1 Le développement durable, l’impact environnemental ou encore l’énergie grise sont à ce jour des notions jeunes et conceptuelles dans les pensée s… [600167]

1 Le développement durable, l’impact environnemental ou encore l’énergie grise sont à ce jour
des notions jeunes et conceptuelles dans les pensée s communes. L’énergie grise, aujourd’hui
observée par des pionniers, fera bientôt partie des exigences énergétiques de base des projets,
tout comme les consommations énergétiques des bâtim ents en exploitation.
C’est dans un souci d’appropriation du concept que nous avons choisi de présenter et
d’approfondir le sujet.
Cette étude a pour objectif de restituer le context e général des analyses du cycle de vie et de
l’énergie grise. Aussi, à travers la réalisation d’ études d’impacts environnementaux à l’échelle
de composants du bâtiment, du bâtiment lui-même, et à l’échelle du chantier, il s’agit de révéler
les principaux ordres de grandeurs du domaine de l’ énergie grise, nécessaires pour s’approprier
le sujet. En fonction des résultats obtenus, des re commandations sont émises aux concepteurs.
Dans le contexte complexe de l’énergie grise, le bu t est de définir des leviers de décisions
simples pour les acteurs du bâtiment.
Depuis plusieurs années, l’environnement est au cœu r des actualités, et notamment dans le
secteur de la construction où on observe une prise en compte croissante des aspects
environnementaux. En effet, le parc immobilier rési dentiel et tertiaire consomme 44% de
l’énergie en France. Le contexte général de réchauf fement climatique et d’augmentation du prix
de l’énergie conduit à définir des objectifs de per formance énergétique des bâtiments de plus en
plus ambitieux et induit un renforcement progressif de la réglementation thermique.
On sait aujourd’hui réaliser des bâtiments faibleme nt consommateurs d’énergie, confortables et
sains. On parle essentiellement de la réduction des besoins énergétiques des constructions, et la
question de l’énergie dépensée avant l’achèvement d e la construction est souvent délaissée. Ces
consommations d’énergie indirectes représentaient j usqu’à présent une part minoritaire par
rapport à la consommation du bâtiment lui-même. Mai s l’apparition de bâtiments de plus en
plus performants rend cette part de plus en plus si gnificative. Ainsi, pour compléter les
démarches de réduction des consommations d’énergie en exploitation, naissent les démarches de
réduction des impacts environnementaux.
L’impact environnemental des constructions est un s ujet vaste: il prend en compte un nombre
très élevé de variables ce qui rend une approche sy nthétique difficile. Dans une étude
environnementale, comme par exemple les analyses du cycle de vie, de nombreux impacts
environnementaux sont considérés, tels les émission s de gaz à effet de serre, la destruction de la
couche d’ozone, la consommation d’eau, la productio n de déchets…
Nous focaliserons cette étude sur l’impact "énergie grise" des éléments de construction en
France. La notion d’énergie grise représente l’éner gie mobilisée lors de la construction, durant
l’entretien, et la fin de vie du bâtiment. En effet , cette énergie est fréquemment oubliée, cachée

2 derrière les consommations d’exploitation de nos bâ timents. Cet indicateur "énergie grise" est
d’ailleurs parlant dans le domaine du bâtiment car il peut être mis en relation avec l’énergie
d’exploitation.
Le concept d’énergie grise ("Graue Energie") est tr ès utilisé chez nos voisins suisses, allemands
et autrichiens. Les approches de l’énergie grise fo nt depuis de nombreuses années partie
intégrante des raisonnements de nos voisins. L’expé rience du calcul d’énergie grise est encore
limitée en France. Afin d’appréhender au mieux cett e nouvelle notion, il est donc important de
connaître, d’expliciter, et de diffuser le bon usag e des outils d’évaluation des impacts
environnementaux des bâtiments.
Le sujet de l’énergie grise rentre peu à peu dans l a culture. Il est aujourd’hui observé par des
pionniers mais fera bientôt partie des exigences én ergétiques de base des projets, tout comme
les consommations énergétiques des bâtiments en exp loitation. La prise en compte de l’énergie
grise va changer notre regard sur les projets. Les acteurs du bâtiment sont amenés à acquérir de
nouvelles connaissances quant à l’estimation de l’é nergie grise des projets. Il est évident que les
équipes de maîtrise d’œuvre, ainsi que les entrepri ses et fabricants doivent travailler ensemble,
de manière à intégrer l'efficacité énergétique dès le stade de conception et à quantifier les
impacts environnementaux susceptibles d'apparaître au cours du cycle de vie en raison des choix
techniques effectués à ce stade. A terme, la consom mation d’énergie grise devra être abordée
systématiquement dans les projets.
Nous sommes alors amenés à nous demander quels sont les réflexes à mettre en œuvre chez
les ingénieurs et les architectes pour évaluer l’im pact des choix architecturaux et
techniques sur la consommation d’énergie grise d’un projet ? Quels sont les paramètres
sur lesquels jouer pour réduire l’impact d’un bâtim ent ?
Pour répondre à ces questions, dans un premier temp s, il s’agit de défricher le sujet d’énergie
grise et d’impact environnemental des bâtiments. L’ objectif est de comprendre le contexte
général de l’analyse du cycle de vie. Ainsi, les mé thodes de calculs actuelles d’analyse du cycle
de vie ont été identifiées, les outils et bases de données existants inventoriés et analysés. Aussi,
nous avons cherché à comprendre le fonctionnement d es logiciels d’analyse du cycle de vie et à
rentrer dans les détails de réalisation des bases d e données.
Ensuite, sur la base de l’étude concrète d’un bâtim ent, les ordres de grandeur de l’énergie grise
ont été étudiés, tout comme le retour sur investiss ement en énergie grise des éléments de
construction dits performants énergétiquement. Des conclusions exploitables en tant que levier
de décision pour les concepteurs ont été tirées des études réalisées à l’échelle du bâtiment et à
l’échelle des éléments de construction ; ces conclu sions seront communiquées ci-après.
2. Historique et état des lieux

