Resultats / Les impacts
A la plupart des problèmes environnementaux actuels comme le changement climatique, le dépérissement des forêts, la mort des rivières et des lacs, l’épuisement des ressources, la génération de déchets et les effets sur la santé correspondent des indicateurs permettant d’évaluer les impacts potentiels résultant des choix techniques, et ainsi d’orienter les décisions.
1 Les Indicateurs de potentiel
Il reste difficile d’établir des liens précis entre les émissions et les impacts réels (par exemple entre l'émission de gaz carbonique et les dégâts causés par une tempête ou une inondation...). Il est alors pertinent de recourir au principe de précaution dans l’état actuel des connaissances : même si tous les impacts des émissions de gaz à effet de serre ne peuvent pas être identifiés avec certitude, il convient par précaution de réduire ces émissions. De ce fait découle l’utilisation d’indicateurs de potentiel. Un impact potentiel ne se produira pas nécessairement, mais l’indicateur est utile car la réduction de cet impact potentiel permet de réduire le risque de l’impact réel. L’indicateur de potentiel de réchauffement global (GWP, global warming potential) correspond à cette catégorie. Les indicateurs d’acidification et d’eutrophisation également, mais pour des raisons différentes.
Les émissions à l’origine du phénomène des pluies acides ont réellement un impact sur la végétation si leur concentration est suffisamment élevée. L’impact dépend non seulement des émissions induites par le procédé ou le produit étudié, mais aussi de ce qui est appelé la "concentration de fond", liée à l’ensemble des autres émissions dans la même région. Les émissions évaluées par l’indicateur, liées uniquement au procédé ou au produit étudié, n’ont donc qu’un impact potentiel.
En ce qui concerne l’eutrophisation, la réalisation de l’impact est également liée à la concentration en polluant, mais celle-ci dépend plus de la dilution des produits que de leur quantité. Ainsi, une quantité donnée de polluant aura plus d’impact réel si elle est émise dans un petit lac que si elle est rejetée vers l’océan. Il faut toutefois noter que les conséquences sont visibles même sur les côtes des océans, avec le phénomène des algues vertes.
Les indicateurs sont évalués d’après les flux élémentaires, quantités de substances émises ou puisées dans l’environnement. L'ensemble des flux élémentaires constitue l'inventaire d'un produit ou d'un procédé au sens de l'analyse de cycle de vie. En notant Ci,j le coefficient d'agrégation du ie flux élémentaire (Fi, exprimé en kg) pour l'indicateur Ij correspondant à l'impact j, nous avons :
Ij = S Ci,j . Fi (1)
i
Par exemple l’indicateur du réchauffement global (GWP) est exprimé en poids d’équivalent C02 : la contribution relative des gaz émis dans l’atmosphère est fonction de leurs propriétés optiques. La durée de vie dans l’atmosphère des substances qui contribuent à l’effet de serre n’étant pas forcément égale à celle du CO2, les coefficients d’agrégation dépendent de la durée d’analyse considérée. L’indicateur GWP100 est évalué sur un horizon de 100 ans. Nous incluons dans notre évaluation le CO2 d'origine non fossile de manière à prendre en compte l'utilisation du matériaux bois dans la construction (absorption de CO2 lors de la croissance des arbres, émissions lors de la mise en décharge et l'incinération, avec éventuellement valorisation énergétique).
A titre d'exemple, l'indicateur pour l'effet de serre à horizon 100 ans se calcule par :
GWP100 = 1 . F1 + 24,5 . F2 + 320 . F3 + 5 . F4 + 9 . F5 + 24 900 F6
+ S Ci . Fi (2)
i>6
où F1 à F6 sont respectivement les quantités de C02, de méthane, de N2O, de trichlorométhane, de dichlorométhane et de SF6 émises. Les flux d’indice i supérieur à 6 correspondent à des CFC, des HCFC, des HFC, des HC et des halons : la liste de ces substances et les valeurs correspondantes des coefficients Ci sont données ci-dessous.
Les tableaux suivants contiennent les coefficients (ou indices) avec lesquels l'agrégation de l'inventaire en indicateurs environnementaux est effectuée. Ces valeurs reflètent l'état actuel des connaissances, et elles peuvent donc changer au fur et à mesure de l'amélioration de ces connaissances. Nous avons repris ces valeurs du rapport du CML [HEIJUNGS, 1992][#_ftn4 [4]], sauf indication contraire.
