Energie grise
Un article de Encyclo-ecolo.com.
L'énergie grise, une énergie cachée
Maintenant que l’on sait, au moins sur le papier, réaliser des bâtiments faiblement consommateurs d’énergie, la consommation d’énergie liée à la construction, puis à la déconstruction de ces bâtiments prend une part de plus en plus importante dans le bilan global énergétique sur toute la durée de vie.
Il devient donc nécessaire de diminuer aussi cette consommation, à la fois pour diminuer les consommations globales, mais aussi pour diminuer les consommations actuelles (la part la plus importante est celle de la phase de construction au moment où la lutte contre le changement climatique impose de faire le plus d’efforts possibles)
L’énergie grise est une problématique émergente. L’ICEB s’en est emparée pour éclaircir la question et commencer à apporter des éléments de réflexion et d’aide à la conception. Un effort a été entrepris à l’échelle planétaire pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et, par conséquent les consommations d’énergie. Dans un souci d’efficacité, le travail a commencé par les secteurs les plus consommateurs d’énergie. Le bâtiment est le premier secteur consommateur d’énergie en France, avant le transport et l’industrie. Et le second secteur émetteur de gaz à effet de serre. La priorité a d’abord été de diminuer les consommations des bâtiments en phase exploitation.
On sait aujourd’hui construire des bâtiments très économes en énergie, confortables et sains. En ajoutant des systèmes de production d’énergie intégrés, la réalisation de bâtiments à énergie positive qui produisent plus qu’ils ne consomment est possible. Cela reste à généraliser dans la construction neuve mais aussi sur le parc existant.
Cependant, les consommations nécessaires à la fabrication, à l’entretien, à la maintenance, à l’adaptation et à la déconstruction des bâtiments qui paraissaient proportionnellement négligeables deviennent maintenant très importantes. D’où la nécessité aujourd’hui de se pencher sur cette question et de voir où et comment il est souhaitable d’agir. C’est l’objet de ce guide sur l’énergie grise des matériaux et des ouvrages.
Il porte sur tous les types d’ouvrages et s’élargit aussi à la question de l’aménagement urbain et paysager
Il s'agit du total de l'énergie consommée par un objet durant tout au long de son cycle de vie. L'énergie grise est donc une énergie cachée, invisible et qui ne se voit pas dans la seule consommation de l'objet.
C'est pourquoi il vaut mieux utiliser un appareil pour mieux valoriser l'énergie grise qu'il contient, c'est à dire faire en sorte que l'énergie utilisée pour sa conception, sa production, son transport par exemple servent plus longtemps.L'achat de produits durables est donc meilleure du point de vue du non gaspillage de l'énergie grise
L ’énergie grise d’un matériau, équipement ou service est constituée de deux énergies grises :
• l’énergie grise non renouvelable : énergie procédé (apport d’énergie nécessaire dans les processus mis en œuvre pendant le cycle de vie) d’origine non renouvelable,
• et l’énergie grise renouvelable : énergie procédé d’origine renouvelable,
• sur toute la durée du cycle de vie hors vie en œuvre.
> L’énergie grise d’un bâtiment est la somme des énergies grises des matériaux et équipements qui le composent à laquelle on ajoute :
• l’énergie nécessaire au déplacement de ses matériaux et équipements entre l’usine et le chantier,
• la consommation d’énergie du chantier complémentaire à celle déjà intégrée dans l’énergie grise des composants et équipements (base vie, énergie de mise en œuvre, transport des personnes),
• les énergies grises liées au renouvellement des matériaux et équipements qui ont une durée de vie inférieure à celle du bâtiment,
• l’énergie nécessaire à la déconstruction de l’ouvrage.
Elle ne comprend pas l’entretien (nettoyage et petites réparations).
- Zoom sur le contenu
énergétique de l’énergie
Pour obtenir une énergie utilisable par un
utilisateur final (un bâtiment par exemple), il
faut réaliser un certain nombre d’opérations
qui elles-mêmes consomment de l’énergie. Par
exemple :
> la construction des centrales, des éoliennes,
des panneaux solaires ;
> le raffinage ;
> la production d’électricité avec le rendement
du système ;
> le transport de l’électricité avec les pertes en
ligne.
