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Energie grise

Energie grise

Energie grise du bâtiment : toute l’énergie depuis sa construction jusqu’à sa destruction compris recyclage, soit de la naissance à la mort du bâtiment

L’impact sur l'environnement des matériaux de construction ne se calcule pas uniquement sur ses composants. Il faut également prendre en compte l’énergie grise, invisible, qui a pourtant bien sa place dans chaque matériau. Ainsi, pour économiser de l’énergie, les matériaux choisis pour tout type de construction sont relativement importants.

L'énergie grise : définition

La thématique des économies d’énergie met trop souvent de côté l’énergie grise. En effet, lorsque l’on parle de faire des économies d’énergie au sein de logement, on songe à réduire sa consommation d’électricité, de chauffage, etc. Or, l’épuisement des sources d’énergie ne passe pas uniquement par ces habitudes au quotidien. Il s’agit là uniquement de la consommation directe d’énergie.

L’énergie grise est définie par l’Institut pour la Conception Ecoresponsable du Bâti (ICEB) ainsi :
« L’énergie grise d’un matériau, équipement ou service est constituée de deux énergies grises sur toute la durée du cycle de vie hors vie en oeuvre :

  • l’énergie grise non renouvelable, c’est-à-dire une énergie procédée (apport d’énergie nécessaire dans les processus mis en oeuvre pendant le cycle de vie) d’origine non renouvelable,
  • et l’énergie grise renouvelable, c’est-à-dire une énergie procédée d’origine renouvelable ».

 

Une énergie invisible

La seule différence entre l’énergie directement consommée et l’énergie grise est que cette deuxième est parfaitement invisible. Elle n’est en effet pas calculée de la même manière que la consommation en chauffage d’une maison ou la consommation électrique d’un immeuble. L’énergie grise fait référence à l’énergie nécessaire pour l’ensemble du cycle de vie de chaque matériau de construction :

  • sa conception ;
  • l’extraction des matières premières ;
  • leur transport ;
  • la fabrication du produit (transformation des matières premières) ;
  • son acheminement jusqu’aux points de vente ;
  • sa commercialisation ;
  • son usage par les acheteurs ;
  • son élimination ;
  • ou son recyclage.

L’énergie grise consomme les mêmes sources d’énergie que les bâtiments, parmi lesquelles :

  • le gaz ;
  • le pétrole ;
  • l’uranium ;
  • le charbon, etc.
 

Le cycle de vie d’un produit

L’étude du cycle de vie d’un matériau ou d’un produit permet de déterminer l’impact écologique réel de celui-ci. En effet, pour connaître les matériaux les plus respectueux de l’environnement, il faut prendre en compte de nombreux critères, comme la disponibilité des matières premières ainsi que leur provenance. Des matériaux locaux impliquent ainsi un impact sur l’environnement bien moins important qu’un matériau rare provenant d’un pays exotique.

Ce ne sont toutefois pas les seuls critères à prendre en compte. Il est nécessaire d’avoir conscience de la difficulté de la transformation des matières premières extraites pour connaître la consommation d’énergie permettant le processus de fabrication du matériau.

Mesurer l’impact de l’énergie grise

Calculer l’énergie grise d’un matériau permet de connaître son impact environnemental. Prendre conscience du résultat de cette mesure permet de mieux prendre en compte les matériaux à privilégier en construction comme en rénovation. Si les résultats de la fabrication des matériaux semblent en effet permettre de construire des bâtiments plus respectueux de l’environnement, le problème de la consommation d’énergie lors de l’étape de production de ces matériaux reste, lui, inchangé.

Le secteur du bâtiment et le secteur du transport sont les deux domaines produisant le plus de gaz à effet de serre. De plus, le secteur du bâtiment est celui qui consomme actuellement le plus d’énergie. Ainsi, pour faire des économies d’énergie, il faut prendre en compte l’énergie grise nécessaire à la fabrication des matériaux dans la conception de tout projet de rénovation et de construction.

Méthode de calcul

Afin de connaître l’énergie grise utilisée pour la construction d’un matériau, il convient d'additionner l’énergie primaire qui a été nécessaire à chacune des étapes de vie du matériau, de sa conception à sa destruction. Pour comprendre la méthode de calcul qui permet de déterminer l’énergie grise d’un matériau par an, il faut prendre en compte :

  • la durée de vie du matériau ;
  • et l’énergie grise qui a été nécessaire à sa fabrication.

Ainsi, utiliser un équipement pendant 10 ans au lieu de 5, permet de diviser quasiment par 2 son énergie grise par an.

