Infrastructures et ouvrages durables

Responsable

Christian Tessier (Ifsttar/MAST)

Enjeux et objectifs

Dans le cadre des travaux menés lors du Grenelle, il est apparu que les activités de construction et d’entretien des infrastructures de transport contribuaient de façon significative aux impacts environnementaux. La réduction de ces impacts passe par des innovations pouvant porter sur les matériaux, les procédés de construction, ou les méthodes d’entretien.

Pour être en mesure d'influer valablement sur les impacts environnementaux des ouvrages, il est indispensable d'avoir une bonne appréciation de leur impact, à travers la connaissance du cycle de vie des ouvrages, et de la quantification des différents impacts environnementaux, depuis la fourniture des matériaux constitutifs jusqu'à la démolition des ouvrages.

Sur cette base, les usages de conception et de gestion des ouvrages pourront être revus en considérant à la fois les facteurs économiques et les facteurs d'impact environnemental.

L'examen de solutions nouvelles ne se basera pas uniquement sur un changement des propriétés mécaniques, mais intégrera l'influence de ces nouvelles solutions en terme d'impacts tout le long de la vie des ouvrages (impact de production du matériau, modification des durées de vie, des opérations d'entretien et de maintenance,…)   

Sujets traités

Thème 1 : Estimer l'impact environnemental des ouvrages    

  • Sujet 1.1 : Inventaire du cycle de vie
  • Sujet 1.2 : Analyse environnementale du cycle de vie

Thème 2 : Influer sur l'impact environnemental des ouvrages    

  • Sujet 2.1 : Eco-conception et eco-gestion des ouvrages
  • Sujet 2.2 : Impact de matériaux alternatifs

Partenariats

  • SETRA
  • Partenaires européens projet SBRI (Sustainable steel-composite bridges in built environment)
  • Partenaires nationaux du groupe AFGC DIOGEN (données d'impact de génie civil)

Principaux produits attendus

  • méthodologie d’évaluations comparatives de solutions constructives d’ouvrages
  • recensement des données d'impact utilisables pour les ouvrages de génie civil
  • recueil d'éléments permettant une éco-gestion des ouvrages
  • appréciation de l'apport environnemental de plusieurs solutions innovantes

Principaux produits obtenus

La Base de données DIOGEN

Le principal produit obtenu dans le cadre de cette opération est la mise en place d’une base de données d’impacts environnementaux adaptée au contexte français du génie civil :  la base DIOGEN.

Accessible sur le site Diogen.fr, cette base de donnée, établie sous l’égide de l’AFGC (Association Française de Génie Civil) donne, sous forme de fiches téléchargeables, les impacts environnementaux de la norme NF P 01-010 (et bientôt de la 15804) pour les matériaux utilisés dans la réalisation des ouvrages de génie civil.

Pouvant être utilisée dans les diverses phases d'un projet, DIOGEN est destinée à tous les acteurs du Génie Civil (ingénieurs ou techniciens, architectes, enseignants ou étudiants), qu'ils soient donneurs d'ordre, concepteurs, réalisateurs ou chercheurs.

Seule est prise en compte la phase de production des matériaux (depuis l'extraction des matières premières jusqu'à la sortie de l'usine) et leur utilisation doit être intégrée à une démarche de type Analyse de Cycle de Vie (ACV) allant jusqu'à la fin de vie.

DIOGEN s'appuie sur des données disponibles évaluées par un comité d'experts selon une méthodologie spécifique et sur des données construites par les groupes de travail thématiques. Nécessitant une consolidation, les résultats de ces évaluations ne sont pas disponibles actuellement.

Le site attire par ailleurs d'attirer l'attention sur un certain nombre de mises en garde relatives à l'utilisation ou la fourniture de données.

Dans le cadre de ce travail, des données, non disponibles par ailleurs, ont été construites, à partir des processus industriels de production concernés.
Les Cete ont contribué à l’élaboration de ces données

A fin 2013, DIOGEN comporte les principaux matériaux utilisés dans le génie civil (aciers pour béton armé, ciments, granulats, profilés métalliques, tôles métalliques, bois,…), l'alimentation et l'actualisation normative de cette base sera progressive.

