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Les grandes infrastructures ont généralement une longue durée de vie. Mais à un moment donné, il faut des travaux majeurs pour les remettre en état, les rénover, ou parfois même les démolir et reconstruire une installation pour garantir un même niveau de service et de sécurité. La prise de décision entre la réhabilitation et la reconstruction tient souvent compte des aspects techniques et économiques. Cependant, avec le besoin croissant en développement durable, la plupart des secteurs industriels intègrent l'aspect environnemental, mais le secteur des infrastructures est encore très pauvre en ce sens. Alors comment aborder cette problématique ? 

Par Manisha Malik, stagiaire postdoctorale au LIRIDE

Le secteur du génie civil a un impact environnemental élevé en raison de la consommation intensive de matières premières et d’énergie tout au long de la durée de vie des infrastructures. Lorsqu'une structure ou un élément structurel approche de la fin de sa vie utile, l'entretien nécessaire, qui implique essentiellement des mesures d'inspection, de réparation, de réhabilitation et/ou de remplacement, doit être accéléré afin de garantir une utilisation en toute sécurité de la structure.

Dans de nombreux cas, l'entretien peut être considéré comme l'option la plus viable d'un point de vue environnemental et économique. Toutefois, à cause d’un manque de connaissances, la déconstruction suivie de la reconstruction est très souvent l’option retenue. La réhabilitation des structures existantes est un processus complexe, impliquant des considérations techniques et économiques. Dans un contexte de développement durable, l'impact environnemental, et pas uniquement les GES, est un autre critère important à prendre en compte lors de la prise de décision.

Différentes options de réhabilitation peuvent être envisagées pour faire face au vieillissement des infrastructures. Ces options performent différemment aux contraintes techniques, environnementales et économiques, entraînant ainsi un processus de décision complexe. Étant donné que les options peuvent être nombreuses, chacune ayant ses propres particularités, d'autres critères peuvent être explorés, tels que la durée des travaux, la complexité de leur mise en œuvre et l'urgence de la situation pour assurer l'intégrité de la structure et donc la sécurité des utilisateurs.

La figure suivante illustre la complexité des combinaisons possibles. Les méthodologies d'analyse du cycle de vie (ACV) et de l’analyse du coût du cycle de vie (ACCV) fournissent les moyens pour une évaluation systémique de ces combinaisons.

Figure 1 : Scénarios de réhabilitation et de reconstruction incluant leurs multitudes d’impacts.

Une ACV évalue les impacts environnementaux tels que les flux de matériaux, d'énergie et de déchets d'un produit. L'ACCV englobe le coût total de la production, de l'exploitation, de la réparation, de la maintenance et de la gestion de la fin de vie de l'infrastructure sur une période d'étude donnée, tous les coûts étant ajustés pour refléter la valeur temporelle de l'argent. L'ACV et l’ACCV peuvent être intégrées à l'aide de nombreuses méthodologies différentes. Plusieurs modèles d'intégration ACV-ACCV sont en cours d'élaboration. La figure suivante illustre l'optimisation entre les critères économiques et les critères écologiques (ex.: GES en kgCO2eq) et chaque point correspond à la performance d'un scénario de réhabilitation en considérant l’ensemble du cycle de vie.

Figure 2 : Optimisation entre les critères économiques et environnementaux (GES).

Dans un projet de recherche en cours [1], l'évaluation du cycle de vie est intégrée à un logiciel de conception afin que les architectes puissent évaluer l'option la plus adaptée à l'environnement lors de la conception du bâtiment. Plusieurs modèles d'intégration existants peuvent également être appliqués aux infrastructures. Les chercheurs s'efforcent d'adopter une approche globale de l'analyse du cycle de vie des ponts qui tienne compte de tous les coûts encourus [2]. En outre, il est crucial de mener ces études en tenant compte des conditions météorologiques régionales. Par conséquent, notre approche de la réhabilitation devrait être basée sur une étude d'optimisation de différents scénarios. C’est ainsi qu’il sera possible de trouver le meilleur choix qui minimise simultanément le coût et l'impact environnemental associés à la réhabilitation ou à la reconstruction de l'infrastructure.

Quelques références:

[1] Liu, Jungyi. 2021. “Early-Stage Building Lifecycle Optimization of Cost & Carbon Impact Revitalizing LCA Tools Key Takeaways: A Two-Part Workflow.” CSHub Research Brief 2021(3).

[2] Hung, Annie, Loretta Y. Li, and Omar Swei. 2021. “Evaluation of Permeable Highway Pavements via an Integrated Life-Cycle Model.” Journal of Cleaner Production 314:128043. doi: 10.1016/J.JCLEPRO.2021.128043