En France la compensation écologique existe depuis la Loi de 1976 sur la protection de la nature. Depuis une dizaine d’années son application connait un certain regain d’intérêt. De nombreuses questions restent cependant en suspens concernant son application. Les choix des systèmes de mise en œuvre des mesures compensatoires et les effets que ces derniers ont sur l’objectif de non perte nette (NPN) de biodiversité ne sont pas résolus. Ainsi, il existe potentiellement un décalage entre l’objectif annoncé pour la compensation et ses réels effets lors de sa mise en œuvre. Nous proposons ici de les qualifier. Dans cet article, nous décrivons tout d’abord les différents systèmes de mise en œuvre de la compensation écologique qui existent en France : la compensation à la demande à travers le cas d’étude de la Ligne à Grande Vitesse Sud Europe Atlantique (LGV SEA) et la compensation par l’offre à travers les Sites Naturels de Compensation (SNC) français. L’article met ensuite en perspectives ces systèmes, avec les principes de la compensation auxquels ils sont censés se référer. On compare à travers ces exemples le respect (ou le non-respect) des principes suivants : l’efficacité des mesures compensatoires (récupération écologique, suivi et contrôle, anticipation), la pérennité des mesures compensatoires, l’équivalence écologique et la proximité des sites de mesures compensatoires avec les lieux d’impacts. Nous montrons que la taille et le nombre de sites de mesures de compensation varient notamment d’un SNC à un autre cela a une incidence à la fois sur la récupération des écosystèmes restaurés - cela a été démontré notamment pour les zones humides - et à la fois en terme de suivi et de contrôle de ces sites. De plus, la pérennité des mesures compensatoires semble relative car elle a une durée limitée à trente ans dans le cas des SNC. En France, on observe dans leur application que la caractérisation du système de compensation par l’offre par rapport au système de compensation à la demande est beaucoup moins claire qu’aux Etats Unis. Il y a donc deux décalages : (i) l’un entre l’énoncé des principes auxquels les différents systèmes de compensation répondent et leur mise en œuvre sur le terrain et (ii) l’autre qui découle du premier, entre l’objectif de NPN de biodiversité et les effets de l’application de la compensation. Nous mettons enfin en perspective ces systèmes de compensation avec des exemples de démarches « territoriales » émergentes, lesquelles pourraient permettre de répondre à un certain nombre de principes requis pour atteindre la NPN.

A common practice in Life Cycle Assessment (LCA) of buildings is to consider a default value for their lifespan. Thispaper addresses the importance of estimatingthelifespan of each evaluated building when refurbishment and new constructionare compared, usinga case study.The lifespansof the refurbished and the new buildingsareestimated by applying degradation models of reinforcedconcrete structures.A simplified economic analysis is also performed.Two thermal performance levels are evaluated: standard and passive, in both alternatives, the refurbished and thenew building. Results show that anew building can have a lifespan more than six timeslonger than arefurbished one. Passive refurbishmentappears to be the best choicefrom an environmental point ofview. Evenif a new passive building obtains slightly better results, these can only be ensured if it is in use for a long period, in our case 210 years. This isnot easy to guarantee inrealpractice,according to usual trends. The new passive building results to be the most cost-effective, but the same constraints regarding guaranteeing a long lifespanare applicable. The results reveal a strong dependence of LCA results on the lifespan. Its value can alter the order of preference of the solutions when comparing alternatives. There is a high potential of environmentalimprovement ofbuildingsbehaviorby changing current practices and extending buildings’ lifespanup to their physical limit.

Le transport routier est un déterminant de notre bien-être: nous y dépensons 4 ans de nos vies, 10% de nos revenus, et un tiers de nos émissions de GES. Entretenir de manière optimale le réseau d’infrastructures qui le supporte selon des objectifs de durabilité avec des budgets toujours plus contraints nécessite un outil d’aide à la décision adapté. Les outils de gestion patrimoniale routière sont focalisés sur les contraintes techniques et financières. Les méthodes préconisées par le Ministère (ESE, EIE) évaluent partiellement les performances sociales et environnementales de projets de construction. De plus, le ralentissement de l’entretien des routes des 20 dernières années s’est accompagné d’une déformation des chaussées, provoquant une augmentation des consommations des véhicules (carburant, pneumatiques et pièces de suspension). Dès lors, le véritable enjeu dans l’arbitrage de stratégies durables d’entretien des routes est d’expliciter comparativement la distribution au sein des parties prenantes des coûts et avantages des différents programmes d’entretien, en tenant compte des interactions chausséevéhicule qui génèrent potentiellement des transferts d’impacts importants (hypothèse). Nous avons développé une méthode répondant à ces enjeux, basée sur une approche analytique puis systémique de l’entretien des routes, dans un souci d’équité de représentation des parties prenantes et d’exhaustivité des impacts majeurs de l’entretien. Le modèle développé permet l’évaluation quantitative, multicritère et sur cycle de vie, des stratégies de resurfaçage des routes interurbaines françaises. Adossé à une représentation physique de l’entretien du tronçon routier, il combine ensuite des méthodes d’évaluation éprouvées dans d’autres secteurs et ajustées ici à l’objet étudié : analyse environnementale et économique du cycle de vie, analyse Input-Output, évaluations financières et socioéconomiques. Sa batterie d’indicateurs inclut toutes les parties prenantes de l’entretien: usagers, riverains, gestionnaire, environnement, et société. Il utilise des données et modèles nouveaux en techniques routières, environnement, acoustique et économie, construits dans le cadre de la thèse. Une enquête que nous avons réalisée auprès des gestionnaires routiers français nourrit le propos et la modélisation du point de vue qualitatif et quantitatif sur les pratiques française d’entretien des routes. Un apport particulier est également fourni en nouvelles données d’Inventaires de Cycle de Vie pour l’entretien des routes (resurfaçage et consommations véhiculaires) et en coûts des techniques routières. Le modèle est appliqué à un tronçon autoroutier français de 10 km. Comparé à la stratégie d’entretien actuelle de cette autoroute, un entretien accru mènerait à des gains pour l’emploi et la production nationale, l’environnement (santé, biodiversité, ressources), et l’usager (dépenses). Des optimums d’entretien - sanitaire et financier - apparaissent autour de +50% d’investissement par rapport aux pratiques actuelles : les gains atteignent alors 4€ pour les usagers et plus de 700€ en vie humaine (riverains sur la supply chain complète) pour chaque euro supplémentaire dépensé en resurfaçage. En revanche, le bilan des dépenses du gestionnaire, des recettes pour l’État, et du temps passé par l’usager est amélioré par une baisse de l’entretien. Nous proposons des pistes de réflexion pour aligner les différents intérêts du modèle économique de l’entretien autoroutier en France. Des analyses de sensibilité sur le trafic, la vitesse de dégradation de surface routière et le type de technique d’entretien permettent de vérifier la robustesse des conclusions. De plus, elles montrent que, sur autoroute, la performance environnementale des politiques d’entretien ne dépend pas de celle des matériaux routiers utilisés. Enfin, notre hypothèse est confirmée : l’interaction chaussée-véhicule est dimensionnante de la performance de l’entretien autoroutier. La validation expérimentale de certains sous-modèles reste préconisée. De plus, des analyses complémentaires devront être menées avec notre modèle sur d’autres types de routes afin de se prononcer sur l’entretien des réseaux à moindre trafic.

