Pour y répondre, les chercheurs ont mis en commun leurs compétences et leurs outils de simulation respectifs. À partir de données prospectives de Météo-France, ils ont d’abord modélisé le microclimat du quartier autour des immeubles, en testant plusieurs configurations de végétalisation, jusqu’à 50 % puis 100 %.
« Nous sommes partis de données simulées à l’échelle de Paris, puis nous avons intégré les caractéristiques du quartier pour restituer les conditions microclimatiques à l’échelle de la rue », résume Patrick Stella.
Ces données extérieures ont ensuite été injectées dans un modèle énergétique du bâtiment afin de mesurer leurs effets sur les températures intérieures et sur les consommations.
« Nous avons voulu donner le maximum de réalisme aux résultats », ajoute-t-il.

Premier constat : à l’extérieur, l’effet est bien réel. Dans les scénarios étudiés, la végétalisation permet de gagner environ 2°C sur la température de l’air.« D’un point de vue scientifique, on confirme bien que la végétalisation rafraîchit », souligne Patrick Stella. Le résultat est loin d’être anecdotique dans des secteurs urbains soumis aux îlots de chaleur : il confirme l’intérêt des arbres et des espaces plantés pour rendre l’espace public plus supportable lors des épisodes caniculaires. Dès lors que l’on passe du dehors au dedans, l’effet change toutefois d’échelle. À l’intérieur des logements, le gain n’est plus que d’environ 0,7 °C.

« On est loin des +2 à 3 degrés qu’il est courant d’évoquer pour l’extérieur », observe Charlotte Roux.

Autrement dit, la végétalisation améliore bien les conditions extérieures, mais son effet sur le confort thermique intérieur reste nettement plus limité.

L’étude met également en évidence une contrainte décisive : l’eau. Pour évapotranspirer et rafraîchir l’air, les arbres doivent être alimentés, et dans des volumes loin d’être anecdotiques.
« Or, si l’on mobilise de l’eau potable, le coût devient comparable à celui d’une climatisation classique », souligne Charlotte Roux. Dans cette perspective, la végétalisation n’a de sens qu’en mobilisant d’autres ressources.

La conclusion est claire : la végétalisation a un effet réel, mais ne suffit pas, à elle seule, à rafraîchir les logements. Pour agir durablement sur le confort intérieur, elle doit être articulée à une rénovation performante du bâti, dans une approche systémique.

« Seule une rénovation globale permet d’atteindre de hautes performances », Thierry Rieser, ancien gérant d’Enertech

 
Pour réduire durablement l’empreinte énergétique du parc bâti et assurer un confort thermique optimal hiver comme été, la rénovation est un levier central.
Mais encore faut-il éviter les interventions par étapes (ou « par gestes ») qui peuvent créer des impasses techniques.
« Dans le bâtiment, si on saupoudre, ça ne marche pas », résume Thierry Rieser, ancien gérant du bureau d’études Enertech.
Remplacer les menuiseries avant d’isoler par l’extérieur peut, par exemple, compliquer le traitement des interfaces et laisser subsister des ponts thermiques.
À l’inverse, une rénovation globale permet de mieux traiter l’enveloppe et d’obtenir un résultat plus cohérent.
« Si l’on peut mener les interventions en même temps, les possibilités sont bien plus nombreuses : c’est plus efficace, moins coûteux au global et plus satisfaisant sur le plan architectural », résume Thierry Rieser.

Les retours d’expérience sur des maisons individuelles rénovées à un niveau BBC le montrent : « 95 % des maisons ont tenu leurs promesses calculatoires ».
En logement collectif, le constat est plus nuancé : la logique reste la même, mais la performance est plus aléatoire et dépend de nombreux paramètres, comme la qualité de conception, la coordination entre acteurs, ou la régulation thermique.

Pour aller plus loin :

[Replay] Conférence – Réduire notre empreinte énergétique : agir sur l’habitat et la mobilité – lab recherche environnement

The post Confort thermique : la végétalisation des villes rafraîchit-elle aussi les logements ? appeared first on lab recherche environnement.

Ce constat, posé par Maxime Trocmé, directeur du déploiement R&D de VINCI, en ouverture de la conférence « IA et efficacité énergétique : quelles solutions pour les bâtiments ? », organisée le 24 mars 2026 à Bordeaux, suffit à mesurer l’ampleur de l’enjeu : l’efficacité énergétique constitue un levier fondamental, à la fois pour décarboner et réduire les consommations. Reste à savoir comment activer concrètement ces leviers. C’est à cette interrogation qu’ont répondu les experts réunis lors de cet événement, en l’abordant à travers le prisme de l’intelligence artificielle.

Un pilotage énergétique simplifié malgré une complexité croissante

Car la réduction des consommations suppose désormais une condition essentielle : la capacité à piloter finement des bâtiments dont la complexité technique et les exigences de performance ne cessent d’augmenter, et dont les modes d’occupation deviennent déterminants.« Dans un bâtiment performant, un simple écart de température peut générer des dérives de 50 à 100 % par rapport à l’usage prévu », illustre Maxime Trocmé. Systèmes hybrides, multiplication des équipements, interactions entre usages : le bâtiment devient un système dynamique, dont la performance dépend autant de l’exploitation que de la conception.

Face à cette complexité croissante, l’intelligence artificielle apparaît comme une réponse possible : elle permet d’analyser des volumes de données importants, d’anticiper des comportements et d’arbitrer entre des paramètres multiples.
« L’IA est envisagée ici comme un outil au service de l’expertise métier, l’effort des travaux de recherche est mis sur le développement d’un pilotage énergétique pointu mais simplifié par l’IA », souligne Maxime Trocmé.

Un déplacement de la valeur vers l’exploitation

Le point de vue du maître d’ouvrage donne un sens particulier à cette évolution.

« La création de valeur ne repose plus uniquement sur l’acte de construire, mais se déplace vers la capacité à exploiter, piloter et maîtriser les bâtiments dans la durée », analyse Jean-Noël Galvan, directeur Nouvelle-Aquitaine chez ADIM Développement Immobilier (VINCI Construction). Dans un contexte de conception de plus en plus homogénéisée et de coûts maîtrisés, « l’enjeu se situe désormais aussi dans la maîtrise des charges d’exploitation », souligne-t-il.

