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Les matériaux naturels face
aux défis de la rénovation
Sustainable Building Design Lab, ArGEnCo,
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shady.attia@ulg.ac.be
Shady Attia
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17
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18
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19
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20
λ
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L’isolant
 limite les déperditions (d’intrusion) d’énergie par conduction.
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 limite les déperditions d’énergie par convection.
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29
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35
Impact Environmental
36
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• EPDs (Environmental Product Declaration) » base pour une analyse
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• Au niveau belge, depuis le 1er janvier 2015 : » arrêté royal du 22 mai 2014
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(SPF Santé)
EPD
39
• Outil MMG, en cours de développement à l’échelle des 3 régions » basé
sur la méthode de calcul MMG (Milieugerelateerde Materialprestatie van
Gebouwelmeneten) (« performances environnementales des matériaux à
l’échelle des éléments de construction et du bâtiment »)
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• indicateurs d’impacts environnementaux multiples, résultats par élément
de construction et comparaison de variantes d’éléments de construction,
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vie
• A l’échelle du bâtiment
MMG
40
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Case d’étude
41
Objectifs
• Fournir un ordre de grandeur et une comparaison sensée plutôt
que des résultats précis
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bâtisseurs
• Faire découvrir à ces derniers les alternatives possibles offertes
par des entreprises belges, locales, tournées vers l’avenir et
conscientes de l’importance du concept de développement
durable
42
43
Méthodologie
Quantification:
Méthodologie
Quantification:
44
Récapitulatif
Construction
Cloisons
extérieures
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intérieures
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Traditionnelle
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Constructions complètes – comparaison
RÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE DIMINUTION DE LA COUCHE D’OZONE
ACIDIFICATION EUTROPHISATION
46
Résume
47
Summary
L'impact environnemental des matériaux naturels est
plus élevé que prévu:
• Nous n'évaluons pas l'impact environnemental de la rénovation
correctement - les matériaux isolants peuvent être responsables
de jusqu'à 20% de l'impact environnemental total du bâtiment
• La construction traditionnelle est celle qui émet le plus de
dioxyde de carbone mais l’utilisation d’herbicides, pesticides,
insecticides et fertilisants pour l’isolant bio sources a un
impact pas négligible.
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influencer les résultats fortement.
48
Summary
En rénovation, il ne s'agit pas seulement de la transmission et
de la ventilation:
• Les propriétaires de bâtiments ont d'autres priorités et ne sont pas
toujours capables de sélectionner des matériaux naturels pour
l'isolation (Claim Effect)
• Nous sous-estimons l'importance d'un placement d'isolation
adéquat. Il faut isoler correctement toutes les surfaces de
déperdition. Le choix du matériau d'isolation et le placement sont
très importants. 3 cm d'isolant correctement placé équivaut à 15
cm d'isolation non bien placée.
• Identifier les ponts thermiques et garantir l’isolation de façon
strictement continue.
• Le meilleur isolant est totalement inefficace sans une étanchéité à
l’air parfaitement continue.
• Humidification de l’isolant (augmentation de sa conductivité).
49
Summary
Nous craignons que nous dépendions à nouveau des
méthodes de calcul théoriques pour évaluer l'impact
environnemental des matériaux naturels pour la
rénovation et éviterons une mesure et un suivi réels et
créerons un nouvel écart de carbone.
What’s Next?
