Quand vous pensez aux impacts environnementaux des routes, cela peut vous rappeler les impacts de la production et du transport des énormes quantités de matériaux de construction utilisées par le gouvernement pour les structures routières.

Précisément, nous avons besoin de plus de 5 300 tonnes d’asphalte bitumineux pour construire la couche de roulement. Si c’est fait en béton, seulement pour la couche de surface d’un kilomètre d’autoroute, ce sont 1 900 m3 de ciment, granulats et d’eau qui sont nécessaires (savoir plus sur la quantité et les impacts des matériaux de chaussées au Québec). Mais la recherche montre que le rôle des chaussées dans les impacts environnementaux va au-delà de cette production de matériaux. Par exemple, la quantité d’essence que vous consommez pour votre voiture dépend du type de matériaux utilisés. Quelles sont la rigidité et la rugosité de la chaussée ? Ce sont deux questions qui vous donnent un aperçu de l’évolution de la consommation de carburant induite par les chaussées. Encore plus intéressant, le type de revêtement utilisé par votre ville peut changer votre facture d’électricité en hiver comme en été ! Oui, une chaussée de couleur plus claire peut réduire la température environnante et donc, en été, réduire l’utilisation que vous faites de votre climatiseur. D’un autre côté, et particulièrement dans les régions froides, il se peut que vous deviez utiliser plus d’électricité pour chauffer votre maison en hiver en raison de la couleur plus claire des autoroutes interurbaines. Surprenant et peut-être méconnu !

Pour évaluer l’aspect environnemental des chaussées, nous utilisons l’analyse du cycle de vie, un outil holistique qui nous donne tous les impacts à partir du moment où le constructeur commence à fournir les matériaux jusqu’à leur fin de vie. Différentes méthodes d’analyse du cycle de vie sont disponibles pour analyser ce système :

  • Analyse du cycle de vie de type screening : Ne considère que certaines émissions ou certaines phases du cycle de vie.
  • Analyse du cycle de vie simplifiée : On peut obtenir les résultats d’autres analyses et inclure les matériaux, l’eau et l’utilisation de l’énergie.
  • Analyse du cycle de vie détaillée statique : C’est l'évaluation complète, elle considère tous les paramètres de l’analyse, mais sans tenir compte des émissions qui changeront dans le temps.
  • Analyse du cycle de vie détaillée dynamique : Nous pouvons considérer l’aspect dynamique de la chaussée et ses interactions avec l’environnement.

Il est à noter que le choix d’une méthode plus avancée pour notre évaluation, induit une plus grande complexité dans le système, et ainsi mène à l'obtention de résultats plus précis.

Figure 1. Représentation schématique des progrès des différentes méthodes de conduite de l'analyse du cycle de vie
Figure 1. Représentation schématique des progrès des différentes méthodes de conduite de l'analyse du cycle de vie

Pour l’évaluation des impacts environnementaux de la chaussée, il est plus important de mettre en œuvre l’évaluation détaillée dynamique du cycle de vie. Pourquoi ? Parce que pendant la durée de vie de la chaussée (environ 50 ans), plusieurs critères changeront en fonction de l’âge et également, de l’utilisation de la chaussée. Par exemple, nous savons que si la température diminue en raison de la couleur plus claire de la chaussée, en hiver, plus d’électricité sera consommée. Cependant, nous devrions l’importer des États-Unis, puisque nous utilisons déjà toutes les capacités actuelles au Québec. Mais à long terme, si la demande d’électricité change à cause de la température décroissante, le gouvernement a déjà prévu des éoliennes pour couvrir cette augmentation de la demande d’électricité (lire plus). Par conséquent, la technologie et les impacts environnementaux correspondants à l’évolution de la consommation d’électricité pour demain et pour 20 ans plus tard sont différents.

Un autre exemple de changements dynamiques, du point de vue du génie civil, est que, lorsque nous conduisons nos voitures sur la chaussée, nous changeons la qualité de la surface et, par conséquent, nous avons plus de rugosité sur la surface dans le temps. D’autres caractéristiques de chaussée, la couleur de surface par exemple, peuvent changer dans le temps. La surface de l’asphalte bitumineux qui aura une couleur plus claire à cause de l’abrasion et la couleur du béton deviendra plus foncée en raison de la conduite des véhicules.

Pour comprendre comment la prise en compte de ces changements dans le temps peut affecter les résultats, nous avons comparé les résultats environnementaux dynamiques et statiques. Le cas choisi consistait à remplacer l’asphalte bitumineux, le matériau le plus utilisé pour les chaussées (appelé le scénario du « statu quo ») avec du béton, une alternative pour l’asphalte bitumineux au Québec (nous l’appelons scénario « alternatif »). Les résultats de la Figure 2 montrent que, d’une part, nous pouvons réduire les impacts environnementaux lorsque nous remplaçons 1 km du statu quo par le scénario alternatif. De plus, si nous négligeons l’effet du temps dans notre analyse, nous surestimons les avantages environnementaux de 37 %, ce qui équivaut à 195,8 tonnes de CO2 soit l’équivalant des émissions de gaz à effet de serre qu’une voiture émet pour 5 000 trajets entre Sherbrooke et Montréal ! Par conséquent, une évaluation dynamique des impacts environnementaux des chaussées peut nous donner une meilleure précision pour éviter ce biais dans les résultats d’impacts environnementaux.

 

Figure 2. Impacts du changement climatique sur le remplacement du scénario de « statu quo» par le scénario «alternatif»
Figure 2. Impacts du changement climatique sur le remplacement du scénario de « statu quo» par le scénario «alternatif»

 

— Hessam Azarijafari, candidat au doctorat (LIRIDE), au département de génie civil de l’Université de Sherbrooke