C’est à ce point de bascule que l’intelligence artificielle trouve sa place. La capacité à comprendre et exploiter la donnée devient stratégique pour l’entreprise : l’IA n’est plus un simple outil d’optimisation, mais un levier pour maîtriser dans la durée la performance réelle des bâtiments.

Piloter des systèmes énergétiques hybrides

Ce déplacement de la valeur vers l’exploitation se traduit par un enjeu de pilotage des systèmes énergétiques. Les bâtiments ne reposent plus sur des systèmes uniques, mais sur une combinaison de sources et d’usages aux temporalités différentes — production photovoltaïque, stockage, recharge de véhicules, usages industriels ou tertiaires.

Dans ce contexte, le pilotage devient central, les approches classiques atteignant leurs limites face à la multiplication des paramètres.
« L’objectif, c’est d’avoir un outil capable d’analyser, d’anticiper et de décider quand produire, quand stocker, quand consommer », explique Fabrice Carton, chef d’entreprise de Chatenet (VINCI Energies) à propos d’un microgrid déployé sur un site industriel.

La difficulté réside alors dans la capacité à arbitrer entre ces paramètres, en fonction de contraintes multiples — besoins du site, conditions météorologiques, capacité de stockage et même…prix de l’énergie !
« Le prix de l’électricité, notamment dans sa variabilité, devient un signal de pilotage à part entière », expose Sébastien Renault, cofondateur de la startup Newable.
L’intelligence artificielle permet alors d’intégrer ce paramètre économique aux côtés des contraintes techniques, afin d’optimiser en continu les stratégies de pilotage et de hiérarchiser les usages.

De la complexité technique à l’enjeu de cohérence et de données

Cette complexité de pilotage se retrouve aussi dans les systèmes CVC, désormais multi-technologiques.
« Là où nous avions auparavant des systèmes relativement simples, nous allons aujourd’hui vers des systèmes capables de répondre à plusieurs problématiques : stabilité, résilience et optimisation des coûts, de l’énergie, du carbone et du confort », observe Stéphane Boudreuil, chef d’entreprise de Tunzini Bordeaux (VINCI Energies)

On le comprend : dans ces systèmes désormais hybrides et multi-technologiques, la difficulté réside moins dans le choix des solutions que dans leur mise en cohérence et leur fonctionnement effectif.
« Piloter ces ensembles suppose de s’appuyer sur des données fiables et exploitables : les volumes disponibles sont importants, mais l’enjeu est surtout de les utiliser pour accompagner les métiers dans la compréhension et le pilotage réel des bâtiments », explique Pierre Bourreau, chef de projet chez Nobatek. L’intelligence artificielle intervient alors comme un outil d’aide à la décision : elle permet d’anticiper les besoins et d’ajuster en continu les stratégies de pilotage.

Détecter et corriger les dérives en exploitation

Autre fonction clé de l’IA : la détection des anomalies. Au fil de l’exploitation, des dérives peuvent en effet apparaitre, rappelant que la performance énergétique se joue avant tout dans la durée.
« Lorsqu’on vise des niveaux de consommation très bas, le moindre dysfonctionnement dégrade immédiatement le bilan global », confirme Alexandre Fréchou, directeur Nouvelle-Aquitaine de VINCI Facilities. Ces dérives sont souvent diffuses : vannes fuyardes, auxiliaires mal pilotés, défauts de communication dans la GTB… Individuellement mineures, elles peuvent générer des surconsommations significatives si elles ne sont pas détectées rapidement.

L’IA agit alors comme un outil d’assistance pour les équipes d’exploitation. Elle permet d’identifier plus rapidement les anomalies, d’en qualifier l’origine et de prioriser les actions.
« Sur un bâtiment de bureaux aux performances très élevées – moins de 50 kWh/m² – récemment livré, une solution d’IA nous a permis d’atteindre jusqu’à 21 % d’économie sur le chauffage et 17 % sur le refroidissement », illustre Alexandre Fréchou, qui rappelle que le rôle de l’humain reste central :
« l’IA ne remplace pas l’expertise, mais en renforce l’efficacité ».

Pour aller plus loin :

Accélérer la rénovation grâce à l’intelligence artificielle

L’intelligence artificielle trouve également des applications dès les phases de conception des projets de rénovation. Des travaux menés à l’École des Mines Paris PSL visent à développer un méta-modèle basé sur l’apprentissage automatique, entraîné à partir de simulations thermiques, pour prédire les consommations et optimiser les scénarios de travaux tout en réduisant la collecte de données et les temps de calcul.
« L’objectif est de s’appuyer sur ces données pour accélérer les phases d’étude et explorer un plus grand nombre de solutions », explique Ayoub Hannad, doctorant à l’École des Mines Paris PSL. Concrètement, ces approches permettent d’identifier plus rapidement des compromis entre coût, performance énergétique et impact environnemental, annonçant des démarches d’optimisation multi-critères à grande échelle.

Mesurer et fiabiliser la performance grâce à la donnée :

Les travaux de l’Université de Bordeaux mettent en évidence un enjeu clé : la qualité des données. Dans des bâtiments fortement instrumentés, celles-ci peuvent être bruitées ou incomplètes, ce qui fragilise les analyses.

« Si la donnée est dégradée, les services qui en dépendent le sont également », souligne Maxime Robillard, chercheur à l’Université de Bordeaux (laboratoire I2M).
Les recherches montrent qu’aucun modèle ne permet de détecter tous les types d’anomalies et que le traitement en amont — sélection, transformation, contextualisation — est déterminant, parfois davantage que le choix des algorithmes de détection d’anomalies eux-mêmes.

Elles ouvrent ainsi la voie à des approches hybrides combinant modélisation physique et intelligence artificielle, pour mieux représenter le comportement réel des bâtiments.

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The post Une approche semi-empirique pour modéliser les flux nets de particules particulaires entre les surfaces végétalisées et l’atmosphère appeared first on lab recherche environnement.