> pour le bois, la coupe des arbres, leur transformation en buches, granulés, le transport de
ces produits finis…
La différence entre l’énergie finale livrée au
consommateur et l’énergie initiale plus l’énergie dépensée en transformation et transport
s’exprime par le facteur d’énergie primaire, PEF,
égal à l’énergie primaire divisée par l’énergie
finale.
Plusieurs approches existent pour calculer ce
coefficient. Elles sont détaillées dans l’annexe
A. Elles varient en fonction du périmètre, du
mix énergétique de l’électricité, des conventions réglementaires, du pays.
Quelques faits sur l'énergie grise
- L'énergie grise est exprimée en kilowattheure (kWh)
- L'energie grise représente fréquemment les deux tiers de notre consommation d'énergie globale.
De l'intérêt de conserver un appareil électrique plus longtemps
Le calcul de l'énergie grise
Les critères retenus pour le calcul de l’énergie grise d’un produit type sont l’énergie dépensée :
- lors de la conception du produit
- lors de l’extraction et le transport des matières premières
- lors de la transformation des matières premières et la fabrication du produit
- lors de la commercialisation du produit ou du service
- lors de l’usage ou la mise en oeuvre du produit
- lors du recyclage du produit
- Le calcul de l’énergie grise s’applique également en matière de construction à la fourniture de services.
La donnée chiffrée que l’on obtient comme valeur de l'énergie grise aide à choisir le matériau le plus respectueux de l’environnement en toute connaissance de cause. L'énergie grise sert plus qu'à simplement évaluer des possibles économies d’énergie que le grand public est habitué à comparer lors de l’achat d’un matériau de construction ou d’isolation. Le calcul est global et révèle de grandes différences en matière de coûts et d’impact sur l’environnement entre un produit et un autre. Ainsi, la valeur obtenue pour un bloc de terre crue s’établit à 220 kWh/tonne tandis que le même calcul révèle une valeur de 33 700 kWh/tonne pour l’aluminium.
L’AFNOR a établi depuis 2002 une norme pour la qualité environnementale des produits de construction qui prend en compte le contenu énergétique des biens de consommation.
L’énergie grise, les chiffres clés
Selon l’Agence Locale de l’Energie de Lyon, une maison contemporaine "standard" a une énergie grise de 700 000 à 1 million de kWh.
Exemples d'énergie grise de différents matériaux
Energie grise des métaux
énergie grise de l'acier 60 000 kWh/ m³ ; cuivre 140 000 kWh/ m³ ; zinc-titane 180 000 kWh/ m³ ; aluminium 190 000 kWh/ m³<
Energie grise des canalisations
tuyau en grès 3 200 kWh/ m³ ; tuyau fibrociment 4 000 kWh/ m³ ; tuyau PVC 27 000 kWh/ m³ ; tuyau d’acier 60 000 kWh/ m³
Energie grise des murs porteurs
- béton poreux (cellulaire) 200 kWh/ m³ ;
- brique silico-calcaire creuse 350 kWh/ m³ ;
- brique terre cuite (nids d’abeille) 450 kWh/ m³ ;
- béton léger (argile expansé) 450 kWh/ m³ ;
- béton 500 kWh/ m³ ;
- brique silico-calcaire de parement 500 kWh/ m³ ;
- brique terre cuite perforée 700 kWh/ m³ ;
- brique ciment 700 kWh/ m³ ;
- brique terre cuite pleine 1 200 kWh/ m³ ;
- béton armé 1 850 kWh/ m³
Energie grise des enduits
- enduit argile ou terre crue 30 kWh/ m³ ;
- enduit à la chaux 450 kWh/ m³ ;
- enduit plâtre 750 kWh/ m³ ;
- enduit ciment 1 100 kWh/ m³ ;
- enduit synthétique 3 300 kWh/ m³
Energie grise de la charpente
- bois d’oeuvre 180 kWh/ m³ ;
- bois lamellé-collé 2 200 kWh/ m³
Energie grise des cloisons légères
- panneau de plâtre cartonné 850 kWh/ m³ ;
- panneau de plâtre fibreux 900 kWh/ m³ ;
- panneau d’aggloméré 2 200 kWh/ m³ ;
- panneau fibre de bois (dur) 3 800 kWh/ m³ ;
- contre-plaqué 4 000 kWh/ m³
Energie grise de l’isolation thermique
- fibres de lin 30 kWh/ m³ ;
- fibres de chanvre 40 kWh/ m³ ;
- cellulose de bois 50 kWh/ m³ ;