Selon les études effectuées, il est possible de dire que la consommation d’énergie globale est composée aux deux tiers par l’énergie grise. Ainsi, pour diminuer l’impact sur l’environnement et réduire la consommation d’énergie grise, il convient de choisir des matériaux et des produits dont la qualité est élevée et dont l’usage dans le temps pourra être le plus long possible.
Les produits dont la durée de vie est la plus longue permettent en effet une meilleure rentabilité de la consommation de l’énergie grise.

La construction d’une maison de taille moyenne peut représenter entre 700 000 et 1 000 000 kWh d’énergie grise. En comparaison, il faudra 40 ans pour obtenir des chiffres similaires quant à la consommation en chauffage de la même maison. Ce facteur montre à quel point il est important de prendre en compte l’énergie grise des matériaux lors de l’élaboration d’un projet de construction ou de rénovation afin de faire de réelles économies d’énergie.

Dans le cadre de l’énergie grise, il faut savoir que la consommation de 10 kWh correspond à 1 L (litre) de mazout.

Normes et durée de vie des matériaux

Afin de connaître le réel impact sur l’environnement, il faut aussi prendre en compte la durée de vie des matériaux. En effet, cela permet de mieux comparer les différentes quantités d’énergie grise que l’ensemble de ces matériaux représentent. Leur durée de vie est mentionnée dans les FDES : un document normalisé qui permet d’expliquer l’Analyse du Cycle de Vie (ACV) de tout type de matériau de construction. Pour qu’un produit bénéficie d’une fiche FDES certifiée, il faut pour cela qu’une déclaration environnementale et sanitaire ait été effectuée par le fabricant.

Matériaux

Durée de vie

revêtement de sol en pierre

150 ans

bloc béton aggloméré, bois en lamellé-collé, charpente en bois (chêne, résineux, etc.)

100 ans

laine de verre, laine de roche, polyuréthane, plaque de plâtre, parpaing avec isolant intégré, acier, grès cérame, laine de bois, polystyrène expansé, mortier avec enduit minéral, etc.

50 ans

peinture, menuiseries extérieures (en bois, en PVC, en aluminium, etc.)

30 ans

sol souple (linoléum, etc.)

15 à 25 ans

moquette

8 à 15 ans

L’énergie grise des matériaux de construction

La construction de certains matériaux est gourmande en énergie, et donc en énergie grise. Ce facteur doit être pris en compte lors des projets de construction afin d’avoir un réel impact sur la consommation énergétique. La quantité d’énergie qu’il faut pour la fabrication des matériaux de construction est exprimé en kWh (kilowatt-heure). Il s’agit d’une unité d’énergie principalement utilisée pour connaître l’énergie électrique utilisée.

L’énergie grise des métaux

Pour commencer, voici l’énergie grise nécessaire pour obtenir les métaux suivants :

Type de métaux

Energie grise nécessaire

aluminium

190 000 kWh par m³

zinc

180 000 kWh par m³

cuivre

140 000 kWh par m³

acier

60 000 kWh par m³

Les métaux font partie des matériaux les plus gourmands en énergie grise. En effet, pour une structure porteuse similaire en bois, une fabrication en métal consomme entre 30 et 300 fois l’énergie grise en plus. Ces chiffres permettent de mieux comprendre quels matériaux sont à privilégier. Si l’énergie grise est ici mesurée en kWh, il est également possible de parler de gaz à effet de serre et d’obtenir une valeur correspondant aux émissions de CO2 produite pour la fabrication de tels ou tels métaux. En effet, plus l’énergie grise nécessaire au cycle de vie d’un matériau est important plus il pollue l’air et plus il a consommé des ressources énergétiques pendant son existence.

L’énergie grise du toit d’un bâtiment

Pour construire la charpente d’un bâtiment, voici l’énergie grise nécessaire aux différents matériaux existants :

Type de charpente

Energie grise nécessaire

bois lamellé-collé

2 200 kWh par m³

bois d'oeuvre

< à 200 kWh par m³

La proportion entre ces deux matériaux est relativement importante, si possible, il faut donc privilégier le bois d’oeuvre pour la charpente d’un bâtiment. Quant à la couverture, comme vous le verrez ci-dessous, mieux vaut choisir des tuiles en béton, dans la mesure du possible, que des tuiles en terre cuite ou des tuiles en fibrociment :

Type de couverture

Energie grise nécessaire

tuile en fibrociment

4 000 kWh par m³

tuile terre cuite

< à 1 500 kWh par m³

tuile en béton

500 kWh par m³

L’énergie grise de l’isolation thermique

Afin de limiter l'énergie grise des matériaux utilisés en construction, mieux vaut choisir ceux qui sont produits localement, dans la mesure du possible. En effet, des matériaux, comme l’argile, la terre, le chanvre, le bois, la paille, ou encore la laine de mouton et la laine de cellulose sont particulièrement conseillés pour des travaux de construction comme pour des travaux de rénovation. Ce sont des matériaux nécessitant peu d’énergie grise. Ils remplissent ces conditions tout en répondant aux exigences actuelles en termes d’isolation thermique des bâtiments. Pour ce type de matériau, le transport étant moindre, mais la nécessité de les transformer étant également réduite à son minimum, l’énergie grise nécessaire devient, elle aussi, bien moins importante. A l’inverse, pour des bois plus rares, la longue distance des transports aura une conséquence très élevée sur le niveau d’énergie grise. Il faut également prendre en compte :

  • les procédés de fabrication ;
  • la consommation en énergie des infrastructures industrielles, etc.

