Alvin LOO

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Elève : Alvin Si Xian LOO

(MRIE5 - Option ISIS)

A l’attention de Mme Anne PANTET

Projet ACV

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SOMMAIRE

I) INTRODUCTION ............................................................................3 II) LAINE DE ROCHE ........................................................................4 III) ANALYSE DU CYCLE DE VIE ..................................................7

III-1) Présentation générale de l’ACV ...............................................7 III-2) Méthodologie de l’ACV ..........................................................9

IV) L’ACV DE LA LAINE DE ROCHE...........................................10

IV-1) Champs de l’étude ..................................................................10 IV-2) Unité fonctionnelle .................................................................11 IV-3) Règles de coupure...................................................................12 IV-4) Inventaire du Cycle de Vie .....................................................13 IV-5) Evaluation des impacts ...........................................................14 IV-6) Interprétation et Pistes d’amélioration ...................................17

V) CONCLUSION .............................................................................19 VI) GLOSSAIRE.................................................................................20 VII) BIBLIOGRAPHIE.......................................................................21

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I) INTRODUCTION

Figure 1 : Fuite thermique d’un bâtiment typique

L’isolation thermique est une technologie qui contribue au développement durable. L’énergie économisée pour chauffer les bâtiments réduit la consommation des ressources énergétiques et l’émission des gaz polluant. Dans le génie civil, puisqu’un bâtiment typique perd 25% de son énergie thermique à travers des murs, il y a un grand intérêt de trouver un bon matériau isolant. Néanmoins, le concept de développement durable exige que ce matériau soit non seulement efficace, mais aussi ait le moins d’impacts possible sur l’environnement.

Afin de connaître et d’établir les impacts, il faut procéder à une Analyse de Cycle de Vie (ACV). L'Analyse de Cycle de Vie se base sur la notion de développement durable en fournissant un moyen efficace et systématique pour évaluer les impacts environnementaux d'un produit, d'un service ou d'un procédé. Les résultats issus de cette analyse peuvent devenir une aide à la prise de décision.

Le but ultime, suivant la logique de pensée cycle de vie, est de réduire la pression d'un produit sur les ressources et l'environnement tout au long de son cycle de vie, de l'extraction des matières premières jusqu'à son traitement en fin de vie, cycle souvent qualifié de berceau au tombeau (« cradle to grave » en anglais). Un deuxième avantage est qu'en limitant les besoins en ressources et en énergie, la chaîne de valeur du produit peut s’améliorer.

Cette méthode a apparu dans les années 1970, et elle entre de plus en plus dans les méthodes couramment utilisées en gestion de l'environnement, notamment depuis sa normalisation avec la série des normes ISO 14040 (la série des normes ISO 14000 concernant la gestion de l'environnement).

Ce dossier présente les résultats d’une Analyse de Cycle de Vie d’un matériau isolant selon ces normes. Le matériau choisi est la laine de roche.

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II) LAINE DE ROCHE

La laine de roche est un matériau naturel utilisé dans le bâtiment qui a beaucoup d’usages. Elle sert comme non seulement un isolant thermique, mais aussi un isolant acoustique, absorbant acoustique ou pour la protection contre l’incendie.

Figure 2 : Laine de roche sous forme de cubes

Elle se présente sous de nombreuses formes: flocons, rouleaux, panneaux semi-rigides et rigides, nus et revêtus, panneaux mono et double densité, complexes d’isolation. Elle est utilisé dans tous les types d’ouvrage (maisons, maisons à ossature bois, logements collectifs, bâtiments administratifs et tertiaires, bâtiments commerciaux, industriels et de stockage) et pour toutes les applications (toitures-terrasses béton et acier, bardages, combles perdus et aménagés, murs périphériques par l’intérieur et par l’extérieur, sols et planchers, cloisons et gaines techniques, cheminées).

Permettant l'aération et laissant passer l'humidité, la laine de roche est également utilisée comme substrat dans les cultures hydroponiques (cultures hors-sol).

Dans le génie civil, la laine de roche présente des très excellentes propriétés :

Avantages Description

Isolation thermique grâce au grand nombre de cellules d’air concentré dans sa structure, la laine de roche possède un pouvoir isolant important.

Isolation acoustique et absorption acoustique

la structure ouverte et enchevêtrée de la laine de roche dissipe naturellement l’énergie sonore, elle est aussi performante pour lutter contre les bruits aériens, les bruits d’impact ou les bruits d’équipements.

