ACV des bâtiments bois

Une ACV appliquée au niveau de bâtiment permet d’évaluer les impacts environnementaux pour chaque phase dans le cycle de vie d’un bâtiment : la phase de la fabrication des produits de construction, la construction du bâtiment, son utilisation et la fin de vie d’un bâtiment (analyse « cradle to grave »).

La revue de la littérature pour les études d’ACV appliquées aux bâtiments montre que la majorité des impacts environnementaux, entre 60 et 90 %,  se produit dans la phase d’utilisation (1-4). Les impacts sont  principalement dus à la consommation d’énergie pendant cette longue et complexe phase. Les maisons construites selon les standards ‘basse consommation’ ou standards ‘passif’ montrent une relation différente entre la phase d’utilisation et les autres phases : la phase de la production peut être plus importante (2, 5). Donc, le choix des matériaux devient de plus en plus important !

(Source figure : Wittstock et al. 2012, EeBGuide Guidance Document Part B: BUILDINGS, http://www.eebguide.eu/?page_id=704.)

Concernant le choix des matériaux, les analyses comparatives entre le bâtiment bois et les bâtiments basés sur les matériaux non-renouvelables montrent souvent des avantages pour le bâtiment bois. (3, 6-7). Mais en général, les études montrent une importante dispersion, en particulier pour le critère ‘réchauffement climatique’. Les études de cas sur le bâtiment bois montrent une fourchette comprise entre – 965,2 et 676,7 kg CO₂/m² (9-13). Cette variation est surtout due aux méthodes différentes pour le calcul de la séquestration du carbone biogène ainsi qu’aux différences de limites du système considérées (fin de vie inclue ou pas).

On estime qu’en Belgique, environ 25.000 nouveaux bâtiments sont construits chaque année, dont huit pourcent sont des bâtiments en bois (14). Les quatre types de bâtiment en bois les plus importants produits en Belgique sont : les bâtiments en ossature bois, ceux en madriers empilés, ceux en poteaux-poutres et ceux en panneaux massifs (p. ex. en panneaux contrecollés).

Dans le cadre de l’analyse environnementale des constructions en bois en Région Wallonne, les analyses suivantes ont été réalisées dans le cadre du projet ENECOBOIS :

1. Sur la base de 5 cas d’étude, récemment installés en région wallonne, les quatre types de construction en bois ont été étudiés, en mettant l’accent sur la phase de production.  
2. Sur la base de cas d’étude basse énergie standardisés, les impacts des produits d’isolation ceux de la phase d’utilisation ont été mis en vis-à-vis.
3. Sur la base des modèles des bâtiments, une comparaison entre une construction en bois et une en béton a été effectuée. Les modèles étudiés ont la même superficie, la même performance énergétique, ainsi que des installations techniques identiques.

Le projet ENECOBOIS s’est basé sur la norme EN 15978, qui spécifie la méthode de calcul pour les bâtiments. L’unité fonctionnelle est 1 m² de superficie nette au sol du bâtiment en bois pendant une durée de vie de 50 ans. Il s’agit des constructions résidentielles unifamiliales neuves, 4 façades, 2 étages, 150 m², avec équipements techniques pour le chauffage, ECS, refroidissement et ventilation.

Résultats

• Les ACV des cinq cas d’étude montrent, pour la phase de production, une contribution importante du bois de construction, des installations techniques et des produits d’isolation. Pour le bois de construction, à partir d’un volume de 0.5 m³ de bois par m², l’impact climatique peut être compensé par le carbone séquestré dans le bois.
• L’ACV pour les bâtiments en bois basse énergie montre que la phase d’utilisation est la plus impactante pour tous les catégories d’impact (en moyenne 64% des impacts). En particulier, l’utilisation d’énergie est déterminante. La phase de production constitue la seconde plus grande contribution (27%). Les impacts de la phase de construction et de la fin de vie sont relativement faibles. Le potentiel de recyclage et de récupération en fin de vie du bâtiment représente un bénéfice. La comparaison entre deux bâtiments avec des performances énergétique différentes (valeur K de 22 et 28) montre une réduction de 30% des impacts dans la phase d’utilisation pour le bâtiment le mieux isolé.
• La comparaison entre les modèles en bois et en béton montre que le modèle en bois est plus favorable pour toutes les catégories d’impact environnemental. En moyenne, une réduction de 6,2 % peut être réalisée sur le cycle de vie complet. La plus grande réduction des impacts est observée pour le réchauffement climatique (17%). Les avantages du bois sont dus aux impacts plus faibles des phases de production et de construction. De plus, le crédit en fin de vie est plus élevé. Les résultats pour chaque catégorie d’impacts analysés sont montrés sur la figure suivante :