1.1 EFFET DE SERRE
Les potentiels des différents gaz à l'effet de serre [IPCC, 1994[#_ftn5 [5]]] sont donnés dans le tableau suivant. L'indice qu'ils représentent s'appelle le GWP (Global Warming Potential) et nous en donnons les valeurs pour des échelles de temps de 20, 100 et 500 ans. L'indicateur est exprimé en kg équivalent de CO2 (nous avons considéré une période de 100 ans dans notre analyse).
| POTENTIEL DE RÉCHAUFFEMENT GLOBAL DES GAZ À EFFET DE SERRE | ||||
|---|---|---|---|---|
| Formule | Substance | GWP20 | GWP100 | GWP500 |
| CO2 | dioxyde de carbone | 1 | 1 | 1 |
| CH4 | méthane | 62 | 24,5 | 7,5 |
| N2O | hémioxyde d’azote | 290 | 320 | 180 |
| CFCl3 | CFC-11 | 5000 | 4000 | 1400 |
| CF2Cl2 | CFC-12 | 7900 | 8500 | 4200 |
| CF3Cl | CFC-13 | 8100 | 11700 | 13600 |
| CF4 | CFC-14 | 4100 | 6300 | 9800 |
| CHF2Cl | HCFC-22 | 4300 | 1700 | 520 |
| C2F3Cl3 | CFC-113 | 5000 | 5000 | 2300 |
| C2F4Cl2 | CFC-114 | 6900 | 9300 | 8300 |
| C2F5Cl | CFC-115 | 6200 | 9300 | 13000 |
| C2F6 | CFC-116 | 8200 | 12500 | 19100 |
| CHCl2CF3 | HCFC-123 | 300 | 93 | 29 |
| CHFClCF3 | HCFC-124 | 1500 | 480 | 150 |
| CHF2CF3 | HFC-125 | 4800 | 3200 | 1100 |
| CHF2CHF2 | HFC-134 | 3100 | 1200 | 370 |
| CH2FCF3 | HFC-134a | 3300 | 1300 | 420 |
| CH3CFCl2 | HCFC-141b | 1800 | 630 | 200 |
| CH3CF2Cl | HCFC-142b | 4200 | 2000 | 630 |
| CHF2CH2F | HFC-143 | 950 | 290 | 90 |
| CH3CF3 | HFC-143a | 5200 | 4400 | 1600 |
| CH3CHF2 | HFC-152a | 460 | 140 | 44 |
| C3F5HCl2 | HCFC-225ca | 550 | 170 | 52 |
| C3F5HCl2 | HCFC-225cb | 1700 | 530 | 170 |
| C3HF7 | HFC-227ea | 4500 | 3300 | 1100 |
| CHF3 | HFC-23 | 9200 | 12100 | 9900 |
| C3H2F6 | HFC-236fa | 6100 | 8000 | 6600 |
| C3H3F5 | HFC-245ca | 1900 | 610 | 190 |
| C2H2F2 | HFC-32 | 1800 | 580 | 180 |
| CCl4 | HC-10 | 2000 | 1400 | 500 |
| CH3CCl3 | HC-140a | 360 | 110 | 35 |
| CF3Br | HALON-1301 | 6200 | 5600 | 2200 |
| CHCl3 | trichlorométhane (chloroforme) | 15 | 5 | 1 |
| CH2Cl2 | dichlorométhane | 28 | 9 | 3 |
| SF6 | Hexafluorure de soufre | 16500 | 24900 | 36500 |
| c-C4F8 | Perfluorocyclobutane | 6000 | 9100 | 13300 |
| C6F11 | perfluorohexane | 4500 | 6800 | 9900 |
| NMVOC | composés organiques volatils, hors méthane[#_ftn6 [6] | 31 | 11 | 6 |
1.2 DESTRUCTION DE LA COUCHE D'OZONE STRATOSPHÉRIQUE
Les valeurs des indices des gaz qui portent atteinte à la couche d'ozone stratosphérique sont situées dans le tableau suivant. Ces indices sont appelés ODP (Ozone Depletion Potential) et ils sont donnés avec leurs marges de d'incertitude. L'indicateur est exprimé en kg d'équivalent CFC-11.
