Le développement des produits biosourcés peut-il être freiné par la norme actuelle de comptabilisation du carbone biogénique ?

Vincent GrosshennyDirecteur technique Solutions environnementales - Colas, Flavien GeislerChef de projets Recherche et Innovation - Eiffage Infrastructures, Yannick Le GuernDirecteur  - Elys Conseil

La norme NF EN 15804+A2 a été établie pour réaliser l’analyse du cycle de vie des produits de construction du bâtiment. Elle a notamment pour objectif de tenir compte du carbone biogénique des matériaux en bois qui sont, après déconstruction, valorisés énergétiquement ou enfouis en installation de stockage de déchets non dangereux : elle impose donc par convention une réémission de ce carbone biogénique en fin de vie. À défaut de normes spécifiques, elle est également appliquée aux produits de construction routière. Le développement des matériaux routiers intégrant des produits biosourcés pourrait-il être freiné par la règle de comptabilisation actuelle du carbone biogénique selon cette norme ?

Rappels concernant l’ACV des produits

L’analyse du cycle de vie (ACV) est actuellement la seule méthode reconnue en matière d’évaluation des impacts environnementaux des produits et services. Cette méthode normalisée permet de mesurer les effets quantifiables des produits ou des services sur l’environnement.

Pour cela, l’ACV recense et quantifie, à chaque étape du cycle de vie d’un produit, les flux physiques de matières et d’énergies échangés avec l’environnement, du fait de l’extraction des matières premières, de la fabrication du produit, de ses emballages, de son utilisation et de sa fin de vie. Cette méthode est dite du « berceau à la tombe ».

Méthode normalisée

Les normes ISO 14040¹ et 14044² fixent le cadre méthodologique général pour la réalisation de ce type d’étude ainsi que les règles de vérification par tierce partie indépendante lorsque les résultats sont destinés à être communiqués.

Règles spécifiques en fonction des produits considérés  

En fonction des secteurs d’activité, les règles méthodologiques des normes ISO sont précisées afin que l’ensemble des professionnels d’un même secteur appliquent la même méthode et que les résultats soient comparables. Ces règles sont généralement définies dans des normes. Par exemple, la norme NF EN 15804+A2³ régit la réalisation des ACV pour les produits et les matériaux de construction ainsi que les informations et résultats devant être publiés.

En France, cette norme est appliquée pour publier des fiches de déclarations environnementales et sanitaires (FDES). Dans une FDES, les résultats de l’étude ACV sont présentés avec des informations d’ordre sanitaire, comme les émissions de composés organiques volatils (COV) dans l’air intérieur pour les produits concernés.

Évaluation environnementale multicritère

L'ACV permet d'évaluer les impacts environnementaux selon une approche multicritère, c’est-à-dire qu’elle considère différents impacts potentiels générés sur le cycle de vie.

Au total, les trente-huit indicateurs (dont six optionnels) présentés dans les FDES couvrent les impacts sur l’environnement (émissions de GES, pollution de l’air et de l’eau), l’épuisement des ressources naturelles, les flux de déchets et les flux de matières et d’énergies liés au recyclage et à la valorisation énergétique.

À défaut de norme spécifique pour les produits de construction routière, cette norme conçue pour les produits de construction du bâtiment est également appliquée par les acteurs des travaux publics. Ainsi, Routes de France et plusieurs industriels du secteur ont publié des FDES de différents types d’enrobés et de chaussées.

Résultats tiers expertisés

Avant la publication des résultats, les FDES doivent faire l’objet d’une vérification par un tiers expert indépendant, qui contrôle que les exigences normatives sont respectées du point de vue de la qualité des données utilisées, des règles de calculs, des justifications des hypothèses, de transparence et de restitution des résultats.

Une telle vérification consiste en un process itératif d’échanges entre le réalisateur de l’étude et le vérificateur. Après avoir pris connaissance du travail effectué, ce dernier demande des éclaircissements, des justifications, voire des modifications de calculs, qui doivent être prises en compte par le réalisateur. Une fois que le vérificateur estime que ses commentaires ont été correctement traités, il émet une attestation de vérification, mentionnant la conformité de la FDES aux référentiels normatifs.

INIES : base de données pour mettre à disposition les FDES

En France, la base INIES est la base nationale des données environnementales et sanitaires de référence des produits de construction. Son rôle est d’organiser le processus de vérification et de publication des FDES. Pour cela, INIES définit les règles de publication des FDES, les règles d’habilitation des vérificateurs indépendants et sélectionne les vérificateurs. INIES gère également le site internet où les FDES peuvent être consultées.