3 Le XXe siècle s’est terminé sur une prise de consci ence de deux fondamentaux indissociables:
d’une part la globalisation des échanges, facilitée par les technologies de communication,
d’autre part le caractère non illimité des ressourc es planétaires. Ce deuxième constat a poussé
l’humanité à réfléchir à un usage plus responsable des disponibilités matérielles de la planète.
Dans le domaine du bâtiment, cela s’est d’abord tra duit par la volonté de réduire les
consommations énergétiques du bâtiment. Puis, plus récemment, nous avons pris conscience du
fait qu’il fallait aussi élargir l’observation de l ’impact environnemental aux autres étapes de la
vie d’un bâtiment ou d’un produit. Le mode de pense r d’analyse du cycle de vie (ACV) est né.
C’est dans les années 1970, que Coca Cola prend con science des questions environnementales
et, en tant que pionnier, souhaite analyser les imp acts environnementaux de la fabrication de sa
bouteille mythique. A cette époque est donc dévelop pé un processus de suivi des produits, qui
conduit à l’élaboration du principe d'ACV. Il s’agi t d’une méthode de quantification des impacts
environnementaux d’un produit sur l’ensemble des ét apes de son cycle de vie.
Les progrès sont lents et il faut attendre les anné es 1990 pour que l’ACV gagne en légitimité.
En 1992, l’outil d’ACV est présenté au Sommet de la Terre à Rio, puis débute le processus de
normalisation internationale (série des normes ISO 14040). Aussi, des logiciels spécialisés pour
l’ACV dans la construction et dans d’autres secteur s ainsi que des bases de données voient le
jour.
La pratique de l’ACV, sa diffusion et, surtout, sa normalisation au niveau international ont
contribué à la faire passer d’un outil initialement qualifié d’expérimental à un outil de plus en
plus performant et reconnu. Aussi, la thématique d’ ACV et l’intérêt porté sur la part de l’énergie
dans le processus de fabrication restent des sujets dont l’exploration ne fait que commencer.
La prise en compte de l'environnement s'est d'abord limitée à des mesures curatives.
Typiquement, chaque fois qu'un impact environnement al était constaté, un système destiné à le
traiter était mis en place. Progressivement, l'acce nt a été mis sur des mesures préventives, de
sorte que des solutions technologiques et des mesur es organisationnelles soient mises en place
dès qu'un impact environnemental est constaté.
Aujourd’hui, pour inclure le développement durable dans toutes les activités des entreprises, est
née la notion de management environnemental. Cette méthode de gestion doit susciter une
amélioration continue des démarches en faveur de l’ environnement. Plus concrètement, il
consiste à prendre en compte l’impact environnement al, l’évaluer et le réduire.
L’écoconception est une composante du management en vironnemental. Il ne s’agit pas d’une
nouvelle méthode de conception mais de l'intégratio n du paramètre environnement dans les
méthodes de conception existantes. L'écoconception vise à améliorer la qualité
environnementale d'un produit en tenant compte des contraintes environnementales dès la

4 conception des produits. L’écoconception est basé s ur une étude d'analyse des cycles de vie
effectuée par les concepteurs. Cette démarche en pl ein essor joue le rôle d'un véritable levier
d’innovation et fait disparaitre la frontière entre technologie et écologie.
Si dans beaucoup de domaines industriels, l’écoconc eption est devenue incontournable et on
recourt systématiquement à l’analyse du cycle de vi e, dans le monde du bâtiment, c’est loin
d’être le cas. En effet, les méthodes d’analyse de cycle de vie, approches multicritères et
globales, ne sont que difficilement applicables dan s le secteur de la construction puisqu’un
bâtiment est un assemblage d’un nombre conséquent d ’éléments. Quantifier précisément son
impact environnemental s’avère donc complexe.
3. Cycle de vie et l’énergie grise
3.1. Notion de cycle de vie
Pour que l’étude de l’impact environnemental d’un b âtiment ou d’un produit soit globale, elle
doit se faire sur l’ensemble de son cycle de vie.
Dans la démarche d’écoconception, la problématique est la suivante: quelle est la consommation
d’énergie évitée en raisonnant en consommation d’én ergie globale du bâtiment ?
Dès lors, on considère le bâtiment « du berceau à l a tombe » (from cradle to grave). La
naissance correspond à la phase de conception/réali sation, la mort à la phase démolition. Entre
temps, les phases d’exploitation/maintenance consti tuent la vie du bâtiment. A noter que le
bâtiment est un assemblage d’un nombre conséquent d ’éléments de construction, dont il faut
considérer le cycle de vie.
Le cycle de vie de chaque élément de construction s e décompose alors en cinq étapes (figure
1) :
– la production du produit, qui comprend l’extracti on et le transport des ressources, la
fabrication des matériaux et l’élimination des déch ets en usine.
– le transport du produit de l’usine au chantier, e n tenant compte des revendeurs.
– la mise en œuvre de l’élément de construction sur le chantier
– la vie en œuvre ; cette étape considère les impac ts de l’exploitation, l’entretien et la
maintenance de l’élément considéré.
– la fin de vie qui prend en compte du démantèlemen t du produit, son transport, son traitement et
son éventuel recyclage.