| POTENTIELS DE DESTRUCTION D'OZONE | |||
|---|---|---|---|
| Formule | Substance | ODP | marge |
| CFCl3 | CFC-11 | 1,0 | 1,0 - 1,0 |
| CF2Cl2 | CFC-12 | 1,0 | 0,88 - 1,06 |
| C2F3Cl3 | CFC-113 | 1,07 | 0,92 - 1,07 |
| C2F4Cl2 | CFC-114 | 0,8 | 0,57 - 0,82 |
| C2F5Cl | CFC-115 | 0,5 | 0,29 - 0,5 |
| CHF2Cl | HCFC-22 | 0,055 | 0,032 - 0,08 |
| CHCl2CF3 | HCFc-123 | 0,02 | 0,013 - 0 02 |
| CHFClCF3 | HCFC-124 | 0,022 | 0,016 - 0,034 |
| CH3CFCl2 | HCFC-141b | 0,11 | 0,1 - 0,12 |
| CH3CF2Cl | HCFC-142b | 0,065 | 0,035 - 0,07 |
| HCFC-225ca | 0,025 | 0,016 - 0,025 | |
| HCFC-225cb | 0,033 | 0,023 - 0,033 | |
| CCl4 | HC-10 | 1,08 | 1,03 - 1,15 |
| CH3CCl3 | HC-140a | 0,12 | 0,11 - 0,13 |
| CF3Br | HALON-1301 | 16 | 10,0 - 17,2 |
| CF2BrCl | HALON-1211 | 4 | 1,8 - 5,0 |
| HALON-1202 | 1,25 | 1,25 - 1,7 | |
| C2F4Br2 | HALON-2402 | 7 | 5,9 - 10,2 |
| HALON-1201 | 1,4 | 1,4 - 1,4 | |
| HALON-2401 | 0,25 | 0,25 - 0,4 | |
| HALON-2311 | 0,14 | 0,14 - 0,3 | |
| CH3Br | 0,6 | 0,44 - 0,7 | |
Cet indicateur est calculé mais ne figure pas parmi les sorties d’EQUER. En effet l’utilisation de produits pouvant nuire à la couche d’ozone est réglementée par le protocole de Montrreal, et il nous a semblé qu’en ce qui concerne la conception des bâtiments, les 12 indicateurs sélectionnés constituent un ensemble suffisant.
1.3 ACIDIFICATION
Cet indicateur correspond au problème des pluies acides et au dépérissement des forêts. Les valeurs des indices des substances qui contribuent à l'acidification sont données dans le tableau suivant. Ces indices sont appelés AP (Acidification Potential). L'indicateur est exprimé en kg d'équivalent SO2, ou parfois en équivalent H+ (1 kg eq. SO2 = 32 kg eq. H+).
| POTENTIELS D'ACIDIFICATION | ||
|---|---|---|
| Formule | Substance | AP |
| SO2 | dioxyde de soufre | 1,0 |
| NO | monoxyde d'azote | 1,07 |
| NO2 | dioxyde d'azote | 0,7 |
| NOx | oxyde d'azote | 0,7 |
| NH3 | ammoniac | 1,88 |
| HCL | acide chlorhydrique | 1,88 |
| HF | acide fluorhydrique | 1,6 |
Il peut paraître surprenant que l'ammoniac participe à l'acidification, alors que l'ammoniaque est une base. En fait, ce gaz se décompose dans l’atmosphère et plusieurs réactions en chaîne conduisent à la formation d'acide nitrique.
1.4 EUTROPHISATION
L’eutrophisation est liée à l’apport de substances jouant le rôle d’engrais dans les eaux de surface. Ces engrais entraînent une surcroissances des algues, dont la décomposition appauvrit les milieux aquatiques en oxygène ce qui peut entraîner la mort des poissons et d’autres organismes vivants. Les valeurs pour les indices des substances contribuant à ce thème sont données dans le tableau suivant. Ces indices sont appelés NP. L'indicateur est exprimé en kg d'équivalent PO43.
| POTENTIELS D’EUTROPHISATION | ||
|---|---|---|
| Formule | Substance (émissions dans l'eau) | NP |
| NO | monoxyde d’azote | 0,2 |
| NO2 | dioxyde d’azote | 0,13 |
| NOx | oxydes d’azote | 0,13 |
| NH4+ | ammonium | 0,33 |
| N | azote | 0,42 |
| PO43- | phosphate | 1,0 |
| P | phosphore | 3,06 |
| COD | Demande Chimique en Oxygène (DCO) | 0,022 |
1.5 SMOG D'ÉTÉ (FORMATION D'OZONE PHOTOCHIMIQUE)
Certains composés organiques volatils (COV) se décomposent sous l’action du soleil, et contribuent à la formation d’ozone, ce qui produit des effets sur les voies respiratoires. En fonction des conditions climatiques, certaines villes imposent une limitation du trafic routier lors des pics d’ozone afin de limiter ce phénomène de « smog ». Les valeurs des indices des substances concernées sont données dans le tableau suivant [Goedkop, 1995][#_ftn7 [7]]. L'indicateur est exprimé en kg équivalent éthylène (C2H4).