Protection incendie

les solutions d’isolation en laine de roche résistent au feu et ne contribuent pas à son extension. Pour le critère de comportement au feu, la laine de roche nue bénéficie de l’Euroclasse A1, la meilleure performance dans la classification européenne des produits de construction.

Résistance à l’eau

la laine de roche est hydrophobe. Grâce à sa structure non capillaire, la laine de roche ne fait pas plus écran au passage de la vapeur d’eau qu’elle ne craint les infiltrations de pluie ou de neige

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Résistance aux termites matériau d’origine minérale, la laine de roche n’apporte aucune nourriture aux insectes. C’est une barrière naturelle contre le développement des colonies de termites.

Propriétés mécaniques durable, inerte et stable, elle conserve toutes ses caractéristiques mécaniques dans le temps

Tableau 1 : Avantages de la laine de roche

En plus, d'après la directive européenne 97/69/CE transposée dans le droit français par l'arrêté du 28 août 1998, les fibres constituant les laines minérales sont exonérées du classement cancérogène. Cette exonération est certifiée par l'EUropean Certification Board (EUCEB). Cette directive est particulièrement favorable à l’industrie BTP, car le remplacement des isolants dangereux pour la santé (ex : amiante) par la laine de roche peut diminuer significativement les risques professionnels des ouvriers.

Aujourd’hui, la laine de roche donne la meilleure performance en tant qu’isolant. Ses caractéristiques techniques sont favorables à tous types d’utilisation dans les bâtiments

Le seul bémol de la laine de roche concerne son bilan environnemental. Selon l’étude ci-présent, son cycle de vie consomme beaucoup d’eau et émet énormément des gaz à effet de serre.

Figure 3 : Basalte

La laine de roche est produite en fondant le basalte, une roche volcanique noire

présente dans de nombreuses régions du monde. D’autres matières premières dans la fabrication sont : le diabase, d’autres roches ignées, et les scories. Le coke est utilisé pour alimenter les fours.

Figure 4 : Diabase

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Dans le procédé de la fabrication, on fabrique tout d’abord des briquettes de roche. 77% des matières premières proviennent des roches naturelles, le 23% restant provient du recyclage.

Les briquettes de roche entre en fusion dans un four chauffé au coke à 1 500 °C. Ce procédé de fabrication s’apparente à l’activité naturelle d’un volcan.

La roche en fusion est ensuite versée dans des roues tournant à très grande vitesse. Cette action leur expulse vers une chambre tournant. Pendant ce processus le matériau refroidit et solidifie en brins de fibre. En même temps, on pulvérise de la colle à résine en petite quantité afin de relier les brins et de les rendre imperméable.

La colle à résine représente 8% de la masse totale du matériau. Elle est fabriquée en mélangeant plusieurs produits chimiques comme le phénol, le formaldéhyde, l’urée et un catalyseur dans un réacteur chimique.

La laine est récoltée et placée sur un tapis roulant. Elle traverse un four où elle est comprimée à une densité et une épaisseur souhaitées.

Finalement, la laine est coupée à des tailles différentes, emballée avec des sacs polyéthylène, puis chargée dans un camion pour la livraison au client.

A l’arrivée à un chantier, elle est installée sur les parois de l’ouvrage si l’on veut s’en servir comme un isolant. Elle va rester et remplir ses fonctions pendant la durée de vie du bâtiment, ou jusqu’au moment où on décide de les remplacer.

La fin de sa vie est marquée généralement par la démolition du bâtiment puis

l’élimination des décombres, ou le démontage pour la phase recyclage.

On peut résumer le cycle de vie de la laine de roche ainsi :

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Figure 5 : Cycle de vie de la laine de roche

III) ANALYSE DU CYCLE DE VIE

III-1) Présentation générale de l’ACV

L’analyse du Cycle de Vie (ACV) est une méthode normalisée pour évaluer les flux de matières et d’énergies et les impacts environnementaux d’un système, ou associés à la production d’un produit ou d’un ouvrage, au cours de son cycle de vie. Les principes de cette méthode sont établis selon la série des normes ISO 14000.