Conclusions :

• Concernant la phase de production des constructions en bois, la mesure d’amélioration la plus efficace est la sélection rigoureuse des produits en bois, des installations techniques et des produits d’isolations. Un volume de 0.5 m³ de bois par m² bâti est nécessaire pour la compensation du réchauffement climatique.
• La construction en bois présente déjà un avantage environnemental en comparaison avec le béton, mais l’avantage du bois est encore « noyé » dans l’impact de la phase d’utilisation.
• La priorité est de réduire l’utilisation d’énergie en soignant l’isolation et en privilégiant la production d’énergie renouvelable. A ce prix, le bois présentera un avantage environnemental significatif.

Le rapport (en anglais) avec la liste de références bibliographique est disponible ici.

Références:

1. O. Ortiz et al., “Sustainability in the construction industry: A review of recent developments based on LCA,” Construction and Building Materials, vol. 23, no. 1, pp. 28–39, 2009.
2. I. Sartori and A. G. Hestnes, “Energy use in the life cycle of conventional and low-energy buildings: A review article” Energy and Buildings, vol. 39, no. 3, pp. 249–257, 2007.
3. M. Buyle et al., “Review on LCA in the construction industry: case studies,” in Mathematical modelling and simulation in applied sciences, pp. 98–104, 2012.
4. B. Rossi et al., “Life-cycle assessment of residential buildings in three different European locations, basic tool,” Building and Environment, no. 51, pp. 395–401, 2012.
5. G. A. Blengini and T. Di Carlo, “The changing role of life cycle phases, subsystems and materials in the LCA of low energy buildings,” Energy and Buildings, vol. 42, no. 6, pp. 869–880, 2010.
6. B. Upton et al., “The greenhouse gas and energy impacts of using wood instead of alternatives in residential construction in the United States,” Biomass and Bioenergy, vol. 32, no. 1, pp. 1–10, 2008.
7. M. Khasreen et al. , « Life-Cycle Assessment and the Environmental Impact of Buildings: A Review », Sustainability, vol. 1, no. 3, p. 674-701, 2009.
8. C. Piccardo and A. Magliocco, “The environmental profile of wood in the building industry today: comments on the results of some LCA studies,” American journal of civil engineering and architecture, vol. 1, no. 6, pp. 122–128, 2013.
9. X. Gong et al., “Life Cycle Energy Consumption and Carbon Dioxide Emission of Residential Building Designs in Beijing.” Journal of Industrial Ecology, 2012.
10. L. Gustavsson et al., “Life Cycle Primary Energy Use and Carbon Emission of an Eight-Storey Wood-Framed Apartment Building.” Energy and Buildings 42, no. 2, 2010.
11. G.P. Gerilla et al., “An Environmental Assessment of Wood and Steel Reinforced Concrete Housing Construction.” Building and Environment 42, no. 7, 2007.
12. J. Perez-Garcia et al., “The Environmental Performance of Renewable Building Materials in the Context of Residential Construction.” Wood and Fiber Science 37, 3–17, 2005.
13. A.H. Buchanan et al., “Energy and Carbon Dioxide Implications of Building Construction.” Energy and Buildings 20, no. 3, pp. 205–17, 1994.
14. H. Frère, “Etat de la construction en bois en Belgique en 2011 et 2014,” Hout Info Bois, Enquête, Jan. 2014.