Comprendre le calcul dynamique RE2020 avec emersus

La vie du matériau est subdivisée en phases et en modules. Ces catégories permettent d’identifier les impacts du matériau au cours de son cycle de vie.

Les 5 grandes phases sont elles-mêmes découpées en modules :

• Production : Impacts lors de la fabrication du matériau
  (Modules A1 à A3)
• Edification : Impacts liés au transport et à la mise en œuvre sur chantier
  (Modules A4 et A5)
• Exploitation : Impacts liés à l’usage du matériau pendant la vie du bâtiment
  (Modules B1 à B5)
• Fin de vie : Impacts liés au retrait, au traitement et à l’élimination du matériau
  (Modules C1 à C4)
• Bénéfices et charges hors système : Valorisation en fin de vie et export d’énergie
  (Module D)

Les modules B6 (énergie) et B7 (eau) existent dans l’ACV bâtiment, mais en RE2020 ils ne sont pas intégrés dans l’impact carbone du matériau. Ils sont calculés séparément dans les volets énergie et eau de la réglementation.

Chacune de ces phases se caractérise par un impact (en kgCO2 équivalent) qu'on peut retrouver sur toutes les FDES disponibles sur INIES :

En calcul statique, il suffirait en théorie d'additionner ces différentes phases pour un obtenir un impact total qui représenterait l'impact du matériau.

D'ailleurs, la RE2020 définit le calcul de la donnée environnementale du matériau comme suit :

Où l'impact est donc la somme des impacts des différentes phases de vie du produit.

Le calcul dynamique s’appuie sur plusieurs éléments temporels essentiels.

La RE2020 fixe un périmètre temporel unique de 50 ans, appelé PER (Période d’Étude de Référence). Cette durée correspond à une vie de bâtiment représentative à l’échelle réglementaire et permet d’harmoniser les calculs entre projets.

Comme expliqué précédemment, l’impact d’une émission dépend de l’année où elle survient. Pour cela, le référentiel définit un coefficient de pondération fCO₂ pour chaque année, de l’année 1 à l’année 50. Plus l’émission est tardive, plus le coefficient appliqué est faible.

Tout impact émis au-delà de 50 ans est soit ignoré, soit ramené au coefficient de la 50ᵉ année.

(Le tableau complet des coefficients est disponible en bas de l’article.)

Lorsque la durée de vie de référence (DVR) d’un matériau est inférieure à la PER, un renouvellement doit être comptabilisé. Dans ce cas, l’impact du matériau renouvelé sera pondéré avec un coefficient associé à l’année de son renouvellement, ce qui lui confère généralement un impact dynamique moins élevé que celui du matériau initial.

Dans le cadre du calcul dynamique, les impacts émis au début de la vie du bâtiment ont un poids plus important que ceux émis plus tard. Lorsque la durée de vie de référence (DVR) d’un produit est supérieure ou égale à la période d’étude de référence (PER, 50 ans), le produit n’est pas renouvelé pendant la durée de l’ACV.

On peut alors examiner chaque phase du cycle de vie en déterminant le coefficient dynamique qui lui sera appliqué.

• Production (A1–A3) et Édification (A4–A5) : Ces phases correspondent aux impacts générés avant et lors de la construction du bâtiment.
  Ces impacts sont toujours considérés comme émis à t = 0 an, quelle que soit la durée de vie du matériau. Ils sont donc multipliés par le coefficient dynamique de l’année 0, soit fCO₂(0) = 1, ce qui correspond à l’impact maximal.
• Exploitation : Cette phase correspond aux impacts générés pendant l’usage du matériau. Elle regroupe les modules B1 à B5 :
  • B1 : Utilisation
  • B2 : Maintenance
  • B3 : Réparation
  • B4 : Remplacement
  • B5 : Réhabilitation

Dans le cas simple où DVR ≥ PER, les modules B4 et B5 sont généralement nuls, car il n’y a ni remplacement ni intervention lourde pendant les 50 ans étudiés.

Les impacts d’exploitation (appelés β₁) sont considérés comme répartis uniformément chaque année.

Le calcul consiste donc à :

Diviser l’impact total d’exploitation (B1 à B5) par la durée de vie (DVR) → on obtient l’impact “par an”.

Pour chaque année de 1 à 50, multiplier cet impact annuel par le coefficient fCO₂(a) de cette année.

Additionner les 50 résultats annuels pour obtenir l’impact dynamique β₁.

C’est exactement ce que formalise la règle suivante du référentiel :

Avec :

DEp, exploitation : impact total exploitation (B1 à B5)

DVR : durée de vie de référence du produit

a : numéro de l’année (de 1 à 50)

fCO₂(a) : coefficient dynamique de l’année a

PER = 50 ans

Ce calcul montre bien que β₁ n’est pas un impact unique, mais la somme des contributions de chaque année, chacune pondérée différemment.

• Fin de vie et module D : Ces phases correspondent à la fin de vie du matériau et à sa valorisation. Ces impacts sont donc considérés comme émis l’année où le matériau n’est plus utilisé.

Dans le cas où la DVR est supérieure ou égale à la PER, la fin de vie est positionnée à la 50ᵉ année. Il faut alors récupérer l’impact de fin de vie et de valorisation indiqué dans la FDES sur INIES, et le multiplier par fCO₂(50).

Lorsque la DVR dépasse la PER, les impacts de fin de vie situés après 50 ans sont simplement plafonnés à l’année 50, avec le même coefficient fCO₂(50).

Lorsque la durée de vie de référence (DVR) du matériau est inférieure à la période d'étude de référence (PER), cela signifie que le matériau doit être renouvelé.

Prenons l'exemple d'un matériau ayant une DVR de 30 ans. Le matériau sera alors renouvelé une fois. Mais seule une partie du deuxième matériau est comprise dans le périmètre temporel.

On calculera alors l'impact de la fraction du matériau effectivement présente dans le périmètre (FUtil):

Dans le cas où la DVR est inférieure à la PER, le calcul doit intégrer un β₂ représentant les renouvellements du matériau. Dans l’exemple ci-dessus (DVR = 30 ans, PER = 50 ans), on distingue :

Impacts hors β₂ :

• Les impacts de production et d’édification du premier matériau, calculés à fCO₂(0).
• Les impacts de fin de vie du deuxième matériau, calculés à fCO₂(PER) = fCO₂(50).

Impacts pris en compte dans β₂ (renouvellement à 30 ans) :

• Les impacts de fin de vie du premier matériau, pondérés à fCO₂(30).
• Les impacts de production et d’édification du second matériau, également pondérés à fCO₂(30).
• La fraction restante du second matériau dans la période (FUtil), appliquée aux impacts correspondants.

Ce principe s’applique de la même manière pour toutes les configurations de DVR : qu’il y ait un ou plusieurs renouvellements, le calcul dynamique répartit systématiquement les impacts selon l’année où ils surviennent, en tenant compte à la fois des renouvellements entiers et de la fraction utile du dernier produit.

Le module D reprend la logique du β₂, mais avec une différence majeure : il intègre également l’impact du matériau encore présent à la fin de vie du bâtiment.

Dans notre exemple, cela signifie que sont pris en compte :

• L’impact du premier matériau pondéré à fCO₂(30),
• La fraction FUtil correspondant à la part du second matériau utilisée dans la PER,
• Et l’impact du matériau présent en fin de vie du bâtiment, pondéré à fCO₂(50).