Le but de l’ACV est de : • Identifier des possibilités d’amélioration des performances environnementales des

produits à différentes étapes de leur cycle de vie • Réduire les impacts environnementaux potentiels • Aider à la décision en matière de choix industriels stratégiques • Comprendre et repérer les impacts environnementaux déterminants

Acquisition des matières premières

Production des briquettes

Four

Roues et chambre tournantes

Coupe et emballage

Installation dans un bâtiment

Utilisation

Démolition

Elimination

Recyclage

Production des colles à résine

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• Aider les professionnels à améliorer la qualité environnementale de leur projet d’ouvrage, en particulier lors de la phase de conception ou de mise en œuvre

• Minimiser l’impact environnemental de l’ouvrage en comparant des variantes répondant aux mêmes exigences fonctionnelles et en quantifiant les performances, à long terme, des choix

La démarche ACV est la méthode la plus complète pour réaliser l’inventaire des flux,

quantifier et synthétiser les impacts environnementaux d’une structure, d’un ouvrage, d’un produit, d’un service ou d’un procédé durant l’ensemble de son cycle de vie.

C’est une analyse multicritères – différents types de flux entrants et sortants ; et multiétapes – extraction des matières premières, fabrication des matériaux…). Les données spécifiques à chaque étape du cycle de vie étudié permettent le calcul de l’inventaire complet des ressources prélevées et des polluants et déchets générés. Les résultats sont traduits en termes d’impacts environnementaux générés tout au long du cycle de vie et rapportés à une durée de vie typique en évaluant les données nécessaires à l’étude pour une unité fonctionnelle.

Figure 6 : Flux d’entrée et de sortie d’un système

L’ACV nécessite de réaliser : • La compilation et l’évaluation des flux entrant et sortants à chaque étape de la vie du

produit ou de l’ouvrage • Le bilan complet des consommations de ressources et d’énergie et des émissions dans

l’environnement • L’agrégation des flux matières et d’énergie prélevés et rejetés dans l’environnement • L’évaluation des impacts environnementaux

L’analyse couvre l’ensemble de la vie du système, de la fabrication des matières premières jusqu’à la valorisation ou mise en décharge en fin de vie.

Les phases du cycle de vie pour un ouvrage sont : Phase Description

Production extraction des matières premières, fabrication des matériaux Transport de la sortie du site de production jusqu’à l’arrivée sur le chantier Mise en œuvre de l’arrivée sur le chantier des produits et matériaux jusqu’à la

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réception de l’ouvrage Vie en œuvre en intégrant la gestion, la maintenance et l’entretien de l’ouvrage Fin de vie de la déconstruction de l’ouvrage à la valorisation, recyclage ou

mise en décharge des matériaux de démolition Tableau 2 : Phases du cycle de vie

L’ACV ne porte que sur les aspects quantifiables de la qualité environnementale de

l’ouvrage. Les appréciations plus délicates relatives à l’esthétique de l’ouvrage, à son intégration dans son environnement ou à la qualité de vie des usagers ou des riverains de l’ouvrage ne sont pas considérées par ce type d’analyse.

III-2) Méthodologie de l’ACV L’ACV est un processus itératif qui se décompose en 4 étapes :

I) Définitions des objectifs et du cadre de l’étude : frontières du système étudié et du champ de l’étude, et l’unité fonctionnelle

II) Inventaire de cycle de vie (ICV) III) Evaluation des impacts sur l’environnement IV) Interprétation et Recherche d’améliorations

Figure 7 : Processus de l'ACV

L’ACV nécessite la définition précise de l’objectif, du champ de l’étude, de l’unité fonctionnelle, des frontières du système et l’utilisation de sources de données adaptées, validées et fiables. Les entrants et les sortants pris en compte doivent être appropriés au champ de l’étude.

L’Analyse de l’Inventaire du Cycle de Vie vise à • quantifier les flux économiques et les flux élémentaires associés à chaque étape du

cycle de vie et à chaque processus

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• quantifier les extractions et émissions pour chaque processus • agréger les divers flux

Figure 8 : Quantification des flux à chaque étape

L’évaluation des impacts sur l’environnement permet d’agréger et de convertir les divers flux identifiés pendant la phase d’inventaire, en une série d’impacts environnementaux.

La phase d’interprétation des résultats doit, en particulier, valider la qualité des données, la cohérence des résultats et l’adéquation des résultats avec l’objectif, le champ de l’étude et l’unité fonctionnelle. La qualité des données utilisées est indispensable pour valider les résultats.

IV) L’ACV DE LA LAINE DE ROCHE

IV-1) Champs de l’étude

La démarche ACV appliquée à un ouvrage nécessite la définition précise de son champ d’étude qui se traduit en particulier par :

- la fonction de l’ouvrage - le système associé à l’ouvrage : la modélisation du système doit intégrer l’ensemble

des phases du cycle de vie - la décomposition de l’ouvrage en sous-systèmes : l’analyse nécessite, pour aboutir à

une évaluation environnementale pertinente, une décomposition fine de l’ouvrage en parties d’ouvrage et en sous-ensembles

- limites du système.

