Économie et conception circulaire

Une approche multi-échelle pour objectiver son déploiement

Le secteur du bâtiment est fortement consommateur de matières tout au long de son cycle de vie au niveau national et mondial. En France, il est l’un des principaux producteurs de déchets, soit un important potentiel de valorisation et de réduction.

Il est au cœur du sujet de l’artificialisation des sols. La surface totale des villes a doublé en moins de 30 ans, lorsque l’objectif du Plan biodiversité de 2018 est « zéro artificialisation nette ». Or le sol est une ressource nécessaire à l’agriculture, la sylviculture, et de manière plus générale, à l’ensemble des écosystèmes . La maîtrise de l’étalement urbain est l’un des déterminants pour contenir cette artificialisation.

Enjeux

Dans ce contexte, l’optimisation de l’usage de nos ressources (biotiques et abiotiques, renouvelables et non renouvelables, eaux et sols) est indispensable pour en assurer une certaine pérennité d’usage - à coût maîtrisé - mais également pour préserver l’environnement et donc la biodiversité.

Les enjeux sont économiques, organisationnels, environnementaux et politiques, l’épuisement de certaines matières premières et ressources pouvant conduire à une augmentation des prix et/ou à des conflits d’usage.

Les problématiques (vitesse d’épuisement, lieu d’extraction et dépendance à d’autres territoires, impacts environnementaux liés à ces extractions, potentiel de substitution) sont différentes entre les ressources minérales (granulats, roches ornementales ou de construction et minéraux industriels), la biomasse, etc.

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Réduire la production de déchets et d’effluents nous permet également de préserver la qualité des milieux naturels et d’éviter les risques de pénurie d’exutoires pour certains de ces déchets. Cette optimisation de l’usage de nos ressources passe par une frugalité dans l’usage des ressources. Elle dépend aussi de la réduction de la production de déchets et d’effluents ainsi que des impacts environnementaux liés à leur gestion, notamment par le développement du réemploi et de l’allongement des durées d’usages des produits, des services et des ouvrages, et la substitution de matières premières vierges ou produits neufs par des matières premières secondaires.


Démarche

Le projet se structure ainsi autour des trois actifs de recherche suivants :

Connaître les flux de matières associés aux actes de construire et de rénover des bâtiments

Afin d’anticiper l’adéquation des besoins avec les ressources disponibles à l’échelle territoriale et nationale, le CSTB veut promouvoir l’économie circulaire en : 

  • améliorant et en diffusant de la connaissance concernant la matérialité du parc de bâtiments existants et les flux de matériaux associés à la construction, la déconstruction et sa réhabilitation ;
  • permettant aux acteurs d’anticiper les flux de matières à venir (entrants/sortants) afin de mettre en place les meilleures solutions ;
  • informant les acteurs sur les alternatives (ressources/gestion des déchets), en créant et en leur donnant accès à l’information ;
  • modifiant ainsi la perception des alternatives (volumes, positionnement, faisabilité technique, économique) ;
  • favorisant l’émergence d’offres de biens et de services (prestations autour de la faisabilité de la gestion alternative des ressources et déchets) ;
  • explorant plusieurs scénarios prospectifs pour le bâtiment de demain (horizon 2050), avec l'intention de répondre à la question suivante :  « Quelles perspectives de développement de l’économie circulaire dans le bâtiment et quelles conséquences pour les acteurs et l’environnement ? ».

Valoriser la matière issue des bâtiments existants

En privilégiant et en accompagnant le recours au réemploi et au recyclage, le CSTB veut promouvoir l’économie circulaire en : 

  • informant les différents acteurs sur les alternatives (ressources/ gestion des déchets), en améliorant leur accès à une information de qualité, intégrant des données sur les coûts/bénéfices de ces alternatives ;
  • accompagnant les maîtres d’ouvrage dans la clarification de l’expression de leurs besoins et de leurs objectifs en termes d’économie circulaire ;
  • proposant des méthodes de diagnostic et d’évaluation des performances permettant de sécuriser les pratiques de réemploi ;
  • levant ou en identifiant les risques sanitaires ou de dégradation de performances (performances résiduelles compatibles avec les domaines d’emploi et usages identifiés) pour sécuriser le réemploi, la valorisation matière et la densification de l’habitat ;
  • favorisant l’émergence d’indices de qualité (label, méthodes) sécurisant les acteurs dans la valorisation des matières issues des bâtiments existants ;
  • déployant un ensemble d’outils, notamment numériques, pour faciliter l’insertion de l’économie circulaire aux diverses étapes de conception/usage/fin de vie d’un bâtiment ;
  • améliorant les outils relatifs aux différentes étapes de fin de vie d’un bâtiment ainsi que la remise sur le marché de nouveaux matériaux/produits : diagnostic, évaluation des performances, dépose sélective, mise en visibilité et lien avec les filières, stockage, reconditionnement, etc.