Cet ouvrage explore la manière dont les collectivités réinventent la nature en ville en intégrant les dimensions environnementales et sociales. Il retrace l’histoire de la nature en ville et des politiques publiques qui la portent et propose une analyse croisée entre scientifiques et praticiens des nouveaux enjeux : gestion de l’eau, de la biodiversité, des sols, de la santé, de l’adaptation au changement climatique. Il montre également les conséquences des évolutions des politiques publiques et des connaissances sur les nouveaux paysages urbains, patrimoniaux, récréatifs ou nourriciers. Enfin, il explore la gouvernance hybride des projets de nature dans les collectivités, intégrant des acteurs institutionnels, associatifs, citoyens, pour aborder la planification, la conception et la gestion de la nature en ville, et ce à toutes les échelles.

L’ouvrage plaide pour un renforcement du dialogue entre élus, scientifiques et praticiens afin de répondre au besoin accru de formations scientifiques, techniques et stratégiques, mais aussi pour la gouvernance des collectifs partenaires, la nature en ville devenant un objet majeur de démocratie. Il s’adresse aux élus, aux cadres de la fonction publique territoriale, aux bureaux d’études, aux agences, ainsi qu’aux associations œuvrant dans le développement urbain.

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The post [Ouvrage] – Réinventer la nature en ville : regards scientifiques et témoignages d’acteurs appeared first on lab recherche environnement.

Urban greening enhances summer thermal comfort in cities; however, vegetation requires watering and reduces solar gains on buildings, potentially increasing energy consumption for heating. A methodology was developed to investigate whether the positive effects of urban trees on human health offset the increased water and energy consumption impacts.

This method involves four steps:

1. Modelling the urban microclimate based on regional climatic data, accounting for vegetation effects;

2. Evaluating indoor temperatures and possible overheating using building thermal simulation;

3. Deriving the damage of overheating on human health,

4. Performing a life cycle assessment.

This process was applied to a case study on an urban greening project, including renovating an existing social housing building. According to the results, urban greening thanks to trees allows a decrease in outdoor air temperature around 1.7 °C (median value, 1.3 °C and 2.0 °C for 10th and 90th percentile, resp.) and a decrease in indoor temperature around 0.4 °C (median value; 0.25 °C and 0.55 for 10th and 90th percentile, resp.) during the five weeks heat wave period. Some life-cycle environmental impacts were reduced, particularly those related to damage to human health (−12.5 %), with limited impact transfer. The impact reduction due to energy savings from building renovation is higher.

While many cities invest in urban greening projects, the importance of energy renovation is often overlooked. This prioritisation may be questioned, and the analysis presented in this article could serve as a valuable tool in guiding decision-making. By using the same indicator (Disability-Adjusted Life Years, DALY) to express life cycle and overheating-related impacts, this approach enables the integration of mitigation and adaptation in decision-making processes.

The post Balancing positive and negative environmental impacts of urban greening considering future climate: A case study in the Paris region, France appeared first on lab recherche environnement.

erwan.personne@agroparistech.fr or erwan.personne@universite-paris-saclay.fr including CV and cover letter

Simplified summary of the project :

Design, implementation and testing of a water balance model for green urban areas.

Context and objectives :

The greening of urban areas is developing for many reasons, including improving the thermal insulation of buildings, reducing or delaying the flow of rainwater collected on roofs, and helping to mitigate the urban heat island effect.

The ECOSYS joint research unit has already developed a simple water and energy balance model adapted for agrosystems (crops) and ecosystems. The tas know is to adapt this model for vegetated urban environments. The aim is to design a specific model dedicated to urban spaces, which have many particularities in relation to the built environment surrounding urban green spaces (modified air flows and radiation, non-homogeneous and often limited water resources, amplified thermal and pollution stress, etc.).

This PhD will comprise:

• A bibliographic study on the state of the art in modelling the water and energy balance of urban green spaces.
• The design or adaptation of a water balance model suitable for green spaces in cities, whether in « urban canyons » or more open but linear spaces (green roads).
• Handling a specific dataset where vegetation and built environments intermingle.
• Reflection on an experiment to be set up and, if the material and temporal conditions are suitable, its implementation, monitoring and use (in terms of interpretation and comparison with model outputs).

The PhD student will work within the Eco&Phys team at the ECOSYS joint research unit, with Erwan Personne as supervisor.

Localisations  :

The PhD student will be based at the Palaiseau campus in the ECOSYS joint research unit. Collaboration with other French or international laboratories are possible.

UMR ECOSYS, site de Palaiseau (Batiment F)

91 120 Palaiseau, France

Doctoral supervision:

Professor Erwan Personne,

Deputy Director – UMR ECOSYS, INRAE-AgroParisTech,

Director – Graduate School Biosphera, Paris-Saclay University

Specific conditions for PhD :

The PhD is funded and supported financially and scientifically by the Lab Recherche Environment (private chair from Vinci). Interactions with the Lab are to be expected in order to articulate operational needs and research barriers.

Required profile, expected skills :

Applicants to the PhD position must have a relevant MSc degree in environmental science, physics, computer science or other disciplines with relevant specialization.

It is an advantage to have experience with

• transfer physics, hydrology, functional ecology, fluid mechanics
• programming in C or similar languages (Fortran, …),
• processing in Python or R;

We expect that the applicants are motivated to acquire and develop strong computational and analytical skills.

Additional requirements include fluency in English or French, strong oral and written communication skills, as well as the ability to work both independently on certain topics and as part of a team for the overall construction of the project.

In return, we provide an international research environment and a connexion with private environment working in the field of construction industry. You will be an integral part of an inclusive, social and multidisciplinary group of ~90 scientists (UMR ECOSYS), fostering a variety of local and international collaborations.

Contacts:

Applicants seeking further information regarding the PhD position are invited to contact:

Pr. E. Personne

erwan.personne@agroparistech.fr or erwan.personne@universite-paris-saclay.fr

Document :

THESE Modele EauVille.2025.EN

The post [PhD Offer] – Modelling the water balance of green spaces in highly artificial environments (urban areas) appeared first on lab recherche environnement.

Dans ce contexte, l’adaptation des bâtiments s’impose. L’enjeu est notamment d’assurer un niveau de confort suffisant durant des périodes de canicule qui seront de plus en plus longues et fréquentes. Et cet objectif doit être atteint en maîtrisant les coûts et les impacts environnementaux, tant pour la construction neuve que pour le parc existant.