La base INIES regroupe toutes les données environnementales contribuant à l’évaluation de la performance environnementale des ouvrages, exigée dans la récente réglementation environnementale RE2020, qui impose l’évaluation des émissions de GES d’un bâtiment à toutes les étapes de son cycle de vie. Pour cela, on agrège les valeurs d’émissions de GES présentes dans les FDES, pour l’ensemble des matériaux, produits et équipements qui seront utilisés sur toute la durée de vie du bâtiment (y compris sa parcelle). Les valeurs d’émissions de GES présentées dans les FDES ont donc pris une place cruciale dans les choix constructifs des nouveaux projets.

Indicateurs de « changement climatique »

Les FDES distinguent différents types d’émissions de GES, traduits dans quatre indicateurs dits de « changement climatique » :

• Changement climatique - Combustibles fossiles (kg CO₂ eq/unité fonctionnelle – UF) : GES venant de la combustion des énergies fossiles (pétrole, gaz...).
• Changement climatique - Biogénique (kg CO₂ eq/UF) : GES dit « biogéniques » :
  - Les GES « émis » comptés positivement : venant des émissions de GES issus de la biomasse, du fait par exemple de la dégradation naturelle en fin de vie ou de son incinération éventuelle. Ces émissions couvrent principalement le CO₂ (dioxyde de carbone) et le CH₄ (méthane) dont l’origine est le carbone d’origine biogénique contenu dans la matière issue de la photosynthèse.
  - Les GES « stockés » comptés négativement : on comptabilise également le CO₂ capté par la biomasse à l’étape de production (processus de photosynthèse) et stocké dans le produit en comptabilisant cette quantité captée avec une valeur négative.
• Changement climatique - Occupation des sols et transformation de l’occupation des sols (kg CO₂ eq/UF) : GES liés au changement d’occupation des sols. Les sols échangent en permanence différents GES avec l’atmosphère, agissant comme puits ou source selon les conditions pédoclimatiques et l’usage des sols. Les changements d’occupation des sols, comme la mise en culture d’une prairie ou l'artificialisation d’une parcelle, peuvent induire un déstockage de carbone contenu dans les sols et à l’émission d’autres GES, comme le N2O (protoxyde d'azote) du fait de la perturbation du cycle de l’azote.
• Changement climatique - Total (kg CO₂ eq/UF) : GES total, qui est la somme des trois précédents.

Règle de comptabilisation et d’affichage du carbone biogénique

Dans la norme NF EN 15804+A2, la règle de comptabilisation des émissions de GES impose, par convention, de réémettre l’ensemble du carbone biogénique contenu dans la matière première en fin de vie.

Le CO₂ capté à l’étape de la photosynthèse étant, par convention, totalement réémis, le bilan est neutre et le stockage du carbone dans la matière n’est pas considéré (figure 1).

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Flux du carbone biogénique avec réémission en fin de vie selon la norme NF EN 15804+A2

Spécificité des matériaux routiers : exemples de produits biosourcés

Cette règle conventionnelle de réémission du carbone biogénique ne reflète pas la réalité physique puisque les matériaux routiers rabotés et évacués n’induisent pas de relargage du CO₂ dans l’atmosphère : quelle que soit l’utilisation qui est faite de ces matériaux sortants, par le recyclage (dans une nouvelle production d’enrobés ou sous forme de graves de recyclages – GR) ou à défaut l’enfouissement (dans une installation de stockage de déchets inertes), le carbone biogénique reste dans la matière et n’est, dans les faits, pas réémis (figure 2).

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Flux réel du carbone biogénique en fin de vie

Un travail pour définir les études à réaliser pour démontrer le stockage « définitif » du carbone biogénique a d’ailleurs été initié par Routes de France.

Afin d’illustrer l’application de cette norme et de cette règle conventionnelle de réémission du carbone biogénique, et son influence sur l’indicateur « Changement climatique », les résultats d’ACV de deux produits d’entreprises sont présentés ci-après.

Revêtement Vegecol^®

Vegecol est un revêtement routier spécial développé par le groupe Colas. C’est un enrobé clair, fabriqué à partir d’un liant translucide, grâce auquel la teinte naturelle des granulats peut être conservée (photo 1). Utilisé pour confectionner des revêtements esthétiques, principalement destinés à la réalisation de voies douces (voies piétonnes, pistes cyclables...), il est fabriqué avec un liant majoritairement biosourcé.

