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Route connectée

Concevoir et réfléchir le futur est une démarche tout à fait humaine, un milieu toujours moins énergivore, avec des innovations permettant la production de nouvelles sources d’énergies pour palier au déclin des énergies fossiles et ainsi permettre à l’être humain un futur sur et meilleur.

Parmi ces innovations il y’a la route du futur ou la route 5G à laquelle plusieurs pays commence à réfléchir et expérimenté les dernières avancées et trouvailles scientifiques.

Et voici un extrait d’une enquête de FLORENCE PAGNEUX parus sur le site internet de LA CROIX en date du

 22 septembre 2015 et qui s’intitule « Verte, intelligente et connectée : la route du futur »

En France, plusieurs équipes de chercheurs planchent sur la route de 5e génération, censée être plus durable, plus intelligente et plus sûre. Enquête.

Fig1-MANEGE DE FATIGUE

Ce manège de fatigue permet de tester différentes structures de chaussées, grâce à des essais accélérés avec des charges de poids lourds. / IFFSTAR

Qui n’a jamais protégé ses oreilles face au bruit assourdissant d’un marteau-piqueur sur le bitume ? D’ici à quelques décennies, les nuisances liées aux travaux routiers ne seront plus qu’un lointain souvenir. Dans la ville de demain, les routes se démonteront aussi facilement qu’un puzzle, laissant apparaître les réseaux de gaz, d’eau ou d’électricité souterrains, sans avoir à creuser de nouvelles tranchées.

Les voitures se feront également plus discrètes, grâce à des textures savamment étudiées pour réduire le bruit. La durée de vie des chaussées, auparavant calibrées pour vingt à trente ans, aura également considérablement augmenté, grâce à la mise au point de matériaux plus durables.

De la voie romaine à la route verte

Si ces routes plus sobres et moins énergivores ne sont pas encore une réalité, les chercheurs de l’Institut français des sciences et technologies des transports, de l’aménagement et des réseaux (Ifsttar) y travaillent. Celui-ci pilote, avec des partenaires publics et privés, un vaste programme de recherches portant sur la « Route 5e  génération » (R5G) (1).

Après le chemin de terre, la voie romaine, le macadam et les autoroutes, la route de demain sera plus verte. « Dans les années 1950-1960, la priorité était donnée au développement du réseau routier français, raconte Michel Boulet, directeur délégué de l’Ifsttar à Nantes-Bouguenais (Loire-Atlantique). La place du têtard ou des plantes ne préoccupait personne. Désormais, nos recherches sont beaucoup plus en lien avec l’environnement. »

Plusieurs travaux portent ainsi sur l’invention de matériaux alternatifs au bitume issus du pétrole, comme les micro algues ou les déchets de l’industrie agroalimentaire, mais aussi sur le recyclage des anciennes chaussées. « Aujourd’hui, on incorpore seulement 10 à 20 % de matériaux recyclés, explique Pierre Hornych, directeur du laboratoire Lames, à l’Iffstar de Nantes (2). Si on met au point un additif capable de régénérer le vieux bitume, on pourra utiliser plus de 50 % de matériaux recyclés ». On pourrait même y incorporer des déchets urbains, comme le bois ou les gravats.

Fig2-MANEGE DE FATIGUE

 Ce manège de fatigue permet de tester différentes structures de chaussées, grâce à des essais accélérés avec des charges de poids lourds.

Des autoroutes pour recharger les voitures électriques

La route de demain sera également plus « intelligente », prédisent les chercheurs. Imaginez : vous circulez sur une autoroute avec votre véhicule électrique, dont la batterie montre des signes de fatigue. Plutôt que de guetter une borne de recharge, il suffira d’emprunter la voie de droite, équipée d’un système d’induction permettant de recharger sa voiture en roulant. Le secret ? Des câbles situés sous la route, dans lequel circule un courant électrique générant un champ magnétique.

« On appelle cela l’induction dynamique, indique Pierre Hornych. Ce n’est pas une technologie encore bien maîtrisée car il faut parvenir à envoyer du courant uniquement au passage du véhicule et gérer les interférences entre champs magnétiques. En revanche, l’induction statique est déjà une réalité. » Dans deux villes allemandes (Mannheim et Brunswick), des autobus électriques de la société Bombardier rechargent leur batterie à l’arrêt, sur une dalle de béton équipée d’une fameuse plaque d’induction.

