Analyse de Cycle de Vie
Un outil d’écoconception
L’Analyse de Cycle de Vie (ACV) peut s’appliquer en tant qu’outil d’aide à la décision et d’écoconception.
La norme ISO 14006 définit l’écoconception comme « une approche systémique qui prend en considération les aspects environnementaux du processus de conception et développement dans le but de réduire les impacts environnementaux négatifs tout au long du cycle de vie d’un produit ».
L’écoconception est au cœur même de la transition écologique dans les ouvrages souterrains. En effet, elle permet de réduire les impacts environnementaux (notamment l’empreinte carbone, la consommation des ressources naturelles et énergétiques…) sur l’ensemble du cycle de vie : de la conception à l’éventuelle fin de vie, en passant par la construction et l’exploitation. L’innovation et la transition numérique accompagnent et favorisent l’écoconception.
L’Analyse du Cycle de Vie (ACV) est une méthode multi-étape et multicritère qui permet de quantifier les impacts environnementaux d’un ouvrage sur la totalité de son Cycle de Vie. Elle s’appuie sur les normes de management environnemental ISO 14040 et 14044.
Les objectifs de l’analyse de cycle de vie
Une ACV appliquée aux ouvrages souterrains permet :
- d’en déterminer les impacts environnementaux,
- d’identifier les étapes du cycle de vie ou les aspects qui peuvent être améliorés,
- de comparer des solutions et des variantes innovantes répondant aux objectifs définis.
L’ACV peut également être appliquée à un périmètre plus restreint, comme une solution constructive ou un matériau.
L’ACV des ouvrages souterrains permet d’apporter des éléments d’analyse objectifs dans le processus de prise de décision, l’enjeu étant de mieux porter les projets d’ouvrages souterrains et de mieux appréhender les postes significatifs en termes d’impacts, afin de prioriser les efforts à réaliser. L’ACV peut également être utile pour définir un critère d’attribution du marché. Un système de primes/pénalités peut alors être mis en place afin de vérifier l’atteinte des objectifs et le respect des engagements.
Quand et comment adopter une analyse de cycle de vie ?
On distingue trois types d’utilisation possible de l’ACV selon le stade d’avancement du projet :
- Au stade de l’étude d’opportunité : l’échelle de réflexion la plus pertinente est celle de l’infrastructure en comparant des variantes de tracé ;
- Au stade des études de conception puis d’exécution : l’échelle de réflexion est alors celle du tunnel ;
- Le stade « chantier » ou DOE (dossier des ouvrages exécutés) ; l’échelle d’analyse est celle du tunnel.
Les deux premières relèvent de l’écoconception, telle que définie précédemment. On procède par comparaison de solutions ou scénarios sur des périmètres plus ou moins restreints (ex. comparaison de voussoirs bas carbone et de voussoirs « classiques ») avec des hypothèses posées pour le choix des données qui ne sont pas encore connues à ces stades du projet.
La troisième utilisation possible de l’ACV relève de la réalisation d’un bilan environnemental. Il ne s’agit plus de comparer des scénarios ou solutions mais d’évaluer en détail les impacts environnementaux du tunnel afin de s’assurer du respect des engagements du maître d’ouvrage ou bien des entreprises en faveur de l’environnement.
Les étapes de l’analyse de cycle de vie
La démarche globale de l’Analyse du Cycle de Vie intègre la durée de vie complète de l’ouvrage en décomposant son cycle de vie en 5 grandes étapes :
- fabrication des matériaux,
- transport,
- réalisation de l’ouvrage,
- vie de l’ouvrage,
- fin de vie.
Exemple d’éléments intégrés dans l’analyse de cycle de vie d’un ouvrage souterrain
Les différents postes pouvant être intégrés dans le périmètre de l’ACV d’un tunnel sont présentés dans le schéma ci-dessous.
Retour d’expérience
Grâce aux résultats des études menées par le CETU, on dispose désormais d’ordres de grandeur des impacts sur le changement climatique du génie civil d’un ouvrage souterrain, dans le cas d’un creusement en méthode conventionnelle. Le cas du creusement au tunnelier est en cours d’étude.
Les ordres de grandeur obtenus pour les équipements d’éclairage (hors cas des LED pour le moment) et de ventilation sont 5 à 10 fois inférieurs à ceux du génie civil. A terme, l’ACV permettra de traiter l’ensemble du cycle de vie d’un tunnel avec tous ses sous-systèmes.
