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
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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.
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Etude analyse de cycle de vie Groupe Scolaire Nelson Mandela, Juvignac
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.
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Etude analyse de cycle de vie Groupe Scolaire Nelson Mandela, Juvignac
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)
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Etude analyse de cycle de vie Groupe Scolaire Nelson Mandela, Juvignac
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)
- Parement intérieur – Placo Duotech 25mm
- 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
- Parement intérieur – Placo Duotech 19mm
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
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- 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
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Etude analyse de cycle de vie Groupe Scolaire Nelson Mandela, Juvignac
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.
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Etude analyse de cycle de vie Groupe Scolaire Nelson Mandela, Juvignac
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).
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Etude analyse de cycle de vie Groupe Scolaire Nelson Mandela, Juvignac
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
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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
COUGNAUD GECCO Base GECCOOptimisee
Ene
rgie
gri
se (
DaM
J-Eq
)Evolution de l'énergie grise
CONSOMMATION EXPLOITATION
ENERGIE SPECIFIQUECONSTRUCTION
TRANSPORT MATERIAUX
MATERIAUX
-
500 000
1 000 000
1 500 000
2 000 000
2 500 000
3 000 000
3 500 000
COUGNAUD GECCO Base GECCOOptimisee
Emis
sio
n G
ES (
Kg
CO
²-Eq
)
Evolution de l'émission des Gaz à Effet de Serre
CONSOMMATION EXPLOITATION
ENERGIE SPECIFIQUECONSTRUCTION
TRANSPORT MATERIAUX
MATERIAUX
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0
1000000
2000000
3000000
4000000
5000000
6000000
Ecopoints Contribution EnergieGrise
Contribution Effet deserre
COUGNAUD
GECCO Base
GECCOOptimisee
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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).
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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
Ouate de cellulose 360mm 19.80 daN/m² 67914.00 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
POID TOTAL: 55.90 daN/m² 82173.00 daN/m²
soit 82.17 Tonnes
CLOISONS LEGERES Poid unitaire Poid Total (x651m²)
BA 13 x2 19.16 daN/m² 12473.16 daN
Rail R48mm 2.00 daN/m² 1302.00 daN
BA 13 x2 19.16 daN/m² 12473.16 daN
POID TOTAL: 40.32 daN/m² 26248.32 daN/m²
soit 26.25 Tonnes
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Etude analyse de cycle de vie Groupe Scolaire Nelson Mandela, Juvignac
MURS EXTERIEUR Poid unitaire Poid Total (x2090m²)
Bardage douglas 45mm 24.00 daN/m² 50160.00 daN
Liteaux 3x4 2.00 daN/m² 4180.00 daN
Liteaux 3x4 2.00 daN/m² 4180.00 daN
OSB3 12mm 8.00 daN/m² 16720.00 daN Montant Douglas 45x95, Entraxe 600 6.00 daN/m² 12540.00 daN
Ouate de cellulose 145mm 7.98 daN/m² 16667.75 daN
Metisse 50mm 0.90 daN/m² 1881.00 daN
Liteaux 3x4 2.00 daN/m² 4180.00 daN
Duotech 19mm 17.00 daN/m² 35530.00 daN
POID TOTAL: 69.88 daN/m² 146038.75 daN/m²
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
Ouate de cellulose 220mm 7.70 daN/m² 26411.00 daN
Solives 45x220 Entraxe 400 14.85 daN/m² 50935.50 daN
OSB3 9mm 6.00 daN/m² 20580.00 daN
POID TOTAL: 54.77 daN/m² 187861.10 daN/m²
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
POID TOTAL: 61.40 daN/m² 210602.00 daN/m²
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
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Etude analyse de cycle de vie Groupe Scolaire Nelson Mandela, Juvignac
Parement acier x2 0.80 daN/m² 128.00 daN
POID TOTAL: 21.40 daN/m² 3424.00 daN/m²
soit 3.42 Tonnes
CLOISONS LEGERES Poid unitaire Poid Total (x1057m²)
BA 13 x2 19.16 daN/m² 20252.12 daN
Rail R48mm 2.00 daN/m² 2114.00 daN
BA 13 x2 19.16 daN/m² 20252.12 daN
POID TOTAL: 40.32 daN/m² 42618.24 daN/m²
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
Parement acier x4 1.60 daN/m² 3968.00 daN
POID TOTAL: 55.80 daN/m² 138384.00 daN/m²
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
POID TOTAL: 64.00 daN/m² 219520.00 daN/m²
soit 219.52 Tonnes