Pour notre étude sur la laine de roche, son but principal est de réduire la perte de chaleur des bâtiments, la consommation d’énergie et les coûts. L’ensemble de la phase de vie est expliqué dans la partie II du dossier.

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On décompose le matériau en deux sous-ensembles, comme indiqué dans ses phases de production. Il y a les briquettes et la colle à résine, deux éléments différents qui constituent la laine de roche.

Les limites du système qu’on étudie sont définies par les circonstances actuelles dans l’utilisation de la laine de roche au sein de l’Union Européenne.

• La phase « utilisation » n’est pas inclut dans les résultats car les impacts environnementaux seront négligeables. En effet, on peut déduire que l’isolation qu’on bénéficie grâce à l’utilisation de la laine de roche peut compenser largement les impacts dus à sa production et élimination.

• L’énergie électrique utilisée dans les différentes phases provient des sources différentes en proportions selon la moyenne européenne.

On admet certaines hypothèses dans cette étude:

• Le matériau ne laisse pas de fente après installation dans les 3 dimensions au cours de la vie du bâtiment.

• Le matériau est résistant à l’humidité et à l’attaque biologique • Le matériau n’émet pas de substance à concentrations dangereuses à l’intérieur du

bâtiment • Le matériau est totalement non-combustible.

IV-2) Unité fonctionnelle

L’unité fonctionnelle est l’unité de compte à laquelle va se référer l’ACV. Elle doit être définie avec précision et en cohérence avec le champ de l’étude car toutes les données d’entrée et de sortie du système et les flux lui sont affectés.

Le produit ne sera pas défini comme une référence commerciale ou une unité de vente consommateur. Donc, on n’étudie pas un « produit » ou un matériau dans l’absolu, mais la fonction qu’il remplit, le service rendu. On parle d’unité fonctionnelle du produit, caractérisée par une valeur d’usage bien définie et mesurable. Elle est une mesure de la performance de la fonction du produit.

L’unité fonctionnelle, associée à une durée (Durée de Vie Typique), se décompose en : • une unité de produit • une unité de fonction • une unité de temps

En ce qui concerne les produits d’isolation thermique, la résistance thermique R,

mesurée en m2K/W, est généralement acceptée comme une bonne unité fonctionnelle. On peut en déduire la quantité de matériau isolant nécessaire pour effectuer la résistance thermique durant sa durée de vie.

Dans notre étude, l’unité fonctionnelle a été définie en accord avec le CEPMC (Conseil Européen des Producteurs des Matériau de Construction). CEPMC préconise 50 ans d’utilisation et une valeur de R à 1m2K/W. L’unité fonctionnelle (UF) est ainsi définie :

UF = R . λ . d . A

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Où

R : Résistance thermique à 1m2K/W λ : la conductivité thermique en W/m x K d : masse volumique du matériau en kg/m3

A : surface du matériau en m2

Cette UF ne tient pas en compte les autres matériaux de construction qui interviennent dans son installation. Voici un tableau de récapitulation des résultats de calcul :

Lambda, λ (mW/m.K) 37 Masse volumique, d (kg/m3) 32 UF (kg) 1,184 Epaisseur d’isolation correspondant (mm) 37

Tableau 3 : UF en kg de laine de roche pour 1m2K/W pendant 50 ans

IV-3) Règles de coupure

Le cycle de vie est constitué de très nombreux processus élémentaire ayant tous un impact environnemental plus ou moins important. Il convient donc de prendre en compte les processus élémentaires pertinents et exclure ceux qui ne le sont pas, par le biais de critères d’exclusion adaptés aux spécificités du matériau.

Pour simplifier l’Inventaire du Cycle de Vie, il est possible d’appliquer une règle de coupure sur les flux afin de ne pas prendre en compte les flux peu significatifs. La norme propose une règle de coupure massique dont le seuil est fixé à 98%, c’est-à-dire que les entrants dont la masse est inférieure à 2% sont exclus.

Il est possible aussi de compléter cette règle de coupure par des critères de pertinence environnementale et d’omettre ainsi certains flux des frontières du système.