This paper investigates how and to what extent changes in user behavior may mitigate the environmental benefits of urban ridesharing, a phenomenon commonly referred to as “rebound effect”. Ridesharing reduces both the individual cost of car travel (through cost splitting) and road travel times (by decreasing congestion). This may trigger a number of behavioral changes among transportation users, including: making less detours to avoid congestion (route choice effect), switching from public transit and active modes to the car (modal shift effect), travelling longer distances (distance effect), and relocating further from the urban center (relocation effect). Taking Paris region as a case study, this research applies an integrated transportation/land-use model to evaluate several ridesharing scenarios and quantify the four rebound effects. The overall rebound effect is found to be substantial, cancelling out from 68 to 77% of CO2 emission reductions and from 52 to 73% of aggregated social benefits (including congestion, air quality, CO2 emissions, noise) expected from ridesharing. This is primarily the result of the modal shift effect, supplemented as ridesharing develops by the distance effect. Although the simplified representation of ridesharing in the baseline model calls for caution regarding these estimates, a sensitivity analysis corroborates the main findings and the prevalence of substantial rebound effects. The paper also investigates to what extent three complementary policies - improving public transit, reducing road capacity or increasing the cost of car travel – might limit the overall rebound effect and thereby maximize the benefits of urban ridesharing.

The paper develops a structural model and a design methodology for transit system planning in an urban area. Transit “components” are modelled by subarea and by sub-mode in terms of line length, station spacing, and fleet size, in order to determine both quality of service and production costs. Roadway networks are modeled with a Macroscopic Fundamental Diagram that relates speed to network capacity and vehicle demand. Local and global environmental impacts are considered. Travel demand includes both mode-dependent users and mode-choosers able to adopt the mode that offers higher utility.The design methodology involves a mathematical program of welfare optimization with respect to transit factors and fares. Two definitions of welfare are given, one that takes into account only demand surplus and supply profit, the other including environmental impacts. An example of application to Greater Paris shows that there is room for system optimization under current subsidy conditions and that the explicit inclusion of environnemental impacts brings about a significant shift in the "optimal" policy package.

This paper compares the effects of two prudential measures in housing access on the solvency and welfare of households, with specific attention to transport costs and equity issues. A widespread regulation limits the housing burden (defined as the share of income spent on housing), typically at 33% or so. Using the monocentric model, I show that capping the housing burden drives low-income households away from the city center toward suburban areas, where they face high transport costs. This unintended eviction effect lowers the prudential efficiency of this measure. Capping the housing plus transport burden precludes this eviction mechanism and better protects household solvency, including from strong variations in transport costs such as during fuel price spikes. Additionally, by limiting the bidding capacity of households, both prudential measures lead to a decrease in housing prices. This tends to improve the welfare of households, firstly of high-income ones (being less affected by the constraints). The effect is stronger when capping the housing burden, so that households, again firstly high-income ones, are typically better off (in terms of welfare) than when one caps the housing plus transport burden, however. Considering the primary objective of prudential measures – protecting household solvency, firstly of low-income households – these findings call for the inclusion of transport costs within prudential ratios, as well as indicators of housing affordability. This would incidentally raise public awareness with regard to the high costs of private cars, which are often underestimated. A short application to the Paris region corroborates that a policy change from housing only toward comprehensive housing plus transport prudential ratios might significantly improve the situation of low-income households.

L’article présente une méthode d’optimisation multicritère (critères de consommation d’énergie finale et de coût d’investissement relatif) basée sur un algorithme génétique NSGA-II couplé à un modèle de simulation énergétique dynamique (COMFIE). La méthode est appliquée à un cas d’étude de type maison passive situé en Bulgarie, dans le cadre du projet européen AZEB (Affordable zero energy building), afin de déterminer des solutions zéro-énergie à moindre coût d’investissement. Des conceptions de différents niveaux de performance sont identifiées au sein du front de Pareto dont les impacts environnementaux sont évalués par analyse de cycle de vie (ACV, Equer). Les résultats montrent que pour identifier des solutions à énergie positive efficientes en termes de coûts et d’impacts environnementaux et éviter d’aboutir à des conceptions sous-optimales, il est recommandé d’intégrer à l’algorithme d’optimisation une fonction objectif tirée de l’ACV ou de compléter l’optimisation par une étude ACV

Selon la directive européenne sur la performance énergétique des bâtiments, tous les bâtiments publics devront s'approcher d'un bilan énergétique zéro dès la fin de 2018 et les autres bâtiments deux ans après. Beaucoup craignent un renchérissement des coûts de construction. L'objectif du projet européen A-ZEB est alors d'élaborer une méthodologie pour réduire les coûts à toutes les étapes du cycle de vie d'un projet de construction à énergie zéro (conception, construction, exploitation...). Il s'agit de recenser des technologies appropriées, d'élaborer une démarche d'optimisation technico -économique et de la tester sur des études de cas dans différents pays.

This paper investigates the environmental benefits of ride-sharing through its CO2 emission mitigation potential. Ride-sharing is expected to substantially decrease CO2 emissions by raising vehicle occupancy, thus mechanically reducing the number of vehicles on the road. Yet, as ride-sharing entails both a decrease in travel (monetary) costs and in travel times (inasmuch as it reduces road congestion), it is likely to make the car more attractive ultimately. This could result in mode switching in the short run (as travelers forsake public transport or active modes for car), as well as in longer distances travelled in the medium run. In the long run, people could even take advantage of the easier travel conditions to relocate further within the metropolitan area. To account for these rebound effects, we develop an integrated land-use transport model. This intends to capture the effects of ride-sharing on the whole household decision process regarding transport and residential location. The model is applied to the Paris region, with several ride-sharing scenarios for year 2030. While ride-sharing does indeed strongly reduce CO2 emissions, we find substantial rebound mechanisms. In contrast to the (naïve) expectation that raising vehicle occupancy by 50% would reduce CO2 emissions by 33%, the various rebound effects end up dividing the CO2 emission savings by a factor ranging from 2 to 3 depending on the day period considered (i.e. the morning or evening peak period). The rebound mechanisms - the mode switching, distance and relocation effects - should therefore be heeded. Some policy recommendations are provided to develop ride-sharing while curbing these unintended effects.

A large share of a neighborhood project’s environmental impacts is due to mobility. It either takes place inside the neighborhood, such as transit traffic or internal mobility, or is induced by it and exchanged with the rest of the urban area. A way to improve mobility impacts evaluation in the assessment of neighborhood alternative designs, is to refine traffic simulation models making them more sensitive to spatial design while keeping their sensitivity to local traffic conditions and associated energy consumption and pollutants’ emissions. This paper introduces a methodology relying on the classic four-step scheme for mobility demand modelling together with specific spatial refinement. The neighborhood is divided into fine sub-areas, with specific consequences for each step: first, trips are generated on the basis of sub-area land-use and activity data; second, the trips are distributed between all Traffic Analysis Zones (TAZs), enabling to identify internal short-range trips; third, the mode choice model takes into account the particular access conditions between sub-areas and transit stations or roadway nodes; fourth, traffic assignment involves finer TAZs and finer path description. Furthermore, a 5th step is added to deal with environmental evaluation, especially the allocation of mobility impacts to the project’s sub-areas. These steps are presented and illustrated on the ‘Cité Descartes’ district case study, in Eastern Paris. Dividing its 1 km² area into about 100 sub-areas enabled us to depict the projects’ program and spatial layout very finely, especially so in relation to the transit stops and stations location. Some limitations and needs for further research are also outlined.