De multiples travaux de recherche menés

« Cela fait plus de 15 ans que nous construisons petit à petit des liens solides entre nos trois écoles partenaires, AgroParisTech, Mines Paris-PSL et l’École nationale des ponts et chaussées. C’est notamment le cas sur le sujet de l’adaptation au changement climatique et de l’atténuation des effets des îlots de chaleur urbains. Un travail commun a été réalisé entre les écoles et nous comptons le renforcer dans notre programme de recherche qui court jusqu’en 2028 », déclare Charlotte Roux, enseignante- chercheuse à l’école des Mines Paris – PSL.

Des travaux ont notamment été menés par Bruno Peuportier, ancien directeur de recherche du lab recherche environnement. Les scénarios climatiques de Météo France (à l’horizon 2050 et 2100) lui ont permis d’évaluer par simulation numérique les températures à l’intérieur des bâtiments, en particulier lors de périodes de canicule.

« Grâce aux données de Météo France, nous avons pu nous projeter dans les climats futurs et voir comment les bâtiments allaient pouvoir résister aux vagues de chaleur extrême. Nous avons pu étudier divers types de bâtiments (logements individuels, collectifs, bureaux, écoles, etc.) et observer commencer ils allaient se comporter. Nous avons pu tester différentes mesures pour identifier les solutions d’adaptation des bâtiments aux vagues de chaleur extrême. Parmi les mesures les plus efficaces, l’isolation est ressortie. Ce que nous montrons dans nos travaux, c’est que nous pouvons gérer de front adaptation et atténuation. Grâce à l’isolation, nous renforçons en effet la performance énergétique des bâtiments puisqu’ils consomment moins de chauffage, mais nous favorisons aussi leur adaptation grâce à un meilleur confort en été », précise Charlotte Roux.

Des travaux spécifiques ont par ailleurs été menés sur l’impact de ces surchauffes sur la santé. « Ces données n’existent pas aujourd’hui, c’est quelque chose de très nouveau. Nous avons dû travailler sur l’historique et remonter aux vagues de chaleur de 2003 qui ont fait 15 000 morts en France. Nous avons transformé ces 15 000 décès en années de vie en bonne santé perdues et les avons rapprochées des surchauffes survenues dans le parc de bâtiments existant cette année-là. Une fois le facteur lié à 2003 évalué, nous l’avons projeté sur les années 2050, 2100 et après. Cette action a été menée avec Mines Paris-PSL », note Charlotte Roux.

En complément, Erwan Personne, enseignant-chercheur à AgroParisTech, a travaillé sur l’évaluation des effets de la végétalisation sur les îlots de chaleur urbains. Il a développé un outil de modélisation pour évaluer le microclimat urbain, c’est-à-dire la température dans les quartiers, sur les surfaces et dans l’air, en intégrant la végétalisation ou non du quartier. Son travail s’est construit sur le couplage de deux modèles validés indépendamment, l’un établissant le bilan d’énergie dans un canyon urbain (TEB développé au CNRM) et l’autre le bilan d’énergie sur un couvert végétal (SurfAtm, développé dans l’UMR Ecosys).

Ces travaux ont abouti à une étude conjointe au sein du lab entre l’École des Mines Paris-PSL et AgroParisTech. L’École des Mines Paris-PSL a utilisé les résultats fournis par AgroParisTech comme données d’entrée relatives à la température extérieure pour évaluer l’impact de la végétalisation sur le confort thermique dans le bâtiment, notamment en cas de vague de chaleur. Ainsi en associant des mesures liées à l’efficacité énergétique du bâtiment et à l’apport de nature en ville, il est possible de travailler à la fois à l’atténuation et à l’adaptation au changement climatique.

L’IA au service des projets de rénovation

Qivy Habitat, filiale de VINCI Energies spécialisée dans la réhabilitation de logements sociaux, a collaboré avec le lab recherche environnement en fournissant des données liées à deux projets qu’elle avait menés, l’un à Savigny-le-Temple (Seine-et-Marne), l’autre dans le 12^e arrondissement de Paris, rue Crozatier. « Lorsque nous sommes consultés pour un projet, généralement, nous pouvons répondre soit en phase appel d’offres, soit en phase de conception / réalisation. En phase appel d’offres, le marché est déjà conçu et un groupement architecte / bureau d’études a déjà été constitué. Avec le lab recherche environnement, notre objectif était plutôt d’intervenir en amont, en phase conception / réalisation », précise Aurélie Foucher, Responsable études de prix chez Qivy Habitat.

La collaboration entre les chercheurs de l’école des Mines Paris-PSL et Qivy Habitat consiste à intervenir avant que des études (études d’architecte, simulations thermiques dynamiques / STD…) longues et coûteuses ne soient lancées. « L’idée est d’utiliser des algorithmes d’intelligence artificielle pour prendre certaines données d’entrée du bâtiment sur lequel nous allons intervenir et déterminer la meilleure solution qui soit. Celle-ci doit nous permettre d’atteindre les objectifs fixés au départ et ce, sur tous les corps du bâtiment (enveloppe / isolation extérieure, ventilation, chauffage, isolation toiture, menuiseries extérieures…) », note Aurélie Foucher.

« L’objectif de cette approche est de proposer des mesures de rénovation en accord avec les exigences techniques et financières de nos maîtrises d’ouvrage, à partir de paramètres aussi simples que possible : forme géométrique du bâtiment, nombre de niveaux, localisation, ratio de menuiseries extérieures sur les façades… Le but de la démarche est que nous soyons en capacité de concevoir des offres en un temps extrêmement réduit, sans pour autant perdre en qualité. Pour ce faire, nous sommes en train de travailler sur un échantillon de bâtiments afin de permettre le développement d’un modèle », complète-t-elle.

Les résultats des premiers tests menés avec les chercheurs des Mines sont encourageants « À l’heure actuelle, la plupart des projets concernent l’isolation thermique par l’extérieur, les menuiseries extérieures et les toitures. Les résultats que nous obtenons avec les chercheurs sont cohérents par rapport aux études thermiques dont nous disposons. Aux 44 paramètres existants, il faut encore en ajouter quelques-uns afin d’affiner les données et réduire l’écart qui peut encore subsister (environ 30%), sachant que cet écart tend à se réduire de plus en plus », précise Dany Da Silva Dias, ingénieur étude de prix chez Qivy.