La Durée de Vie Typique de la laine de roche est 50 ans. On ne peut pas être certain comment l’élimination de ce produit sera gérée dans 50 ans. On ne prend donc en compte que ces quelques options :

• Recyclage en la réutilisant comme un matériau isolant • Recyclage en la transformant en produits de qualité inférieure • Ensevelissement

En ce qui concerne les palettes en bois utilisée pour le stockage de la laine de roche,

on suppose que chaque palette soit servie deux fois avant d’être recyclée pour d’autres usages. La moitié de l’impact du à sa production est attribué à la laine de roche.

Puisque l’emballage de ce matériau est relativement minimal, on négligé ses effets environnementaux.

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IV-4) Inventaire du Cycle de Vie

L’inventaire du Cycle de Vie (ICV) est la phase de l’ACV qui consiste à compiler et à quantifier le bilan complet de tous les entrants (consommation de matières premières, d’énergie, d’eau…) et les sortants correspondants (émissions dans l’air, dans l’eau et dans le sol, déchets…) pour un système, un produit ou un ouvrage, pour toutes les phases de son Cycle de Vie.

Les données quantitatives recueillies correspondant à l’unité fonctionnelle, pour

chaque processus élémentaire inclus dans les frontières du système, sont regroupées en trois principales catégories :

1) Consommation - des ressources naturelles énergétiques et non énergétiques - d’eau - d’énergie récupérée, de matière récupérée

2) Emissions - dans l’air - dans l’eau - dans le sol

3) Déchets - valorisés - éliminés

Pour les calculs, les activités dans le cycle de vie de la laine de roche peuvent être

divisées en deux parties, celles qui concernent les briquettes, et la colle à la résine. Les résultats de l’ICV pour un kilogramme et un UF de la laine de roche sont présentés dans le tableau ci-dessous.

Résultats Unité Briquette Colle

Total par kg

de laine de

roche

Total par UF

(1,184kg)

Matière première fossile MJ 0,00 0,83 2,09 2,47 Combustible fossile MJ 0,56 1,67 11,94 14,14 Energie non renouvelable (totale) (1)

MJ 0,56 2,50 14,03 16,61

Combustible renouvelable (en énergie matière)

MJ 0,00 0,00 0,75 0,89

Matière première renouvelable MJ 0,00 0,09 0,16 0,18 Energie renouvelable (totale) (2) MJ 0,00 0,09 0,91 1,07

Energie

Electricité consommée(3) MJ 0,05 0,07 2,59 3,07 Consommation énergétique totale (1+2+3) MJ 0,62 2,6 6 17,52 20,75

Eau g 166 0 3300 3907 Biomass (ex: bois) g 0 6 35 42 Minéraux g 709 2 777 920 Déchets minéraux g 207 0 226 267 Minéraux rares (ex: Uranium) g 0,0002 0,0000 0,0040 0,0047

Epuisement de ressources naturelles

Gaz naturel g 1 40 111 131

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Pétrole g 8 18 65 77 Charbon g 23 1 476 564 Ammonia g 0 4 4 5 CO2 g 62 49 1200 1421 CO g 0,07 0,01 88,98 105,35 SOx g 0,34 0,16 5,13 6,08 NOx g 0,28 0,18 2,09 2,47 N2O g 0,00 0,00 0,02 0,02 Méthane g 0,21 0,01 0,88 1,04 HCl g 0,02 0,00 0,05 0,06 HF g 0,00 0,00 0,01 0,01 H2S g 0,00 0,00 0,02 0,03 Ammonia g 0,00 0,01 2,00 2,37 Hydrocarbures (sauf méthane) g 0,00 0,03 0,18 0,21 VOC g 0,08 0,10 0,59 0,70

Emission dans l'air

Particules en suspension g 0,04 0,02 1,01 1,19 Particules solides g 0,00 0,00 0,02 0,02 DBO5 (Demande Biochimique en Oxygène à 5 jours) g 0,00 0,00 0,00 0,00

DCO (Demande Chimique en Oxygène)

g 0,00 0,02 0,04 0,05

Composés azotés (en N) g 0,00 0,00 0,01 0,01

Emissions dans l'eau

Composées phosphorés (en P) g 0,00 0,00 0,00 0,00 Dangereux g 0 0 0 1 Non dangereux g 7 0 45 53

Déchets (solid)

Déchets total g 8 1 46 54 Tableau 4 : ICV de la laine de roche

IV-5) Evaluation des impacts

C’est une étape de sélection des catégories d’impacts, des catégories d’indicateurs et des modèles. Les flux d’entrants et sortants sont agrégés et pondérés puis traduits sous forme d’impacts environnementaux en appliquant des règles d’affectation et des modèles d’allocation des flux par catégories d’impacts.