Urban farming, especially on rooftops, is a popular and growing topic in both the media and the scientific literature, providing a genuine opportunity to meet some of the challenges linked to urban development worldwide. However, relatively little attention has been paid to date to the growing medium of green roofs, i.e., Technosols. A better understanding of the influence of Technosols and the link with ecosystem services is required in order to maximize the environmental benefits of urban rooftop farming. Between March 2013 and March 2015, a pilot project called T4P (Parisian Productive rooftoP, Pilot Experiment) was conducted on the rooftop of AgroParisTech University. Urban organic waste was used, and results were compared with those obtained using a commercial potting soil, based on yield and trace metal concentrations, substrate characterization, and the amount of leaching. An assessment of the ecosystem services expected from the Technosols was undertaken in terms of the output of food (food production and quality), regulation of water runoff (quantity and quality), and the recycling of organic waste. Indicators of these ecosystem services (e.g., yield, annual loss of mass of mineral nitrogen) were identified, measured, and compared with reference cases (asphalt roof, green roof, and cropland). Measured yields were almost equivalent to those obtained from horticultural sources in the same area, and the Technosols also retained 74–84% of the incoming rainfall water. This is the first quantitative analysis of ecosystem services delivered by urban garden rooftops developed on organic wastes, and demonstrates their multifunctional character, as well as allowing the identification of trade-offs. An ecosystem services approach is proposed for the design of soil-based green infrastructure of this kind and more generally for the design of sustainable urban agriculture.

Green roofs, especially productive ones (e.g. of edible biomass), are urban ecosystems developed in response to the scarcity of arable areas in urban environments. Their installation is also perceived as a possible way to preserve biodiversity in cities. However, the effectiveness of green roofs in supporting biodiversity, especially soil biodiversity, has rarely been studied. In order to orient the ecological engineering of green roofs, it is crucial to understand the resulting biodiversity patterns. We hypothesised that a functional trait-based approach could be used to investigate different ways of colonisation. We investigated collembolan communities in both extensive and productive green roofs. Surprisingly, no difference was observed in either taxonomic or functional structures of collembolan diversity between extensive and productive green roofs. Conversely, according to the functional composition, two ways of colonisation are suggested: a passive wind dispersal − the “flying” collembolans − and a settlement through compost inputs. We conclude that stakeholders should take into account the spatial connections of green roofs with other green spaces in order to support soil biodiversity. Further studies are needed to more accurately elucidate the importance of green roof types for collembolan communities and associated ecological networks.

Rooftop gardens are a promising way to supplement the growing demand for local food production, and are especially relevant in large cities with acute space constraints. However, they face the challenge of achieving viable food productivity while minimizing their impacts on the environment, two priorities that often oppose one another. Also, the actual impacts of management practices, which are deemed environmentally friendly in principle, are rarely quantified. Therefore, evaluations that encompass all components of urban gardens and a comprehensive range of environmental issues are necessary to reveal potential trade-offs and provide guidance in the design of these systems. In this study, we evaluated the environmental and economic impacts of rooftop gardening practices, focusing on crop and substrate selection, which are key parameters in system design but whose consequences have seldom been evaluated so far. Life cycle assessment (LCA) and life cycle costing (LCC) were used to analyze a case study in the center of Paris (France). The production systems considered involved crop rotations of tomato and lettuce each grown in three different substrate types: compost and wood chips; compost, wood chips, and earthworms; and conventional potting soil. Despite the large environmental burdens of compost production, systems with compost performed better environmentally and economically than the system involving potting soil, specifically having 17–47% less greenhouse gas emissions per kg of product. Across systems, length of cultivation and yield appeared to be the most influential determinants of the environmental impacts. Within the compost systems, the most impactful component was the material used for garden infrastructure, and substrate production for the potting soil systems. This is the first study that considers compost as a substrate, weighs its benefits and impacts, incorporates it into a complete garden, and compares it to potting soil. Our results demonstrate that careful system design could significantly abate environmental impacts. They provide critically needed information to people implementing urban rooftop agriculture and considering the trade-offs involved in each decision.

Purpose: This study aims at accounting for the variation in electricity production, processes and related impacts depending on season (heating, cooling), day of the week (tertiary building) and hour of the day. In this context, this paper suggests two alternative methods to integrate grid-building interaction in life cycle assessment of buildings and districts. Methods: An attributional dynamic method (AD) and a marginal dynamic method (MD) are compared with an annual average method (AA), representative of standard practice, using electric space heating as an illustrative case. The different methods are based on a dispatch model simulating electricity supply on an hourly basis, averaging historically observed climatic and economic variability. The meteorological inputs of the model are identical to those of the building energy simulation. Therefore, the environmental benefits from smart buildings and onsite renewable energy production are more accurately evaluated. Results and discussion: Using electricity production (or supply) data for a specific past year is a common practice in building LCA. This practice is sensitive to economic and meteorological hazards. The suggested methodology is based on a proposed reference year mitigating these hazards and thus could be seen as more representative of average impacts. Depending on the chosen approach (average or marginal) to evaluate electricity supply related impacts, the carbon footprint of the electric space heating option for the studied low-energy house in France is evaluated to 61.4 to 84.9 g CO2eq kWh−1 (AA), 78.8 to 110.2 g CO2eq kWh−1 (AD) and 765.1 to 928.7 g CO2eq kWh−1 (MD). Compared to wood and gas boiler, 22–107 and 218–284 g CO2eq kWh−1 respectively, the ranking between the different technical options depends on the chosen approach. Uncertainty analysis does not undermine the interpretation of the results. Conclusions: The proposed electricity system model allows a more precise and representative evaluation of electricity supply related impacts in LCA compared to standard practices. Two alternative methods are suggested corresponding to attributional and consequential LCA. The approach has to be chosen in line with the assessment objectives (e.g. certification, ecodesign). Prospective assessment integrating long-term evolution of the electric system and influence of global warming on buildings behaviour are identified as relevant future research subjects. © 2016, Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Discrepancies between ex-ante energy performance assessment and actual consumption of buildings hinder the development of energy performance contracting (EPC). To address this issue, uncertainty integration in simulation as well as measurement and verification (M&V) strategies have been studied. In this article, we propose a methodology, combining detailed energy performance simulation and M&V anticipation. Statistical studies using Monte-Carlo analysis allow a guaranteed consumption limit to be evaluated according to a given risk. Adjustment and verification procedures are also derived from the simulation results in relation to an optimised measurement plan. The complete process has been tested on a refurbishment project allowing the decrease of the difference between the guaranteed consumption limit and the reference energy consumption from 25 % to 15 % of reference consumption.

Cette étude vise à comprendre les fonctionnements internes de l'une des formes d'agriculture urbaine développée en France: les micro-fermes urbaines. L'approche participative de l'étude a permis d'établir une définition de ces nouvelles formes d'agricultures citoyennes : " les micro-fermes urbaines offrent une diversité d’activités et demandant une part importante de bénévolat dans leur fonctionnement. Situées en milieu urbain, elles mettent sur le marché des denrées alimentaires qu’elles produisent, et une partie des productions peut être auto consommée selon leur capacité de production. Celle-ci est variable, allant de la vente ponctuelle sur place ou encore dans des épiceries de quelques produits disponibles, à la distribution de paniers hebdomadaires. Les quantités produites dépendent de la surface disponible, du choix du système technique et du panel d’offre de services qu’elles proposent pour multiplier les sources de revenu. Localisées dans les interstices de la ville, les surfaces cultivées sont généralement faibles puisqu’elles font face à une pression foncière importante, et un partenariat avec le propriétaire qu’il soit public et/ou privé est indispensable à leur existence. Les structures sont très souvent sous forme associative, un dispositif qui leur permet de bénéficier d’aides diverses récompensant les bénéfices apportés au territoire. " Au travers des 5 projets décrits dans ce manuscrit, nous avons observé des fonctionnements diversifiés. Ainsi, les noms donnés pour chacune des micro-fermes urbaines étudiées correspondent à l'activité principale de la structure, ceci s'avère intéressant pour montrer que la production alimentaire n'est pas systématiquement l'objectif principal de ces projets. Au delà de la capacité de production, les fonctionnements de ces fermes dépendent fortement du contexte du territoire d’implantation, des gestionnaires, des agriculteurs urbains et des partenaires (compétences, capacité à communiquer, motivation, stabilité des contrats etc.), mais aussi des objectifs des choix stratégiques liés au système de culture. Ce sont des systèmes complexes encore fragiles aujourd'hui qui cherchent à se stabiliser. Un début de réflexion sur l'évaluation de la durabilité de ces systèmes est également amorcée à travers la proposition d'indicateurs.

