Ville de Juvignac (34) Groupe scolaire Nelson Mandela · 2016. 2. 26. · Etude analyse de cycle de vie Groupe Scolaire Nelson Mandela, Juvignac 1 Objet de l’étude. 1.1 Rappel

Ville de Juvignac (34)

Groupe scolaire Nelson Mandela Analyse de Cycle de Vie

Rapport synthétique

Philippe GUIGON

Immeuble le NEMO,

1086 Avenue A. Einstein

34000 MONTPELLIER

www.netallia.com

HISTORIQUE DES MODIFICATIONS

Version Date de création Rédacteur Description des principales modifications

1.0 16/02/2016 P.Guigon/N.Martinez Version initiale

RESUME

La présente étude d’analyse de cycle de vie a pour objet la comparaison d’une solution constructive

modulaire à structure acier (Procédé Cougnaud) à un procédé de construction bois (GECCO) au

regard de l’impact environnemental (Matériaux, transports, construction et exploitation).

Les conditions d’analyse sont, pour une part (§5) en conformité avec les critères d’évaluation de la

démarche BDM, et permettront, le cas échéant, de positionner le projet selon cette démarche.

SOMMAIRE :

1 Objet de l’étude. ................................................................................................... 1

1.1 Rappel du contexte ...........................................................................................................1

1.2 Objectif de l’étude .............................................................................................................1

2 Méthode retenue, avertissement : ...................................................................... 2

2.1 Méthode des écobilans .....................................................................................................2

2.2 Avertissement : .................................................................................................................3

3 Documents d’étude : ........................................................................................... 4

3.1 Solution de référence – GECCO Base ................................................................................4 3.1.1 Hypothèses constructives : .............................................................................................. 4

3.1.2 Hypothèse de transport .................................................................................................. 5

3.1.3 Donnée de consommation .............................................................................................. 5

3.2 Optimisation de la solution de référence – GECCO OPTIMISEE ........................................5

3.3 Solution modulaire acier/panneaux sandwiches – COUGNAUD ......................................5 3.3.1 Hypothèses constructives : .............................................................................................. 5

3.3.2 Hypothèse de transport .................................................................................................. 6

3.3.3 Hypothèse de consommation ......................................................................................... 7

3.4 SURFACES DE REFERENCE : ...............................................................................................7

4 Impact environnemental comparé des 3 solutions : ........................................ 8

4.1 EcoPoints ...........................................................................................................................8

4.2 Energie Grise .....................................................................................................................8

4.3 Gaz à Effet de Serre ...........................................................................................................9

4.4 Synthèse comparative .......................................................................................................9

5 Conclusion ......................................................................................................... 11

6 ANNEXES ........................................................................................................... 12

6.1 PROCEDE MODULAIRE OSSATURE BOIS – GECCO.......................................................... 12

6.2 PROCEDE MODULAIRE PANNEAUX SANDWICH – COUGNAUD ..................................... 13

P a g e | 1

Etude analyse de cycle de vie Groupe Scolaire Nelson Mandela, Juvignac

1 Objet de l’étude. 1.1 Rappel du contexte Afin de faire face au développement de la commune, la Ville de JUVIGNAC a décidé de mettre en

œuvre un nouveau groupe scolaire, le groupe Scolaire Nelson Mandela.

Le groupement GECCO a remporté l’appel d’Offres conduit à cet effet par la Ville de Juvignac, en

proposant un concept modulaire original basé sur une conception en ossature bois.

Le Maitre d’Ouvrage souhaitant conférer à cette construction emblématique une empreinte

environnementale forte, il a été décidé d’étudier les enjeux d’une participation au concours «

Construisons et Rénovons en Languedoc Roussillon », organisé par le Conseil Régional LR.

C’est ainsi qu’une mission d’AMO Qualité Environnementale a été confiée à NETALLIA, et dont l’étude

d’Analyse de Cycle de Vie constitue l’un des points-clé.

1.2 Objectif de l’étude L’étude d’Analyse de Cycle de Vie permet d’apporter au Maître d’Ouvrage un éclairage environnemental

qualifié sur les différentes options de constructions envisagées. Ainsi, pour chaque variante constructive

retenue, cette méthode permet de fournir des indicateurs environnementaux, et ainsi permettre un

choix plus facile.

Le bâtiment comporte 3 parties distinctes en rez-de-chaussée (pour un total de 3800m²) :

L’étude d’ACV permettra de dégager des indicateurs (et donc des recommandations) pour chacune des

solutions constructives envisageables.

