Infrastructures: potentiel de réduction de CO2 dans la construction bois
Afin d’évaluer le potentiel de décarbonisation lié à la réalisation d’ouvrages d’infrastructure en bois plutôt qu’en béton, des analyses de cycle de vie simplifiées ont été réalisées sur six paires d’objets servant d’exemples.
Fiche signalétique
- Départements participants Architecture, bois et génie civil
- Institut(s) Institut de la construction bois IHB
- Unité(s) de recherche Unité Structures en bois FGH
- Organisation d'encouragement Schweizerische Eidgenossenschaft (Bundesverwaltung)
- Durée 01.08.2022 - 23.10.2024
- Direction du projet Prof. Dr. Aude Chabrelie
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Équipe du projet
Prof. Dr. Aude Chabrelie
Prof. Dr. Heiko Thömen
Hendrick Schardey - Mots-clés Construction d’infrastructures, analyse du cycle de vie, décarbonisation
Situation
Dans le cadre de l’accord de Paris sur le climat, la Suisse s’est engagée à réduire de moitié ses émissions de gaz à effet de serre d’ici 2030 (par rapport au niveau de 1990). Elle a en outre ancré l’objectif de neutralité climatique dans la loi sur le climat et l’innovation. La construction d’infrastructures constitue un champ d’action pour réduire les émissions de gaz à effet de serre. Le 30 novembre 2021, le Parlement a transmis au Conseil fédéral la motion 21.3293 «Recherche et innovation sur l’utilisation du bois dans la construction d’infrastructures pour contribuer à la décarbonisation», déposée par le conseiller aux États Jakob Stark. Dans ce cadre, la BFH a été chargée d’étudier les possibilités de décarbonisation dans la construction d’infrastructures, et notamment d’évaluer le potentiel de décarbonisation résultant de la réalisation d’ouvrages d’infrastructure en bois plutôt qu’en béton (sous-projet 3). Le 6 décembre 2024, le Conseil fédéral a adopté la stratégie visant à décarboner la construction d’infrastructures en mettant l’accent sur le bois. Le CF prend ainsi en considération la motion du conseiller aux États Jakob Stark.
Approche
Le projet global comprend trois sous-projets réalisés à la BFH: a) Processus de décision pour la matérialisation b) Expertise technique c) Potentiel de réductionde CO2 et scénarios de fin de vie pour la construction bois. Dans le sous-projet 3, l’équipe a réalisé des écobilans comparatifs des exécutions en béton et en bois sur six ouvrages d’infrastructure servant d’exemples (passage à faune, paroi antibruit, pont perpendiculaire à l’axe, plafond intermédiaire de tunnel, galerie antibruit et tranchée couverte). L’équipe a effectué les calculs conformément aux règles de la KBOB, référence en Suisse pour les écobilans dans la construction, notamment pour les marchés publics. Elle a pris en compte la fabrication, le transport vers le chantier, l’élimination et le remplacement des matériaux pendant la phase d’utilisation. Elle a déterminé les émissions de gaz à effet de serre, ainsi que l’énergie primaire et les unités de charge environnementale. Les hypothèses pour les objets ont été établies en collaboration avec l’Office fédéral des routes (OFROU) et le bureau d’ingénieurs Timbatec Holzbauingenieure Schweiz AG. En outre, l’équipe a réalisé une analyse de sensibilité pour chaque variante d’exécution afin de montrer le cadre dans lequel les résultats évoluent. Enfin, elle a décrit et discuté les options de valorisation des composants en bois en fin de vie et le stockage de CO2 dans le bois et le béton. Le rapport a été vérifié par une partie tierce (Empa).
Résultat
Les émissions de gaz à effet de serre peuvent être réduites de 2 à 70% si la construction est réalisée en bois plutôt qu’en béton, avec des différences considérables. La réduction la plus importante des émissions de CO2, de 70%, concerne les parois antibruit, tandis que la plus faible, de 2%, concerne les passages à faune. Les infrastructures en bois peuvent stocker des quantités de CO2 biogène considérables, pouvant atteindre plusieurs fois les émissions de CO2 émises au cours des phases du cycle de vie considérées. Le stockage de CO2 des ouvrages d’infrastructure est un stockage à long terme, mais pas permanent au sens climatique du terme. Les quantités stockées grâce à la carbonatation du ciment pendant la durée de vie des ouvrages d’infrastructure, comparées aux émissions de gaz à effet de serre résultant de la fabrication, du transport et de l’élimination de tous les matériaux utilisés, sont relativement faibles en raison de l’épaisseur des éléments de construction des ouvrages considérés. Les valeurs se situent en général entre 0,4 et 2,5% pour les objets étudiés, avec une valeur proche de 13% à peine pour les parois antibruit, le remplacement plus fréquent des éléments de protection acoustique relativement minces étant ici invoqué. Le 6 décembre 2024, le Conseil fédéral a adopté la stratégie visant à décarboner la construction d’infrastructures en mettant l’accent sur le bois. Il a tenu compte de la motion 21.3293 du conseiller aux États Jakob Stark.
Perspectives
Pour décarboner la construction d’infrastructures, les mesures suivantes sont proposées: 1) Des analyses plus poussées du cycle de vie, y c. la construction (A5), l’utilisation (B) et évent. les effets hors des limites du système (D), sont nécessaires pour valider les résultats de l’étude et déduire des mesures efficaces de réduction des émissions. 2) Les technologies actuelles ne permettent pas de construire (quasiment) sans émissions, même avec le bois. Pour atteindre les objectifs climatiques, il faut développer des concepts qui réduisent nettement les émissions de GES lors de la fabrication d’éléments de construction en bois. De même, les technologies de réduction des émissions de CO2 lors de la production de clinker et de béton doivent être améliorées. 3) Les mesures de protection du bois dans la construction doivent être systématiquement appliquées afin d’éviter la formation de poches d’humidité et de pouvoir renoncer à une protection chimique du bois. Lors de la planification et de la réalisation d’infrastructures en bois, il faut aussi garantir la séparabilité des composants. 4) Une courbe de réduction des émissions de GES autorisées dans la construction d’infrastructures doit être développée. 5) Il faudrait adopter une approche permettant de comptabiliser les constructions bois comme réservoirs de carbone temporaires, associée à une obligation juridiquement contraignante de stockage permanent ultérieur ou de calcul rétroactif de la capacité de stockage comptabilisée.