Purpose: This study aims at accounting for the variation in electricity production, processes and related impacts depending on season (heating, cooling), day of the week (tertiary building) and hour of the day. In this context, this paper suggests two alternative methods to integrate grid-building interaction in life cycle assessment of buildings and districts. Methods: An attributional dynamic method (AD) and a marginal dynamic method (MD) are compared with an annual average method (AA), representative of standard practice, using electric space heating as an illustrative case. The different methods are based on a dispatch model simulating electricity supply on an hourly basis, averaging historically observed climatic and economic variability. The meteorological inputs of the model are identical to those of the building energy simulation. Therefore, the environmental benefits from smart buildings and onsite renewable energy production are more accurately evaluated. Results and discussion: Using electricity production (or supply) data for a specific past year is a common practice in building LCA. This practice is sensitive to economic and meteorological hazards. The suggested methodology is based on a proposed reference year mitigating these hazards and thus could be seen as more representative of average impacts. Depending on the chosen approach (average or marginal) to evaluate electricity supply related impacts, the carbon footprint of the electric space heating option for the studied low-energy house in France is evaluated to 61.4 to 84.9 g CO2eq kWh−1 (AA), 78.8 to 110.2 g CO2eq kWh−1 (AD) and 765.1 to 928.7 g CO2eq kWh−1 (MD). Compared to wood and gas boiler, 22–107 and 218–284 g CO2eq kWh−1 respectively, the ranking between the different technical options depends on the chosen approach. Uncertainty analysis does not undermine the interpretation of the results. Conclusions: The proposed electricity system model allows a more precise and representative evaluation of electricity supply related impacts in LCA compared to standard practices. Two alternative methods are suggested corresponding to attributional and consequential LCA. The approach has to be chosen in line with the assessment objectives (e.g. certification, ecodesign). Prospective assessment integrating long-term evolution of the electric system and influence of global warming on buildings behaviour are identified as relevant future research subjects. © 2016, Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Les modes de transport motorisés consomment tous de l'énergie et émettent des polluants locaux -chimiques et sonores. Les embouteillages peuvent aussi être considérés comme des pollutions locales causées par quelques émetteurs et perçues par quelques récepteurs. Des méthodes variées ont été concues afin d'évaluer les impacts et de les lier aux émetteurs et récepteurs. Appelés "attribution" dans le cadre d'évaluation environnementales ou "imputation" lors d'analyses économiques, l'objectif de ces méthodes est d'identifier les causes des impacts et de concevoir des systèmes de gestion ou de compensation pour alléger leurs effets négatifs. Cet article présente un cadre analytique permettant de définir des méthodes d'attribution des impacts de mobilité locale sur un territoire, applicables à tout mode de transport terrestre. La première étape est d'évaluer la contribution individuelle de chaque voyageur aux impacts locaux. Ces contributions peuvent ensuite être cumulées le long de n'importe quel chemin, et donc sur chaque trajet du départ à l'arrivée. L'impact du trajet peut donc être attribué au voyageur, à la zone de départ ou à celle d'arrivée. Après une introduction générale et une revue bibliographique des méthodes d'attribution, divers méthodes d'attribution sont proposées et étudiées. Dans la partie finale de l'article, un mode de calcul et son application sont traités.

Avec une isolation de plus en plus performante, la sensibilité des nouveaux bâtiments aux variations de gains solaire et internes s'accroit. Le contrôle des pare-soleils et de la ventilation devient donc essentiel. Dans cet article, nous étudions la possibilité de maintenir un confort constant dans un bâtiment en contrôlant soit la ventilation mécanique pour un refroidissement nocturne, soit les pare-soleils, soit les deux lors de périodes chaudes. La gestion de l'énergie proposée est composée d'un ensemble prédictif de commandes optimales ; celles-ci sont obtenues par optimisation de programmation dynamique lorsque la météo, l'occupation du bâtiment et les gains internes sont connus sur les 24 prochaines heures. Cette méthode est testée sur une maison bioclimatique à Chambéry (France) ayant une demande annuelle en chauffage de 26 kWh/m².

L’analyse du cycle de vie (ACV) est une méthode de plus en plus utilisée dans le secteur du bâtiment, en particulier pour l’aide à la conception Les études d’ACV sont classées en deux grandes familles : l’approche attributionnelle (ACV-A) et l’approche conséquentielle (ACV-C). Les études ACV-A allouent une responsabilité environnementale au cycle de vie du produit étudié (e.g. l’impact d’un bâtiment). L’ACV-C se focalise sur les conséquences environnementales d’une décision (e.g. décision de construire un nouveau bâtiment). Ceci influence la réalisation de l’étude, notamment au niveau des données utilisées et des techniques d’allocations employées (allocation ou extension du système). Cette communication propose une comparaison entre ACV-A et ACV-C sur un cas d’étude simple : une maison individuelle passive située près de Chambéry. Les différences entre les deux approches sont importantes et peuvent affecter le classement de variantes de conception. Les deux approches sont discutées en fonction de leur apport concernant un objectif d’éco-conception.

Les bâtiments à haut rendement énergétique sont conçus pour réduire les charges énergétiques liées au chauffage, à la climatisation et à l'éclairage. Désormais, la consommation énergétique liée aux usagers (habitudes, ...) et l'analyse de cycle de vie (fabrication des matériaux, construction, maintenant, démolition et traitement des déchets) ont gagne en importance. Afin d'étudier ces questions, à la fois en rénovation et en construction neuve, la simulation thermique a été liée aux analyses de cycle de vie. Cette vision environnementale globale des bâtiments permet de comparer les alternatives, ce qui en fait un outil d'éco-conception. La méthodologie est présentée, ainsi que les éléments de validations de la comparaison entre modèles. L'utilisation de cette méthode est illustrée par l'étude de deux maisons mitoyennes construites en France. Les résultats montrent la contribution des différentes étapes du cycle de vie sur les indicateurs d'impact environnemental et l'influence des usagers sur la performance.

Designing plus energy buildings, at lower environmental impact and lower cost, is a complex optimisation problem. In this context, this paper presents an ecodesign approach of a plus-energy house assisted by multicriteria optimisation. Illustrated by a real case, this approach uses a genetic algorithm to find a set of solutions as close as possible to the theoretical Pareto front, corresponding to the best compromises for the formulated problem. The solutions’ performance was evaluated using a dynamic building energy model (COMFIE), a life cycle analysis model (novaEQUER), and a construction cost database. In order to study the solutions’ robustness, the diversity of occupants’ behaviour was stochastically modelled. The proposed approach is thus contributing to the decision making process, beyond simple evaluation by simulation.

