes de la vie d’un bâti, l’action de chacun des éléments précités ayant de l’influence sur les autres interventions au sein de l’ensemble. A partir de là, serait-il possible de se hasarder à des propositions cohérentes vers chacun des différents acteurs engagés dans la vie de ce bâti. Pourquoi ne pas envisager de créer un groupe de travail informel ? Un espoir, toutefois : les techniques s’améliorent dès lors qu’on s’y intéresse sérieusement. Haut les coeurs, il y aura des améliorations, volens nolens.

  • François-Yves
    15/10/2015

    Il y a visiblement confusion sur les unités: le niveau annoncé pour la construction de 300 à 500 s'exprime en Kg éq CO2/m² et non pas en Kg éq CO2/m².an. Ramené à une moyenne annuelle, en tenant compte de la durée de vie du bâtiment, on va atteindre un niveau dans la fourchette de 5 à 10 Kg éq CO2/m².an, soit le même ordre que la phase d'exploitation . Il est donc faux de dire que la contribution des énergies en phase d'exploitation devient négligeable: on est à environ 50%/50% de contribution entre la phase construction et exploitation. Ou comment une erreur (involontaire ?) amène à des conclusions fausses.

  • Marcel-Yvon
    15/10/2015

    Un grand merci une fois de plus pour la clarté de vos propos!

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