Intégrer l’économie circulaire dès la conception des produits, des projets de bâtiments et des territoires

Penser la conception dans une logique de démontabilité, d’allongement de la durée de vie, d’optimisation de l’usage, d’un réemploi ou d’un recyclage futur est le point clé d’une atteinte des objectifs dans la durée. Via cet axe, le CSTB veut promouvoir l’économie circulaire en intégrant les principes d’économie circulaire au stade de la conception des nouveaux produits, des nouveaux ouvrages ou des nouveaux territoires. Cela représente un enjeu considérable en termes de potentiel de réduction des impacts environnementaux, de limitation des flux de matières, de réduction des nuisances et des déficits fonctionnels associés aux périodes de transition.

Livrables du projet

  • outil de modélisation (des flux de matières notamment) ;
  • bases de données ;
  • outils d’évaluation de la circularité et outils d’aides à la décision ;
  • référentiels, guides et méthodologies.
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L’évolution des feuilles de route de la recherche du CSTB en domaines d’action stratégiques et projets de recherche transversaux a présenté une opportunité pour notre binôme de structurer le projet Économie et Conception Circulaires. Les compétences des chercheurs, des ingénieurs et des techniciens du CSTB qui travaillent à ce sujet depuis plusieurs années ont pu être mobilisées afin de bâtir une histoire commune sur l’économie circulaire comme moyen d’accompagner la lutte contre le changement climatique et pour une gestion plus responsable des ressources. En ce sens, nous cherchons à fournir aux acteurs de l’acte de construire des outils pour mieux comprendre les flux de matériaux dans le secteur du bâtiment afin d’accompagner les positionnements des pouvoirs publics et des filières.

Camille GOLHEN
Responsable de la division Économie Circulaire et Analyse des Filières

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Le CSTB participe également à plusieurs séries de guides pour permettre une massification du réemploi cohérente avec les exigences réglementaires actuelles des produits de construction. Les enjeux liés à l'intégration de matière recyclée aux produits de construction constituent un des axes de recherche de ce projet. Les enseignements de ces travaux de recherche ont également pour objectif d’alimenter l’expertise et le conseil du CSTB sur la conception circulaire aussi bien à l’échelle produit, qu’à l’échelle de l’ouvrage et de la ville.

Manuel MANTHEY
Chef de projet recherche Économie et Conception Circulaires

Moyens et méthodes engagés

Compétences mobilisées au CSTB

Recherche et expertises scientifiques et technologiques sur les méthodes de réemploi et sur l’évaluation des produits de construction, ainsi que sur l’évaluation de la circularité des ouvrages.

Équipements du CSTB

Mobilisation de l’ensemble des laboratoires du CSTB pour leurs connaissances sur la caractérisation et l’évaluation des produits de construction.

Nos partenaires

a4mt
ADEME
Alliance HQE
AQC
Artelia
Booster du réemploi
Bouygues Batiment Ile de France
Centrale Supélec - Université Paris Saclay
éco minéro
Ecole des Ponts Paris Tech
ecomaison
eedems
Efficacity
Evea
Horizon Europe
Icam
Life Waste 2 Build
Métropole du Grand Paris
Ministères Transition ecologique cohésion des territoires Mer
mobius
Navier
Qualiconsult
Région île de France
SEDDR
SPREC
SystemX
Université Gustave Eiffel
Valdelia
valobat

Fiche d’identité du projet

Etat d’avancement

Connaître les flux de matières associés aux actes de construire et de rénover des bâtiments 

Développé par le CSTB, l’outil BTPFlux permet aux collectivités, aux aménageurs et aux gestionnaires de patrimoine de définir leur stratégie d'économie circulaire appliquée au bâtiment.

En savoir plus sur BTPFlux 

Valoriser la matière issue des bâtiments existants

Développée par le CSTB, la plateforme PEMD accompagne les maîtres d’ouvrage dans leurs obligations réglementaires en termes de réduction des déchets et de développement du réemploi et de réutilisation des PEM.

En savoir plus sur la plateforme PEMD 

Réalisé avec le soutien de l’ADEME, le projet SPIROU, pour Sécuriser les Pratiques Innovantes de Réemploi via une Offre Unifiée, développe des guides méthodologiques et des modes opératoires partagés et reconnus afin d’accompagner et de massifier les pratiques de réemploi.

En savoir plus sur SPIROU 

Intégrer l’économie circulaire dès la conception des produits, des projets de bâtiments et des territoires

Le CSTB a développé une évaluation environnementale de la circularité des produits et des équipements du bâtiment, Ecoscale, afin de massifier et de généraliser les pratiques d'éco-conception.

Découvrir notre offre Ecoscale 

En partenariat avec l'Alliance HQE, le CSTB développe un outil d'analyse de la circularité des composants d'un ouvrage neuf : EC2.