| INDICATEUR DE SMOG D'ÉTÉ | |
|---|---|
| COV | Indicateur |
| 1,1,1-trichloroéthane | 0,021 |
| 1,2-dichloroéthane | 0,021 |
| alcools | 0,196 |
| aldéhydes | 0,443 |
| benzène | 0,189 |
| carprolactam | 0,761 |
| chlorophénols | 0,761 |
| pétrole brut | 0,398 |
| CxHy alcanes | 0,398 |
| CxHy aliphatiques | 0,398 |
| CxHx aromatiques | 0,761 |
| CxHzCl hydrocarbures halogénés | 0,021 |
| dichlorométhane | 0,01 |
| diethyl éther | 0,398 |
| diphényl | 0,761 |
| éthanol | 0,268 |
| éthylène | 1 |
| éthylène glycol | 0,196 |
| éthylène oxyde | 0,377 |
| formaldéhyde | 0,421 |
| hexachlorobiphényl | 0,761 |
| hydrocarbures (moyenne) | 0,377 |
| isopropanol | 0,196 |
| cétones | 0,326 |
| méthane | 0,007 |
| méthyl éthyl kétone | 0,473 |
| méthyl mercaptane | 0,377 |
| naphtalène | 0,761 |
| COV hors méthane | 0,416 |
| PAH (hydrocarbures polycycliques aromatiques, moyenne) | 0,761 |
| pentane | 0,408 |
| pétrole | 0,398 |
| phénol | 0,761 |
| acide anhydride phtalique | 0,761 |
| propane | 0,42 |
| propène | 1,03 |
| styrène | 0,761 |
| terpentine | 0,377 |
| tétrachlorométhane | 0,021 |
| toluène | 0,563 |
| acétate de vinyle | 0,223 |
| chlorure de vinyle | 0,021 |
| COV (composés organiques volatils, moyenne) | 0,398 |
2 Les indicateurs de volume critique
Ce type d’indicateur est utilisé pour évaluer des effets qui dépendent de la concentration en plusieurs polluants dont la nocivité diffère. Il n'est alors pas possible d'ajouter simplement les quantités de ces polluants, puisque leur effet n’est pas identique. Dans ce cas, pour chaque polluant est définie une concentration maximale tolérable Cm (kg/m3), par exemple telle que 95% des individus du milieu considéré sont préservés. Le volume critique s’obtient alors en divisant les émissions par Cm.
Par exemple, l’indicateur Ecotoxicité aquatique s’exprime comme la somme des volumes critiques (m3 d ’eau polluée) pour les différents polluants. Plus un polluant est nocif, plus la concentration Cm est faible (une concentration faible suffit à produire des dégâts importants), donc plus le volume critique, à émission donnée, est grand. Les volumes critiques peuvent ainsi être additionnés pour différents polluants.
2.1 ÉCOTOXICITÉ
Les valeurs des indices des substances contribuant à l'écotoxicité sont données dans le tableau suivant. Ces indices, qui correspondent à l'inverse de Cm, sont les suivants selon le milieu concerné :
- ECA (Ecotoxicological Classification factor for Aquatic ecosystems) pour le milieu aquatique ;
- ECT (Ecotoxicological Classification factor for Terrestrial ecosystems) pour le milieu terreste.
Nous donnons ci-dessous seulement un extrait de la liste du CML qui comporte plus de cent substances. Nous y avons inclus quelques valeurs d'hydrocarbures, mais aucune valeur correspondant à des pesticides, qui ne concernent pas directement le secteur du bâtiment. Les indicateurs sont exprimés en m3 d'eau ou en kg de sol pollué (à une concentration maximale tolérable, selon l'approche de l'agence américaine pour la protection de l'environnement, EPA). Ils sont obtenus en additionnant les émissions multipliées par les indices correspondants.
| INDICATEUR D'ÉCOTOXICITÉ | |||
|---|---|---|---|
| Formule | Substance | ECA | ECT |
| Métaux | |||
| As | arsenic | 0,2 | 3,6 |
| Cd | cadmium | 200 | 13 |
| Cr | chrome | 1,0 | 0,42 |
| Co | cobalt | 0,42 | |
| Cu | cuivre | 2,0 | 0,77 |
| Pb | plomb | 2,0 | 0,43 |
| Hg | mercure | 500 | 29 |
| Ni | nickel | 0,33 | 1,7 |
| Zn | zinc | 0,38 | 2,6 |
| Hydrocarbures | |||
| C6H6 | benzène | 0,029 | |
| C6H5OH | phénol | 5,9 | 5,3 |
| pentachlorophénol | 5,6 | 5,9 | |
| PCB-28 (polychlorobiphényl) | 16 | ||
| PCB-52 | 430 | ||
| PCB-101 | 40 | ||
| PCB-118 | 360 | ||
| PCB-138 | 71 | ||
| PCB-153 | 100 | ||
| PCB-180 | 130 | ||
| dioxines (eq. TCDD) | 1400 | ||
| chloroforme | 0,17 | ||
| pétrole brut | 0,05 | ||
2.2 ODEURS
L’approche est similaire, Cm étant remplacé par un seuil Cs, seuil de détection de chaque odeur, défini comme la concentration telle que 50% d ’un échantillon représentatif détecte le produit. Le volume critique est de même obtenu en divisant les émissions par Cs, et l’indicateur Odeurs en sommant les volumes critiques. Cet indicateur est exprimé en m3 d ’air pollué.