La généralisation planifiée du Bâtiment à Énergie Positive est un enjeu important de développement durable, notamment dans une vision à long terme. Cependant, concevoir de tels bâtiments à moindre impact environnemental et à des coûts maîtrisés pour le marché constitue une problématique complexe pour les professionnels du secteur. Ces travaux de thèse se sont ainsi intéressés au développement d’une méthodologie permettant de fournir une aide à la décision opérationnelle et robuste pour l’écoconception de maisons à énergie positive (MEPOS). Basée sur l’optimisation multicritère (via un algorithme génétique), la démarche proposée associe au sein d’une plateforme multi-outils, simulation thermique dynamique, analyse de cycle de vie, et fonctions de coût de construction, pour identifier, sur une base multicritère (front de Pareto) et sur le cycle de vie, des concepts de MEPOS performantes et fournir au décideur une description des meilleurs compromis. Également intégrées dans la plateforme, des méthodes d’analyses de sensibilité et d’incertitude offrent la possibilité de sélectionner les variables de conception les plus influentes en amont de l’optimisation, et d’évaluer le risque de non-robustesse d’une décision en aval de l’optimisation, notamment au regard des incertitudes sur le comportement des occupants (avec un modèle stochastique d’occupation), et de l’évolution prévisible du climat jusqu’à la fin du siècle. Via une collaboration avec un constructeur, la méthodologie a été appliquée en temps réel au sein d’un processus de conception intégrée d’une MEPOS.

Sustainability is now targeted in nearly all urban projects, but life cycle assessment (LCA) is generally seen as too complex, so that more qualitative approaches are preferred. Indeed, the importance of environmental problems regarding e.g. climate change, human health, biodiversity and resource depletion justifies a more precise decision making process. A life cycle simulation tool has been developed to model urban projects including various buildings, streets, green and other public spaces, and networks (drinking water, waste water, district heating...). This tool, developed in an object oriented approach, associates dynamic building energy simulation and LCA, complemented with modules for open spaces and networks. A set of environmental indicators is evaluated, e.g. resource depletion, energy and water consumption, global warming, waste generation, toxicity. Several alternatives can be compared, constituting an urban design aid. Continuous improvement of the tool has been performed since the 90’s, expanding the boundaries from buildings to districts assessment. A dynamic model was recently introduced to take into account temporal variation of the electricity consumption in buildings and interaction with the electricity system. Results show the importance of this dynamic evaluation in the case of plus-energy buildings. This multidisciplinary approach allows comprehensive assessment of districts, constituting a decision support in early phases of urban projects. The assessment of a project in the Greater Paris Area is presented to illustrate this integrated approach.

En France, 70% des bâtiments neufs sont chauffés avec des équipements électriques, entrainant des pointes de consommation hivernales très importantes. Dans cette publication, nous étudions la possibilité de décaler une partie de la consommation du chauffage en utilisant la masse thermique du bâtiment. La méthode de programmation dynamique a été utilisée pour minimiser une fonction de coût, tenant compte d’une tarification différenciée (heures creuses, pleines et pointes), sous des contraintes associées au confort (température minimale, variation de température maîtrisée) et à la puissance maximale de l’équipement. La régulation proposée surchauffe le bâtiment les heures précédant la pointe, connaissant à l’avance les conditions climatiques, l’occupation et les gains internes pour les 24 prochaines heures. Une étude de cas a été menée sur une maison individuelle, en considérant deux configurations : maison neuve performante et maison ancienne non isolée.

Les outils d’analyse de cycle de vie (ACV) des bâtiments sont utilisés pour orienter la conception vers des ensembles bâtis plus durables. Ils doivent donc être des outils d’aide à la décision robustes. Or, les praticiens d’ACV sont confrontés à de nombreux choix (méthodes, scénarios, paramètres…) induisant des incertitudes dans les sorties du modèle et potentiellement une remise en question des résultats. Dans ce cadre, l’influence des paramètres incertains doit être mieux connue. Trois types d’analyses de sensibilité (le criblage de Morris et les analyses de sensibilité locale et globale), offrant différents compromis coût calculatoire - précision, ont permis d’identifier les paramètres les plus influents pour une maison individuelle performante. Ces travaux, menés avec l’outil d’ACV novaEQUER ont souligné l’influence de la durée de vie du bâtiment, du mix de production d’électricité et des contributeurs majeurs de l’efficacité énergétique de l’enveloppe. Une meilleure compréhension de l’effet des paramètres influents contribue à réduire l’incertitude et à fiabiliser les résultats d’ACV des bâtiments.

L’analyse du cycle de vie (ACV) est une méthode de plus en plus utilisée dans le secteur du bâtiment, en particulier pour l’aide à la conception Les études d’ACV sont classées en deux grandes familles : l’approche attributionnelle (ACV-A) et l’approche conséquentielle (ACV-C). Les études ACV-A allouent une responsabilité environnementale au cycle de vie du produit étudié (e.g. l’impact d’un bâtiment). L’ACV-C se focalise sur les conséquences environnementales d’une décision (e.g. décision de construire un nouveau bâtiment). Ceci influence la réalisation de l’étude, notamment au niveau des données utilisées et des techniques d’allocations employées (allocation ou extension du système). Cette communication propose une comparaison entre ACV-A et ACV-C sur un cas d’étude simple : une maison individuelle passive située près de Chambéry. Les différences entre les deux approches sont importantes et peuvent affecter le classement des variantes de conception. Les deux approches sont discutées en fonction de leur apport concernant un objectif d’éco-conception.

Concevoir des bâtiments à énergie positive, à moindre impact environnemental et à moindre coût, constitue un problème d’optimisation complexe. Dans ce contexte, cette communication présente une démarche d’éco-conception de maisons à énergie positive assistée par optimisation multicritère. Illustrée sur un cas réel, cette démarche utilise un algorithme génétique pour approcher le plus efficacement possible le front de Pareto théorique, c’est-à-dire l’ensemble des solutions présentant les meilleurs compromis du problème formulé. La performance des solutions est évaluée via un modèle de simulation thermique dynamique (COMFIE), un modèle d’analyse de cycle de vie (novaEQUER) et une base de données de coûts de construction. Pour étudier la robustesse des solutions, la diversité du comportement des occupants a été modélisée de manière stochastique. La démarche proposée contribue ainsi à une aide à la décision, au-delà d’une simple évaluation par simulation.

Les outils d’analyse de cycle de vie (ACV) des bâtiments sont utilisés pour orienter la conception vers des ensembles bâtis plus durables. Ils doivent donc être des outils d’aide à la décision robustes. Or, les praticiens d’ACV sont confrontés à de nombreux choix (méthodes, scénarios, paramètres…) induisant des incertitudes dans les sorties du modèle et potentiellement une remise en question des résultats. Dans ce cadre, l’influence des paramètres incertains doit être mieux connue. Trois types d’analyses de sensibilité (le criblage de Morris et les analyses de sensibilité locale et globale), offrant différents compromis coût calculatoire - précision, ont permis d’identifier les paramètres les plus influents pour une maison individuelle performante. Ces travaux, menés avec l’outil d’ACV novaEQUER ont souligné l’influence de la durée de vie du bâtiment, du mix de production d’électricité et des contributeurs majeurs de l’efficacité énergétique de l’enveloppe. Une meilleure compréhension de l’effet des paramètres influents contribue à réduire l’incertitude et à fiabiliser les résultats d’ACV des bâtiments.

Les modes de transport motorisés (voiture, avion, bus, train) ont un rôle important dans les sociétés développées. Comme ils troquent de l'énergie contre un déplacement sur une certaine distance et à une certaine vitesse, leur part dans la consommation totale d'énergie et de matériaux est importante ; la réduction de cette part est un objectif important pour la durabilité. Une évaluation systématique de la performance environnementale et de l'éco-design des modes de transit est donc nécessaire. Cet article traite cet objectif double, en appliquant une méthodologie d'analyse de cycle de vie (ACV) à un mode de transit (comprenant à la fois les infrastructures et les flottes de véhicules). Cette méthodologie est appliqué à l'étude de cas d'un bus à haut niveau de service (BHNS) en Martinique. Les résultats montrent les contributions des sous-systèmes et des phases du cycle de vie du projet à ses impacts environnementaux selon 13 indicateurs. Les impacts sont normalisés par kilomètre-passager. En comparant avec d'autres modes, l'influence des taux d'occupation des véhicules et donc des estimations de la demande ex-ante l'évaluation est démontrée. Pour terminer, une analyse de sensibilité est menée afin de souligner les impacts respectifs des paramètres d'entrée sur les impacts environnementaux et sur l'évaluation du potentiel de l'éco-design des modes BHNS.