En savoir plus sur EC2 

Accéder au replay du webinaire de présentation 

Budget

2.2 M€/an

Programmation

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BTPFlux
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Prospective économie circulaire
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3
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Plateforme PEMD
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4
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Réemploi
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5
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Projet Spirou
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6
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Projet E2IC
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7
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Ecoscale
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8
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Outil EC2
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Modélisation des flux de matières

  • Anticiper les flux de PEMD en vue de favoriser la mise en place d’une économie circulaire. 
  • Modéliser la matérialité des bâtiments :
    • Couplage à la BDNB et à TyPy (base de données CSTB de macrocomposants)
Partenaires :
  • collectivités
  • villes
  • diagnostiqueurs PEMD
  • acteurs de la recherche (France & Europe) 
  • métropoles
  • gestionnaire de parcs

Démarche de prospective principalement qualitative

Elaboration de scénarios différenciés de développement de l’économie circulaire à l’horizon 2035

Partenaires :
  • ADEME
  • FPI France
  • GRDF
  • EDF
  • IGNES
  • GIMELEC 

Diagnostics sur la gestion des PEMD

Plateforme numérique accessible à tous pour accompagner la mise en place des diagnostics portant sur la gestion des produits, équipements, matériaux et déchets (PEMD) qui permettra de recevoir, en amont du chantier, les diagnostics PEMD et de mettre en visibilité les gisements identifiés et, en fin de chantier, de recevoir les récolements 

Partenaires :
  • DHUP
  • ADEME

Guides de diagnostic et d’évaluation des performances

  • Rédaction et diffusion de guides méthodologiques pour accompagner la pratique du réemploi, pour chaque famille de produits
  • Accompagnement et fiabilisation de la mise en place d’une économie circulaire

Partenaires :
  • Diagnostiqueurs PEMD
  • Entreprises de la construction
  • Maîtrise d’œuvre 

Sécuriser les Pratiques Innovantes de Réemploi via une Offre Unifiée

Rédaction de protocoles de caractérisation pour 10 typologies de composants et formalisations de retours d’expérience associés 

Accompagner les pratiques de réemploi vers une reconnaissance assurantielle, en développant des guides méthodologiques, s'appuyant sur les premiers retours d'expérience prometteurs de l'ensemble de la filière du réemploi.

L'harmonisation des modes opératoires existants permettra d'avancer sur la sécurisation des pratiques et de rassurer l'ensemble des acteurs, dont ceux de la maîtrise des risques. 

Ces guides, rédigés par familles de produits, seront l'aboutissement de travaux de recherche, et proposeront des process et protocoles expérimentaux de caractérisation et d'évaluation des performances des PEM à réemployer.

Partenaires :
  • ADEME
  • A4MT/Booster du réemploi
  • Qualiconsult
  • Möbius réemploi 

Pour une meilleure connaissance des impacts en phase chantier

  • Renforcement des connaissances sur les impacts environnementaux associés à la phase chantier
  • Développement d’un outil d’aide à la décision et d’évaluation paramétrable adapté aux périmètres de construction neuve, rénovation et déconstruction

Caractériser les efforts de conception circulaire

  • Jeu d’indicateurs déployable à l’échelle des composants pour caractériser les efforts de conception circulaire
  • Développement de quatre indicateurs qui caractérisent
    • le contenu en matière recyclée et biosourcée,
    • la démontabilité,
    • la recyclabilité
    • et la réemployabilité des produits de construction
  • Consolidation d’un référentiel technique décrivant la méthodologie de calcul de ces indicateurs 

Evaluation de la circularité des composants d’un bâtiment

  • Développement d’un outil d’analyse de la circularité des composants pour la rénovation 
  • Prédiction de la matérialité des bâtiments : anticiper les flux de PEMD en vue de favoriser la mise en place d’une économie circulaire dans un contexte de changement climatique 
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Ce projet de recherche adresse deux objectifs principaux. Le premier porte sur la gestion du besoin de matières pour vivre dans nos bâtiments, les rénover et pour entretenir notre patrimoine, mais aussi pour assurer la construction neuve. Cet objectif est centré sur la pérennité d’usage de la matière pour le bâtiment. Le second enjeu est de le faire à des coûts raisonnables aussi bien d’un point de vue économique que d’un point de vue environnemental. 

Pour cela, deux défis ont été identifiés. Le premier est de permettre une massification des pratiques circulaires (réemploi, recyclage, valorisation matière ou énergétique) accompagnée d’un travail sur les usages. Le second défi est de trouver des réponses opérationnelles pour lever les freins sanitaires, techniques, économiques ou réglementaires. Un des verrous à lever étant l’identification et la modélisation du stock de matières existant dans les bâtiments déjà bâtis. 

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