Figure 9 : Agrégation des flux élémentaires

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Certaines substances peuvent avoir des effets supérieurs à d’autres car on applique les facteurs de caractérisation (facteur de pondération) pour agréger les valeurs pondérées en indicateurs.

Figure 10 : Application des facteurs de pondération

Le principe consiste à convertir les flux des substances susceptibles de contribuer à ces

impacts en un flux d’une substance de référence propre à chaque catégorie d’impact :

1) Indicateur épuisement de ressources naturelles On utilise un coefficient de conversion reflétant la « rareté » par rapport à l’Antimoine

(Sb). Les consommations de chaque substance sont exprimées en kg puis multipliées par ces coefficients de conversion.

Ex :

2) Réchauffement climatique

Les émissions dans l’air des gaz à l’effet de serre doivent être converties en kg puis multiplié par les coefficients de conversion s’appelant GWP (Global Warming Potentiel). C’est le potentiel d’effet de serre d’une substance par rapport au CO2 (eq. CO2)

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Ex :

3) Acidification

Il s’agit des émissions dans l’air des substances possédant un potentiel d’acidification atmosphérique. Elles sont prises en kg puis multipliées par les coefficients de conversion. L’indice s’appellant AP (Acidification Potentiel) est le potentiel d’accidification par rapport au SO2 (eq. SO2). Ex :

4) Oxydation photochimique

Il s’agit du potentiel de création d’ozone troposphérique par rapport à l’éthylène (C2H2).

Ex :

5) Eutrophisation

L’apport excessif d’éléments nutritifs dans le milieu naturel peut augmenter des végétaux aquatiques. La photosynthèse ne se fait plus et cela baisse de la teneur en oxygène dans l’eau. La baisse de la teneur en oxygène est mesurée par rapport à l’équivalent PO4

2-.

Ex :

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6) Réduction de la couche d’ozone

Le rôle de l’ozone stratosphérique est de filtrer contre les rayonnements ultra-violets

du soleil. Sa réduction a des conséquences graves sur la santé humaine. Les émissions des substances concernées sont mesurées en kg puis multipliées par le potentiel de réduction de la couche d’ozone (ODP) avec l’équivalent en CFC11 (chloro-fluoro-carbures-11).

Ex :

Après avoir pris en compte les facteurs de pondération et agrégé les valeurs pour les mêmes types d’impacts, on obtient le tableau ci-dessous (Tableau 5) qui résume les résultats quantitatifs vis-à-vis les impacts globaux et régionaux, ainsi que l’utilisation des ressources énergétiques.

On remarque que la phase production contribue le plus à l’impact environnemental. Cela est dû à sa consommation d’énergie. Catégorie d'impact Quantité par kg Quantité par UF Unité Changement climatique 1223 1449 g équivalent CO2 Acidification atmosphérique 10,4 12,3 g équivalent SO2 Eutrophisation 11,2 13,2 g équivalent PO4 3- Formation d'ozone photochimique 3,9 4,6 g équivalent C2H2 Déchets solides 45 53 g Déchets dangereux 0,4 0,5 g Consommation des ressources énergétique non renouvelable (y compris l’énergie matière)

14 16,6 MJ

Consommation des ressources énergétique renouvelable (y compris l’énergie matière)

0,9 1,1 MJ

Electricité consommée 2,6 3,1 MJ Consommation totale d'énergie 17,5 20,8 MJ Consommation d'eau totale 3300 3907 g

Tableau 5 : Impacts environnementaux de la laine de roche

IV-6) Interprétation et Pistes d’amélioration

Il est à noter que le cycle de vie de la laine de roche contribue beaucoup au changement climatique et consomme beaucoup d’eau avec 1,449 kg équivalent de CO2 émis et 3,907 kg d’eau consommé pour une UF. Sa consommation d’énergie de 20,8 MJ par UF

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sera largement compensée plus tard lors de son utilisation comme isolant thermique pour les bâtiments.

Le cycle de vie des briquettes produits beaucoup de déchets et la production de la colle à résines consomme beaucoup d’énergie. Les pistes d’améliorations possibles pourraient concerner le recyclage en quantité plus importantes des briquettes et l’utilisation d’une autre méthode de fabrication de la colle afin de diminuer sa consommation d’énergie.