P a g e | 2


L’objectif de la présente étude est d’une part de comparer le système constructif modulaire à

structure acier (COUGNAUD) au système modulaire bois de base (GECCO), puis d’autre part de

qualifier le bénéfice environnemental obtenu par l’optimisation du procédé GECCO.

2 Méthode retenue, avertissement : 2.1 Méthode des écobilans

L’objectif recherché n’est pas d’apporter une vision normée de l’impact environnemental du bâtiment,

mais bien de procurer au Maitre d’Ouvrage des indicateurs simples mais issus de sources fiables,

permettant de comparer différentes techniques constructives, et de pouvoir comparer les ordres de

grandeurs des différents entrants.

A cet égard, plusieurs méthodes sont disponibles et apportent chacune un éclairage plus ou moins

précis. Au sein de NETALLIA, nous avons retenu la méthode des ECO-BILANS, car elle permet de fournir

rapidement des informations permettant d’orienter le programme.

Les données des éco-bilans se fondent sur les flux de matière et d’énergie propres au secteur du

bâtiment (EMPA/ecoinvent), et évalués compte tenu de leur influence sur l’environnement. Cette

méthode suisse a été élaborée avec la collaboration des milieux de la recherche, de l’industrie et des

offices fédéraux. L’indicateur principal qui est délivré est appelé « EcoPoints ». Cet indicateur, sans

unités, permet de délivrer un « score » qui sera d’autant plus élevé que le bâtiment évalué présente un

impact environnemental significatif.

De ces mêmes flux de matière et d’énergie sont tirés en plus des évaluations partielles : l’énergie grise

(valeur totale et part d’énergie renouvelable) ainsi que les émissions de gaz à effet de serre.

Les données tiennent compte d’une part de recyclage à peu près équivalente à celle qui s’applique aux

produits actuels. Aujourd’hui, l’élimination se fait par recyclage, incinération ou par mise en décharge.

Exemple de construction

Mur extérieur d’un bâtiment: mur en béton brut, isolation thermique, ventilation, structure en bois,

revêtement extérieur. L’isolation thermique est exécutée de façon non homogène (lattage croisé),

comme l’indique le schéma ci-dessous.

P a g e | 3


La saisie des données dans l’outil d’évaluation ACV nous donne le résultat suivant, pour 1m² de

structure :

Soit près de 100.000 « Ecopoints ».

Pour une construction complète, le renseignement des données inclut :

L’inventaire quantitatif des différents « ingrédients » de la construction »

L’estimation de l’énergie nécessaire au transport des « ingrédients » depuis leur lieu de fabrication jusqu’au chantier

L’estimation de l’énergie consommée par les différents engins de chantier

L’estimation de la consommation globale du bâtiment au cours de la période retenue (15, 20 ou 25 ans en général).

2.2 Avertissement :

Il est à noter :

Que les données du projet peuvent être conservées et actualisées en phase EXE

Que l’outil peut être utilisé au cas par cas pour arbitrer des décisions sur des aspects de finition (exemple revêtement de sol dalles PVC vs carrelage)

P a g e | 4


3 Documents d’étude :

La présente étude ACV compare trois solutions :

3.1 Solution de référence – GECCO Base

3.1.1 Hypothèses constructives : Le groupement d’entreprise GECCO nous a fournit tout les éléments utiles à la bonne réalisation de

cette étude ACV :

3.1.1.1 Parois verticales extérieures

- Parement extérieur (bardage bois, tôle perforées…)

- Panneau OSB 12mm

- Remplissage Laine de bois/chanvre Isonat 55+ entre montants (145mm ; R=3.80 m².K/W)

- Complément d’isolant intérieur Métisse TH39 (50mm ; R=1.30 m².K/W)

- Membrane pare vapeur hygro-régulante

- Parement intérieur – Placo Duotech 19mm

3.1.1.2 Parois verticales intérieures (refend)


- Panneau OSB 12mm

- Remplissage Laine de bois/chanvre Isonat 55+ entre montants (95mm ; R=2 m².K/W)

- Complément d’isolant intérieur Métisse TH39 (50mm ; R=1.30 m².K/W)

- Membrane pare vapeur hygro-régulante


3.1.1.3 Plancher bas

- Panneau OSB 9mm

- Ouate de cellulose à 55kg/m3 220mm R=5.80 m².K/W

- Panneau OSB 16mm

- Finition intérieure sol souple

3.1.1.4 Plancher haut

- Etanchéité PVC

P a g e | 5


- Panneau OSB 18mm

- Ouate de cellulose à 55kg/m3 440mm R=11.6 m².K/W

- Parement intérieur – Placoplatre BA18

3.1.2 Hypothèse de transport L’usine de la société SELVEA est situé à Vendargues (34), à environ 20km du chantier du groupe

scolaire concerné par l’étude.