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Chantier Vegecol : domaine Bouchard et Fils à Beaune, en 2023

CHRISTOPHE FOUQUIN

Vegecol a fait l’objet d’un travail d’ACV réalisé par un bureau d’études spécialisé indépendant selon la norme NF EN 15804 A1/CN (la FDES ayant été bâtie avant l’entrée en vigueur de la norme A2). La FDES ainsi bâtie a bénéficié d’une tiers expertise afin d’être publiée sur la base INIES⁴. Cette FDES indique que la quantité de carbone biogénique contenue dans le produit est de 2,17 kg C/m² (7,96 kg CO₂/m²), ce qui lui permet d’avoir une empreinte carbone réduite par rapport à un enrobé clair traditionnel fabriqué à partir de liant d’origine pétrolière, grâce notamment à ce carbone biogénique stocké dans ses composants d’origine végétale.

Comme cela est défini dans les références normatives, la FDES considère la réémission du carbone biogénique en fin de vie pour tout le carbone biogénique contenu dans les matériaux de déconstruction du revêtement qui sort du système, autrement dit : les agrégats d’enrobés (AE) Vegecol rabotés et évacués.

À la demande de Colas, le bureau d’études a réalisé une analyse de sensibilité sur la réémission du carbone biogénique en fin de vie. Ainsi, pour l’unité fonctionnelle (UF) « Assurer la fonction de couche de roulement d’épaisseur 4 cm pour une chaussée pour véhicules légers, voies piétonnes et cyclables sur une surface de 1 m² durant 34 ans en France métropolitaine », le tableau 1 présente les résultats de l’indicateur Changement climatique avec et sans les réémissions conventionnelles de CO₂ lors de l’étape de fin de vie.

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Indicateur Changement climatique - Total sur l’ensemble du cycle de vie – Cas Vegecol

L’influence de ce point sur le résultat est significative puisque l’enrobé Vegecol passe de 13,5 kg éq. CO₂/m² lorsque la réémission est prise en compte à 4,2 kg éq. CO₂/m² lorsque cette dernière n’est pas prise en compte, soit un écart relatif de 69 %.

Il faut également noter que, lorsque la règle conventionnelle de réémission en fin de vie du carbone biogénique est appliquée conformément à la norme, le résultat de l’indicateur Changement climatique – Total est équivalent à celui d’un enrobé bitumineux classique qui ne contiendrait pas de composants biosourcés.

Enrobés Biophalt^®

Biophalt est un liant incluant plus de 90 % de matière végétale (pourcentage certifié par le label n° FR/15/07/20/91 délivré par Karibati) destiné à l’enrobage. Il est obtenu à partir de dérivés du pin et en particulier de sous-produits de l’industrie du papier.

Le liant Biophalt peut être utilisé pour fabriquer tout type d’enrobé d’épaisseur généralement comprise entre 2 et 16 cm et avec une granularité de 0/4 à 0/20. Il se substitue parfaitement au bitume et facilite le travail à des températures plus basses (130 °C au lieu de 160 °C généralement). Les enrobés produits à partir de Biophalt peuvent servir à toutes les couches liées (couches de fondation, de base, de surface) et pour tout type de trafic (photo 2).

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Chantier Biophalt sur la RN205, réseau ATMB, en 2020

GILLES BERTRAND/EIFFAGE

L’exemple présenté ci-après est issu de la FDES Enrobé Biophalt disponible sur la base INIES⁵. L’UF considérée est : « 1 m² d’enrobé Biophalt de couche de surface, d’épaisseur 6 cm, de type béton bitumineux semi-grenu (BBSG), contenant 40 % d’AE recyclés et 5,2 % de liant (Biophalt et liant des AE régénérés), sur une durée de 13 ans ».

La quantité d’enrobé Biophalt associée à l’UF est de 0,135 t et ses composants sont :

• granulats neufs : 568 kg/t, soit 76,68 kg/UF ;
• AE : 400 kg/t, soit 54,00 kg/UF ;
• liant Biophalt : 32 kg/t, soit 4,32 kg/UF.

Comme dans l’exemple Vegecol, le travail d’ACV a été effectué par un bureau d’études spécialisé indépendant selon la norme NF EN 15804 A1, préalablement à l’application de la version +A2.

Du fait de son origine, le liant Biophalt contient du carbone biogénique (3,57 kgC/UF). Le tableau 2 permet de comparer l’impact de l’enrobé Biophalt sur l’ensemble du cycle de vie (modules A à C) si l’on tient compte du relargage du carbone biogénique en fin de vie ou non. Sans cette réémission, on constate que la valeur obtenue est négative et donc que l’enrobé Biophalt reste « créditeur » en carbone.