Puisqu’on considère que la Durée de Vie Typique de la laine de roche est 50 ans. Les règlementations liées à la gestion des déchets peuvent changer au cours de temps. Donc, cette ACV ne donne probablement pas les valeurs proches de la réalité pour la catégorie Déchets Solides et Déchets dangereux. Mais, on sait qu’ils vont diminuer grâce aux règlementations de plus en plus strictes.

On peut comparer ces résultats avec d’autres matériaux isolant. Voici une comparaison d’impact environnemental avec la laine de verre et le lin pour une UF.

Catégorie d'impact Unité Laine de roche Lin Laine de

verre Changement climatique g équivalent CO2 1449 2357 819 Acidification atmosphérique g équivalent SO2 12,3 17 5,5 Eutrophisation g équivalent PO4 3- 13,2 13,82 6,2 Formation d'ozone photochimique g équivalent C2H2 4,6 0,5 0,2 Déchets solides g 53 122 30 Déchets dangereux g 0,5 0,4 1,7 Consommation des ressources énergétique non renouvelable (y compris l’énergie matière) MJ 16,6 27,8 6,8 Consommation des ressources énergétique renouvelable (y compris l’énergie matière) MJ 1,1 15,3 15,4 Electricité consommée MJ 3,1 6,6 4,1 Consommation totale d'énergie MJ 20,8 49,7 26,2 Consommation d'eau totale g 3907 5771 822

Tableau 6 : Comparaison avec d'autres isolants Il semble que parmi ces trois isolants, c’est la laine de verre qui produit le moins

d’impact environnementaux. Elle contribue le moins au changement climatique et consomme le moins d’eau. Le cycle de vie du lin, même avec des origines végétales du lin, produit le plus de quantité d’équivalent CO2 et consomme le plus d’énergie. Le seul avantage de la laine de roche est sa consommation totale d’énergie, qui est éclipsée par les deux autres matériaux.

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V) CONCLUSION On a vu grâce à ce dossier la démarche pour établir l’ACV d’un matériau. La méthodologie peut se résumer en cette succession d’étapes :

1. Sélection d’un matériau 2. Définition du système qui représente de manière la plus pertinent et choix de

l’unité fonctionnelle associée. 3. Synthèse de toutes les données nécessaires à l’établissement des ICV 4. Identification et sélection des catégories d’impacts et des Indicateurs

Environnementaux représentatifs et choix des modèles de caractérisation des impacts.

5. Détermination des divers ICV 6. Agrégation de tous les flux d’inventaire et traduction en impacts

environnementaux afin d’évaluer l’impact environnemental global. 7. Analyse des impacts environnementaux.

La démarche d’ACV a pourtant quelques limites liées :

- Au choix des frontières du système (parfois subjectif), de l’unité fonctionnelle, des sources de données et des catégories d’impacts. Dans cette étude, on a négligé la phase « utilisation » de la laine de roche et cela peut entraîner des imprécisions dans les résultats L’unité fonctionnelle dépendant de plusieurs propriétés thermiques de la laine de roche peut varier selon différentes fabricants.

- Aux précisions sur l’évaluation des flux de matières et d’énergies et aux variabilités des données du cycle de vie. En effet, les flux ne sont pas constants et les valeurs obtenues ne sont donc que des approximations.

- Aux accessibilités, disponibilités et qualités des données (la difficulté liée au manque de données est un problème récurrent et délicat lors d’une étude ACV). Parfois, les données ne sont pas fiables.

- Aux précisions sur la transcription des flux en impact environnemental et sur l’agrégation des impacts

- Aux précisions sur les règles d’imputation, de coupure ou d’exclusion de certains flux - Aux précisions sur la durée de la période d’analyse et sur les évolutions possibles des

techniques d’entretien et de maintenance des ouvrages et de recyclage et valorisation des matériaux d’ici plusieurs décennies. On ne peut pas savoir en avance comment on va éliminer ou réutiliser la laine de roche installée actuellement dans les bâtiments dans 50 ans.

Donc, les données concernant le bilan environnemental doivent être prises avec

précaution car les résultats obtenus par les analyses de cycle de vie varie selon les acteurs et les hypothèses fixées au début.

Avec notre étude, même si le bilan environnemental de la laine de roche peut compromettre la décision de les produire, il faut reconnaître le fait que l’économie énergétique grâce à l’utilisation des isolants thermiques dans les bâtiments compense largement les impacts environnementaux associés à leur production et élimination.