Les valeurs pour les indices des substances contribuant à ce thème sont données dans le tableau suivant. Ces indices, qui correspondent à Cs, sont appelés OTV (Odour Threshold Value in air) et nous donnons seulement un extrait de la liste du CML qui comporte plus de soixante substances. L'indicateur est exprimé en m3 d'air malodorant (d'odeur équivalente à une concentration de 1 kg/m3 d'ammoniac), et s'obtient en additionnant les émissions divisées par l'OTV correspondant.
| INDICATEUR DE GÉNÉRATION D'ODEURS | ||
|---|---|---|
| Formule | Substance | OTV |
| NH3 | ammoniac | 1,0 |
| C6H5Cl | chlorobenzène | 1,0 |
| CH2Cl2 | dichlorométhane | 640 |
| CS2 | disulfite de carbone | 0,18 |
| C2H5OH | éthanol | 0,64 |
| CH3OH | méthanol | 73 |
| C6H5OH | phénol | 0,039 |
| H2S | sulfite d'hydrogène | 0,00043 |
| 2-propan (acétone) | 72 | |
| C2H3Cl3 | trichloroéthane | 3,9 |
2.3 TOXICITÉ HUMAINE
La démarche est un peu plus complexe, car l’effet induit dépend de la dose de polluant reçue et non de la concentration dans le milieu. Une dose est le rapport entre la masse de polluant inhalée ou ingérée sur une certaine durée et la masse de l’individu. Une personne inhale en respirant de l’ordre de 20 m3 d’air par jour, et ingère environ deux litres d’eau par jour, pour un poids moyen de 70 kg.
Par exemple, le monoxyde de carbone est toxique à partir d'une concentration de 1 g/m3 pour une exposition de longue durée. La dose journalière reçue par jour par une personne de 70 kg respirant 20 m3 d'air vicié à 1 g CO/m3 est de : 20 x 0,001 / 70 = 2,8 10-4 kg CO/kg
L’impact réel en terme de maladies générées dépend de la densité de population autour du point d’émission, et donc de la localisation de l’émission. A la limite, si l’émission d’un polluant se produit dans un désert et que ce polluant se dégrade rapidement, la population touchée est nulle donc l’impact également. Mais dans la prise de décision, les émissions ne peuvent en général pas être localisées : nul ne sait où seront produits les parpaings ou les briques lors de la conception architecturale, nul ne sait si le gaz viendra de Sibérie ou de Norvège dans plusieurs années, ni où l’électricité sera produite, etc. C’est pourquoi une moyenne planétaire est considérée.
La population de la terre est P=6 milliards d’habitants, et le volume de l’atmosphère est Va = 3 1018 m3. Le volume Va considéré se limite à la troposphère, soit l'équivalent de 6 km de hauteur d'air à 1 atmosphère (ce qui correspond à 10 km de hauteur réelle). La dose journalière seuil Ds considérée pour chaque polluant correspond, pour les substances cancérogènes, à 1 cas supplémentaire de cancer par an pour 10 000 habitants. Le poids de corps humain contaminé à la dose Ds par l’émission E d’une substance dans l’air est : E x 20 x P / Va / Ds. Un raisonnement analogue est conduit pour le milieu aquatique, en considérant une profondeur de 10 m accessible à la pollution, soit un volume d'eau Ve = 3,5 1018 litres d'eau sur une surface égale à 70% de la surface de la terre. Pour les émissions dans le sol, le poids du sol Ps pouvant jouer un rôle sur la toxicité est obtenu en considérant une épaisseur de 15 cm, 30% de la surface terrestre et une masse volumique de 1200 kg/m3, ce qui conduit à 2,7 1016 kg. Le sol n'est pas ingéré, l'exposition au polluant est alors caractérisée par un paramètre p.
L’indicateur de toxicité humaine est la somme des poids de corps humain contaminé par les différents polluants. Il s’exprime alors comme :
S (émissions dans l’air x 20 x P / Va / Ds) + S (émissions dans l’eau x 2 x P / Ve / Ds) + S (émissions dans le sol x p x 70 x P / Ps / Ds)
L’indicateur peut être transformé en nombre de personnes contaminées, en divisant par le poids moyen de 70 kg. La contamination correspond à un risque de développer une maladie, soit 1/10 000 pour les cancers.
Les indices des substances contribuant à ce thème sont donnés dans le tableau suivant. Ces indices sont les suivants selon le milieu concerné (exprimés en kg de corps humain contaminé à Ds / kg de substance émise) :
- HCA (Human toxicological Classification factor for the Air) pour le milieu atmosphérique ;
- HCW (Human toxicological Classification factor for Water) pour le milieu aquatique ;
- HCS (Human toxicological Classification factor for the Soil) pour le milieu terrestre.
