Intégration de limites planétaire et régionalisation des méthodes de calcul d'impacts environnementaux appliquées aux bâtiments et aux quartiers.

Integration of planetary boundaries and regionalisation of environmental impact calculation methods applied to buildings and districts.

• Auteur / Autrice : Khaled Khazaal
• Direction : Bruno Peuportier, Patrick Schalbart
• Type : Projet de thèse
• Discipline(s) : Energétique et génie des procédés
• Date : Inscription en doctorat le 01/12/2023
• Etablissement(s) : Université Paris sciences et lettres
• Ecole(s) doctorale(s) : Ecole doctorale Ingénierie des Systèmes, Matériaux, Mécanique, Énergétique
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Energétique et Procédés
• Partenaire(s) de recherche : Equipe de recherche : CEEP - Centre Energie, Environnement, Procédés
• Partenaire(s) de recherche : établissement opérateur d'inscription : Mines Paris-PSL

Mots clés

Mots clés libres

Bâtiments

Analyse de cycle de vie

Limites planétaires

Régionalisation des impacts

Buildings

Life cycle assessment

Planetary boundaries

Regionalisation of impacts

Résumé

Contexte et enjeux Les bâtiments contribuent pour plus de 20 % aux émissions de gaz à effet de serre en France. Pour respecter l'accord de Paris et limiter le réchauffement climatique à 1,5°C, il faut diviser par deux les émissions d'ici 2030 et les annuler d'ici 2050. D'autres limites planétaires ont été identifiées en ce qui concerne par exemple la biodiversité et l'occupation des sols, induisant de nouvelles contraintes à satisfaire. Une telle transition constitue un véritable défi dans un secteur constitué de PME et de professions libérales ayant peu de moyens pour innover. Les outils d'aide à l'écoconception déjà développés constituent une aide vers cette transition, mais ils doivent être adaptés et complétés pour intégrer les limites planétaires. Des aspects comme la biodiversité et la santé sont très dépendants du contexte local, ce qui implique de régionaliser les méthodes d'évaluation des impacts correspondants. Objectifs scientifiques Il s'agit d'étudier quelles limites planétaires peuvent être prises en compte en ACV et de quelle manière, en fonction des indicateurs d'impact évalués en ACV. Cette intégration suppose dans certains cas d'effectuer une descente d'échelle depuis la planète jusqu'au projet étudié et d'articuler les métriques de l'ACV et des limites planétaires de façon cohérente. Par ailleurs, l'évaluation d'indicateurs de dommages sur la santé et la biodiversité intègre différents effets dont certains dépendent de la localisation du projet étudié. Par exemple le prélèvement d'eau et la diminution de ressources correspondantes peut avoir des conséquences sur la santé en Afrique mais peu en Europe. Il s'agit alors d'étudier comment intégrer à l'ACV des bâtiments des outils permettant de prendre en compte ces variations spatiales. Approche - Méthodes Il est proposé de mettre en œuvre plusieurs techniques d'intégrations des limites planétaires en ACV et d'étudier les plus cohérentes pour le cas des bâtiments et des quartiers. Plusieurs approches sont possibles comme la normalisation ou la descente d'échelle. Il est également nécessaire d'implémenter les calculs régionalisés dans les outils d'ACV des bâtiments et des quartiers afin d'améliorer la pertinence de ces indicateurs de dommages, en comparant plusieurs méthodes d'évaluation. Les implications en termes d'analyse de contribution pourraient être étudiées sur une étude de cas. Résultats attendus Des modules de calcul seront développés concernant la régionalisation des impacts et l'intégration des limites planétaires. La méthodologie, les hypothèses et les résultats des études de cas seront documentés avec précision. Si la démarche semble pertinente, ces développements seront intégrés dans un outil professionnel d'ACV du bâtiment diffusé auprès des professionnels.

Context and challenges Buildings contribute more than 20 % to greenhouse gas emissions in France. To respect the Paris agreement and limit global warming to 1.5°C, emissions must be halved by 2030 and eliminated by 2050. Other planetary limits have been identified with regard to for example biodiversity and land use, leading to new constraints to be satisfied. Such a transition is a real challenge in a sector made up of SMEs and liberal professions with few means to innovate. The ecodesign support tools already developed are a help towards this transition, but they must be adapted and supplemented to integrate the planetary limits. Aspects such as biodiversity and health are highly dependent on the local context, which implies regionalising the methods for the assessment of the corresponding impacts. Scientific objectives It is useful to study which planetary boundaries can be taken into account and in what way, according to the impact indicators evaluated in LCA. This integration implies in some cases a downscaling procedure from the global to the project scale and to merge consistently the metrics associated with LCA and planetary boundaries. Moreover, the evaluation of indicators of damage to health and biodiversity integrates various effects, some of which depend on the location of the studied project. For example, water consumption and the corresponding reduction in resources can have consequences on health in Africa, but not so much in Europe. It is therefore interesting to study how to integrate into the buildings LCA tools allowing to take into account these spatial variations. Moreover, Methodology It is proposed to test several existing methods to integrate the planetary boundaries in LCA and evaluate the most consistent ones for the case of building and districts eco-design. Existing approaches are linked to normalisation or downscaling boundaries. Il is also necessary to implement regionalised calculations in LCA tools for buildings and neighbourhoods in order to improve the relevance of these damage indicators, by comparing several evaluation methods. The implications in terms of contribution analysis could be studied on a case study. Expected results Calculation modules will be developed concerning the regionalisation of impacts and the integration of planetary boundaries. The methodology, assumptions and results of the case studies will be accurately documented. If the approach seems relevant, these developments will be integrated into a professional building LCA tool distributed to professionals.