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Figure 1 : Schéma du cycle de vie des éléments de c onstruction

Une autre approche du cycle de vie est « From Cradl e To Gate » (du berceau aux portes de
l’usine).
Pour les bâtiments, les étapes de transport, mise e n œuvre, vie en œuvre et fin de vie sont
difficiles à prendre en compte et donc peu précises . Ainsi, souvent, les impacts des éléments de
construction sont calculés seulement pour la produc tion, jusqu’à la sortie de l’usine.
Précisons que le mode de penser « cycle de vie » dè s la conception requiert une évolution des
mentalités. En effet, apprendre aux acteurs du bâti ment (maîtrise d’œuvre, entreprises, maître
d’ouvrage) à regarder plus loin que la livraison du bâtiment ne sera pas chose facile.
3.2. Les impacts environnementaux
Les impacts environnementaux correspondent aux émis sions et aux extractions causées par les
produits dans l’air, l’eau et le sol. Les impacts p euvent être regroupés en deux grandes
catégories: l’épuisement des ressources et les effe ts nocifs sur l’homme ou l’environnement.
Ces catégories d’impacts sont ensuite découpées en dizaines d’indicateurs d’impacts tels que
l’épuisement des ressources, le changement climatiq ue, les déchets….
3.3. L’énergie grise
3.3.1. Définition
L’énergie grise correspond à l’énergie primaire non renouvelable consommée tout au long du
cycle de vie d’un élément de construction. L’énergi e grise d’un bâtiment comprend les
consommations d’énergie mises en jeu en dehors des consommations d’usage habituelles (telles
que chauffage, eau chaude, etc.). Il s’agit donc de l’énergie mobilisée sur tout la cycle de vie

6 d’un bâtiment. Le terme « grise » indique que cette énergie ne se voit pas ou ne se mesure pas,
même si elle existe bien dans la construction.
L’énergie grise d’un élément de construction est la somme de l’énergie contenue dans les
matériaux et équipements qui le composent et de l’é nergie dépensée aux différentes phases de
son cycle de vie (tableau 1).
Production L’énergie nécessaire à la fabrication d e l’élément.

Transport
L’énergie nécessaire au déplacement de l’élément en tre l’usine et le
chantier.
Mise en œuvre
La consommation d’énergie du chantier (énergie et c omposants
nécessaires à la mise en œuvre …)
Vie en œuvre
L’énergie liée au renouvellement de l’élément de co nstruction, s’il a une
durée de vie inférieure à celle du bâtiment.
Fin de vie L’énergie nécessaire à la destruction de l’élément et à son traitement.
Tableau 1 : Energie dépensée durant le cycle de vie d’un produit
3.3.2. Indicateurs
Pour effectuer le bilan énergétique d’un élément de construction, il est nécessaire de définir le
référentiel dans lequel on se place. Les référentie ls sont définis par différents indicateurs. Ils
correspondent à des types de consommation d’énergie . Il est nécessaire de remarquer que tous
les indicateurs tiennent compte de l’énergie primai re. L’énergie primaire représente l’énergie
puisée dans la nature avant toute transformation. C ’est la somme de l’énergie finale et de
l’énergie d’extraction, de préparation et de distri bution. L’énergie finale représente l’énergie
décomptée aux frontières du bâtiment. Il s’agit de l’énergie «payée» par l’utilisateur.
a) Indicateur énergie primaire renouvelable
On prend uniquement en compte la part d’énergie pri maire émanent de sources renouvelables.
Les sources renouvelables sont : la biomasse, l’éol ien, le solaire, la géothermique, l’eau.
L’énergie hydraulique peut aussi être considérée co mme de l’énergie renouvelable. Toutefois, la
production d’énergie renouvelable implique la conso mmation d’énergie primaire non
renouvelable pour la fabrication, l’exploitation et la maintenance des infrastructures.
b) Indicateur énergie primaire non renouvelable
On prend uniquement en compte la part d’énergie pri maire émanent de sources non
renouvelables. Il s’agit de la quantité totale d’én ergie fossile consommée sur tout le cycle de vie
du produit. Ce sont des sources d'énergie qui ne se renouvellent pas assez rapidement pour être
considérées comme inépuisables à l'échelle de l'hum anité. On les appelle aussi énergies de stock
dans la mesure où on doit puiser dans un stock par nature épuisable pour y avoir recours ( univ-
valencienne ).

7 Les énergies non renouvelables sont organisées en d eux familles : les combustibles fossiles
(charbon, pétrole, gaz naturel, …) et l’énergie nu cléaire. La première famille provient de la
dégradation de la matière organique, sa vitesse de régénération est très lente à l’échelle de
l’humanité. L’énergie nucléaire provient à ce jour de la fission nucléaire, dépendante de
l’uranium qui n’est disponible qu’en quantité limit ée sur terre. La fusion nucléaire pourrait
produire de l'énergie sur le long terme, mais ce mo de de production d’énergie n’est pas encore
maîtrisé.
c) Indicateur énergie primaire procédé
Il prend en compte l’énergie consommée pour la prod uction, c’est-à-dire l’énergie mobilisée
dans les opérations de transformation, de fonctionn ement et de transport du matériau ou du
système.
d) Indicateur énergie primaire matière
Il prend en compte l’énergie stockée dans les matér iaux (pouvoir calorifique inférieur) et
théoriquement récupérable en fin de vie. Il s’agit d’un stock d’énergie mobilisé de manière
temporaire. Exemple : l’énergie récupérable par co mbustion d’un produit en bois.

Il est également possible d’aller plus loin dans le découpage en sous-indicateurs, en croisant les
axes matière / procédé et renouvelable / non renouv elable (figure 2). Aussi, il faut toujours
définir quels sont les indicateurs choisis pour les calculs. Le choix de l’indicateur est d’autant
plus important pour la comparaison des résultats.

Figure 2 : Les indicateurs d’énergie

A noter que le terme « énergie grise » n’a pas de d éfinition officielle. En France, le terme
"énergie grise" est le plus souvent associé à l’éne rgie primaire non renouvelable, incluant un
part d’énergie matière et une part d’énergie procéd é. C’est cette définition-là qui sera exploitée
par la suite.
3.3.3 Normes

8 Les normes, internationales, européennes et françai ses, permettent de cadrer la réalisation de
données environnementales. Les données ne sont comp arables que si elles sont produites sur
une même base. Le tableau 2 récapitule les normes q ui concernent la réalisation d’analyse du
cycle de vie des produits. A l’échelle internationa le, c’est la famille de normes ISO14000 qui
représente la base fondamentale de l’ACV, réalisée sous forme d’un guide de bonnes pratiques.
Puis les normes françaises et européennes viennent cadrer la réalisation de données
environnementales des éléments de construction.
ISO 14040 : «Management
environnemental – ACV –
Principes et cadre de la série
ISO 14040» . La norme internationale ISO 14040 fixe les objectif s à atteindre en
termes d’impacts environnementaux, mais elle n’expl icite pas les
moyens à mettre en œuvre pour atteindre les objecti fs.
ISO 14025 : « Marquages et
déclarations
environnementaux –
Déclarations
environnementales de Type
III – Principes et modes
opératoires »
L’ISO 14025 établit les principes et procédures de développement
des déclarations environnementales de type III. Les déclarations
environnementales de Type III correspondent aux Eco -profils et
présentent des informations environnementales quant ifiées sur les
produits (tels que FDES et EPD).