Nous avons besoin de beaucoup plus de connaissances
sur la performance holistique des matériaux isolants
naturels pour la rénovation (approche multifactorielle)
50
51
Thank you for your attention
Sustainable Building Design Lab, ArGEnCo,
Applied Sciences, University of Liège, Belgium
shady.attia@ulg.ac.be
Shady Attia
Acknowledgment: Florence Delvenne, Guirec Ruellan,
Karen van Allaker, Corrine, Sandra Belboom, Angelique
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LUXEMBOURG CREATIVE 2016 : Les matériaux naturels

  • 1. Les matériaux naturels face aux défis de la rénovation Sustainable Building Design Lab, ArGEnCo, Applied Sciences, University of Liège, Belgium shady.attia@ulg.ac.be Shady Attia 1
  • 2. Statut de Rénovation en Wallonie 2
  • 3. Introduction Energy efficiency - Since 1980ies addressed in the Belgian building sector (Moniteur Belge, 1983) - Target today, all new buildings in Belgium must perform in compliance with the Belgian definition of Passive House (Attia & Mlecnik, 2012b). Building Energy Efficiency since 1980ies addressed in the Belgian building sector (Moniteur Belge, 1983) Energy Crisis 1973 in Belgium 3
  • 5. Introduction Nearly Zero Energy Buildings in Brussels EPB D PHP Metri c kWh/m2 Le Soir, Marie-Eve Rebts, 2 mars 2016, Les normes énergétiques transforment la construction http://www.lesoir.be/1138841/article/economie/immo/2016-03-02/normes-energetiques-transforment-construction 5
  • 11. 2050: ¾ Buildings are existing11
  • 12. Building stock in Liège Distribution of the houses per vintage in Liège (adapted from Singh, Attia et al., 2013) 2400 3600 9800 12050 12850 10600 5000 1650 1100 0 -500 -2000 0 2000 4000 6000 8000 10000 12000 14000 <1863 1863-1879 1880-1899 1900-1919 1920-1944 1945-1964 1965-1984 1985-2000 2001-2014 2015-2025 2026-2040 20% 22% 18 %Ca. 17% Ca. 6 % 4 % 86% built before 1965 12
  • 13. Liège Building Stock A: Distribution of the houses per vintage in Liège (adapted from Singh et al., 2013). Inventarisation of residential housing types in Liège Potential retrofit extensions D. Potential of renovation of residential buildings in 9 of Liege’s’ neighborhoods (Attia, 2015) (INS, 2015a) 13
  • 14. Liège Building Stock Distribution of the houses per vintage in Liège (adapted from Singh et al., 2013). Potential retrofit extensions D. Potential of renovation of residential buildings in 9 of Liege’s’ neighborhoods (Attia, 2015) (INS, 2015a) C. 14
  • 16. Un isolant pour quoi faire ? Maintenir au fil des saisons une température intérieure agréable, aussi stable que possible, en été comme en hiver. Du confort 365 jours par an 50° latitude Nord Isolation ? 16
  • 17. Isolation Seulement ? Pour savoir de quoi on parle : les grandeurs physiques. Le choix de l’isolant : sur base de données techniques objectivables. 17
  • 18. Isolation Seulement ? Au-delà des valeurs scientifiques : La conductivité thermique indique la propension d’un matériau homogène à se laisser parcourir par un flux énergétique. 18
  • 21. Isolation Seulement ? Isolation et étanchéité à l’air vont de pair. CE QU’ILS FONT : L’isolant  limite les déperditions (d’intrusion) d’énergie par conduction. L’étanchéité à l’air  limite les déperditions d’énergie par convection.  permet à l’isolant d’être efficace.  garantit la durabilité de l’isolant dans le temps.  augmente le confort thermique. CE QU’ILS NE FONT PAS :  gérer les flux d’air  garantir la durabilité de l’isolant dans le temps.  augmenter le confort thermique. 21
  • 22. Isolation Seulement ? Ni l’isolant, ni l’étanchéité à l’air ne servent à la gestion de l’humidité Ventilation Isolation et étanchéité à l’air sont indissociables « Complexe isolation & étanchéité à láir » 22
  • 23. Isolation Seulement ? Une maison mal isolée, mal éclairée, mal chauffée et mal équipée aura été payée 2 fois au bout de 50 ans... à cause de l’énergie gaspillée ! Le chauffage de la maison représente en moyenne 55% de votre facture énergétique. Le secteur résidentiel représente près de 30-40% de la consommation énergétique liégeoise. Source : 23