Des routes qui s’auto-diagnostiquent

Qui dit route intelligente dit aussi route connectée, utilisant toutes les ressources numériques pour s’auto-diagnostiquer. Température, taux de déformation de la route, trafic routier… toutes ces données, récupérées par des capteurs situés sous le bitume, transmises à un boîtier intelligent placé en bord de route, permettent de connaître son état en temps réel et d’intervenir le plus tôt possible.

Ces outils pourraient aussi mesurer la charge des poids lourds qui circulent sur la chaussée. « Pas besoin de portique d’écotaxe ! », sourit le chercheur. Ces capteurs pourraient même détecter la présence de verglas et déclencher des tuyaux chauffants situés sous la route pour la dégivrer. « Ce principe de route chauffante est déjà testé en France, à Égletons (Corrèze), et se montre très intéressant pour les pistes d’aéroport. »

 

Le stop-and-go, la fin du conducteur

Pour rendre cette route connectée plus sûre, les conducteurs seraient mis à contribution. Leurs smartphones pourraient en effet signaler les lieux où se produisent freinages brutaux ou vitesse excessive, rendant nécessaires des mesures ciblées de sécurité routière.

« Le plus grand changement sera de voir des véhicules sans conducteur, prévient ­Nicolas Hautière, directeur du projet R5G, à l’Ifsttar. Il sera bientôt possible de lâcher le volant dans plusieurs situations, sur une autoroute à faible trafic comme dans des bouchons, avec des systèmes de “stop and go”. » Reste un obstacle de taille, celui de l’acceptabilité sociale, les individus ayant encore du mal – à raison ? – à confier leur vie à une machine.

Partager la route

Autre évolution attendue des chercheurs, une baisse du nombre de voitures sur les routes, lié au développement du covoiturage et des autres moyens de transport. D’où de nouveaux usages des voies de circulation. « En ville, on construit des routes très larges pour un trafic qui n’est important qu’à certains moments de la journée », rappelle Pierre Hornych.

On pourrait donc réaffecter ces voies aux piétons ou créer des parkings éphémères durant les heures creuses. « Partager la route est déjà une réalité en ville avec le tramway, mais certains projets vont beaucoup plus loin », souligne Nicolas Hautière, citant celui du milliardaire Elon Musk, en Californie. « Hyperloop » promet ainsi de faire circuler des capsules à très haute vitesse (1 000 km/h) dans des tubes situés le long des autoroutes.

De quoi donner le vertige ! Reste que toutes ces prouesses technologiques se heurtent à un problème de taille : leur coût. « Il faudra le temps nécessaire pour les déployer et les financer à plus grande échelle », relève Pierre Hornych. Afin d’accélérer ce processus, le programme R5G prévoit de concevoir des démonstrateurs en grandeur nature, en lien avec des entreprises (3). Un tronçon de 15 kilomètres de 4 voies récupéré à côté du siège de l’Ifsttar, à Marne-la-Vallée (Seine-et-Marne), pourrait ainsi donner corps à ces innovations. Et tracer la route du futur…

(1) R5G  est en lien étroit avec le programme européen « Forever Open ».

(2) LAMES signifie Laboratoire, auscultation, modélisation, expérimentation des infrastructures de transports.

(3) L’Agence de l’environnement et de la maîtrise de l’énergie (Ademe) pourrait en partie financer ces démonstrateurs, via son appel à projets « Route du futur » lancé dans le cadre des investissements d’avenir.

« La route du futur ne paraît au final pas si abstraite et lointaine que cela, notamment parce qu’une bonne partie des innovations semblent très réalistes » (4)

(4) Extrait de Route du futur : Une étude européenne pour mieux comprendre les attentes des conducteurs Juin 2015

Webographie :

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LE BIM : UTILE AU DEVELOPPEMENT DURABLE

Le BIM (Building Information Modeling) fait parti de ces nouvelles technologies numérique qui vont profondément changer et améliorer, le monde du bâtiment et des travaux publics. Mais tout d’abords rappelons brièvement ce qu’est le BIM. C’est à la fois un processus, un logiciel et une base de données. Basé sur une représentation 3D, il fait intervenir d’autres dimensions à travers ces bases de données, tel que le temps et le coût, pour ainsi « concevoir, construire et exploiter les ouvrages d’une manière plus fiable, plus rapide et plus économique. » (Bouygues Construction).