La prochaine étape sera de constituer une base de données de prix de matériaux (laine de roche, fibre de bois…). « Cette base de données nous permettra de choisir la solution la moins coûteuse, mais qui répond aux exigences techniques et environnementales du projet concerné », conclut Dany Da Silva Dias.

The post La résilience au cœur des enjeux d’adaptation au changement climatique appeared first on lab recherche environnement.

Une expertise transverse relie ces trois axes : l’analyse de cycle de vie (ACV). Celle-ci permet d’évaluer les impacts environnementaux des bâtiments et des infrastructures, depuis l’extraction des matières premières jusqu’à leur traitement en fin de vie. Dans la plupart des cas, les ACV permettent de dégager des pistes d’écoconception et de les hiérarchiser.

« Cela fait plus de 15 ans que nous développons des outils d’écoconception des ensembles bâtis, à l’échelle du quartier. Ces dernières années, nous avons mené des travaux sur la prise en compte des incertitudes et sur l’optimisation des projets. Nous sommes en effet désormais capables de réaliser un grand nombre de calculs à la fois, ce qui nous permet d’optimiser les projets en fonction d’un certain nombre de degrés de liberté qui s’offrent à nous. Parmi les travaux que nous avons menés sur l’évaluation environnementale, la thèse d’Aurore Wurtz a permis de coupler nos outils d’analyse de cycle de vie avec Rhino Grasshopper, un logiciel de design paramétrique fréquemment utilisé par les architectes », déclare Charlotte Roux, Enseignante chercheuse à l’école des Mines de Paris – Université Paris Sciences & Lettres.

La qualité de l’air : un enjeu trop souvent négligé

Une autre thèse, celle de Rachna Bhoonah, a porté sur la prise en compte de la qualité de l’air dans l’analyse de cycle de vie. « Aujourd’hui, quand nous faisons de l’évaluation environnementale, nous avons une vision très globale. Nous regardons la contribution de l’énergie, des matériaux, de la consommation d’eau, à l’échelle d’un bâtiment ou d’un quartier. Nous utilisons pour cela de grosses bases de données, mais certains aspects, comme la qualité de l’air, sont plus difficiles à apprécier parce qu’ils demandent des modélisations plus approfondies », ajoute Charlotte Roux.

Dans sa thèse, Rachna Bhoonah s’est posé la question de savoir comment optimiser l’impact total sur la santé, en incluant la qualité de l’air intérieure. Elle a notamment mis en évidence les activités des occupants d’un bâtiment qui ont un impact sur la qualité de l’air intérieur (cuisiner, allumer une bougie…), tout en intégrant les matériaux de construction utilisés qui diffusent, eux aussi, des polluants dans l’air intérieur. Elle a également tenu compte des polluants liés aux entrées d’air depuis l‘extérieur. « La vision globale qu’elle propose consiste aussi à souligner que, quand on augmente la ventilation ou quand on ouvre davantage les fenêtres, par exemple, on évacue un certain nombre de polluants, mais on augmente les besoins de chauffage. La recherche de l’optimum en matière de performance environnementale est donc une question plus complexe qu’il n’y paraît », note Charlotte Roux.

Limites planétaires et ACV absolue

Dans le cadre du nouveau programme de recherche du lab qui court jusqu’en 2028, Charlotte Roux a l’intention d’approfondir les travaux menés jusqu’à présent sur l’analyse de cycle de vie : « Dans le cadre de cette nouvelle séquence, nous sommes rentrés dans un vrai changement de paradigme. Nous sommes en effet en train d’étudier, à travers une thèse qui a commencé en décembre 2023, la question des limites planétaire et de l’ACV absolue », précise l’enseignante chercheuse.

« Avec les outils d’écoconception traditionnels, nous sommes dans une logique essentiellement comparative. Nous comparons différentes variantes, différentes possibilités techniques : faut-il installer des panneaux solaires, mettre plus ou moins d’isolant, quel système de chauffage doit-on choisir… Avec la notion d’ACV absolue, nous aimerions intégrer des seuils afin de pouvoir dire qu’un projet est – ou n’est pas – suffisamment bon en regard des limites planétaires à respecter », explique Charlotte Roux.

Cet axe de recherche va d’ailleurs impliquer les trois écoles partenaires du lab recherche environnement : « Quand vous appliquez la question des limites planétaires à l’échelle d’un quartier, les trois écoles sont concernées. L’École des Mines va travailler sur la partie bâtiment, AgroParisTech va se pencher sur la partie alimentation et l’École nationale des ponts et chaussées sur le volet lié aux transports. Grâce à ce triptyque, nous allons couvrir les trois principaux contributeurs de l’empreinte d’un citoyen français, voire européen », relate Charlotte Roux.

Les neuf limites planétaires

En 2009, une équipe internationale de chercheurs, réunie autour du Stockholm Resilience Centre (SRC), a défini neuf seuils (dont six sont déjà dépassés) au-delà desquels les équilibres naturels terrestres pourraient être déstabilisés et les conditions de vie devenir défavorables à l’humanité :

• le changement climatique ;
• l’érosion de la biodiversité ;
• la perturbation des cycles de l’azote et du phosphore ;
• le changement d’usage des sols ;
• le cycle de l’eau douce ;
• l’introduction d’entités nouvelles (potentiellement toxiques) dans la biosphère ;
• l’acidification des océans ;
• l’appauvrissement de la couche d’ozone ;
• l’augmentation de la présence d’aérosols dans l’atmosphère.

Les matériaux biosourcés à l’honneur

Autre axe de travail pour les années qui viennent : les matériaux biosourcés (bois, paille, chanvre, ouate de cellulose…). « Les matériaux biosourcés sont de plus en plus employés dans la construction, mais il reste énormément de travail à réaliser pour consolider leur évaluation environnementale. Avec AgroParisTech, nous allons regarder les aspects liés à leur production. Avec l’École nationale des ponts et chaussées, nous allons étudier ce que l’usage de ces matériaux change dans la structure des bâtiments et des infrastructures. L’intégration de liants biosourcés dans les chaussées fera notamment partie des cas étudiés. Enfin, à l’École des Mines, nous couplerons les travaux des autres écoles avec les aspects énergétiques et environnementaux », détaille Charlotte Roux. Les travaux précités vont prendre la forme de thèses impliquant les trois écoles.