Actions de recherche du CETU
Le CETU est actuellement co-encadrant d’une thèse lancée en 2023 sur « l’Evaluation des impacts environnementaux du creusement au tunnelier des ouvrages souterrains par l’Analyse de Cycle de Vie (ACV) ». Ce travail de recherche est mené en collaboration avec le Laboratoire Navier (Ecole des Ponts, CNRS et Université Gustave Eiffel), et en partenariat avec le Tunnel Euralpin Lyon-Turin (TELT) et Herrenknecht.
Dans le cadre du PEPR « Sous-sol, bien commun », le CETU est également impliqué dans le projet ciblé n°10 « S-Pass ». Une thèse est prévue en collaboration avec le laboratoire Navier de l’ENPC. Elle a pour objectif l’évaluation de la contribution du souterrain à la ville durable.
Par ailleurs, le CETU a été impliqué dans le groupe de travail Ecoconception de l’AFGC et poursuivra ce travail dans le cadre du groupe DIOGEN (Données d’Impacts des Ouvrages de Génie Civil).
Publications
Recommandations AFTES
Le CETU anime le GT41 de l’AFTES « Travaux souterrains et développement durable » et dans ce cadre prépare actuellement une recommandation sur l’Analyse de Cycle de Vie appliquée aux tunnels (publication prévue en 2025).
Articles de congrès
« Transition écologique dans les tunnels » : L. D’ALOIA SCHWARTZENTRUBER, C. LARIVE,
L. BAUCAL-POYAC, (CETU), Congrès international de l’AFTES 2023
« Analyse du Cycle de Vie (ACV) appliquée à la gestion des matériaux excavés en travaux souterrains : Cas d’étude du prolongement du métro B à Saint-Genis-Laval Hôpital Lyon Sud » - J. RODRIGUES (dss+, Genève), L. D’ALOIA SCHWARTZENTRUBER (CETU), G. DUFOUR (SYTRAL), N. GONDRAN (Ecole des Mines Saint Etienne), Congrès international de l’AFTES 2023
« Première approche de l’évaluation des impacts environnementaux du creusement au tunnelier par l’analyse du cycle de vie (ACV) », L. BAUCAL—POYAC, L. D’ALOIA SCHWARTZENTRUBER (CETU), B. AMOR, LIRIDE, Canada, A. FERAILLE, (Laboratoire Navier : Ecole des Ponts Paristech, UGE et CNRS), Congrès international de l’AFTES 2023
Publications dans des revues scientifiques ou professionnelles
« Bilan environnemental de la galerie de sécurité du tunnel du Siaix », L. D’ALOIA-SCHWARTZENTRUBER, C. CABUT (CETU), M. MASSONNAT (DIR Centre-Est), G. LEYMARY (EVEA-Conseil), Journées Génie Civil AFGC, _-ç juin, 2021
« Analyse de cycle de vie de l’éclairage et de la ventilation en tunnel routier », E. CHARLES, M. YAGHZAR, L. D’ALOIA-SCHWARTZENTRUBER (CETU), Tunnels et Espaces Souterrains n° 278, 2021
« L’Analyse du Cycle de Vie (ACV) appliquée aux ouvrages souterrains », L. D’ALOIA-SCHWARTZENTRUBER, Academic Journal of Civil Engineering, volume 40, 2022
« L’Analyse du Cycle de Vie (ACV) appliquée au creusement des ouvrages souterrains », L. BAUCAL-POYAC, L. D’ALOIA SCHWARTZENTRUBER (CETU), A. FERAILLE (ENPC), Academic Journal of Civil Engineering, volume 41, 2023 »
« Les ouvrages souterrains sous l’angle environnemental et climatique », L. D’ALOIA-SCHWARTZENTRUBER, J. BURDIN (Ingénieur Conseil), Mines et carrières n°314, juin 2023.
« L’écoconception des ouvrages de génie civil : un changement de paradigme, B. DAUBILLY (Cimbéton), P. CATHELAIN, J. ARMENGAUD (NGE), P. BISCHOFF, J.B. SIMON (Eiffage Infrastructures), S. BRAYMAND (Université de Strasbourg), L. D’ALOIA-SCHWARTZENTRUBER (CETU), M. ROYER-MULLER (Construiracier), J.C. SOUCHE (IMT Mines Alès), S. BETHMONT (SETEC TPI), Revue des routes et de l’aménagement, N° 1003, avril 2024.