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Depuis les années 70 les idées évoluent, nous prenons conscience de l’impact des activités humaines et de l’importance du développement durable. Ces dernière années, le développement durable tente de s’insérer dans différents secteurs, et notamment le BTP. C’est  « dans le BIM que se trouve la réponse adéquate à des enjeux majeurs tels que construire un environnement durable ; celui-ci n’est pas qu’un simple effet de mode » (Anis Naroura, vice-président de BIM France). Les économies de temps, de matières premières, de budget, d’énergie sont au cœur des problématiques du BTP et prise en compte par le BIM.

 

Le BIM permet une évolution majeure dans la gestion de projet. Il permet une prise en compte globale grâce à une base de données qui, organisée et structurée, pourra être exploitée et servir aussi bien à la visualisation 3D (plans, coupes, etc.), qu’aux problématiques de développement durable. Calculer la consommation énergétique de l’ouvrage, dresser son bilan thermique, créer une simulation du comportement de sa structure porteuse, planifier et estimer les quantités de matériaux nécessaires au bon moment, …  sont autant d’éléments qui permettent au BIM d’optimiser coût, planning, qualité, construction et d’adapter sa conception. Ainsi on prend en compte toutes les étapes du cycle de vie d’un projet, au moyen d’une meilleure gestion et d’une minimisation des risques très en amont, dans les premières phases du projet.

 

De plus, les maisons individuelles représentent une partie non négligeable de notre empreinte carbone globale. Les analyses de site, solaires, d’isolation, de chauffage et de ventilation, d’énergies renouvelables, de déchets liés à la construction/démolition peuvent être également réalisées grâce à la modélisation des données et ainsi contribuer à des bâtiments plus durables. (Objectif BIM)

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Après l’adoption du développement durable en tant que choix éthique, de la conception intégrée comme processus de design, l’établissement d’un protocole fondé sur le BIM est l’étape qui facilite la conception du projet. Cependant, le BIM est un outil adaptatif, il repose sur un modèle virtuel qui doit constamment être tenu à jour, les informations nécessaires au projet doivent être gérées efficacement. C’est en adaptant nos méthodes de travail que nous pourrons concevoir, visualiser, simuler et collaborer plus facilement tout au long du cycle de vie du projet. Un tel processus implique un rapprochement et une étroite collaboration des différentes parties prenantes.

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Le BIM : acteur de la troisième révolution industrielle

Le concept de troisième révolution industrielle apparaît dans les années 2000 et est popularisée par l’économiste américain Jeremy Rifkin. Celle-ci serait le fruit de la convergence des technologies de la communication, et des énergies renouvelables.  Adoptée par le parlement européen depuis 2007, elle sert de model pour la transition vers un développement durable;  notamment à travers la mise en place d’une « économie décarbonée ».

En France le secteur du bâtiment est le plus énergivore, et représente 46% de l’énergie total consommée (source : statistiques.developpement-durable.gouv.fr). Il s’agit donc d’un défi majeur non seulement à travers la réduction des besoins énergétiques des bâtiments, mais également pour la production d’énergies renouvelables. En effet deux des piliers de cette révolution concernent la création de centrale de production, et de stockage d’énergie in situ dans chaque infrastructure. Ainsi les bâtiments sont voués à devenir de plus en plus complexes, pour répondre à la fois aux exigences des utilisateurs et du développement durable.

Le BIM permet de gérer cette complexité grandissante des bâtiments, en englobant tous les aspects liés à sa conception, et en les compilant sous un même format. Ainsi on évite de perdre des informations entre les différents corps d’état, et on facilite la communication entre eux pour éviter de gaspiller du temps et de l’argent à saisir les mêmes informations. Cet outil est donc essentiel à l’évolution du bâtiment, car il diminue les sources d’incohérences qui entrainent  des retards et un surcoût de l’ouvrage.  En effet on estime à plus de 10 milliards d’euros le coût annuel des incohérences dans le bâtiment en France, d’où la nécessité de mettre en place l’outil BIM.

