• Type d’étude : Thèse

• Dates de l’étude : octobre 2008 à décembre 2011

• Laboratoire : Centre Energétique et Procédés, 60 Bd St Michel, 75272 Paris Cedex 06

• Responsable : Bruno Peuportier, maître de recherche (bruno.peuportier@mines-paristech.fr)

• Chargé de l’étude : Grégory Herfray (gregory.herfray@mines-paristech.fr)

Description du sujet :

Contexte : La sensibilisation des collectivités locales aux problématiques environnementales a induit la création d’« éco-quartiers », sans que ce concept soit précisément défini. Or l’importance des risques, du niveau local au niveau planétaire, demanderait une gestion plus rigoureuse de ces problèmes. L’analyse de cycle de vie (ACV) répond à ce questionnement, en constituant une aide méthodologique pour aider les décideurs à réduire les impacts environnementaux des projets grâce à une démarche de conception appropriée.

Objectifs : Mieux connaître les impacts environnementaux d’un quartier, identifier les principales sources d’émissions, évaluer l’intérêt environnemental de concepts comme les bâtiments à énergie positive, en prenant en compte les interactions bâtiment – réseaux d’énergie – transports.Verrous scientifiques : les ACV sont menées actuellement en utilisant des données moyennes constantes. Or un certain nombre de paramètres évoluent dans le temps, en particulier le « mix » de production d’électricité, le rendement des chaudières, les performances de certains matériaux (isolants en particulier). Prendre en compte ces variations améliorerait la précision de ces analyses. D’autre part, la prise en compte des interactions entre bâtiments, réseau électrique et transports modifierait sans doute les évaluations en faisant apparaître l’intérêt de la densification urbaine.

Approche : Il s’agit de compléter un outil de modélisation, basé sur la simulation thermique et l’analyse de cycle de vie, permettant d’évaluer plusieurs types de bâtiments et des infrastructures, ainsi que certains procédés à l’échelle d’un quartier (gestion de l’eau et des déchets, réseau de chaleur éventuel…). Des données sur la fabrication de composants solaires et du réseau électrique seront intégrées afin de mieux cerner l’intérêt environnemental de bâtiments et de quartiers à énergie positive. L’analyse sera effectuée en dynamique, en utilisant des données horaires du “mixe” de production d’électricité fournies par RTE, et la possibilité d’appliquer une approche en impact marginal sera étudiée ainsi que la corrélation entre le mix horaire et des paramètres climatiques. Un scénario d’évolution du rendement des chaudières et des performances des isolants sera intégré dans le modèle. L’influence du quartier sur le réseau sera évaluée dans cette première approche par des indicateurs de consommation et de production, en particulier en pointe. Les transports induits par la morphologie du quartier seront pris en compte. Le modèle sera appliqué à une étude de cas. A partir de données collectées sur la morphologie de ce quartier et les techniques constructives envisageables, différents scénarios seront comparés. Ce travail permettra d’améliorer les connaissances sur les interactions entre les choix urbanistiques et la conception des bâtiments, et sur les conséquences environnementales de cet ensemble de décisions. Un telle quantification des impacts environnementaux renseigne sur l’importance relative des différentes sources (bâtiments / voiries, énergie/eau/déchets,…).Ces travaux seront menés en lien avec des réseaux européens de recherche dans ce domaine, par exemple le projet ENSLIC Building concernant l’analyse de cycle de vie des bâtiments.