Projet Européen SBRI - Thèse de Nghoc Bin TA

Etude de la durabilité des ouvrages dans un contexte de développement durable - application aux ponts mixtes

La pratique courante de la conception des ouvrages d’art est fortement orientée par la phase de construction. Traditionnellement, la conception des ouvrages consiste à retenir un dimensionnement qui permet d’atteindre un coût initial de construction le plus faible possible tout en respectant des exigences prescrites pour une durée de fonctionnement donnée. Cette approche est aujourd’hui revisitée pour chercher à intégrer tout le cycle de vie de l’ouvrage, c’est-à-dire à considérer toutes les étapes de sa vie depuis la conception jusqu’à la fin de vie en service. En effet, les activités liées au cycle de vie de l’ouvrage durant les phases d’exploitation, de maintenance/réhabilitation, et de fin de vie génèrent des impacts tant sur le plan économique que sur les plans environnementaux et sociétaux, bien plus importants que la simple phase de conception/construction.

Chaque option de dimensionnement peut être associée à un cycle de vie différent et donc à des impacts différents. Pour cette raison et dans une approche de développement durable, la thèse a proposé d’analyser les ouvrages dans leur cycle de vie selon trois axes : économique, environnemental et sociétal. Pour cela, une famille d’ouvrage particulière a été retenue : les ponts mixtes acier-béton. Une analyse performantielle a été également effectuée pour permettre de prendre en compte différents scénarios de maintenance.

Finalement, une procédure d’optimisation et une analyse multicritère ont été proposées pour évaluer l’ensemble des variantes de conception et permettre d’avoir une vision globale qui aide les maîtres d’ouvrage et les gestionnaires lors de la prise de décision.

La thèse a été soutenue le 18 septembre 2013.

La méthodologie proposée dans ces travaux alimentera les réflexions conduites dans le cadre du Géri RD2-GEN proposé, pour sa déclinaison applicative et générique.

Principaux autres apports

  • Elaboration de l’outil CIOGEN, permettant l’étude des impacts environnementaux des ouvrages depuis la fourniture des matériaux (basée sur Diogen) jusqu’à la fin de vie. L’outil structure le recueil d’exemples aboutissant à la détermination de  ratios à utiliser pour les différents types d’ouvrages. Ce recueil d’exemples est nécessaire pour le caractère opérationnel de l’outil.
  • Optimisation d’un programme de maintenance préventive de structures portuaires, par le Cete Ouest (St Brieuc) , à partir d’ICV (Inventaire du cycle de vie ) d’opérations de réhabilitation de quai et de mise en peinture, avec évaluation De 3 types de produits (produit attendu au 12/2013)
  • ICV d’une opération de construction de pont (sur la base de données recueillies sur le chantier) et de vie en oeuvre (pont sur le Cher) – CETE Lyon. Exemple alimentant l’outil CIOGEN.
  • Base de données d’impacts collectés au cours de la mise en œuvre de différents types de bétons (CETE Lyon) – alimentation de Diogen et Ciogen.
  • Données DIOGEN en cours de complément : Câbles (Ifsttar et CETE Sud Ouest), construction métallique (CETE Est et Lyon)
  • Intérêt de solutions alternatives
    • Utilisation des aciers autopatinables pour les ouvrages d’art – Mise en évidence des atouts (et des conditions) de la solution pour le respect des règles du Développement Durable. (CETE Est). Rapport produit et révision de la circulaire de 1985 concernant l’utilisation de ces aciers.  Le rapport sera complété pour l’édition d’un guide en 2015 (incluant les spécificités de l’auscultation du matériau après vieillissement).
    • Etat de l’art sur la valorisation des granulats recyclés et des laitiers de haut fourneau dans les ouvrages d’art (CETE IdF)
    • Première analyse en ce qui concerne l’utilisation du BFUP en ouvrages d’art (recueil d’expériences, conception et impacts) (CETE NP)

Valorisation

Un certain nombre de contributions sont déjà valorisées, par l’intégration à la base de données DIOGEN.

Par contre, il est nécessaire de décliner l’ensemble des résultats dans le cadre d’un référentiel pour le Développement Durable à monter au niveau du réseau (IFSTTAR/CEREMA).

C’est pourquoi un Géri est proposé en ce sens (Géri RD2-GEN - Référentiel Développement Durable des structures de génie civil).

Il est envisagé d’organiser un séminaire unique destiné à la clotûre de l’opération et au lancement du Géri.