The development of on-site renewable energy production and demand management in buildings calls for a deeper understanding of the interaction between building operation and the electricity grid. Electricity consumption in buildings varies in terms of seasons (heating and cooling), day of the week (professional activities) and hour of the day, which is also the case of on-site electricity production (e.g. photovoltaic systems). Centralised electricity production varies as well according to the demand (e.g. during peak hours). This research aims at improving the evaluation of potential environmental impacts of an energy efficient house attributable to electricity consumption and production by taking into account the temporal variation of the electricity production. Electricity end-uses and on-site electricity production were evaluated on an hourly basis in the case of an energy-efficient house. Another objective was to investigate the sources of errors in the assessment. Life cycle assessment was used to evaluate potential environmental impacts based on electricity production data for the year 2013 in France. Results were compared using an annual average electricity supply mix versus hourly data. This case study demonstrates that the use of an annual average mix instead of hourly mix data can lead to underestimation of potential impacts up to 39% for Abiotic Depletion Potential (ADP) and 36% for Global warming potential (GWP) when combining all end-uses. Increase of GWP and ADP when using hourly mix data is mainly explained by higher share of coal and gas power plant in the electricity mix in winter. This coincides with a higher electricity consumption of the studied house in this season due to space heating, electric back-up of the solar water heating system and a lower onsite production (photovoltaic system).

Poster présenté par Anne de Bortoli au World Road Congress à Séoul du 2 au 6 novembre 2015.

Dans l'objectif de réduire les consommations énergétiques des bâtiments et de diminuer leur impact sur le réseau électrique, il est utile de disposer de stratégies de gestion énergétique en temps réel. Il s'agit en effet d'un verrou clé dans la perspective des réseaux intelligents (« smart grids ») et des programmes de gestion de la demande (« demand response »). Cette thèse propose ainsi le développement de stratégies de gestion en temps réel du chauffage électrique d'un bâtiment énergétiquement performant en période de pointe électrique. Tout d'abord, ces stratégies nécessitent l'utilisation et le développement de plusieurs modèles, à savoir un modèle de prévision météorologique, un modèle d'occupation et un modèle énergétique dynamique du bâtiment. Ensuite, dans l'objectif d'un suivi fiable des performances énergétiques et pour un pilotage optimal des installations, le calibrage du modèle de bâtiment à partir de relevés in situ est préférable. Une nouvelle méthodologie, basée sur un criblage des paramètres incertains et sur l'utilisation d'une méthode d'inférence bayésienne (calcul bayésien approché) a ainsi été développée. Enfin, deux méthodes d'optimisation ont été étudiées pour le développement de stratégies de régulation adaptées au temps réel. La première repose sur une méthode d'optimisation hors-ligne dont l'objectif est d'approximer les résultats d'une stratégie optimale calculée par une méthode d'optimisation exacte et ainsi identifier des lois de commandes simplifiées. La deuxième méthode repose quant à elle sur la commande prédictive et l'adaptation au temps réel de la commande optimale sous contraintes d'état et de commande utilisant la pénalisation intérieure. Une maison de la plateforme INCAS de l'Institut National de l'Énergie Solaire (INES) a été utilisée comme cas d'application pour étudier par simulation les différentes stratégies développées.

Sustainability is now targeted in nearly all urban projects, but LCA is generally seen as too complex so that more qualitative approaches are generally preferred. Indeed the importance of environmental problems regarding e.g. climate change, human health, biodiversity and resource depletion should justify a more precise decision making process. This communication presents some tools being developed these last ten years and several applications showing that new computer techniques allow LCA to be applied on a larger scale than just one building. Numerous models have been developed since the 80's to evaluate environmental impacts of one building using LCA, but decisions made at the level of a settlement have important consequences on the energy and environmental performance of buildings. Bioclimatic architecture depends on the outline of the streets: for instance organizing terraced houses with a proper orientation decreases the heating load compared to standard detached houses. Also, collective equipment like district heating and public transport can be more efficient than individual systems. Settlement models are therefore useful to complement building models. A life cycle simulation tool has been developed to model urban projects including various buildings, streets, green and other public spaces, and networks (drinking water, waste water, district heating...). This tool, developed in an object oriented approach, associates dynamic thermal simulation and building LCA, complemented with modules for open spaces and networks. A set of environmental indicators is evaluated, e.g. resource depletion, energy and water consumption, global warming, waste generation, toxicity. Several alternatives can be compared, constituting an urban design aid. This communication presents a case study illustrating a possible application of this tool. Several urban morphologies are compared including residential and tertiary buildings, according to passive or Plus energy concepts. Each alternative is defined according to the same functional unit corresponding to a number of inhabitant and employees during 80 years, in the Greater Paris Area context and climatic conditions. The results are presented showing e.g. the contribution of buildings and transport in the overall environmental balance. Perspectives are proposed to refine the model and complement it, regarding e.g. dynamic and consequential LCA. • Maximal length: 2500 characters including spaces.

EcoSD network is a French association whose main objective is to encourage collaboration between academic and industrial researchers so they may create […]

En France, 40% des bâtiments sont chauffés en électrique résultant en une charge de pointe élevée en hiver. Dans ce contexte, des stratégies optimales (sous les contraintes liées au confort et à la puissance maximale de chauffage) ont été développées selon une méthode de programmation dynamique afin de décaler la consommation électrique pour le chauffage en faisant usage de la masse thermique du bâtiment. Cependant, Cette méthode d'optimisation exacte nécessite un forte intensité de calcul et n'est donc pas adaptée aux contrôles en temps réel. Des techniques statistiques complémentaires existent et prennent en compte l'extraction de modèles de décision logistique à partir des résultats de simulation en contrôle optimal. Ces techniques d'extraction des règles modélisent l'interaction entre les variables explicatives et la variable de réponse. Dans cette étude, un modèle linéaire généralisé a été utilisé car il est capable d'imiter les caractéristiques générales des résultats de programmation dynamique avec une bonne précision et une charge informatique fortement réduite (150 fois plus rapide que la méthode de programmation dynamique).

La simulation énergétique des bâtiments est utilisée pour concevoir des bâtiments confortables et à bon rendement énergétique, en comparant des alternatives architecturales. Néanmoins, les hypothèses usuelles sur l'occupation des bâtiments sont trop simplistes et ne correspondent pas à la réalité ; lors de suivis de performance, les consommations mesurées sont généralement plus élevées que celles prédites. Parmi les raisons de ces différences, le comportement des utilisateurs est particulièrement important. Dans les outils professionnels, l'occupation est modélisée avec des ratios et des profils conventionnels, ce qui manque de précision et ne laisse pas de place à la diversité. Au contraire, le modèle stochastique présenté ici prend en compte les variations des ménages et des utilisateurs selon des charactéristiques socio-démographiques, les emplois du temps, l'usage des appareils électriques et les comportements adaptatifs. Au lieu d'une unique simulation selon un scénario conventionnel donnant lieu à une seule valeur de consommation énergétique, une série de simulations est conduite et fournit une distribution statistique. Une étude d'un bâtiment résidentiel situé à Lyon illustre comment la distribution de probabilité de consommation énergétique obtenue après mille simulations peut être utilisée dans un processus de garantie de performance énergétique (GPE).