NF 01-010 (obsolète) : «
Qualité environnementale des
produits de construction –
Déclaration
environnementale et sanitaire
des produits de construction » En 2004, cette norme française spécifique aux bâtim ents et
éléments de construction a été créée pour fixer les moyens et le
cadre de réalisation d’une étude d’impacts environn ementale.
Cette norme définit les FDES, « Fiche de déclaratio ns
environnementales et sanitaires » et est composée d e deux volets :
un volet environnemental basé sur les résultats ACV et un volet sur
les risques sanitaires et le confort (hygrothermiqu e, acoustique,
visuel, olfactif).
EN 15804 : « Contribution
des ouvrages de construction
au développement durable –
Déclarations
environnementales sur les
produits – Règles régissant les
catégories de produits de
construction » Il s’agit de la norme européenne qui fixe les moyen s et le cadre de
réalisation d’une étude d’impacts environnementale spécifique aux
bâtiments et aux éléments de construction. Cette no rme définit les
EPD « Environmental Product Déclaration ». L’EN 158 04, publiée
en 2014, est très largement inspirée de la NF 01-01 0, la France
ayant été pionnière dans ce domaine. Cette norme eu ropéenne
remplace aujourd’hui la NF 01-010, rendue dès lors obsolète.

9 CN XP P 01-064 :
« Contribution des ouvrages
de construction au
développement durable –
Déclarations
environnementales sur les
produits – Règles régissant les
catégories de produits de
construction – Complément
national à la NF EN 15804 » La norme EN 15804 n’est pas aussi exigeante que l’a ncienne
norme NF 01-010. Ainsi, les EPD sont moins complète s que les
FDES. Afin de ne pas perdre l’expérience acquise da ns la
réalisation des FDES durant près de 10 ans, la comm ission de
normalisation française a décidé d’élaborer une nor me
expérimentale, la CN XP P 01-064, complément nation al à la NF
EN 15804. Ce complément national complète l’EN 1580 4 pour
permettre la réalisation de déclarations environnem entales et
sanitaires des produits de construction. De ce fait , en France, les
EPD sont réalisées conformément à la norme EN 15804 + CN XP
P 01-064 et elles sont appelées FDES. Les FDES (nou velle
version) sont des EPD améliorées.
Les PCR « Product category
rules » (règles de catégories
de produits) Elles ont pour rôle de fournir un cadre commun pour les praticiens
qui souhaitent produire une EPD dans un secteur don né. Disposer
d’un tel cadre permet de :
– prendre en compte les spécificités des familles d e produits
couvertes par le PCR pour fixer, d’une façon unique , des choix qui
étaient laissés ouverts par ISO 14025,
– simplifier le travail du praticien : il est alors moins coûteux et
plus rapide de produire une FDES
– rendre les EPD comparables (pour la même unité fo nctionnelle)
A ce jour, il existe peu de PCR pour les produits d e construction.
Leur écriture est en cours.
Tableau 2 : Les normes permettent de cadrer la réal isation d’ACV
3.3.4. Certification et labels
Le seul label qui quantifier l’énergie grise est Mi nergie-ECO (Suisse). C’est le résultat de la
coopération des associations Eco-bau et MINERGIE. M INERGIE-ECO fixe des standards pour
un mode de construction qui favorise le confort et l’efficience énergétique d'une construction. Il
s’agit de répondre aux exigences d’une construction saine et écologique, avec une
consommation d’énergie primaire non renouvelable qu i soit inférieure à 50MWh/m².an pour le
cycle de vie du bâtiment.
En France, il existe aussi des labels et certificat ions qui s’intéressent à cette démarche de
réduction des consommations du bâtiment sur toute l a durée de vie.
En premier lieu la démarche HQE (Haute Qualité Envi ronnementale). Les produits de
construction sont principalement concernés par la C ible 2 «Choix intégré des produits, systèmes

10 et procédés, dans le cadre de la démarche HQE pour leurs caractéristiques environnementales».
Pour être validée, cette cible exige l’utilisation de matériaux pour lesquels une FDES (Fiche de
Déclaration Environnementale et Sanitaire) existe. Cela a conduit à développer la réalisation des
FDES de produits par les fabricants. L’objectif est d’être capable de fournir des données
environnementales sur les produits de construction, en précisant la distance de provenance des
matériaux et la quantité de matériaux biosourcés.
Ensuite, le label effinergie+ . Il est recommandé que le bâtiment ou la partie de bâtiment pour
lequel une demande de label effinergie+ est effectuée fassent l’objet d’une évaluation des
consommations d’énergie liées aux cycles de vie des matériaux de construction. La méthode
d’évaluation doit être conforme à la norme NF EN 15 978.
Enfin, l’évaluation de la performance environnement ale des bâtiments a été inscrite dans la loi
Grenelle 2 et débouchera prochainement sur la créat ion d’un label PEB (Performance
Environnementale des Bâtiments). Alors que les labe ls de performance énergétique HPE et
THPE (haute et très haute performance énergétique) se limitent à renforcer l'exigence de la RT
2012 (Règlementation thermique) en matière de conso mmation énergétique, ce nouveau label
permettra d’aller vers une plus grande performance environnementale des bâtiments. Ainsi, en
plus des cinq usages de l'énergie couverts par la R T 2012, ce label devrait prendre en compte les
émissions de CO 2, la consommation d'eau, de déchets etc. sur toute la durée de vie du bâtiment
(construction, exploitation, fin de vie).
Le sujet de l’énergie grise est encore aujourd’hui surtout porté par les pionniers. Le grand pari
est d’en faire comprendre tout l’intérêt à l’ensemb le des acteurs de la construction.
Son arrivée dans les labels préfigure une intégrati on future dans la réglementation thermique.
Aussi, alors que l’Etat a déjà rendu obligatoires l es étiquettes énergétiques des bâtiments (une
note attribuée selon la consommation du bâtiment), des travaux sont en cours quant à la
réalisation d’une étiquette environnementale des bâ timents. Elle serait multicritère, intégrant au
moins les impacts énergie primaire et changement cl imatique, et une note environnementale
sera donnée au bâtiment, ramenée au m².
4. Les outils d’analyse du cycle de vie
L’impact environnemental des constructions est un s ujet vaste: il prend en compte un nombre
très élevé de variables ce qui rend une approche sy nthétique difficile. Il existe des outils
capables d’estimer l’impact environnemental d’un pr ojet: ce sont des logiciels d'ACV.
4.1. Principe d’une étude d’impact de l’ACV
L’ACV est un processus de suivi des éléments de con struction qui évalue une multitude
d’impacts environnementaux sur toutes les étapes du cycle de vie d’un bâtiment. Cet outil est
quantitatifs, multicritères et multi-étapes.