Power Road, la route productrice de chaleur

Certains thèmes de recherche sont proposés par des opérationnels au sein du groupe VINCI : « Nous essayons de faire aussi souvent que possible de la diffusion, c’est-à-dire de nous rapprocher des opérationnels et des acteurs de terrain. L’objectif est qu’ils puissent s’approprier nos travaux de recherche et appliquer les outils d’écoconception sur le terrain. En retour, cela nous permet de mieux comprendre les réalités concrètes de leur activité. C’est le cas notamment d’un projet très innovant – la route chauffante Power Road – pour lequel nous avons mené des travaux de simulation énergétique et d’analyse du cycle de vie », conclut Charlotte Roux.

Le procédé Power Road a été inventé par Eurovia, filiale de VINCI Construction, fin 2017. Il consiste à utiliser le revêtement bitumineux de la chaussée comme capteur solaire thermique. La chaleur du rayonnement solaire sur les couches de surface des chaussées en enrobé est captée, stockée, puis valorisée de différentes manières. Elle peut être utilisée immédiatement (fourniture d’eau chaude sanitaire, chauffage d’infrastructures ou de bâtiments situés aux alentours…), mais aussi en différé (Power Road est alors associé à un stockage intersaisonnier de chaleur basse température dans le sol)

Au sein du lab recherche environnement, un projet de recherche a été mené avec l’équipe Écoconception et Thermique du Bâtiment (ETB) du Centre Efficacité énergétique des Systèmes (CES) de l’École des Mines de Paris entre 2019 et 2021. Lucas Striegel, alors ingénieur de recherche, avait pour objectif de chaîner un modèle prédictif de comportement du système avec un logiciel de simulation énergétique dynamique du bâtiment (outil Pleiades Comfie). Le but recherché était d’évaluer l’intérêt d’intégrer Power Road dans la conception et la phase amont d’un projet urbain, et le cas échéant, d’optimiser le dimensionnement du système (production de chaleur, stockage, captage…) en fonction des besoins énergétiques des bâtiments avoisinants.

« Ce projet de recherche, qui s’est nourri des données issues du terrain, a permis de créer des simulations énergétiques et environnementales du système Power Road. Ces dernières facilitent le dimensionnement optimal de l’échangeur intégré à la chaussée », analyse Sandrine Vergne, Ingénieur développement technique chez Eurovia. « Par ailleurs, des analyses de cycle de vie ont été pratiquées pour quantifier les contributions de Power Road aux impacts environnementaux, le but étant de dégager des pistes d’écoconception. Lors de la phase de fonctionnement, les ACV ont montré que toutes les opérations qui intègrent Power Road, et de manière générale la géothermie, permettent de réduire les émissions de CO₂ liées au chauffage et à l’eau chaude sanitaire de plus de 90 % ».

ACV : des bénéfices concrets

Enfin, dans un ouvrage collectif qu’il a coordonné, Bruno Peuportier – ancien directeur de recherche au sein du lab recherche environnement et chercheur émérite en énergétique des bâtiments à l’École des Mines Paris-PSL – a montré les bénéfices de l’usage de l’analyse de cycle de vie dès la phase de conception. Quand elle est utilisée en amont, l’ACV favorise en effet la co-construction et le dialogue entre les acteurs d’un projet, permet d’optimiser les coûts liés à la performance environnementale, mais surtout de réduire l’impact environnemental.

Dans le cadre du lab recherche environnement, les bénéfices et impacts environnementaux de deux projets menés par ADIM Lyon (filiale de VINCI Construction dédiée au développement immobilier) ont été analysés a posteriori à l’aide des outils Pleiades ACV-Equer et Pleiades Comfie.

Le premier de ces projets est le site de l’ancienne clinique Trarieux, situé au cœur d’un parc arboré du 3^e arrondissement de Lyon. Il a été reconverti par ADIM Lyon et VINCI Immobilier en 91 appartements, 21 logements conventionnés, deux crèches et un EHPAD. Le deuxième projet est situé à Dijon. L’opération, développée par Adim Lyon et Nexity, a été baptisée « Terrot Town ». Il s’agit d’un projet urbain mixte de reconversion d’un ancien site industriel, celui de l’usine Terrot qui fabriquait des deux-roues motorisés.

« Ce projet a contribué à confirmer les choix réalisés par ADIM. Et pour les chercheurs, les bénéfices étaient notamment de pouvoir travailler sur des éléments très concrets. L’un des deux projets (Dijon) commençait en effet en travaux et l’autre (Lyon) avait obtenu des autorisations administratives », déclare Laurent Putzu, alors directeur d’ADIM Lyon Régions Auvergne-Rhône-Alpes et Bourgogne Franche-Comté.

« Sur l’opération de Dijon, nous avons été confortés sur la dimension ‘confort d’usage’. C’est un point très important pour nous. Nous avons notamment regardé en détail le confort des personnes âgées au sein de l’EHPAD qui a été construit sur le site. Par ailleurs, nous avions travaillé en amont sur cinq ou six scénarios en plan masse et volumétrie. Lors de l’analyse par les chercheurs, ces différents scénarios ont été comparés », conclut Florian Mérique, Directeur adjoint au sein de ADIM Lyon lors du projet.

Les bénéfices du travail avec le lab recherche environnement ont eu un impact direct sur l’ensemble des opérations en cours d’étude. « Suite aux travaux réalisés avec le lab recherche environnement, nous avons repensé – d’un point de vue ACV – un projet de résidence de tourisme à Serre-Chevalier. Nous avons même déposé une demande de permis de construire modificatif. Les bénéfices ont été immédiats puisque le projet a été sélectionné par La Française (vente en bloc), car il avait changé de braquet d’un point de vue environnemental », conclut Laurent Putzu.