Nous donnons ci-dessous seulement un extrait de la liste du CML qui comporte plus que cent substances. Comme pour l'écotoxicité, nous avons inclus quelques valeurs pour des hydrocarbures, mais aucune valeur correspondant à des pesticides. L'indicateur est exprimé en kg de corps humain contaminé à une dose maximale tolérable. Il s'obtient en sommant les quantités émises dans l'air (resp. l'eau et le sol) multipliées par HCA (resp. HCW et HCS).
| INDICATEUR DE TOXICITÉ HUMAINE | ||||
|---|---|---|---|---|
| Formule | Substance | HCA | HCW | HCS |
| Métaux | ||||
| As | arsenic | 4700 | 1,4 | 0,043 |
| Ba | barium | 1,7 | 0,14 | 0,019 |
| Cd | cadmiun | 580 | 2,9 | 7 |
| Cr3+ | chrome (III) | 6,7 | 0,57 | 0,018 |
| Cr6+ | chrome (VI) | 47000 | 4100 | 130 |
| Co | cobalt | 24 | 2 | 0,065 |
| Cu | cuivre | 0,24 | 0,02 | 0,0052 |
| Fe | fer | 0,042 | 0,0036 | |
| oxydes de fer | 0,067 | 0,0057 | ||
| Hg | mercure | 120 | 4,7 | 0,15 |
| Mn | manganèse | 120 | ||
| Mo | molybdène | 3,3 | 0,29 | 0,7 |
| Ni | nickel | 470 | 0,057 | 0,014 |
| Pb | plomb | 160 | 0,79 | 0,025 |
| Sn | étain | 0,017 | 0,0014 | 0,000045 |
| V | vanadium | 120 | ||
| Zn | zinc | 0,033 | 0,0029 | 0,007 |
| Composés non organiques | ||||
| NH4+ | ammonium | 0,02 | 0,0017 | |
| Br- | bromide | 0,033 | 0,0029 | |
| CO | monoxyde de carbone | 0,012 | ||
| CN- | cyanure (libre) | 0,67 | 0,057 | 1,4 |
| cyanure (lié) | 2,6 | 0,22 | 5,4 | |
| F- | fluorure | 0,48 | 0,041 | |
| H2S | sulfure d'hydrogène | 0,78 | ||
| NO3- | azotate | 0,0091 | 0,00078 | |
| NO2- | azoture | 0,26 | 0,022 | |
| NOx | oxyde d'azote | 0,78 | ||
| SO32- | sulfite | 0,038 | 0,0033 | |
| SO2 | dioxyde de soufre | 1,2 | ||
| Autres | ||||
| C6H6 | benzène | 3,9 | 0,66 | |
| C6H5OH | phénol | 0,56 | 0,048 | 0,62 |
| chlorobenzène (en général) | 0,19 | 5,7 | ||
| chlorophénol (en général, sans PCB) | 11 | 0,95 | 0 | |
| (C6H2Cl2)2O2 | 2,3,7,8 TCDD (dioxine) | 3300000 | 290000 | |
| chloro-PAH8 (en général) | 67 | 5,7 | ||
| pétrole | 1,7 | 0,00092 | ||
| chloroforme | 1,2 | 0,095 | 3,3 | |
On remarque ici encore que la liste des substances considérée n'est pas exhaustive. Certains produits comme les éthers de glycol n'y figurent pas, alors que leur nocivité est signalée : ils sont interdits à la vente au grand public mais peuvent être utilisés par les professionnels. Ces produits permettent la dissolution des pigments dans certaines peintures. Cet exemple illustre la limite des indicateurs, qui doivent évoluer pour prendre en compte les très nombreuses substances nouvelles mises sur le marché.
3 Autres indicateurs
3.1 RESSOURCES ABIOTIQUES CONNUES
Les ressources d'un bassin ou d'une zone géographique, encore appelées "volumes en place", sont les quantités totales de matière présentes dans les champs découverts et à découvrir dans la région considérée, sans aucune considération technique ou économique. Les réserves sont les quantités que l'on espère extraire et exploiter de manière rentable dans un avenir proche. Le passage de ressource à réserve est caractérisé par le taux de récupération. Les réserves se subdivisent en quatre catégories :
- les réserves prouvées (l'exploitation peut être en cours ou non, la probabilité est supérieure à 85-95% selon les organismes) ;
- les réserves probables (probabilité estimée à 50%, exploitables aux conditions techniques et économiques d'un futur proche) ;
- les réserves possibles (présence estimée par une probabilité de 5 à 10%, exploitables dans un futur non déterminé) ;
- les réserves espérées sont définies en pondérant les différents types précédents, par exemple : réserves prouvées + 2/3 (ou 1/2) réserves probables + 1/3 (ou 1/4) réserves possibles.