Type de l’isolation thermique

Energie grise nécessaire

verre cellulaire

700 à 1 300 kWh/m³

mousse de polyuréthane, polystyrène extrudé

> à 1 000 kWh par m³

polyesters

600 kWh par m³

polystyrène expansé, panneau en liège

< 500 kWh par m³

argile expansé, laine de verre, perlite

< 300 kWh par m³

laine de roche

< 200 kWh par m³

cellulose de bois, laine de mouton, fibres de lin, fibres de chanvre

< 50 kWh par m³

Ce tableau vous montre que les fibres de lin sont une solution d’isolation thermique bien plus intéressante que la laine de verre en termes d’énergie grise, avec une consommation 8 fois moindre. Cela signifie que l'amortissement énergétique sera effectué au bout d’un nombre d’années moins importants.

La norme Afnor P01-010 (normes internationales ISO 14040 et ISO 14025) permet aux fabricants de matériaux d'isolation de donner des informations certifiées concernant l'impact environnemental d’un produit.

L’énergie grise des canalisations

La durée de vie d’un tuyau en cuivre ou en fonte est deux fois supérieure à la durée de vie d’un tuyau en PVC. En effet, le PVC, sous cette forme, a une durée de vie estimée à 50 ans, alors que le cuivre ou la fonte peuvent durer 100 ans.

Type des canalisations

Energie grise nécessaire

tube en acier

60 000 kWh par m³

tube en PVC

27 000 kWh par m³

tube en fibrociment

4 000 kWh par m³

tube en grès

> à 3 000 kWh par m³

L’énergie grise des murs porteurs

En termes de consommation d’énergie grise, un mur porteur en brique silico-calcaire consomme bien moins qu'un mur en béton armé (jusqu’à 5 fois moins). Mais il faut aussi prendre en compte sa durée de vie et les éventualités de recyclage du produit. Ainsi, en prenant en compte les éléments du tableau ci-dessous, on peut se rendre compte que les différents types de brique consomment davantage d’énergie grise que d’autres. Toutefois, elles disposent de caractéristiques favorables puisque :

  • leur durée de vie est très importante (150 ans en moyenne pour la brique en terre cuite) ;
  • et de très bonnes conditions de recyclage.

Au vu de ces performances, la brique est un matériau dont la consommation en énergie grise peut être amortie.

Type de murs porteurs

Energie grise nécessaire

béton armé

< à 2 000 kWh par m³

brique terre cuite pleine

> à 1 000 kWh par m³

brique terre cuite perforée, brique ciment

700 kWh par m³

béton, brique silico-calcaire de parement

500 kWh par m³

brique en terre cuite

> à 400 kWh par m³

brique silico-calcaire creuse

> à 300 kWh par m³

béton poreux (ou béton cellulaire)

200 kWh par m³

brique terre crue

120 kWh par m³

L’énergie grise des enduits

Le tableau suivant démontre que pour l’intérieur de votre logement ou de votre bâtiment, mieux vaut utiliser un enduit à base d’argile qu’un enduit à base de ciment ou à base de plâtre. En effet, la différence d’énergie grise nécessaire pour la fabrication de ces différents types d’enduits représente un multiple de 20.

Type d’enduit

Energie grise nécessaire

enduit synthétique

> à 3 000 kWh par m³

enduit ciment

> à 1 000 kWh par m³

enduit plâtre

< à 1 000 kWh par m³

enduit à la chaux

< 500 kWh par m³

enduit argile, terre crue

< à 50 kWh par m³

L’énergie grise des cloisons

Pour les travaux de construction, comme pour les travaux de rénovation, pour ajouter des cloisons légères à l’intérieur de votre logement, prenez en compte l’énergie grise nécessaire au cycle de production, d’entretien et de recyclage des différents panneaux que vous pouvez mettre en place avant de faire votre choix.

Type de cloison légère

Energie grise nécessaire

panneau de contreplaqué

4 000 kWh par m³

panneau en fibre de bois dur

< à 4 000 kWh par m³

panneau d'aggloméré

> à 2 000 kWh par m³

panneau de plâtre fibreux, panneau de plâtre cartonné

< à 1 000 kWh par m³

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