Les travaux menés dans le cadre du lab recherche environnement illustrent l’importance croissante de l’analyse du cycle de vie dans l’optimisation environnementale des projets de bâtiments et d’infrastructures. Le recours à l’ACV permet d’établir un nouveau type de dialogue entre les différents acteurs d’un projet. Elle permet d’appuyer les choix et les recommandations et constitue une base d’échanges avec la maitrise d’ouvrage. L’ACV identifie les leviers de performances environnementales et permet d’ajuster les projets en conséquence dans une recherche d’optimum. Mais surtout, elle constitue un outil de mesure de la performance ce qui est essentiel pour réellement progresser vers le respect des limites planétaires.

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Quel potentiel pour une seconde vie ?

C’est cette question qu’Ambroise Lachat a explorée dans sa thèse, menée au sein du laboratoire Navier de l’École nationale des ponts et chaussées, et financée par le lab recherche environnement VINCI. « Les volumes de déchets générés par les bâtiments sont relativement bien connus, explique-t-il. En revanche, on peine encore à mesurer à quel point une poutre, une fenêtre ou un câble électrique peuvent retrouver une seconde vie». Ce constat a servi de point de départ à la construction de deux indicateurs : un indice de circularité et un indice de réemploi. Ce dernier se concentre sur un élément du bâtiment et cherche à évaluer dans quelle mesure il peut être directement réemployé, en conservant son intégrité. Conçu comme un outil d’aide à la décision, il s’adresse aussi bien aux maîtres d’ouvrage, aux diagnostiqueurs qu’aux entreprises de travaux.

Le fonctionnement de l’indicateur de réemploi

La méthodologie repose sur deux grandes familles de critères :

• des critères liés à l’objet : intégrité, performance résiduelle, conformité réglementaire ;
• des critères liés au contexte : volumes disponibles, facilité de dépose, existence d’une filière, contraintes juridiques ou économiques.

« Chaque critère est noté puis pondéré, ce qui permet de générer une double lecture : d’une part, la capacité technique de l’objet à assurer encore son rôle, d’autre part, la faisabilité pratique et économique de son réemploi, éclaire Ambroise Lachat. Le résultat se traduit par un indice compris entre 0 et 1, facile à interpréter ».

Prenons l’exemple d’une porte : le premier indice vérifie qu’elle fonctionne correctement (ouverture, coupe-feu éventuel, état des paumelles…) et qu’elle est encore conforme aux normes. Le second tient compte de facteurs externes : disponibilité, facilité de dépose, existence d’une filière de réemploi. « L’idée n’est pas de calculer l’indice pour chaque composant du bâtiment, précise Ambroise Lachat, mais de cibler certains éléments clés pour aider les décideurs à arbitrer».

De l’indice à la matrice

Pour rendre l’outil plus directement exploitable, ce travail académique a été confronté à la réalité des chantiers lors d’ateliers avec les entreprises de VINCI. Ces échanges ont permis de faire émerger une version simplifiée et visuelle : la matrice de réemploi, qui cartographie les matériaux selon leur potentiel et leur disponibilité.

« L’objectif, explique Guillaume Graffin, responsable ingénierie logistique et réemploi chez VINCI Energies, est de faire ressortir les solutions les plus prometteuses, celles qui combinent un gisement significatif et une réelle faisabilité technique ».

Consolider les démarches déjà engagées

Chez VINCI Energies comme chez VINCI Construction, plusieurs filières de réemploi sont déjà identifiées et actives : câbles électriques, gaines de ventilation, sanitaires, faux planchers techniques… Souvent nées de l’intuition d’opérationnels, ces initiatives trouvent dans la matrice un moyen de confirmer et sécuriser leur potentiel. Certaines vont jusqu’à se structurer en entités dédiées. C’est le cas de Circable, au sein de VINCI Energies, qui collecte, reconditionne et remet en circulation des câbles électriques. « Avoir un pilote interne fluidifie énormément la démarche, souligne Guillaume Graffin. Cela crée un relais clair entre la déconstruction et la reconstruction, et donne une vraie continuité au matériau ».

Poser les bonnes questions

La matrice a aussi une autre vertu : elle met en lumière les contraintes concrètes que les équipes terrain ne formalisent pas toujours. « Prenons l’exemple d’une gaine de ventilation circulaire, illustre Guillaume Graffin. Neuve, elle mesure trois mètres. Mais lors d’une rénovation, sans lift ni grue, elle doit être découpée en tronçons plus courts. Pour l’installateur qui la réemploie, cela allonge le temps de pose et renchérit le coût du chantier ». L’outil montre aussi que la réemployabilité dépend fortement du contexte d’usage. « Les interrupteurs en sont un bon exemple, poursuit Guillaume Graffin. On en retrouve beaucoup lors de déconstruction d’immeubles tertiaires, mais ils ne peuvent pas être réutilisés pour ce type de programme où ils sont désormais remplacés par des détecteurs de présence. En revanche, ils peuvent parfaitement être réintégrés dans du logement, où la demande reste forte».  De même, les extincteurs, dont le potentiel semble a priori intéressant, se heurtent à des freins réglementaires et assurantiels qui bloquent souvent leur réemploi.

Les « stars » du réemploi

Aujourd’hui, une dizaine de produits s’imposent déjà comme incontournables tels les sanitaires suspendus, les faux planchers, les gaines, les chemins de câbles ou les ventilo-convecteurs. D’autres, comme les briques, cloisons ou moquettes, sont encore en phase d’étude. À terme, la matrice pourrait aider à cibler une vingtaine de filières combinant acceptabilité technique, économique et environnementale.

« Pour qu’un produit trouve son marché, synthétise Guillaume Graffin, il faut réunir plusieurs conditions : un prix compétitif ou proche du neuf, un changement d’habitude minimal pour l’installateur, et une acceptabilité du client et du maître d’œuvre ». Et côté coût, si le réemploi s’avère pour le moment souvent un peu plus cher que le neuf, « il contribue fortement à la décarbonation des opérations et apporte une vraie valeur d’image », conclut l’expert.

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Évaluer la circularité des matériaux de la « mine urbaine »

Cette économie circulaire invite ainsi à valoriser les matériaux déjà présents dans nos bâtiments et nos infrastructures : en exploitant le gisement secondaire offert par ces véritables « mines urbaines », il est possible de limiter les impacts environnementaux et de structurer de nouvelles filières. Mais si l’on sait relativement bien mesurer les volumes mis en œuvre ou les flux de déchets générés, il est en revanche plus complexe d’évaluer précisément le caractère circulaire d’un matériau ou d’un produit : à quel point celui-ci est-il susceptible d’être réemployé, recyclé, ou valorisé sans perte de qualité, au fil du temps ?