  • 24. Isolation Seulement ? Ordre de grandeur : Une maison liégeoise de 1950 10 renouvellements d’air par heure 5000 m³/h dont 30% en moyenne par la toiture 24
  • 25. Isolation Seulement ? 25 Pour 5000 m³ d’air sortant : 15 litres d’eau condensée chaque heure. (Par mouvements convectifs) 21°C HR 50% 4°C Condensation de 3g H2O Par m³ d’air sortant
  • 26. d’air chaud sortant a 20°C et d’air frais rentrant a -10°C toutes les heures 24 € tous les jours Isolation Seulement ? 26
  • 28. Isolation Seulement ? La valeur Lambda (λ) n’est pas le seul paramètre à prendre en compte pour faire le choix d’un isolant. Objectif : confort thermique 365 jours par an 28
  • 29. Isolation Seulement ? Au-delà des valeurs scientifiques : Un isolant doit être :  Adapté (Quelle application, circonstances particulières, …)  Durable dans le temps (on n’isole pas tous les dix ans !).  Sain (qui ne génère pas de problème de santé).  D’origine renouvelable.  Recyclable ou biodegradable.  Peu énergivore à la production.  Pas (trop) cher. 29
  • 30.  Chauffer, mais pas trop.  Rechercher la compacité.  Isoler correctement toutes les surfaces de déperdition. Bien Place  Empêcher toute fuite d’air incontrôlée. 30 Isolation Seulement ?
  • 32. Conception Régénérative • Attia, S. (2016) Yearbook 2015 Ateliers d'Architecture III: Logement collectif durable et conception régénérative, SBD Lab,Liege, Belgium, ISBN: 978-2930909028. 32
  • 35. Isolants Naturels Source: Je vais Construire & Rénover, décembre 2015/janvier 2016, p.31-32 35
  • 37. Impacts du secteur de la construction:  50 % du total des ressources naturelles exploitées;  45 % de la consommation totale d’énergie;  40 % des déchets produits;  30 % des émissions de gaz à effet de serre;  16 % de la consommation d’eau Impact Environnemental Les Matériaux de construction sont responsables de 15% - 18% de l’impact environnemental des bâtiments
  • 39. • EPDs (Environmental Product Declaration) » base pour une analyse complète du cycle de vie des matériaux » support à l’évaluation par les outils de certification et pour les écolabels • Au niveau belge, depuis le 1er janvier 2015 : » arrêté royal du 22 mai 2014 : obligation de réaliser une ACV » base de données publique centralisée (européenne) – Application web : www.environmentalproductdeclaration.eu (SPF Santé) EPD 39
  • 40. • Outil MMG, en cours de développement à l’échelle des 3 régions » basé sur la méthode de calcul MMG (Milieugerelateerde Materialprestatie van Gebouwelmeneten) (« performances environnementales des matériaux à l’échelle des éléments de construction et du bâtiment ») • développée par KUL, VITO, CSTC pour le compte d'OVAM • indicateurs d’impacts environnementaux multiples, résultats par élément de construction et comparaison de variantes d’éléments de construction, avec détail des indicateurs environnementaux et/ou des phases du cycle de vie • A l’échelle du bâtiment MMG 40 ovam.be
  • 42. Objectifs • Fournir un ordre de grandeur et une comparaison sensée plutôt que des résultats précis • Fournir une aide à la prise de décision aux candidats bâtisseurs • Faire découvrir à ces derniers les alternatives possibles offertes par des entreprises belges, locales, tournées vers l’avenir et conscientes de l’importance du concept de développement durable 42
  • 46. Résultats Initiaux Constructions complètes – comparaison RÉCHAUFFEMENT CLIMATIQUE DIMINUTION DE LA COUCHE D’OZONE ACIDIFICATION EUTROPHISATION 46
  • 48. Summary L'impact environnemental des matériaux naturels est plus élevé que prévu: • Nous n'évaluons pas l'impact environnemental de la rénovation correctement - les matériaux isolants peuvent être responsables de jusqu'à 20% de l'impact environnemental total du bâtiment • La construction traditionnelle est celle qui émet le plus de dioxyde de carbone mais l’utilisation d’herbicides, pesticides, insecticides et fertilisants pour l’isolant bio sources a un impact pas négligible. • Prendre en compte les impacts dus au produit utilisé. Peut influencer les résultats fortement. 48