A titre d'ordre de grandeur, les réserves prouvées de pétrole sont d'environ 1000 milliards de barils[#_ftn9 [9]] (138 milliards de tonnes, soit 45 années de consommation actuelle) et les réserves espérées sont deux fois plus importantes.
Seules les ressources pouvant devenir insuffisantes dans les 100 ans à venir sont prises en considération dans les indicateurs généralement proposés. Le tableau suivant présente les valeurs connues de leur réserves.
| INDICATEUR D'ÉPUISEMENT DES RESSOURCES | ||||
|---|---|---|---|---|
| Formule | Substance | Réserves 10 | Unité | Années 11 |
| Ressources énergétiques | ||||
| - | pétrole brut | 123 559 | Mégatonne | 75 |
| - | gaz naturel | 109 326 | 109 m3 | 66 |
| U | uranium 12 | 1 676 820 | tonne | 48 |
| U | uranium 13 | 13 410 000 | 383 | |
| Métaux | ||||
| Cd | cadmium | 0,535 | Mégatonne | 60 |
| Cu | cuivre | 350 | Mégatonne | 55 |
| Hg | mercure | 0,0057 | Mégatonne | 92 |
| Ni | nickel | 54 | Mégatonne | 120 |
| Pb | plomb | 75 | Mégatonne | 45 |
| Sn | étain | 4,26 | Mégatonne | 56 |
| Zn | zinc | 147 | Mégatonne | 56 |
L'indicateur d'épuisement des ressources d’EQUER est obtenu en additionnant les quantités de matières premières utilisées pour la fabrication du produit étudié divisées par les réserves. Il est donc sans dimension.
3.2 ÉNERGIE PRIMAIRE
Le choix d'un indicateur en énergie primaire
L'énergie consommée sur le cycle de vie des bâtiments est comptabilisée en terme d'énergie primaire, de manière à pouvoir prendre en compte différents types d'énergie distribuée (électricité, chaleur) sur une base homogène. Le principe de l'analyse de cycle de vie consiste à remonter jusqu'aux phases amont d'extraction des combustibles (pétrole brut, uranium, gaz, charbon…) ou d'autres ressources (hydroélectricité). Par exemple, la production d'un kWh électrique nécessite l'extraction d'une certaine quantité d'uranium, de pétrole, de gaz, et la mise à disposition d'énergie hydraulique. Ces différentes quantités sont ensuite traduites en énergie primaire (MJ), unité unique permettant d'additionner les différentes contributions sur une base homogène.
Le choix du pouvoir calorifique supérieur
La distinction entre PCI et PCS (pouvoir calorifique inférieur et supérieur) n'a de sens que pour les combustibles proprement dits (gaz, fuel, charbon…). Elle est plus difficile à définir pour l'uranium, car il s'agit d'apprécier l'énergie récupérable en fonction de principes techniques réalistes : s'il est relativement aisé de répondre à la question "est-il réaliste de vouloir récupérer l'énergie de condensation des fumées ?" (nous avons répondu implicitement oui en choisissant le PCS), il est moins facile de savoir quelle part de l'uranium naturel peut être valorisée potentiellement. Si seule la quantité d'uranium enrichi avec les techniques actuelles est comptabilisée, alors il s'agit d'une démarche de type PCI, qui n'est pas homogène avec les conventions précédentes. La convention considérée dans la base de données Oekoinventare[#_ftn14 [14]] (développée par l'école Polytechnique Fédérale de Zurich) consiste à comptabiliser le total de l'énergie contenue dans l'uranium enrichi et appauvri. L'uranium naturel est supposé contenir 0,7% d'uranium U235, l'uranium enrichi 3,5%. Un kg d'uranium U235 peut produire 128 TJe (téra joules électriques). Pour produire un kg d'uranium enrichi à 3,5%, il faut 8,16 kg d'uranium naturel. Il faut alors 7,58 kg d'uranium naturel pour produire 1 TJe. Ceci correspond à 0,007 kg d'uranium U235, soit une énergie potentiellement récupérable de 6,82 TJ primaire. Le PCS d'un kg d'uranium naturel est alors 900 000 MJ. Si l'uranium U235 contenu dans l'uranium appauvri est exclu, le PCI d'un kg d'uranium naturel est de 460 000 MJ.
La base Oekoinventare considère une énergie primaire équivalente à l'énergie potentielle de l'eau pour l'hydroélectricité, en PCS aussi bien qu'en PCI.