Le comportement humain est modélisé de manière sommaire dans les logiciels de simulation énergétique des bâtiments. Or son impact est considérable et il est à l'origine d'écarts importants entre résultats de simulation et mesures in situ. Les occupants influencent les consommations d'énergie des bâtiments par leur présence et leurs activités, les ouvertures/fermetures de fenêtres, la gestion des dispositifs d'occultation, l'utilisation de l'éclairage artificiel et des appareils électriques, la gestion des consignes de chauffage et les puisages d'eau chaude sanitaire. La thèse propose une modélisation de l'occupation incluant l'ensemble de ces aspects suivant une approche stochastique statistique, pour les bâtiments résidentiels et de bureaux. La construction des modèles fait appel à un grand nombre de données issues de campagnes de mesures, d'enquêtes sociologiques et de la littérature scientifique. Le modèle d'occupation proposé est couplé à l'outil de simulation thermique dynamique Pléiades+COMFIE. En propageant les incertitudes des facteurs du modèle d'occupation et du modèle thermique (enveloppe, climat, systèmes), un intervalle de confiance des résultats de simulation peut être estimé, ouvrant ainsi la voie à un processus de garantie de performance énergétique.

Being increasingly insulated, new buildings are more and more sensitive to variations of solar and internal gains. Due to an important use of electrical heating systems, especially in housing, France is facing a growing problem of peak load on its electricity grid. Controlling the heating system often constitutes an efficient solution to shift heating loads while maintaining indoor comfort. The proposed energy management is a predictive set of optimal commands issued from a dynamic programming optimization knowing in advance the weather, occupancy and internal gains for the next 7 days. This method is tested on a low energy house situated in France with an annual heating demand of 14 kWh/m2. In this paper, load shifting according to utility rate incentives and carbon emissions are studied. The importance of building models as well as envelope insulation and thermal mass on energy management results is shown.

Avec une isolation de plus en plus performante, la sensibilité des nouveaux bâtiments aux variations de gains solaire et internes s'accroit. La France fait face à un problème croissant de charge maximale sur le réseau électrique, en particulier à cause des systèmes de chauffage électrique. Le contrôle du système de chauffage est une solution efficace afin de déplacer les charges dues au chauffage tout en maintenant une température de confort. La gestion de l'énergie proposée est composée d'un ensemble prédictif de commandes optimales ; celles-ci sont obtenues par optimisation de programmation dynamique lorsque la météo, l'occupation du bâtiment et les gains internes sont connus sur les 7 prochains jours. Cette méthode est testée sur une maison à basse consommation en France ayant une demande annuelle en chauffage de 14 kWh/m². Dans cet article sont étudiés les déplacements de charge selon les tarifs incitatifs des fournisseurs d'énergie et les émissions carbone. L'importance des modèles des bâtiments, de l'isolation thermique et de la masse thermique sur la gestion de l'énergie est montrée.

Un modèle d'occupation des logements a été développé en intégrant des avancées récentes de la littérature en termes de modèles stochastiques de présence et de comportements adaptatifs, en les articulant et en les complétant grâce à des données statistiques issues du champs des sciences sociales ou de campagnes de mesures. Tandis que la consommation énergétique d'un logement est approchée par une valeur unique lorsque le comportement des occupants est modélisé par des profils et des règles déterministes conventionnels, l'approche présentée permet d'obtenir une distribution statistique de cette grandeur par la réalisation de séries de simulations. A chaque simulation, un ménage différent est généré de manière probabiliste en fonction de propriétés du logement (maison ou appartement, nombre de pièces, localisation) et chacun des membres du ménage est défini par un ensemble de caractéristiques sociodémographiques (âge, sexe, statut d'emploi, etc.). Celles-ci conditionnent l'équipement du logement en appareils électroménagers et permettent de générer des scénarios d'activités des habitants grâce à un modèle calibré sur les résultats d'une Enquête Emploi du Temps de l'INSEE. Ces scénarios sont ensuite utilisés pour localiser les occupants à l'intérieur du logement et simuler l'utilisation des appareils électroménagers et de l'éclairage grâce à un modèle bottom-up précis. Les ouvertures des fenêtres sont également modélisées en fonction de la présence, des conditions extérieures et ambiantes. La méthode est appliquée à un bâtiment d'habitation collectif situé dans l'agglomération lyonnaise ayant subi une rénovation. En supposant que la température de consigne de chauffage n'est pas modifiée, l'espérance des besoins de chauffage annuels est de 44 kWh/m² avec un écart-type de 4 kWh/m². Dans le cadre d'un processus de garantie de performance énergétique, une valeur de 52 kWh/m² peut être assurée avec un risque de 5 %.

La progression vers des bâtiments à haute performance énergétique soulève la question de la fiabilité des codes de calcul dans ce nouveau contexte. Cette communication présente une démarche de validation empirique de l’outil de simulation thermique dynamique COMFIE s’appuyant sur des mesures de température d’une maison expérimentale de la plateforme INCAS de l’Institut National de l’Energie Solaire. Les facteurs incertains du modèle les plus influents ont été identifiés par criblage de Morris pour permettre une propagation des incertitudes associées. Cette variabilité engendrée sur les résultats a été quantifiée et comparée aux incertitudes sur les mesures. En complément, une analyse de sensibilité globale via les indices de Sobol a été menée pour évaluer la contribution de chaque facteur sur l’incertitude globale.

Un outil de simulation du cycle de vie de bâtiments a été développé; il a également été mis en rapport avec la simulation thermique afin de permettre l'évaluation de la consommation d'énergie et des autres impacts environnementaux. Les outils d'ACV existants sont issus d'une méthode statique qui considère les processus et leurs impacts moyens sur une année. Une méthode dynamique a été développée ici afin de modéliser la variation temporelle de la production d'électricité et d'allouer les impacts environnementaux aux différents usages. Les résultats d'une étude de cas montrent une augmentation des impacts environnementaux de plus de 40% comparé à la méthode statique commune. L'ACV conséquentielle serait donc pertinente pour évaluer les conséquences environnementales de technologies telles que le chauffage électrique ou les pompes à chaleur.

Ce rapport est une présentation générale de l’agriculture urbaine sous ses différentes formes, rencontrées dans les pays du Nord, majoritairement en Amérique du Nord et en Europe. Pour écrire ce rapport, une première étude bibliographique a été menée afin de définir « l’agriculture urbaine », ses fonctions et ses formes. Cette première étude montre que le nombre de publications sur l’agriculture urbaine a fortement augmenté depuis les années 90, époque où l’on commence à parler d’agriculture urbaine en Amérique du Nord. Mais très peu de publications analysent les différentes formes actuelles d’agriculture urbaine, c’est pourquoi la deuxième étape de ce travail s’est concentrée sur le recensement de divers projets d’agriculture urbaine dans les pays industrialisés (réalisés ou non).

Les outils d'ACV existants utilisent une méthode statique qui prend en compte les moyennes annuelles des processus et impacts. Cet article présente une méthode dynamique qui a été développée afin d'évaluer les impacts liés à l'électricité dans les bâtiments. Une étude de cas montre une importante divergence entre les résultats des méthodes statiques ou dynamiques. Cette étude est la première étape vers l'introduction de paramètres d'ACV conséquentielle dans l'analyse de cycle de vie des bâtiments.

Face aux changements globaux, au déclin de la biodiversité et à l’augmentation de la population urbaine, la demande des professionnels de la construction pour intégrer la biodiversité dans leurs pratiques est de plus en plus forte. Ma thèse a eu pour objectif de (1) faire un état des lieux de la prise en compte de la biodiversité dans les aménagements urbains et (2) développer de nouveaux outils afin d’aider les aménageurs à améliorer leurs pratiques.

Un guide opérationnel pour approfondir ses connaissances dans le domaine des études d’impact et proposer des pistes d’amélioration pour leur réalisation. Il s’appuie sur l'étude de Marie Aurenche réalisée dans le cadre de la Chaire : « Les évaluations environnementales des infrastructures de transport, État de l’art des méthodes d’évaluation des impacts environnementaux ».