Au-delà du processus de conception, le BIM trouve également des applications lors de  l’exploitation mais aussi de la démolition du bâtiment. Grâce au BIM tous les éléments entrant la construction sont connus et référencés, il est donc plus facile de connaitre leur comportement au cours du temps, ainsi que leur composition, leur empreinte écologique, et la manière de les recycler. Le BIM facilite donc la vision en coût global du bâtiment et permet de mieux maitriser le cycle de vie, qui est un élément essentiel du développement durable.

Le Bim contribuera donc dans l’ensemble à réduire significativement les consommations d’énergies dans le bâtiment, quelles soient directes en assurant les performances thermiques via des simulations, ou grise en répertoriant les qualités intrinsèques des matériaux. Il n’est donc pas étonnant que la refonte des directives européennes concernant les marchés publics promeut l’usage généralisée du BIM, qui est voué à devenir la norme dans les marchés futures.

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LE GREEN BIM

Qu’est-ce que le BIM ?

Le BIM est un processus impliquant la création et l’usage d’un modèle 3D intelligent qui permet de distinguer les meilleures options à prendre sur un projet et d’en assurer la communication. Ce processus permet de concevoir, visualiser, faire des simulations et de faciliter la collaboration tout au long des étapes du projet. Cette technologie BIM est un outil d’optimisation pour les entreprises et représente un gain de temps mais aussi d’énergie.

Concevoir Durable : Une nécessité

Le développement durable dans la construction des bâtiments est devenu une préoccupation majeure pour tous les constructeurs. Le respect des normes Environnementales est lié à la gestion des surfaces, à la maîtrise des dépenses énergétiques. Pour cela les ingénieurs doivent calculer les apports solaires et lumineux, selon la localisation, et bien d’autres paramètres qui rendent les logiciels thermiques très complexes.

Le Green BIM : Une solution liant productivité et environnement

Le nouveau rapport SmartMarket, « How Building Information Modeling is Contributing to Green Design and Construction» donne un aperçu de la convergence de deux tendances, la construction écologique et le BIM. Utiliser le BIM sur des projets verts est encore une nouvelle pratique pour l’industrie.
Ce rapport comprend des données recueillies auprès d’experts de la construction écologiques, des idées de leaders de l’industrie, des études de cas de projets vert démontrant que l’utilisation du BIM a contribué à obtenir de meilleurs bâtiments, plus durables, et plus performant. Un exemple de logiciel : ArchiCAD 18 est une technologie d’estimation énergétique en temps-réel : il réalise une évaluation énergétique interactive des bâtiments depuis leurs données géométriques et de leurs différentes caractéristiques (orientation, matériaux, situation géographique, climat).

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BIM, au service du développement durable

BIM, au service du développement durable

L’intégration complète des notions de développement durable dans le secteur du bâtiment n’a jamais semblé aussi proche. Les espoirs se portent vers le logiciel de modélisation BIM qui montre déjà un potentiel unique en termes d’uniformisation des informations, d’interactivité des acteurs et de rapidité d’exécution dans la conception et l’exploitation d’un projet de construction. Mais est-il également capable de révolutionner l’efficacité énergétique d’un bâtiment?

A l’été 2013, Philippe Pelletier, président du Plan Bâtiment durable, lançait un groupe de travail « BIM et gestion du patrimoine ». Ces réunions visaient à permettre au logiciel BIM de devenir un outil innovant au service du développement durable et de permettre la démocratisation de son utilisation, encore inconnue pour certains. De ce groupe de travail est né l’idée d’une mise en place d’une « carte vitale du bâtiment », qui rassemblerait l’ensemble des informations utiles concernant un bâtiment et ce sous la forme d’un document numérique unique.Carte vitale du Bâtime