11 Les démarches d’ACV permettent d’avoir une vision g lobale de l’impact environnemental des
projets et de définir les actions prioritaires. Grâ ce aux outils logiciels, il est aisé d’évaluer
quelles étapes (production, utilisation, destructio n) et quels éléments ont le plus grand impact
environnemental. Aussi, l’étude permet d’anticiper le déplacement de pollution d’un élément ou
d’une étape à l’autre.
Dans le domaine du bâtiment, l’ACV peut devenir un outil d’aide à la décision pour les
concepteurs de bâtiment qui seront conscients des i mpacts environnementaux des éléments de
construction.
4.2. Démarche d'analyse du cycle de vie
Une démarche d’ACV est composée de quatre principal es étapes, d’après la norme EN 15804:
– la définition des objectifs et du champ de l’étud e
– l'inventaire des données
– l'analyse des impacts (consommations et émissions )
– l'interprétation des résultats
On note le caractère itératif de ce processus qui a comme conséquence le fait que chaque étape
peut nous amener à revoir les précédentes (ex. : de s difficultés dans l'obtention de données pour
l'inventaire peuvent amener à revoir les objectifs et le champ d'étude). De plus, dans le cadre
d'une ACV, le processus employé est aussi important que le résultat final, il faut donc laisser ce
processus ouvert et compréhensible. Il faut égaleme nt fournir des résultats transparents,
complets et aisés à comprendre.
A noter que les hypothèses de calculs diffèrent bea ucoup d’une étude à l’autre, ce qui engendre
de grandes différences de résultats. Ainsi, plutôt que de s’obstiner à analyser des chiffres, il vaut
mieux tenir compte du caractère relatif des différe nces d’impacts entre matériaux, pour peu que
les valeurs soient calculées sur la base d’un référ entiel commun.
Par ailleurs, les logiciels d’ACV sont à ce jour de s boîtes noires pour les utilisateurs. On y entre
des données et en sortent des résultats chiffrés dé taillés. Le fonctionnement du logiciel est
mystérieux tout comme l’origine des données qu’il u tilise. Dans cette partie, la démarche de
fonctionnement des logiciels et des bases de donnée s sera décryptée.
4.2.1. Définition du champ de l’étude
La première étape de la réalisation d’une ACV est l a définition du champ de l’étude . Cette
étape est déterminante car elle pose les hypothèses de calculs.
Tout d’abord il s’agit de préciser l’objectif d’une étude d’ACV. Il inclut les raisons de l’étude,
les applications envisagées et le public de l’étude .
Ensuite, le périmètre d’étude fixe les étapes du cycle de vie prises en compte d ans l’étude.

12 Aussi, l’étude d’ACV nécessite la construction d’un arbre des processus élémentaires, qui
récapitule tous les flux entrants et sortants du sy stème étudié. Il est donc usuel de définir des
frontières à l’étude, c’est-à-dire de spécifier quels flux so nt inclus et lesquels sont exclus de
l’étude.
De plus, il est nécessaire de définir l’unité fonctionnelle permet de comparer des matériaux à
service rendu identique et non pas à quantité ident ique. L’unité fonctionnelle définit donc une
action quantifiée pendant une durée déterminée. Des éléments sont comparables s’ils ont la
même unité fonctionnelle.
Finalement, la durée de vie doit être déterminée . En effet, les impacts environnementaux d’un
élément de construction sont multipliés par le nomb re de fois qu’il faut le remplacer au regard
de la durée de vie du bâtiment.
4.2.2. Réalisation d’un inventaire du cycle de vie (ICV)
L’inventaire du cycle de vie détermine les processu s de transformation de matière et d’énergie
liés au produit. C’est le bilan quantitatif des flu x entrants et sortants d’un système de produit à
toutes les étapes de son cycle de vie. Les flux son t quantifiés : mesurés, calculés, estimé. Ils sont
exprimés au regard de l’unité fonctionnelle.
Dans un premier temps, après avoir réalisé un arbre des processus élémentaires du système, il
faut collecter des flux associés à chaque processus élémentaire et quantifier les émissions et
extractions pour chaque processus élémentaire. Pour cette étape, il est important de rendre
accessible les sources de données, les critères de coupures (flux négligés) et les règles
d’affectations (affecter les impacts de la producti on entre les co-produits, lorsqu’un processus
génère plusieurs produits).
Puis, une fois les données collectées, on procède à une modélisation systémique, sous forme
d’arbre où apparaissent tous processus unitaires, l es flux échangés (bilan matière et énergie)
ainsi que le périmètre d’étude et les frontières. L ’ inventaire se calcule alors en multipliant les
masses des divers flux répertoriés par des facteurs d’émission ou d’extraction. Une fois les
émissions et extractions quantifiées, elles sont ag régées. L’agrégation des flux consiste à
sommer toutes les émissions et extractions identiqu es en une seule valeur. Exe mple : Toutes les
émissions de CO 2 de tous les processus élémentaires sont additionné es en une seule valeur.
Finalement, on procède au calcul des impacts environnementaux. Les méthodes de calculs
d'impacts ont été introduites afin de relier les fl ux inventoriés aux impacts et dommages
environnementaux dont ils sont à l'origine. Pour ce faire, il s’agit tout d’abord d’établir une liste
de catégories d’impacts que l’on souhaite évaluer. Ensuite, les flux sont triés et répartis dans les
catégories d’impacts auxquelles ils contribuent : c ’est la classification. Puis chaque catégorie
d’impact possède une unité de référence dans laquel le les flux sont convertis au regard de leur