Un indicateur qui traduit la qualité de la valorisation

C’est précisément à cette question qu’a voulu répondre Ambroise Lachat, ancien doctorant au laboratoire Navier de l’École nationale des ponts et chaussées, auteur d’une thèse financée par le lab recherche environnement. Initialement centrée sur le réemploi des structures en béton, la recherche a abouti à une modélisation plus générale du devenir des matériaux dans la construction.

Deux indicateurs ont été élaborés : l’un évalue le potentiel de réemploi, l’autre modélise la circularité sur plusieurs cycles de vie. Pour concevoir ce second outil, Ambroise Lachat est parti d’une question simple mais structurante : « Un matériau est-il réellement circulaire s’il ne peut être réutilisé qu’une seule fois ? ».  « La plupart des indicateurs de circularité existants ne prennent en compte ni la qualité des usages successifs, ni la dégradation progressive de la matière, explique Ambroise Lachat. Or, une économie véritablement circulaire vise à prolonger l’usage des ressources sur plusieurs cycles, en limitant autant que possible leur perte de qualité ». Pour dépasser ces limites, l’indicateur de circularité développé dans sa thèse repose sur deux innovations majeures : il prend en compte la qualité de la valorisation et s’intéresse à la trajectoire de la matière sur plusieurs cycles de vie.

Une note synthétique de 0 à 1 traduisant la potentialité de la valorisation

Le cœur méthodologique de l’indicateur repose sur une modélisation « en arbre » : pour chaque matériau, différents scénarios de fin de vie sont envisagés (réemploi, recyclage, décharge…), sur plusieurs cycles successifs. À chaque branche de cet arbre sont associés deux éléments : un coefficient de qualité (qui reflète la perte ou la préservation de la valeur d’usage du matériau) et une probabilité d’occurrence. Le résultat est une note synthétique, comprise entre 0 (matière non circulaire) et 1 (matière parfaitement circulaire). Cette démarche peut être illustrée à partir de l’exemple d’une fenêtre, déposée lors d’une réhabilitation. « Si elle peut être conservée intacte et réemployée plusieurs fois pour le même usage son indice de circularité approchera 1, illustre Ambroise Lachat. Mais si la probabilité est forte qu’elle soit envoyée en décharge du fait de l’absence d’une filière structurée de réemploi, sa note chutera fortement ». L’indicateur reflète ainsi à la fois la qualité des valorisations envisagées et leur probabilité réelle. Cette double évaluation est d’ailleurs l’une des vraies nouveautés de la démarche. « Elle permet de mieux refléter les réalités du terrain : par exemple, le fait qu’un matériau puisse être théoriquement réemployé mais que, dans les faits, il le soit rarement en raison d’obstacles techniques ou réglementaires ».

Une expérimentation grandeur nature avec Ogêo

Pour valider l’outil dans un contexte opérationnel concret, VINCI Construction a mené une expérimentation à partir de la gamme de granulats recyclés et mixtes Ogêo. Ces matériaux, issus d’un mélange de ressources primaires et secondaires, sont produits selon des dosages ajustés aux exigences techniques de chaque usage. « Ogêo rompt avec la logique maximaliste du « 100% granulats neufs » pour les projets exigeants et du « 100% recyclé » pour les clients vertueux ! Nous optimisons au contraire l’emploi de chaque ressource pour garantir la bonne performance au juste impact environnemental », précise Ivan Drouadaine, directeur technique et recherche de VINCI Construction.

L’expérimentation a consisté à modéliser trois cycles de vie successifs pour plusieurs classes de granulats (haute performance, courants, et matériaux de remblais), issus d’une carrière située en Centre-Ouest. Grâce à une méthodologie nourrie par les données – volumes, ratios de pertes, de déclassement… – consolidées par les opérationnels, une suite récurrente de l’indice de circularité a pu être calculée. Résultat : un granulat Ogêo bien conçu atteint un indice de circularité de 0,75, quand des approches linéaires – des mélanges 100 % recyclé ou 100 % neuf – plafonnent entre 0,2 et 0,5. Autrement dit, la solution Ogêo permet une meilleure préservation de la valeur d’usage de la matière dans le temps. Elle autorise des applications à plus haute valeur ajoutée sur plusieurs cycles de vie, là où d’autres produits recyclés subissent un déclassement plus rapide.

Objectiver les bénéfices de la circularité

« On voit ici tout l’intérêt d’un indicateur de circularité : il permet d’objectiver les bénéfices d’une stratégie de préservation de la valeur de la matière dans le temps », analyse Ivan Drouadaine. En cela, il est totalement complémentaire de l’analyse du cycle de vie dans l’évaluation des impacts environnementaux (ACV). « Dans le cas des granulats, c’est souvent la qualité d’usage et la logique de déclassement progressif qui fait la différence. En évitant les pertes de performance trop rapides, on limite aussi le recours à la ressource primaire », conclut-il.

L’expérimentation menée avec la gamme Ogêo a permis de confirmer l’intérêt opérationnel de cet indicateur. D’autres sociétés du groupe, comme VINCI Energies, envisagent de l’utiliser pour mener des études sur la circularité des composants des lots techniques du bâtiment. Il pourrait également être partagé plus largement dans une approche sectorielle, pour faire progresser le recyclage et le réemploi dans la construction, mais aussi accompagner les industriels dans leurs démarches d’écoconception. Une perspective qui s’inscrit pleinement dans la vocation du lab recherche environnement de mettre à disposition et diffuser les outils issus de ses travaux.

Ogêo : Un granulat local et sur mesure

Ogêo est un produit formulé à base de ressources primaires (granulats de carrières) et de ressources secondaires (matériaux issus de déconstructions, d’excavations de chantiers, d’industries … pour lesquels Ogêo offre une seconde vie). La répartition des parts de ressources primaires et secondaires se fait au cas par cas, en fonction des besoins techniques et esthétiques de chaque client et de chaque projet. Les produits Ogêo intègrent donc, dans leurs formulations, une part de ressources secondaires sans induire de changement d’habitudes ou de processus pour les clients.

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