Caractérisation, mesure et évaluation des indicateurs techniques, économiques et financiers des éco-matériaux : application au secteur du bâtiment, Caracterisation, measure and evaluation of technical, financial and economic advantages of eco-materials : application to the building construction sector

Alex Wignacourt

Description

Sous la direction de Philippe Deshayes, Zoubeir Lafhaj
Thèse soutenue le 01 décembre 2009: Ecole Centrale de Lille
Les éco-matériaux présentent un certain nombre de caractéristiques intéressantes comparativement à des solutions techniques ou architecturales classiques. Les critères de différenciation utilisés étaient jusqu’alors souvent liés à la préservation de l’environnement et de la santé. L’objectif de cette thèse est d’étudier les caractéristiques techniques, économiques et financières présentées par ces matériaux plus respectueux de l’environnement en regroupant des informations de référence sélectionnées au sein d’un référentiel proposé. La première partie de ce travail situe la thématique des éco-matériaux dans le contexte de la conception de bâtiments à qualité environnementale. Une deuxième partie précise la place des éco-matériaux au sein des systèmes de management de la qualité environnementale du bâti (SMQEB) internationaux et Européens. Le cahier des charges d’une méthode d’aide au choix d’éco-matériaux y est exposé. La troisième partie concerne la conception d’un outil d’aide à la prescription technique, économique et financière d’éco-matériaux. La dernière partie recentre sur un territoire d’étude la méthodologie élaborée et testée : la région Nord Pas de Calais. Un système constructif élaboré, un rampant de toiture, est utilisé comme base pour la comparaison d’un assemblage de solutions éco-construites et conventionnelles. Les critères techniques, économiques, financiers, environnementaux et de santé utilisés sont in fine traduits en ratio coûts / bénéfices
-Eco-matériaux
-Eco-construction
-Solutions constructives
-Référentiel de mesures
-Analyse en cycle de vie
-Systèmes productifs locaux
-Impact sociétal
-Analyse coûts bénéfices
Eco-materials, have revealed a number of interesting characteristics compared with more traditional technical or architectural solutions. The criteria so far used to differentiate them were often related to the preservation of the environment or health. The main research objective has been to study the technical, economic and financial advantages of such more environmentally friendly materials by collecting selected referential information- assessment indicators and criteria- inside a proposed system of reference. The first part of my work has been devoted to identifying eco-materials in the broader context of the conception of high environmental quality buildings. The position of eco-materials in international and European Environmental Quality Management Systems for Buildings- SMQEB- has then been reviewed in a second part. The third part of this work has consisted in designing a technical, economic and financial prescription decision tool for eco –materials. In the final part, the main concern has been to implement this designed and tested methodology within the Nord Pas De Calais region. An elaborate construction system - a flat roof - has been selected to compare a set of eco-built solutions with more conventional ones. The technical, economic, financial, environmental and health criteria have in-fine been used in easily understood language: the cost/profit ratio
-Eco-materials
-Eco-construction
-Constructive solutions
-Measurement reference systems
-Technical economic and financial advantages
-Local productive systems
-Carbon assessment
-Cost / profit analysis
Source: http://www.theses.fr/2009ECLI0020/document

Sujets

• Écomatériau
• Système productif local

Informations

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• Poids de l'ouvrage: 4 Mo

Extrait

N° d’ordre : 109

ECOLE CENTRALE DE LILLE



THESE

Présentée en vue
D’obtenir le grade de


DOCTEUR

En

Spécialité : Génie Industriel

Par

ALEX WIGNACOURT


DOCTORAT DELIVRE PAR L’ECOLE CENTRALE DE LILLE


Titre de la thèse :

Caractérisation, mesure et évaluation des indicateurs techniques,
économiques et financiers des éco-matériaux :
Application au secteur du bâtiment


erSoutenue le mardi 1 décembre 2009 devant le jury d’examen :

Président André De HERDE Professeur, Université Catholique
de Louvain - Belgique
Rapporteur Mme Agnès JULLIEN HDR – Laboratoire Central des
Ponts et Chaussées de Nantes
(LCPC)
Rapporteur Mr Youssef DIAB Professeur, Université de Marne la
Vallée
Examinateur Mr Christian TRAISNEL Ingénieur, Directeur CD2E, Loos
en Gohelle
Directeur de thèse M. Philippe DESHAYES Professeur, Ecole Centrale de Lille
Co-Directeur de M. Zoubeir LAFHAJ c
thèse

Thèse préparée dans le Laboratoire de Génie Industriel - LGIL de l’Ecole Centrale de Lille

Ecole Doctorale SPI 287 (EC Paris, EC Lille, INT Evry)
tel-00581767, version 1 - 31 Mar 2011Remerciements


Ce travail a été réalisé au laboratoire de génie industriel (LGIL) de l’Ecole Centrale de
Lille.

Je tiens à remercier tout particulièrement :

Mr Christian TRAISNEL, ingénieur, directeur du CD2E (Création Développement
d’Eco-Entreprises), pour m’avoir donné l’opportunité depuis 2004 d’exercer le métier de
consultant en éco-construction tout en effectuant un travail de recherche sur la thématique des
éco-matériaux à l’Ecole Centrale de Lille. Ce travail n’aurait pu se réaliser sans son soutien
constant.