13 contribution (exemple : kgéqCO2) : c’est la caracté risation. Au sein de chaque catégorie
d’impact, les flux sont pondérés par des facteurs d e caractérisation .
Il existe différentes méthode de calcul d’impact. La méthode utilisée dépendra du type de
résultat que l’on veut obtenir (figure 3).
– Mid point (les effets intermédiaires) : o n souhaite connaître les impacts sur
l’environnement. Les flux sont classés et regroupés dans des indicateurs d’impact
(consommation d’énergie, changement climatique, aci dification atmosphérique…)
– Endpoint (les effets dommageables) : o n souhaite connaître les dommages sur
l’environnement. Après avoir regroupé des flux dans des catégories d’impacts, on
regroupe les impacts dans des catégories de dommage s. Il y a 4 indicateurs de
dommages : la santé humaine, la qualité de l’écosys tème, les ressources et le
changement climatique. Cette méthode facilite la co mpréhension des résultats mais la
justification scientifique est moins évidente.
– L’indicateur unique : On regroupe et pondère les dommages dans un indicat eur unique.
La compréhension des résultats et la comparaison de s éléments sont encore facilitées,
mais la valeur scientifique de cet indicateur n’est pas évidente.

Figure 3 : Méthode de calcul d’impacts

14 4.2.3. Les bases de données
Le développement de la pratique de l’ACV à l’échell e du bâti passe obligatoirement par la
disponibilité de données environnementales quantifi ées pour les matériaux et produits utilisés
dans le secteur de la construction.
Pour chaque produit, la donnée source est le fichier qui récapitule toutes les hypothèse s et
résultats de calculs d’impacts : la définition du c hamp de l’étude, l’inventaire de cycle de vie, le
calcul des impacts. Un exemple de donnée source est l’Eco-profil. Il s’agit d’une déclaration
environnementales de type III. Le fabricant met à d isposition une fiche de données quantitatives
sur les impacts environnementaux de son produit. Le s données sont issues d’une analyse de
cycle de vie pour chaque produit (étude multicritèr es et multi-étapes). Aussi, parmi les données,
deux approches se confrontent : des données de maté riaux et de process ou des données sur des
produits de construction.
Les données sources sont ensuite regroupées dans un e base de données . Une base de données
est un ensemble structuré et organisé permettant le stockage de données sources afin d’en
faciliter l’exploitation. Une base de données de qu alité se traduit par la transparence des
informations. Pour que la base de données soit cohé rente, l’idéal est que toutes les données
sources soient produites avec les mêmes hypothèses de calculs d’impacts (champ d’étude, ICV,
méthodes de calcul d’impacts).
Ainsi, parallèlement à l’essor des pratiques ACV, d e nombreuses bases de données sont en
développement de par le monde. Elles se développent généralement par pays et/ou par secteur
économique. Elles sont assez hétérogènes tant en te rme de qualité que de quantité de données.
Parmi les bases de données existantes, Ecoinvent es t à ce jour considéré comme le leader
mondial des bases de données d’impacts environnemen taux. Il s’agit d’une base de données
suisse qui balaie un grand nombre de secteurs, dont la construction. La base de données KBoB ,
basée sur les données Ecoinvent, regroupe les donné es relatives au domaine de la construction
(matériaux, équipements, énergie). Ecoinvent est pa rticulièrement appréciée pour sa
transparence en ce qui concerne la provenance des d onnées, leur mode d’obtention, d’évaluation
et d’intégration dans les calculs. En effet, les do nnées sources sont réalisées par des experts
(EMPA, EPFL, ETH, PSI, Agroscope). Le renseignement des données est basé sur des
compilations de données industrielles alimentées pa r des instituts de recherche internationaux
reconnus. Les données sont établies sur le niveau « procédé unitaire », ce qui fait Ecoinvent une
base de données très souple. Ecoinvent est exploita ble par le biais de logiciels, tels que SimaPro
et GaBi. Elle peut aussi être importée dans des log iciels de type QEB (Qualité environnementale
du bâtiment) tels que Equer.