Projet ACV

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VI) GLOSSAIRE Termes Définitions

Analyse de Cycle de Vie (ACV)

compilation et évaluation des entrants et des sortants, ainsi que des impacts potentiels environnementaux d’un système de produits au cours de son cycle de vie

Catégorie d’impact classe représentant les points environnementaux étudiés dans laquelle les résultats de l’inventaire du cycle de vie peuvent être imputés

Déchets

tout résidu d’un processus de production, de transformation ou d’utilisation, toute substance, matériau, produit ou plus généralement tout bien meuble abandonné ou que son détenteur destine à l’abandon Dans le présente document, les déchets sont classés selon :

- déchets dangereux - déchets non dangereux

Durée de Vie Typique (DVT)

durée de vie théorique du produit retenue pour l’unité fonctionnelle

Electricité consommée elle correspond à l’électricité consommée sur l’ensemble des lignes de production

Emballage matériau utilisé pour protéger ou contenir un produit de construction pendant le transport, le stockage, la commercialisation ou l’utilisation

Energie matière (feedstock)

elle correspond à la part de l’énergie primaire contenue dans les matériaux non utilisés comme combustibles entrant dans le système

Flux entrant matière ou énergie entrant dans un processus élémentaire Flux sortant matière ou énergie sortant d’un processus élémentaire

Frontière du système interface entre un système de produits et l’environnement ou d’autres systèmes de produits

Impact environnemental toute modification de l’environnement, négative ou bénéfique, résultant totalement ou partiellement des activités, produits ou services d’un organisme

Indicateur de catégorie d’impact de cycle de vie

représentation quantifiable d’une catégorie d’impact

Inventaire de Cycle de Vie (ICV)

phase de l’analyse de cycle de vie impliquant la compilation et la quantification des entrants et des sortants, pour un système de produits donné au cours de son cycle de vie.

Règles de coupure critère pour l’inclusion des entrants et des sortants

Ressource non renouvelable

ressource qui existe en quantité fixe en différents point de la croûte terrestre et qui ne peut pas être renouvelée sur une échelle de temps humaine

Ressource renouvelable

ressource qui est soit cultivée, soit naturellement renouvelée ou régénérée, à une vitesse qui excède la vitesse d’épuisement de cette ressource, et cela, moyennant une gestion correcte de la ressource

Unité Fonctionnelle (UF) performance quantifiée d’un système de produits destinée à être utilisée comme unité de référence dans une analyse du cycle de vie

Projet ACV

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VII) BIBLIOGRAPHIE 1) AFNOR, Norme française – NF P 01-010 – Déclaration environnementale et sanitaire

des produits de construction, AFNOR 2004 2) A.M. PAPADOPOULOS, E. GIAMA, Environmental performance evaluation of

thermal insulation materials and its impact on the building, 12 avril 2006, Science Direct

3) NEBEL et al., Role of LCA in decision-making in the context of sustainable

development, 2 juillet 2010, Beacon Pathway Limited 4) SCHMIDT Anders et al., A comparative Life Cycle Assessment of building insulation

products made of stone wool, paper wool and flax, 2004, Ecomed Publishers 5) Collection Technique Cimbéton, Analyse du Cycle de Vie d’un pont en béton, avril

2010 CIMbéton 6) Articles de wikipédia : http://fr.wikipedia.org/

• Analyse de Cycle de Vie • Laine de roche

7) Articles de wikiuniversity: http://en.wikiversity.org

• DFE2008 Residential Wall Insulation 8) Site de l’ADEME (Agence de l'Environnement et de la Maîtrise de l'Energie) :

http://www2.ademe.fr/servlet/getDoc?id=11433&m=3&cid=96 9) Article de la laine de roche sur « Tout sur Isolation » :

http://www.toutsurlisolation.com/Choisir-son-isolant/Materiaux-isolants/Laines-minerales/Laine-de-roche

10) Article des laines minérales sur « Nostrodomus » :

http://www.nostrodomus.fr/magazine/article/bien-isoler-sans-se-tromper.html 11) Site de Rockwool : http://www.rockwool.com/ 12) Article des laines minérales sur « Acqualys » :

http://www.acqualys.fr/pages/index.php?id=321#ht 13) Article de l’isolation écologique sur « Consommer Durable » :

http://www.consommerdurable.com/2010/04/isolation-ecologique-quel-materiau-isolant-choisir-laine-de-verre-laine-de-cellulose-laine-de-chanvre-laine-de-mouton-laine-de-bois-liege-expanse-chenevotte-polystyrene/