Urban ecosystems are the most complex mosaics of vegetative land cover that can be found. In a recent paper, Francis and Lorimer (2011) evaluated the reconciliation potential of living roofs and walls. For these authors, these two techniques for habitat improvement have strong potential for urban reconciliation ecology. However they have some ecological and societal limitations such as the physical extreme environmental characteristics, the monetary investment and the cultural perceptions of urban nature. We are interested in their results and support their conclusions. However, for a considerable time, green roofs have been designed to provide urban greenery for buildings and the green roof market has only focused on extensive roof at a restricted scale within cities. Thus, we have strong doubts about the relevance of their use as possible integrated elements of the network. Furthermore, without dynamic progress in research and the implementation of well-thought-out policies, what will be the real capital gain from green roofs with respect to land-use complementation in cities? If we agree with Francis and Lorimer (2011) considering that urban reconciliation ecology between nature and citizens is a current major challenge, then “adaptive collaborative management” is a fundamental requirement.

Le secteur du bâtiment contribue de manière importante aux impacts environnementaux, en termes de consommation d’énergie et de matériaux, mais aussi d’émissions polluantes et de déchets. L’analyse de cycle de vie (ACV) permet de mutualiser un grand nombre de données sur les produits et les procédés impliqués dans la construction, afin de mieux cerner les relations de cause à effet entre les décisions, par exemple les choix de conception, et les impacts. Cette communication présente un état de l’art dans ce domaine, décrit la méthodologie, illustrée ensuite sur un cas d’étude, puis discute les limites des connaissances actuelles pour proposer quelques perspectives d’amélioration comme l’ACV conséquentielle et l’extension à l’échelle du micro-urbaine.

La dixième Soirée de la Chaire a été consacrée aux «réseaux intelligents» ou «smart grids», aux opportunités de marché qu’ils représentent, et aux apports de la Chaire sur ce thème. Les présentations d'Olivier Monié, Directeur de la marque Citéos, de Philippe Commaret, Directeur marketing d’EDF, et de Bérenger Favre, Doctorant de la Chaire Éco-conception, ont nourri la réflexion sur les réseaux intelligents dans l'éclairage public, l'électricité et le chauffage.

Les collectivités territoriales s’engagent dans de nombreuses actions pour limiter leurs impacts environnementaux. La ville de Paris cherche à se doter de nouveaux outils permettant de mesurer l’incidence de choix urbains ou architecturaux sur l’environnement dès la phase de conception. Les outils d’analyse du cycle de vie (ACV) permettent aujourd’hui d’évaluer les performances tout au long de la vie d’un ouvrage : construction, exploitation, fin de vie. La recherche présentée dans cet article a permis d’effectuer l’ACV de la ZAC Claude Bernard à Paris et d’observer le potentiel d’aide à la décision pour la maitrise d’ouvrage d’un tel outil.

Energy efficient building are designed to minimize heating, cooling and lighting energy loads, so that attention is now paid on the energy consumption related to inhabitants (e.g. use of appliances) and life cycle issues: fabrication of materials, construction, maintenance, dismantling and waste treatment. In order to study these aspects, both in new construction and renovation projects, thermal simulation has been linked to life cycle assessment. Such a global environmental balance of a building allows for comparison of alternatives, constituting an eco-design tool. This methodology is presented, as well as validation elements from model inter-comparison. Application of this method is illustrated by a case study: two attached passive houses built in France. The results show the contribution of different life cycle stages in the environmental impact indicators (e.g. energy demand, global warming potential, water consumption, waste production...) as well as the influence of occupants on the performance.

Le concept de "bâtiment à énergie positive" combine les économies d'énergie et la production d'électricité renouvelable, avec pour objectif une balance positive de l'énergie primaire chaque année. Comparé à d'autres concepts de bâtiments à haute performance énergétique, celui-ci est extrêmement ambitieux du point de vue énergétique mais des quantités plus importantes de matériaux et de composants sont utilisés. Donc, la pertinence environnementale de ce concept doit être évaluée. Afin de répondre à cette question, une analyse de cycle de vie (ACV), comprenant la fabrication des composants, la construction, l'opération, la maintenance, le démantèlement et le traitement des déchets, a été utilisée afin d'évaluer les impacts environnementaux de deux bâtiments à haute performance énergétique. Quatre scénarios de chauffage ont été étudiés : une pompe à chaleur électrique, une chaudière à condensation utilisant des granulés, une unité de cogénération à granulés, et du chauffage urbain. Le modèle et les simulations ont été faites avec l'outil de simulation thermique COMFIE pour évaluer la charge de chauffage et le niveau de confort thermique et avec l'outil d'ACV EQUER pour évaluer les douze indicateurs d'impact.

Cette publication est la restitution intégrale de la conférence du 10 mars 2011 sur les indicateurs d'éco-conception pour les quartiers durables.

Dans ce document sont présentés les principaux types d'indicateurs de biodiversité et la pertinence de leur application en milieu urbain. Il n'existe pas un indicateur unique permettant de faire état de toutes les facettes de la biodiversité. C'est pourquoi la combinaison d'indicateurs de diversités taxonomique, phylogénétique et fonctionnelle est nécessaire pour estimer au mieux cette biodiversité.

L'analyse de cycle de vie (ACV) est de plus en plus utilisée afin d'améliorer la performance environnementale de produits. Son application au secteur de la construction est prometteur. Divers outils ont été développés et comparés dans le cadre du Réseau Thématique Européen PRESCO (Practical recommendations for sustainable construction). Un modèle d'ACV a été développé pour les agglomérations, permettant d'orienter les choix lors de leur conception ou rénovation. Le système étudié comprend les bâtiments, les espaces publics (rues, parcs) et les réseaux (eau potable, égouts, chauffage urbain). Toutes les étapes du cycle de vie sont modélisées : fabrication des produits, transport, construction, opération, rénovation, démantèlement et traitement des déchets avec recyclage possible. Ce modèle permet une évaluation des différents indicateurs d'impact et la comparaison de concepts alternatifs, afin d'étudier l'influence des bâtiments et de la morphologie urbaine sur un projet d'agglomération. Cet article présente l'application du modèle au Quartier Vauban à Fribourg, avec pour objectif de définir un référentiel de bonnes pratiques et d'y comparer d'autres projets.

Nous donnons un cadre d’analyse pour le système de stationnement, composé d’un système d’offre concrète, d’un système de demande en termes microéconomiques et territoriaux, et d’un système de régulation-planification.

The application of Life Cycle Assessment on a large system like an urban islet allows many aspects to be studied like global planning, mutual shading and shared equipment.

Our objective is to describe and compare five proposal to model the person capacity of a transit route.

A Life Cycle Assessment has been used to evaluate the environmental impacts of the « positive energy house » concept, applied to the case of a positive energy building.

Un outil d’évaluation des impacts environnementaux est proposé pour aider les concepteurs à améliorer la qualité environnementale d’un quartier neuf ou existant. Permettant de comparer plusieurs variantes, cet outil constitue une aide à la conception.

« L'investissement environnemental » supplémentaire des maisons passives est-il récupéré sur la durée de vie du bâtiment, grâce aux économies d’énergie ?

The e-co-housing project aims to develop and test tools supporting a participatory process from the design brief to the real operation of a housing project.

Des outils ont été développés pour évaluer les impacts environnementaux des bâtiments en intégrant la fabrication des matériaux de construction, le chantier, les procédés liés à l’utilisation comme le chauffage et la consommation d’eau, jusqu’à la démolition, le traitement des déchets et le recyclage éventuel.