15 En France, la base INIES est spécifique aux produit s de construction. Elle centralise de manière
formelle et transparente les FDES et PEP des produi ts de construction sur un site Internet et de
les mettre à disposition gratuitement pour l’évalua tion de la performance environnementale des
bâtiments.
La FDES est la donnée source la plus répandue dans le doma ine du bâtiment en France. Ces
fiches ont été mise en place pour communiquer sur l es performances environnementales des
produits et matériaux de construction. Les FDES son t des éco profils, réalisés selon un format
standardisé conformément à la norme NF 01-010 de 20 04 à 2014 puis à la norme EN 15804 +
CN XP P 01-064 depuis 2014. Ces données sont déclar ées par des industriels ou groupements
d’industriels, avec des systèmes de vérification pr oposés mais pas systématiquement
obligatoires. Le label HQE dont la cible n°2 exige l’utilisation de matériaux pour lesquels une
FDES existe a d’ailleurs fortement encouragé les fa bricants à produire ce document. Cependant,
dans la mesure où la vérification des FDES par une tierce partie n’est pas obligatoire, la fiabilité
de ces fiches est souvent remise en cause. Aussi, l es données concernent des assemblages de
produit (fenêtre, mur préfabriqué…) et non des proc essus unitaires, ce qui réduit la flexibilité
des études. La base INIES regroupe à ce jour près d e 1500 FDES. Bien que déjà bien fourni, le
nombre de données est encore trop faible pour couvr ir la multitude de produits sur le marché.
De plus, les champs d’application très précis des d onnées existantes peuvent imposer des
extrapolations hasardeuses lorsque la donnée ne cor respond pas exactement au produit
recherché dans une dimension donnée
Les PEP (Profil Environnement Produit) sont des déclaration s environnementales à observer
pour les équipements et matériels électriques, élec troniques et du génie climatique (luminaires,
chauffage, ventilation…). A noter qu’à ce jour, les PEP concernant les équipements du génie
climatique sont encore très rares.
Au niveau européen, l’équivalent des FDES sont les EPD (Environmental Product Déclaration).
Ces déclarations sont basées sur la norme EN 15804. Elles sont structurées de la même façon
que les FDES mais sont moins complètes que les FDES . Les EPD ne concernent pas seulement
le domaine de la construction, mais tous les produi ts et services en Europe.
4.2.4. Les logiciels d’analyse du cycle de vie
Les logiciels d’ACV sont des outils capables d’expl oiter les bases de données. Ainsi, il devient
possible de modéliser le bâtiment en saisissant les éléments qui le composent, et le logiciel
calcule l’impact environnemental du bâtiment comple t.
Selon la construction des bases de données exploité es par les logiciels, la description d’un
bâtiment peut se faire à différentes échelles et av ec différentes approches. Un bâtiment peut
ainsi être décrit comme une somme de matériaux (du béton, du bois, de l’acier), une somme de

16 produits de construction (des éléments simples ou c omposés: des briques, des tuiles, des
fenêtres) ou encore une somme d’assemblages (un toi t, un mur porteur).
L’utilisation du logiciel doit permettre en premier lieu de comparer des solutions constructives
entre elles avec des résultats lisibles favorisant la prise de décision. Aussi, les résultats
permettent d’évaluer les principaux postes consomma teurs en énergie grise d’un bâtiment. Enfin,
l’idéal est que le logiciel puisse permettre de fai re évoluer le niveau de détail du calcul
(simplifié pour les phases concours, détaillé pour la fin des études).
De nombreux logiciels permettent d’exploiter les ba ses de données existantes. Parmi les plus
répandus dans le monde, on peut citer SimaPro et Ga Bi. Toutefois, ces logiciels sont davantage
conçus pour la réalisation d‘ACV de produits (utile donc pour créer des FDES). Dans le secteur
du bâtiment, ce sont les logiciels d’ACV qui permet tent la modélisation d’un bâtiment complet
qui nous intéressent. Voici les logiciels les plus utilisés dans cette optique en France.
– NovaEquer : ce module d’ACV fait partie de la suite logicielle de STD (Simulation
Thermique Dynamique) Pléiades+Comfie. Pour réaliser l’ACV d’un bâtiment sous
novaEquer, il faut d’abord l’avoir modélisé avec Al cyone et Pléiades + COMFIE, puis
NovaEquer importe les quantitatifs et les résultats de la STD. Ce logiciel utilise la base
de données Ecoinvent 1996. Il prend en compte toute s les étapes du cycle de vie et
beaucoup de données sont paramétrables, pour plus d e transparence et de réalisme. 12
impacts environnementaux sont évalués.
– Elodie : ce logiciel a été développé par le CSTB. L es données exploitées sont d’une part
la base de données INIES (ensemble des FDES et bien tôt des PEP) et d’autres part les
données génériques Elodie. Le logiciel prend en com pte toutes les étapes du cycle de
vie. 9 impacts environnementaux sont évalués.
L’obstacle dans l’utilisation des logiciels réside dans leur effet boîte noire. On y entre des
données et en sortent des résultats chiffrés détail lés. Le fonctionnement du logiciel est
mystérieux pour un utilisateur non formé.
Une démarche de prise en main de l’outil consiste à réaliser une ACV par méthode manuelle.
Cela permet de s’assurer de la fiabilité des résult ats du logiciel et de contrecarrer l’effet boîte
noire en réalisant les calculs soi-même. La démarch e calculatoire est très facile et intuitive dans
la mesure où elle consiste à agréger des données. T out d’abord il s’agit de réaliser le métré de
tous les composants du bâtiment inclus dans l’étude . Puis on associe à chaque composant une
donnée de la base de données. Enfin, pour chaque co mposant, on multiplie le quantitatif (adapté
à l’unité fonctionnelle) et la valeur unitaire de l ’impact considéré et les valeurs d’impacts sont
agrégées par lots de composants. Les résultats calc ulés manuellement sont très proches de ceux
obtenus avec les logiciels. Les écarts résiduels so nt dus à des différences minimes de métrés et

17 d’arrondis. Calculer soi-même l’impact environnemen tal permet de cibler plus facilement un
impact, une étape du cycle de vie, un lot… Exploite r manuellement une base de données est
certes fastidieux, mais cela permet d’effectuer une étude sur mesure.
4.2.5. Interprétation des résultats
L’objectif est de vérifier la cohérence des résulta ts et de conclure sur l’étude, en expliquant les
limites et en fournissant des recommandations.
Tout d’abord il s’agit de tester la robustesse des résultats. On procède à une vérification de
l’étude. Un contrôle de cohérence des hypothèses, d es méthodes et des données est réalisé, puis
un contrôle de sensibilité. Ce dernier permet de dé terminer l’influence des hypothèses prises,
des incertitudes dans les données… Souvent, il s’av ère nécessaire d’opérer à un processus
itératif de revue des données et des hypothèses. A chaque étape, il est possible de revenir en
arrière pour ajouter ou modifier des données. Cela permet d’affiner l’analyse en continu et
conforte le fait que la traçabilité des études est essentielle.
Ensuite, les résultats sont analysés en faisant pre uve d’esprit critique. On définit alors quels
processus ou éléments sont les principales sources d’impact environnemental. Il s’agit
d’indications précieuses sur les éléments à amélior er dans le système étudié. Enfin, il est
nécessaire de veiller à éviter les transferts de po llution : l’amélioration d’une étape ne doit pas
avoir de répercussions à une autre échelle. Il faut toujours se poser la question : zéro émission
ou émissions ailleurs ?
Finalement, lorsque les résultats sont cohérents av ec les objectifs, qu’il n’existe plus de zone
d’ombre dans la démarche ni de valeur énigmatique, les résultats peuvent être communiqués.