3.1.3 Donnée de consommation La consommation d’un bâtiment en RT 2012 est caractérisée par sa consommation en énergie primaire

(CEP).

Le résultat initial est de 55.3 kWhEP.m²/an.

3.2 Optimisation de la solution de référence – GECCO OPTIMISEE

Cette solution est identique à la solution de référence en terme de composition de parois, elle s’appuie

sur les résultats de la conclusion de l’étude thermique dynamique (voir rapport STD) en terme de

performance énergétique.

Consommation en énergie primaire (CEP) = 39.7 kWhEP.m²/an.

L’optimisation du bâtiment (STD réalisée par Netallia) emmène aux conclusions suivantes :

- Utilisation d’un vitrage à contrôle solaire au sud

- Automatisation des stores (horloge crépusculaire)

- Suppression du rafraichissement actif (sauf aile SUD)

3.3 Solution modulaire acier/panneaux sandwiches – COUGNAUD

3.3.1 Hypothèses constructives :

Afin de qualifier ce procédé, nous avons utilisé le descriptif technique joint à la réponse à l’appel

d’offre, complété par des recherches documentaires (Avis Technique 3/10-651, plaquettes

P a g e | 6


commerciales et techniques…) qui nous amènent à conclure sur les hypothèses constructives

suivantes :

3.3.1.1 Parois verticales extérieures

- Face extérieure : tôle galvanisé laquée micro-ondulée

- Structure porteuse acier galvanisé à chaud (S275JOH)

- Panneaux sandwiches ép.60mm (âme Laine de Roche 100kg/m3)(type MONOLAINE B)

- Doublage intérieur par panneaux sandwiches ép.50mm (âme Laine de Roche 100kg/m3)

- Face intérieure : tôle laquée blanc

3.3.1.2 Parois verticales intérieures (refend)

- 2 faces acier laquées blanc

- Ame en laine de roche ép.50mm

- Rails de structures

3.3.1.3 Plancher bas

- Panneaux d’agglo CTBH 25mm

- Isolation polystyrène 160mm TH38

- Finition intérieure carrelages grès cérame 30x30

3.3.1.4 Plancher haut

- Etanchéité PVC type Rhénofol (3t France)

- Structure acier galvanisé à chaud (S275JOH)

- Panneaux sandwiches ép.50mm (âme Laine de Roche 100kg/m3)

- Isolation par l’intérieur en laine de roche 100mm

- Complément d’isolation par l’intérieur en laine de verre 60mm

- Faux plafond 60x60 (type Etna ARMSTRONG) suspendu sur structure primaire

3.3.2 Hypothèse de transport

L’usine de la société Cougnaud est situé à La Roche Sur Yon (85), à environ 655km du chantier du

groupe scolaire concerné par l’étude.

P a g e | 7


3.3.3 Hypothèse de consommation L’hypothèse choisi pour ce point est le respect de la RT2012 avec une CEPprojet égale à la CEPmax de

80.0 kWhEP.m²/an admissible pour ce projet.

3.4 SURFACES DE REFERENCE : Afin de comparer les deux procédés constructifs de manière objective, nous utilisons les mêmes

surfaces de parois hors cloisonnement/refend :

Surfaces GECCO COUGNAUD

Murs extérieur 2090 m² 2090 m²

Murs de refend 1470 m² 160 m²

Cloisonnement 651 m² 1057 m²

Plancher bas 3430 m² 3430 m²

Plancher haut 3430 m² 3430 m²

En effet, nous remarquons que le système constructif Cougnaud en raison de l’utilisation d’acier pour

sa structure ; présente une répartition différente des cloisons de séparation et des murs de refend

structurels. (86% cloison contre 31% pour le procédé GECCO).