Les équivalences entre combustibles
Un kg de combustible équivaut à une certaine quantité d'énergie primaire, selon le tableau suivant, issu de la base de données Oekoinventare[#_ftn15 [15]].
| INDICATEUR DE CONSOMMATION D'ÉNERGIE PRIMAIRE | |||
|---|---|---|---|
| Ressource | Unité | PCI (MJ/Unité) | PCS (MJ/Unité) |
| Gaz de pétrole | Nm3 | 40,9 | 45 |
| Gaz naturel | Nm3 | 35 | 39 |
| Gaz de mine | kg | 35,9 | 39,8 |
| Pétrole brut | t | 42600 | 45600 |
| Lignite | kg | 8 | 9,5 |
| Charbon dur | kg | 18 | 19 |
| Uranium naturel (contenu dans l'hexafluorure | kg | 460000 | 900000 |
| Energie potentielle de l'eau | TJ | 1000000 | 1000000 |
| Bois dans forêt (sec) | t | 18500 | 20300 |
Le choix entre énergie non renouvelable et énergie totale
Le caractère non renouvelable des ressources est comme on l'a vu pris en compte dans un autre indicateur, basé sur les réserves mondiales des différents combustibles et matières premières. Le critère énergétique doit à notre avis inclure tous les types d'énergie, renouvelables ou non. En effet, consommer une énergie renouvelable n'est pas anodin pour l'environnement. Même s'il n'y a pas épuisement d'une réserve, la ressource est limitée (en fonction de considérations technico-économiques) et il faut encourager la maîtrise des consommations, comme pour l'eau potable (également renouvelable). A l'inverse, produire une énergie localement (par exemple la production d'électricité par capteurs photovoltaïques intégrés au bâtiment) doit être "récompensé" dans l'évaluation. Nous avons donc considéré un indicateur incluant aussi les énergies renouvelables. La distinction entre énergies renouvelables ou non est effectuée dans l'indicateur d'épuisement des ressources.
3.2.1 Prise en compte de l’énergie matière
L’énergie matière, au sens de la norme AFNOR XP P01 010, correspond à la part de l’énergie primaire contenue dans les matériaux (par exemple le bois ou les plastiques). Elle est prise en compte dans EQUER.
Quelques ordres de grandeur
La consommation moyenne d'énergie pour le métabolisme humain est de 1000 kWh par an, sous forme d'aliments (ordre de grandeur pour un poids de 70 kg), soit 2400 kcal par jour (ou 2400 Cal, 1 Cal = 1 kcal = 4 180 J). Nous utilisons en moyenne 11 fois plus d'énergie pour nous chauffer, 8 fois plus d'énergie primaire pour notre consommation d'électricité (en considérant un rendement de 30%), 10 fois plus pour l'industrie et 11 fois plus pour le transport.
3.3 CONSOMMATION D’EAU
Un autre indicateur concernant l’utilisation de ressources est lié à l’eau, dont les réserves sont limitées dans certaines régions. Par exemple, le réchauffement climatique fait craindre des difficultés d’approvisionnement en Europe du sud. Cet indicateur est exprimé en m3 d’eau puisée.
3.4 DÉCHETS ULTIMES
Les impacts correspondant à certains procédés de traitement des déchets n’étant pas encore très bien connus, nous avons défini un indicateur dont la valeur dépend du type de déchet en fonction du coût de traitement. Les coûts correspondant à l'obtention d'une quantité équivalente de déchets ultimes non radioactifs à partir d'une tonne de déchets de différentes classes ont été déduits des actes d'un colloque[#_ftn16 [16]].
| INDICATEUR DE GÉNÉRATION DE DÉCHETS SOLIDES | |||
|---|---|---|---|
| Type de centre de stockage | Type de déchet | Coûts, marge (moyen) | Tonne équivalente (classe III) |
| classe III | déchet inerte | 3 - 12 euros /t (7,5 E /t) | 1 |
| classe II | déchet industriel banal | 30 - 60euros/t (45 E/t) | 6 |
| classe I | déchet industriel spécial | 120 -200 euros/t (160 E/t) | 21 |
L'indicateur que nous avons défini est la somme des quantités des divers types de déchets multipliés par les facteurs d'équivalence donnés dans la dernière colonne. Ainsi, un kg de déchets industriels spéciaux correspond à 21 kg de déchets inertes. Les déchets de classe 1 et 2 sont appelés à disparaître : les impacts correspondants seront pris en compte en fonction des procédés de traitement mis en œuvre.
3.5 DÉCHETS RADIOACTIFS
Les déchets sont distingués en fonction de leur activité et de leur durée de vie. Les déchets de catégorie A sont de faible ou moyenne activité et sont destinés à être stockés de l’ordre de 300 ans. Les déchets de catégorie B sont également d'activité moyenne ou faible, mais contiennent des éléments à très longue période comme les déchets de catégorie C, qui eux sont à très haute activité. Les déchets de type B et C doivent rester confinés pendant des milliers d'années. Dans l'indicateur que nous utilisons, nous avons additionné l'ensemble de ces déchets, les quantités étant exprimées en dm3.
