360design : un simulateur d’empreinte carbone pour une écoconception efficiente des bâtiments
L’expérimentation E+C- qui préfigure la future réglementation du bâtiment RE2020 a permis de mobiliser un grand nombre d’acteurs de la construction. Elle a été l’opportunité pour Lafarge d’analyser un nombre conséquent d’opérations de logements collectifs et d’en tirer les enseignements clés sur la performance carbone du gros œuvre des bâtiments en béton armé.
Pour vous aider à optimiser votre projet dès son étude de faisabilité, 360design permet d’estimer de l’empreinte carbone du gros œuvre de votre opération.
L’analyse d’un grand nombre de configurations de projets de bâtiments, fait ressortir l’empreinte carbone du gros œuvre en béton armé entre 110 et 180 kg eq CO2/m² SDP pour la superstructure (lot 3). Pour un même choix de bétons, la hauteur, la compacité et la densité d’occupation sont les principales caractéristiques influençant le poids carbone du gros œuvre de superstructure.
La connaissance de la qualité du sol, avec un recours éventuellement nécessaire à des fondations profondes, ou bien la présence de places de stationnement en sous-sol peuvent faire varier considérablement l’empreinte carbone du lot 2 de fondations et d’infrastructure.
A partir d’un nombre limité d’informations définies au fur et à mesure de la programmation puis de l’esquisse, 360design vous permet de simuler très simplement l’empreinte carbone du gros œuvre et pour vous aider à définir rapidement votre avant-projet optimisé.
En étude préalable, les premières informations urbanistiques peuvent être exploitées pour encadrer une première estimation en fonction de la surface constructible (surface de plancher), la hauteur limite du bâtiment, et éventuellement le minimum de places de stationnement exigé par le PLU, voire le type d’ouvrage d’infrastructure en fonction de la nature du sol. Ces premières données vont permettre d’encadrer une première estimation qui fixera le champ des possibles, avec les bétons disponibles localement.
Avec les éléments d’architecture et de programmation qui peuvent ensuite être précisés, l’estimation va progressivement s’affiner, jusqu’à la spécification d’éléments structurels.
Le simulateur repose sur la modélisation d’un bâtiment de logement collectif typique, calibrée à partir d’un nombre significatif de projets réels en béton banché, représentatifs des différentes régions de France.
Ce modèle paramétrable fournit des quantités typiques de béton et d’armatures métalliques pour chaque ouvrage du bâtiment, auxquelles sont associées les données environnementales.
L’approche retenue est pleinement conforme à la méthode de calcul de la performance environnementale du référentiel E+C-.
Le modèle de bâtiment de logements collectifs a été calibré à partir d’un nombre significatif de données issues de projets réels (DPGF ou DQE), afin de fournir des estimations conformes à l’empreinte carbone observée sur l’échantillon.
La conception du simulateur, quant à ses fonctionnalités et à la plausibilité des résultats obtenus, a été guidée par des experts de l’analyse de la performance environnementale des bâtiments. Afin de répondre précisément aux besoins d’aide à l’écoconception en phases amont des projets, plusieurs bureaux d’études nationaux ont ainsi contribué au développement de ce simulateur.
Par le partage de leur expérience et de leurs connaissances, ils ont permis d’affiner la modélisation des bâtiments à partir des paramètres déterminants de l’empreinte carbone, observés dans les projets réels.
Cadre de l’analyse du cycle de vie : le référentiel E+C-
Le nouveau label E+C- (Bâtiment à Énergie Positive et Réduction Carbone) a été créé pour appuyer l’expérimentation nationale la future réglementation environnementale RE2020 des bâtiments neufs qui succédera à la réglementation thermique RT2012.