P a g e | 8


4 Impact environnemental comparé des 3 solutions :

Il est comparé ici l’impact environnemental selon les trois critères choisis, sur une durée de 15 ans :

4.1 EcoPoints

Ecopoints (K-Pt) COUGNAUD GECCO Base GECCO

Optimisée

MATERIAUX 2 209 727 984 965 821 316 965 821 316

TRANSPORT MATERIAUX 84 933 640 2 597 050 2 597 050

ENERGIE SPECIFIQUE CONSTRUCTION 139 590 000 138 288 000 138 288 000

CONSOMMATION EXPLOITATION 909 149 624 628 449 678 451 165 501

Total 3 343 401 248 1 735 156 044 1 557 871 867

4.2 Energie Grise

Energie grise [DaMJ-Eq] COUGNAUD GECCO Base GECCO

Optimisee

MATERIAUX 28 073 460 15 994 099 15 994 099

TRANSPORT MATERIAUX 1 143 183 34 895 34 895

ENERGIE SPECIFIQUE CONSTRUCTION 2 117 200 2 092 200 2 092 200

CONSOMMATION EXPLOITATION 24 127 549 16 678 169 11 973 296

Total 55 461 392 34 799 362 30 094 490

-

500 000 000

1 000 000 000

1 500 000 000

2 000 000 000

2 500 000 000

3 000 000 000

3 500 000 000

4 000 000 000

COUGNAUD GECCO Base GECCOOptimisee

K-E

cop

oin

ts

Evolution de la charge polluante

CONSOMMATIONEXPLOITATION

ENERGIE SPECIFIQUECONSTRUCTION

TRANSPORT MATERIAUX

MATERIAUX

P a g e | 9


4.3 Gaz à Effet de Serre

Gaz à effet de serre [kg CO2-Eq] COUGNAUD GECCO Base GECCO

Optimisee

MATERIAUX 1 625 353 442 135 442 135

TRANSPORT MATERIAUX 1 143 183 34 895 34 895

ENERGIE SPECIFIQUE CONSTRUCTION 123 054 121 980 121 980

CONSOMMATION EXPLOITATION 166 241 114 914 82 497

Total 3 057 831 713 924 681 507

4.4 Synthèse comparative

-

10 000 000

20 000 000

30 000 000

40 000 000

50 000 000

60 000 000


Ene

rgie

gri

se (

DaM

J-Eq

)Evolution de l'énergie grise

CONSOMMATION EXPLOITATION


TRANSPORT MATERIAUX

MATERIAUX

-

500 000

1 000 000

1 500 000

2 000 000

2 500 000

3 000 000

3 500 000


Emis

sio

n G

ES (

Kg

CO

²-Eq

)

Evolution de l'émission des Gaz à Effet de Serre

CONSOMMATION EXPLOITATION


TRANSPORT MATERIAUX

MATERIAUX

P a g e | 10


0

1000000

2000000

3000000

4000000

5000000

6000000

Ecopoints Contribution EnergieGrise

Contribution Effet deserre

COUGNAUD

GECCO Base

GECCOOptimisee

P a g e | 11


5 Conclusion

Au terme de cette analyse cycle de vie, la conclusion est claire : le procédé choisi par le groupement

GECCO démontre un impact environnemental moindre par rapport à une solution modulaire acier.

En effet, la solution Cougnaud présente l’inconvénient d’utiliser de l’acier galvanisée à chaud pour sa

structure et des panneaux sandwiches pour son isolation; la fabrication de ces éléments nécessite des

procédés de fabrication industriel à fort impact environnemental.

Le lieu de fabrication, et donc l’impact environnemental du transport, interviennent également en

faveur de la solution GECCO, mais ce sont des données du second ordre.

Enfin, on peut constater que, sur une solution type « Cougnaud » (panneaux sandwich), l’impact

environnemental global représente environ 30 ans de consommation, alors que des solutions

modulaires ossature bois sont équivalentes à environ 15 ans de consommation énergétique.

Cette étude démontre clairement l’intérêt sur le plan environnemental d’une solution issue de la

filière bois pour ce type de construction, et plus particulièrement sur le plan des Gaz à effet de Serre

(impact divisé par plus que 4 !).

Elle démontre également l’intérêt sur le plan environnemental de la plus-value apportée par la

mission d’optimisation qui nous a été confiée (10% sur l’impact environnemental global).