Cette carte sera active en 2017 et contiendra les documents administratifs (permis de construire, etc..) et les documents techniques du bâtiment tels que les études de sols, de pollution, thermique et acoustique. Il faudra également qu’elle permette l’accès aux plans de conception et aux coordonnées de l’ensemble des équipes de construction ayant opéré sur le bâtiment. Cette liste de documents étant non exhaustive, cet outil numérique devra comprendre le plus grand nombre d’informations utiles du bâtiment. L’objectif de cette « carte vitale » est de permettre aux utilisateurs d’un ouvrage d’obtenir plus rapidement les renseignements concernant les équipements des différents lots d’un bâtiment ou les données relatives à la structure et implantation du bâtiment. Ceux-ci pourront alors plus facilement agir lorsqu’ils auront par exemple à remplacer des équipements du logement ou lorsqu’ils voudront apporter des modifications sur la structure du bâtiment. En cas de changement de propriétaire, cette nouvelle mesure imposera alors aux anciens utilisateurs d’intégrer l’ensemble des modifications effectuées sur le bâti afin de permettre aux nouveaux utilisateurs d’obtenir une carte vitale entièrement mise à jour.

Ce nouveau style de gestion de vie d’un bâtiment est un moyen d’optimiser la transition énergétique et écologique dans le secteur de la construction. Cette « carte vitale » s’inscrit dans un mouvement de simplification de la prise en charge d’un logement grâce à l’utilisation des outils numériques tels que le logiciel de modélisation BIM. Celui-ci est d’ailleurs déjà en lien étroit avec le développement durable. Grâce à ses capacités d’analyses (planification, gestion des déchets, analyse thermique..), il permet la réduction des consommations énergétiques d’un bâtiment. Cette « carte vitale » représentera ainsi une plus-value dans la relation du BIM avec le développement durable.

Mots clés: BIM, développement durable, plan bâtiment durable, « carte vitale »

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Le BIM : un atout pour le développement durable

            Le développement durable est un enjeu qui devient de plus en plus important dans le domaine du bâtiment. Avec le passage à la RT2012, les réglementations sont plus contraignantes et leurs mises en place dans la conception et la réalisation d’un bâtiment demandent plus d’efforts puisqu’elles font intervenir un grand nombre d’acteurs : architecte, ingénieur structure, thermique, acoustique, mécanique des fluides, … Le BIM, avec ses avantages au niveau de la communication et du partage des données techniques pourrait être un bon moyen pour résoudre ces enjeux.

            Pour rappel, la RT2012 a pour objectif de limiter la consommation d’énergie primaire des bâtiments neufs à un maximum de 50kWhEP/(m2.an) en moyenne. Plusieurs points sont en jeu : limitation de la consommation énergétique, équipements performants, confort en été, conception du bâtiment adaptée (traitement des ponts thermiques, de l’étanchéité, surface minimale vitrée, …). Toutes ces exigences sont assez dures à réaliser.

            Ainsi, le BIM est un atout dès la conception. En effet, les architectes et les bureaux d’étude peuvent intégrer les informations techniques relatives au bâtiment dès le début. Le projet est donc pensé dès le départ en prenant en compte tous les aspects liés au développement durable, il sera donc forcément meilleur et plus performant énergétiquement. Certains points peuvent d’ailleurs être directement calculés, comme l’impact environnemental et la performance énergétique du bâtiment et donc être mieux optimisés.

            C’est également un atout durant la phase de réalisation, tous les acteurs du projet ont accès à toutes les données tout le temps. Ainsi, cela permet un gain précieux de temps, notamment au cas où il y ait une modification par exemple, tout le monde a accès à la dernière mise à jour. Les données utilisées sont également plus fiables, il y a moins de pertes ou de  risques d’erreur. Le BIM est donc un moyen de mieux respecter les normes réglementaires et les performances attendues, car il permet de limiter le risque d’erreur et diminue les pertes de temps.

            Enfin, le BIM peut être un atout, toujours en faveur de l’environnement, après la fin du chantier, durant la phase d’exploitation du bâtiment. Notamment, il permet de mieux accompagner les usagers. Très souvent, pour qu’un bâtiment fonctionne au meilleur de ces performances énergétiques, les usagers ont un véritable rôle à jouer. Le BIM, par le moyen d’internet, peut par exemple permettre de suivre la consommation énergétique de chaque habitant, par rapport aux différentes énergies, chauffage, électricité, eau, … Egalement, les gestionnaires ou propriétaires d’un ouvrage peuvent ainsi mieux maîtriser le budget d’exploitation.

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