Etapes de l’ACV Variables
Définition de l’étude
(champ d’études) Objet étudié : processus unitaire ou
assemblage
Périmètre d’étude
Frontières
Unité fonctionnelle
Durée de vie
Inventaire du cycle de vie Sources de données
Critères de coupure (négligeabilité)
Allocations
Calculs des impacts environnementaux Catégorie d’i mpacts considérés
Classification et caractérisation
Méthode d’analyse (Midpoint ou Endpoint)
Donnée source
Base de données Origine des données : experts ou fabricants
Logiciel : ACV Base de données utilisée
Echelle de travail (matériau, paroi, bâtiment,
lots considérés…)
Expression des résultats
Utilisateur du logiciel (élaboration du métré,
saisie des matériaux, hypothèses de

18 modélisation…)
Tableau 3: Démarche de réalisation d’une ACV et les variables à considérer

En somme, la démarche d’une étude d’impacts environ nementaux est relativement complexe et
demande des efforts de précisions et de transparenc e pour être exploitable. Le tableau 3
récapitule toutes les étapes d’une étude d’ACV. Il met aussi en valeur les variables et les limites
qui apparaissent à chaque étape. Leur nombre consid érable ainsi que le fait qu’elles
s’accumulent tout au long du processus renforce l’i mportance de la traçabilité des démarches.

5. Conclusion
Des études réalisées sur des cas concrets à l’échel le du composant et du bâtiment ont prouvé que
l’évaluation de l’impact environnemental peut deven ir un outil simple d’aide à la décision en
conception. Voici quelques conseils pour simplifier les démarches pour une étude simplifiée,
rapide et adaptée à un projet en phase de conceptio n.
5.1. Choix des impacts étudiés
Les études ont révélé que, le plus souvent, la part d’impact d’un composant garde le même ordre
de grandeur pour différents indicateurs d’impacts. Ainsi, l’observation de l’indicateur
« Consommation d’énergie primaire totale et non ren ouvelable » donne un aperçu global de
l’impact environnemental des éléments de constructi on. De plus, ce résultat est comparable aux
consommations énergétiques du bâtiment en exploitat ion.
Toutefois, pour assurer une étude environnementale complète et affiner l’analyse, il est
nécessaire d’observer plusieurs indicateurs d’impac ts qui révèlent la production de déchets ainsi
que l’impact d’un produit sur l’eau, le sol et l’a ir.
5.2. Choix du périmètre d’étude
En phase esquisse, il est conseillé de se focaliser sur l’étude de la phase de production des
éléments de production, en tenant compte de leur fr équence de renouvellement sur la durée de
vie du bâtiment. Les phases de production et de rén ovation étant les plus énergivores, cela
permet de simplifier les études d’ACV et d’obtenir un bon ordre de grandeur de l’impact
énergétique de la construction d’un bâtiment. Aussi , en plus d’être la plus impactante, la phase
de production est la phase pour laquelle les donnée s sont les plus fiables. En effet, la production
est souvent cadrée par un processus industriel qui laisse peu de place à l’imprévu. Au contraire,
les étrapes de transport, mise en œuvre, et fin de vie sont davantage marquées par des aléas et
dépendantes du contexte.

19 Pour préciser l’étude par la suite et s’assurer que le choix d’une variante ne reporte pas des
impacts en dehors du périmètre de l’opération, il faudrait élargir l’étude à la totalité du cycle de
vie.
5.3. Choix de la base de données
L’idéal est de se référer à une base de données à j our, complète, fiable, locale et de préférence
réalisée ou vérifiée par des experts. Aussi, en pha se esquisse, il est plutôt conseillé d’utiliser une
base de données à jour qui donne des valeurs pour d es matériaux et non pas pour des
assemblages, cela laisse davantage de flexibilité. La base KBoB présente ces avantages.
5.4. Choix de l’expression des résultats
Les valeurs d’énergie grise sont toujours exprimées en mégajoule. Il est conseillé de convertir
ces valeurs en kilowattheure afin de les comparer à des valeurs connues de consommation du
bâtiment en exploitation. On peut dès lors mesurer l’énergie grise en années équivalentes de
chauffage du bâtiment.
Aussi, la décomposition par lots est utile en phase conception afin d’identifier les principaux
contributeurs pour orienter les efforts de concepti on vers ces lots dans le but d’en réduire
l’impact.
5.5. Exploitation des résultats
Il est indiqué d’étudier le caractère relatif entre deux variantes, en veillant à ce que les
comparaisons se fassent sur une base commune, c’est -à-dire avec un même outil et les mêmes
hypothèses. En effet, à ce stade de maturité du suj et d’ACV, l’expérience dans le domaine de la
performance environnementale du bâtiment (PEB) ne p ermet pas de juger des chiffres et de tirer
des conclusions de l’analyse. Aussi, on ne peut pas affirmer qu’une étude d’ACV multicritère et
multi-étape soit précise, dans la mesure où trop d’ hypothèses entrent en jeu. Toutefois, les
ordres de grandeur qui en résultent sont intéressan ts.
5.6. Conclusion sur l’ACV à l’échelle d’un bâtiment
L’énergie grise nécessaire à la construction du bât iment représente aujourd’hui près de 20% de
la consommation énergétique globale du bâtiment sur son cycle vie, exploitation comprise.
Cette énergie investie dans la construction est équ ivalente à environ 25 années de
consommations de chauffage du bâtiment. Et cette pa rt d’énergie investie dans le bâti tend à
augmenter dans la mesure où les consommations énerg étiques des bâtiments en exploitation
diminuent fortement. C’est là que les démarches d’é valuation des impacts environnementaux
prennent tout leur sens. Elles viennent compléter l es études énergétiques et permettent d’aller
plus loin dans la conception de bâtiments à haute l a performance environnementale.