P a g e | 12


6 ANNEXES

Tableaux quantitatif estimatif du poids des matériaux de construction pour chacun des procédés de

construction modulaire :

6.1 PROCEDE MODULAIRE OSSATURE BOIS – GECCO

TOITURE Poid unitaire Poid Total (x3430m²)

Etanchéité PVC 3mm 3.00 daN/m² 10290.00 daN

OSB3 18mm 12.60 daN/m² 43218.00 daN

Ouate de cellulose 60mm 3.30 daN/m² 11319.00 daN

Forme de pente bois massif 4.00 daN/m² 13720.00 daN


Solives I FJI 89x360 Entraxe 400 14.25 daN/m² 48877.50 daN

BA 18mm 14.00 daN/m² 48020.00 daN

POID TOTAL: 70.95 daN/m² 243358.50 daN/m²

soit 243.36 Tonnes

MURS DE REFEND Poid unitaire Poid Total (x1470m²)

BA 25 DuoTEch 20.00 daN/m² 29400.00 daN

Rail R48mm 2.00 daN/m² 2940.00 daN

Metisse 50mm 0.90 daN/m² 1323.00 daN

OSB3 12mm 8.00 daN/m² 11760.00 daN Montant Douglas 45x95, Entraxe 600 4.00 daN/m² 5880.00 daN

Liteaux 3x4 2.00 daN/m² 2940.00 daN

Rail STIL Mob 22mm 2.00 daN/m² 2940.00 daN

Duotech 19mm 17.00 daN/m² 24990.00 daN


soit 82.17 Tonnes

CLOISONS LEGERES Poid unitaire Poid Total (x651m²)

BA 13 x2 19.16 daN/m² 12473.16 daN


BA 13 x2 19.16 daN/m² 12473.16 daN


soit 26.25 Tonnes

P a g e | 13


MURS EXTERIEUR Poid unitaire Poid Total (x2090m²)

Bardage douglas 45mm 24.00 daN/m² 50160.00 daN



OSB3 12mm 8.00 daN/m² 16720.00 daN Montant Douglas 45x95, Entraxe 600 6.00 daN/m² 12540.00 daN


Metisse 50mm 0.90 daN/m² 1881.00 daN


Duotech 19mm 17.00 daN/m² 35530.00 daN


soit 146.04 Tonnes

PLANCHER BAS Poid unitaire Poid Total (x3430m²)

Sol souple 0.02 daN/m² 68.60 daN

OSB3 16mm 11.20 daN/m² 38416.00 daN

CTBH NOVAL 22mm 15.00 daN/m² 51450.00 daN


Solives 45x220 Entraxe 400 14.85 daN/m² 50935.50 daN

OSB3 9mm 6.00 daN/m² 20580.00 daN


soit 187.86 Tonnes

6.2 PROCEDE MODULAIRE PANNEAUX SANDWICH – COUGNAUD

TOITURE Poid unitaire Poid Total (x3430m²)

Etanchéité PVC 3mm 3.00 daN/m² 10290.00 daN

Support panneaux sandwichs (acier) 20.00 daN/m² 68600.00 daN

Panneaux sandwich LDR 50mm 15.40 daN/m² 52822.00 daN

Parement acier x2 0.80 daN/m² 2744.00 daN

Laine de verre 60mm 1.20 daN/m² 4116.00 daN

Laine de roche 100mm 12.00 daN/m² 41160.00 daN

Faux plafond dalles acoustiques 60x60 4.00 daN/m² 13720.00 daN

Supports métallique Faux Plafond 5.00 daN/m² 17150.00 daN


soit 210.60 Tonnes

MURS DE REFEND Poid unitaire Poid Total (x160m²)

Panneaux sandwich LDR 50mm 14.60 daN/m² 2336.00 daN

Rails haut et bas de fixation 6.00 daN/m² 960.00 daN

P a g e | 14




soit 3.42 Tonnes

CLOISONS LEGERES Poid unitaire Poid Total (x1057m²)

BA 13 x2 19.16 daN/m² 20252.12 daN


BA 13 x2 19.16 daN/m² 20252.12 daN


soit 42.62 Tonnes

MURS EXTERIEUR Poid unitaire Poid Total (x2090m²)

Ossature acier galvanisé 24.00 daN/m² 59520.00 daN

Panneaux sandwich 60mm LDR100kg/m3 15.60 daN/m² 38688.00 daN

Panneaux sandwich 50mm LDR100kg/m3 14.60 daN/m² 36208.00 daN



soit 138.38 Tonnes

PLANCHER BAS Poid unitaire Poid Total (x3430m²)

Carrelage grès cérame 18.00 daN/m² 61740.00 daN

Structure porteuse acier galvanisée 25.00 daN/m² 85750.00 daN

CTBH 25mm 18.00 daN/m² 61740.00 daN

Polystyrène 160mm 3.00 daN/m² 10290.00 daN


soit 219.52 Tonnes