- laine de mouton 55 kWh/ m³ ;
- laine de roche 150 kWh/ m³ ;
- perlite 230 kWh/ m³ ;
- laine de verre 250 kWh/ m³ ;
- argile expansé 300 kWh/ m³ ;
- panneau de liège 450 kWh/ m³ ;
- polystyrène expansé 450 kWh/ m³ ;
- polystyrène extrudé 850 kWh/ m³ ;
- panneau fibre de bois (tendre) 1 400 kWh/ m³
Energie grise de l’étanchéité
- asphalte coulé 1 950 kWh/ m³
Energie grise de la couverture
- tuile béton 500 kWh/m³ ;
- tuile terre cuite 1 400 kWh/m³ ;
- tuile fibrociment 4 000 kWh/m³
L'énergie grise de la fabrication des matériaux
l’énergie nécessaire à la fabrication des matériaux (pour 1 kg ) est de :
- Matériau Energie(MJ)* Eau(L)
- Brique 3 1.47
- Béton céllulaire 2.48 1.68
- Parpaing 0.92 0.70
- Mortier Ciment 1.87 1.33
- Acier construction 43 25
- Béton b25 1 0.68
- Bois Agglo plaque 42 8.4
- Bois lamméllé collé 53 14
- Paille 0.02 0.008
- Bois poutre 27.5 2.8
- Bois Planche 73 13.2
- Laine de verre 26.44 29.44
- Polystyrène 105 35
- Placo 1.23 0.56
- Enduit chaux 2.35 1.73
- 1kWh = 3.6 MJ
source : la base ekoinventare sur logiciel Equer http://www.izuba.fr/logiciel/equer
L’énergie matière peut être récupérable en fin de vie, soit par le réemploi, soit par la valorisation matière, soit par la valorisation énergétique.
Quelques repères d’ordre de grandeur de l’énergie grise
> Ordres de grandeur sur l’ensemble des bâtiments :
• énergie grise sur toute la durée de vie = de 1 500 à 3 500 kWh/m² SHON , • énergie grise ramenée à l’année = de 20 à 75 kWh/m² SHON .an ; > Ordres de grandeur pour des bâtiments optimisés :
• énergie grise sur toute la durée de vie = de 1 200 à 2 200 kWh/m² SHON , • énergie grise ramenée à l’année = de 20 à 30 kWh/m² SHON .an ;
> Équivalent énergie grise en années de consommations d’énergies pour l’exploitation d’un bâtiment BBC 2005 = de 30 à 50 ans.
> Le surinvestissement en énergie grise pour diminuer les consommations en énergie de la phase exploitation est négligeable par rapport aux gains en consommation d’énergie sur la durée de vie du bâtiment (temps de retour sur investissement énergétique de l’ordre de l’année pour une construction neuve). > Une réhabilitation est bien moins consommatrice en énergie grise qu’une construction neuve. Pour espérer obtenir un bilan total énergie grise + énergie exploitation plus faible en construction neuve qu’en réhabilitation, il faut optimiser fortement le niveau énergétique en phase exploitation du bâtiment neuf (niveau passif voire positif). Quels outils utiliser pour calculer l’énergie grise ? > Deux grandes familles de bases de données sur les impacts environnementaux des produits se distinguent : • la base de données française INIES avec les Fiches de Données Environnementales et Sanitaires, FDES qui vont, avec la nouvelle norme européenne, être remplacées par les EPD, Environnemental Product Declaration, • la base de données suisse, Éco-bilans dans la construction de KBOB, basée sur la base de données suisse Ecoinvent ; > Atouts/inconvénients de ces deux bases de données : • La base INIES ne permet pas d’extraire la valeur de l’énergie grise selon la définition de l’ICEB (énergie procédé totale uniquement), mais les futures EPD le permettront, • La base KBOB permet d’extraire la valeur de l’énergie grise selon la définition de l’ICEB, • INIES donne des valeurs par unité fonctionnelle, KBOB par composant de base, • INIES fait le calcul sur l’ensemble du cycle de vie y compris entretien et maintenance, KBOB uniquement sur fabrication et fin de vie, • INIES est moins complète que KBOB, • les données des FDES ne sont pas systématiquement vérifiées par une tierce partie, les données de KBOB sont issues d’Ecoinvent qui sont vérifiées, • le mix énergétique d’INIES est celui de la France, celui de KBOB de la Suisse ;
Source : le guide Bio-tech
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