Dans le référentiel E+C-, les niveaux de performance d’un bâtiment neuf sont caractérisés par :
Le contributeur PCE comprend les lots de construction suivants :
Lot 1 : Voirie et réseaux divers
Lot 2 : Fondations et infrastructure
Lot 3 : Superstructure, maçonnerie
Lot 4 : Couverture, étanchéité, charpente, zinguerie
Lot 5 : Cloisonnement, doublage, plafonds suspendus, menuiseries intérieures
Lot 6 : Façades et menuiseries extérieures
Lot 7 : Revêtements des sols, murs et plafonds, chape, peinture, décoration
Lot 8 : CVC, ECS
Lot 9 : Installations sanitaires
Lot 10 : Réseaux d’énergie (courant fort)
Lot 11 : Réseaux de communication (courant faible)
Lot 12 : Appareils élévateurs...
Lot 13 : Equipement de production locale d’électricité
En savoir plus : http://www.batiment-energiecarbone.fr/
Le simulateur s’applique aux projets de construction neuve de bâtiments de logements collectifs de deuxième, troisième et quatrième famille.
Il ne s’applique pas aux habitations individuelles, ni aux bâtiments à usages mixtes ou pouvant comprendre des locaux d’activité.
L’estimation d’empreinte carbone du gros œuvre se base sur un modèle de bâtiment de logements collectifs conçu avec le mode constructif de béton banché comprenant :
Pour la superstructure (lot 3):
Pour l’infrastructure (lot 2) :
Les dimensions des éléments en béton armé ont été définies à partir de caractéristiques techniques et fonctionnelles (structurelle, acoustique, …), croisées avec des statistiques issues des projets analysés.
Le dimensionnement des fondations et des armatures métalliques pour chaque élément en béton armé dépend de la zone sismique.
Les classes de bétons considérées sont fonction du système constructif et de l’exposition du béton à son environnement, conformément à la norme NF EN 206/CN.
La donnée environnementale utilisée pour caractériser l’impact sur le réchauffement climatique, exprimé en masse équivalente au dioxyde de carbone (kg eq. CO2), est issue des Fiches de Déclarations Environnementales et Sanitaires (FDES) des bétons prêts à l’emploi.
Les FDES des bétons armés sont réalisées grâce au configurateur BETie, d’après les caractéristiques et compositions des bétons Lafarge courants.
La donnée environnementale associée au cycle de vie des bétons armés est donc le total de l’indicateur de réchauffement climatique des modules : A – Fabrication et mise en œuvre), B – Utilisation et C – Fin de vie.
Les résultats fournis couvrent le béton armé qui constituent la totalité des lots d’infrastructure et de superstructure. Les périmètres de ces lots sont définis par le référentiel E+C- comme suit :
L’estimation de l’ « empreinte carbone » correspond à l’impact sur le réchauffement climatique dû au cycle de vie du gros œuvre en béton armé du bâtiment, depuis l’extraction des matières premières jusqu’à leur élimination et recyclage.
Cet indicateur, exprimé en masse équivalente au dioxyde de carbone (kg eq. CO2), est calculé selon les normes relatives à la déclaration environnementale et sanitaire des produits de construction (NF EN 15804+A1) et à l’analyse de cycle de vie des bâtiments EN 15978 sur laquelle repose en partie le référentiel E+C-.
Le cycle de vie du bâtiment est rapporté à une unité fonctionnelle et à une période d’étude de référence qui, dans le cadre du référentiel E+C-, sont le mètre carré de surface de plancher (SDP) sur 50 ans d’exploitation.
Le simulateur fournit des estimations basse, moyenne et haute de l’empreinte carbone du gros œuvre en fonction d’informations spécifiques au projet et renseignées par l’utilisateur d’une part, et de paramètres par défaut d’autre part.
Les estimations représentent les configurations de gros œuvre d’un bâtiment type correspondant aux informations renseignées.
La valeur moyenne est estimée à partir des valeurs de paramètres par défaut les plus courants, comme par exemple la compacité moyenne des bâtiments avec une forme donnée, ou encore une surface d’infrastructure moyenne avec un nombre de place de stationnement donné.
Si aucune information n’est renseignée (champ laissé vide), alors l’estimation se base sur une valeur moyenne par défaut. Pour prendre en compte une valeur nulle, saisir la valeur zéro. Par exemple, si le champ de la surface de balcon est laissée vide, alors une surface moyenne de balcon est considérée.