  • 49. Summary En rénovation, il ne s'agit pas seulement de la transmission et de la ventilation: • Les propriétaires de bâtiments ont d'autres priorités et ne sont pas toujours capables de sélectionner des matériaux naturels pour l'isolation (Claim Effect) • Nous sous-estimons l'importance d'un placement d'isolation adéquat. Il faut isoler correctement toutes les surfaces de déperdition. Le choix du matériau d'isolation et le placement sont très importants. 3 cm d'isolant correctement placé équivaut à 15 cm d'isolation non bien placée. • Identifier les ponts thermiques et garantir l’isolation de façon strictement continue. • Le meilleur isolant est totalement inefficace sans une étanchéité à l’air parfaitement continue. • Humidification de l’isolant (augmentation de sa conductivité). 49
  • 50. Summary Nous craignons que nous dépendions à nouveau des méthodes de calcul théoriques pour évaluer l'impact environnemental des matériaux naturels pour la rénovation et éviterons une mesure et un suivi réels et créerons un nouvel écart de carbone. What’s Next? Nous avons besoin de beaucoup plus de connaissances sur la performance holistique des matériaux isolants naturels pour la rénovation (approche multifactorielle) 50
  • 51. 51 Thank you for your attention Sustainable Building Design Lab, ArGEnCo, Applied Sciences, University of Liège, Belgium shady.attia@ulg.ac.be Shady Attia Acknowledgment: Florence Delvenne, Guirec Ruellan, Karen van Allaker, Corrine, Sandra Belboom, Angelique Leonard, Isohemp, Paille Tech, Mobic, Argibat

Notes de l'éditeur

  1. Looking today to the challenges for planning and design of sustainable built environment including, carbon emissions, climate change, human health, water problems, biodiversity, scarcity of resources, depletion of fossil fuel, population growth and urbanization; sustainable architecture will play a key role for the sustainable development of society as a whole.
  2. In the context of an architectural design studio, this paper presents the experience of introducing the concept of regenerative design within a Belgian engineering faculty.
  3. In the context of an architectural design studio, this paper presents the experience of introducing the concept of regenerative design within a Belgian engineering faculty.
  4. -la construction PailleTech nécessite une plus grande quantité de paille que la construction IsoHemp. Près de 10 tonnes de paille sont ici utilisées contre 8 tonnes de granulats de chanvre. -la culture du chanvre et celle du froment ne sont pas réalisées de la même manière, la plante évoluant différemment. Ainsi, la culture du chanvre ne nécessite aucun herbicide car la plante est relativement couvrante. Elle ne possède pas d’ennemis connus dans la nature : aucun pesticide ou insecticide n’est employé. Elle demande uniquement un apport en azote au moment des semis. Pour la culture du froment, c’est une toute autre histoire puisque pesticide, herbicides et fertilisants sont employés. -pour la culture du froment, la paille est considérée dans le cadre de cette étude comme un co-produit de la céréale. Les produits résultants de la culture du chanvre sont quant à eux les chènevis (graines), la chènevotte (granulats) et les fibres de chanvre. Or, dans cette étude, seule la paille nous intéresse dans le premier cas et la chènevotte dans le second cas. J’ai donc choisi d’appliquer une allocation massique qui me permet de ne prendre en compte que les impacts dus au produit utilisé. Ainsi, dans le cas de la culture de froment, la paille est responsable de 63% des émissions totales et, dans le cas de la culture du chanvre, la chènevotte est responsable de 48% de l’impact. Ainsi, en combinant ces trois informations, les résultats et différences s’expliquent. Il serait dès lors intéressant d’étudier ces mêmes résultats en modifiant les modes de culture.