Mr Philippe DESHAYES, professeur, ingénieur architecte, pour avoir dirigé et
encadré mon travail de thèse et m’avoir donné l’occasion de le réaliser dans de bonnes
conditions en parallèle de mes activités professionnelles.

Monsieur Zoubeir LAFHAJ, professeur, pour avoir accepté un co-encadrement ; son
encadrement scientifique et son indéfectible soutien m’ont été particulièrement précieux.

Mr André De HERDE, Professeur, ingénieur architecte, Mr Youssef DIAB,
professeur, et Mme Agnès JULLIEN, maître de conférences HDR, pour avoir accepté de
rapporter ce mémoire de thèse.

Je remercie également François MARTY et Pierre GAUDIN pour m’avoir permis de
découvrir et connaître les systèmes de construction écologique de l’entreprise Scierie Palettes
du Littoral (SPL) à Audruicq (62), utilisés en exemple dans ce travail, et rejoindre l’aventure
Chênelet Construction.

Je tiens à remercier tout particulièrement mon épouse et mes parents pour leur aide,
leur soutien et leurs encouragements permanents ; merci encore à toi Sophie pour avoir
accepté de me suivre dans la partie « application pratique » de ma thèse en auto-construisant
ensemble notre maison écologique.

J’ai enfin une pensée très particulière pour mon grand père paternel qui était
entrepreneur du bâtiment, artisan maçon de son état. Je me demande ce qu’il aurait pensé d’un
petit fils qui préconise l’isolation des logements, la construction écologique et les énergies
renouvelables…














1
tel-00581767, version 1 - 31 Mar 2011RESUME


Les éco-matériaux, éco-préférences dans le secteur des matériaux de construction,
présentent un certain nombre de caractéristiques intéressantes comparativement à des
solutions techniques ou architecturales classiques. Les critères de différenciation utilisés
étaient jusqu’alors souvent liés à la préservation de l’environnement et de la santé.

Mais les éco-matériaux influent également considérablement sur le paysage
économique ambiant dans les métiers du BTP en terme de mobilisation d’acteurs, de
réalisation de progrès technique, de gains et d’économies, d’émergence de savoir –faire
nouveaux.
Ils contribuent ainsi à la création de systèmes productifs locaux (SPL) et de filières
courtes génératrices d’emplois à forte valeur ajoutée tout en immobilisant de grandes
quantités de carbone sur des durées importantes au sein des constructions dans lesquels ils
sont utilisés.
L’objectif de cette thèse est d’étudier les caractéristiques techniques, économiques et
financières présentées par ces matériaux plus respectueux de l’environnement en regroupant
des informations de référence sélectionnées – indicateurs et critères d’évaluation – au sein
d’un référentiel proposé.

La première partie de ce travail situe la thématique des éco-matériaux dans le contexte
de la conception de bâtiments à qualité environnementale et de l’analyse en cycle de vie. Elle
synthétise les différentes communautés reconnaissant ou non une définition des éco-
matériaux.

Une deuxième partie précise la place des éco-matériaux au sein des systèmes de
management de la qualité environnementale du bâti (SMQEB) Internationaux et Européens.
Le cahier des charges d’une méthode d’aide au choix d’éco-matériaux pour la construction de
bâtiments à qualité environnementale et à faible niveau de consommation énergétique y est
exposé.
La troisième partie concerne la conception d’un outil d’aide à la prescription
technique, économique et financière d’éco-matériaux : des familles de critères et des solutions
constructives sont sélectionnés, les performances de trois solutions constructives
conventionnelles et éco-construites sont analysées, comparées et pondérées. Des indicateurs
environnementaux et sociétaux viennent enrichir cette analyse.

La dernière partie recentre sur un territoire d’étude la méthodologie élaborée et testée :
la région Nord Pas de Calais est identifiée comme précurseur des filières de production d’éco-
matériaux en France et depuis peu des filières de distribution – prescription – utilisation.
Un système constructif élaboré, un rampant de toiture, est utilisé comme base pour la
comparaison d’un assemblage de solutions éco-construites et conventionnelles.
Les critères techniques, économiques, financiers, environnementaux et de santé utilisés sont
in fine traduits en langage compréhensible : le ratio coûts / bénéfices.

Mots-clés : éco-matériaux, éco-construction, solutions constructives, référentiel de mesures,
analyse en cycle de vie, systèmes productifs locaux, impact sociétal, analyse coûts / bénéfices.






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tel-00581767, version 1 - 31 Mar 2011ABSTRACT


Eco-materials, eco-preferences in the building construction field, have revealed a
number of interesting characteristics compared with more traditional technical or architectural
solutions. The criteria so far used to differentiate them were often related to the preservation
of the environment or health.

But eco-materials have also had a major impact on the local economy in the building
construction sector in terms of increased mobilization of actors involved, technical progress,
savings and profits as well as original, new know-how’s.

They have thus significantly contributed to the creation of Local Productive Systems/
LPS- and shorter with strong added value career paths while generating larger and longer term
quantities of carbon in the constructions in which they had been implemented.

The main research objective has been to study the technical, economic and financial
advantages of such more environmentally friendly materials by collecting selected referential
information- assessment indicators and criteria- inside a proposed system of reference.

The first part of my work has been devoted to identifying eco-materials in the broader
context of the conception of high environmental quality buildings and the related life cycle
analysis, outlining the recognition or non recognition of an eco-material definition by the
different communities.

The position of eco-materials in international and European Environmental Quality
Management Sy