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Indicateur Changement climatique - Total sur l’ensemble du cycle de vie – Cas Biophalt

Il convient par ailleurs de noter que, dans cet exemple, l’indicateur Changement climatique – Total serait approximativement 190 % fois plus élevé ou 125 % fois plus faible que la référence bitume si l’on tient compte ou non du relargage du carbone biogénique en fin de vie pour une UF équivalente.

Ces deux exemples illustrent le fait que cette règle conventionnelle et arbitraire annihile intégralement le bénéfice « carbone » des produits biosourcés intégrés dans les produits routiers. De ce fait, la question de l’intérêt de continuer à substituer des matières premières par des produits biosourcés se pose légitimement.

Arguments pour une meilleure prise en compte
du carbone biogénique

L’utilisation des liants contenant du carbone biogénique dans des enrobés à une échelle industrielle n’est pas récente. Lors de l’expérimentation « La Route du futur » initiée par le conseil départemental des Côtes-d’Armor en 2003, le Vegecol première génération avait déjà été testé⁶. D’autres entreprises ont par la suite également développé des matériaux à partir de matières premières biosourcées^7-8.

Le développement des premiers fluxants végétaux, pour liants d’enduisage ou d’enrobage, remonte à 1997. À l’époque, ce développement avait été initié non pour améliorer l’empreinte carbone des matériaux qui les intégraient, mais pour des raisons d’environnement, de sécurité et de conditions de travail^9-11.

La profession dispose désormais de nombreuses années de recul sur ces produits, sous tout niveau de trafic et de climat^10-16 (photo 3). Il faut à présent que soient apportés des éléments plus factuels sur leur durabilité et leur capacité à stocker le carbone biogénique. Routes de France y travaille activement.

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Chantier Recytal-ARM de retraitement en place à l’émulsion végétale : réhabilitation de la RD670 en 2018 (CD 33)

Eiffage

Cela étant exposé, la règle de comptabilisation du carbone biogénique a été définie comme un préalable nécessaire pour éviter les doubles comptages : lorsque les matériaux contenant le carbone biogénique sont recyclés en fin de vie et utilisés dans de nouveaux produits, c’est la nouvelle structure intégrant les recyclés biosourcés qui bénéficie du gain de carbone biogénique : ce gain « carbone » est transmis d’une vie à la suivante et profite donc aux nouveaux produits. Par conséquent, il faut que le carbone biogénique soit considéré comme réémis à la fin de la première vie.

Cette règle qui pourrait sembler logique en première approche n’est en pratique pas applicable. En effet, la traçabilité des produits biosourcés dans les chaussées est très difficile, voire impossible, et, sans cette traçabilité, le gain « carbone » correspondant au stockage du carbone biogénique annulé en fin de vie par convention ne serait pas recrédité au profit des nouveaux produits fabriqués avec les matériaux recyclés. Ce gain « carbone » serait définitivement perdu. Dans le cas d’un stockage en installation de stockage de déchets inertes (ISDI), le gain « carbone » serait également perdu, car non recrédité dans sa vie stockée, alors que le carbone biogénique reste effectivement stocké, que les produits soient recyclés ou enfouis.

Pour pallier cet écueil, le CO₂ atmosphérique prélevé par les composants biosourcés pourrait plus légitimement être attribué aux premiers produits mis sur le marché qui intègrent ces composants. Il serait également légitime que le gain du carbone biogénique reste définitivement attaché à ces produits. Ainsi, le recyclage de ces produits en fin de vie apporterait « à la vie suivante » le gain lié à l’économie des ressources, mais pas celui du carbone biogénique, évitant le double comptage.

Pour les ouvrages de type bâtiment, afin « d’amortir » cette règle, la RE 2020 intègre le concept d’ACV « dynamique », qui vise à prendre en compte le stockage du carbone des produits biosourcés lors de la durée de vie du bâtiment. Cette méthode présente l’avantage de mieux valoriser les produits biosourcés à l’échelle de l’ouvrage puisque, pendant sa durée de vie, le carbone biogénique stocké ne joue pas son rôle d’effet de serre.

Mais, là encore, cet assouplissement de règle pour prendre en compte le stockage temporaire reste insuffisant. En effet, les matériaux biosourcés utilisés dans la construction routière stockent définitivement (et non temporairement) le carbone biogénique correspondant au CO₂ prélevé de l’atmosphère. Cette règle, même assouplie, reste donc injuste.

On constate que la règle conventionnelle définie pour le bâtiment n’est pas pertinente pour les matériaux routiers du fait de leur spécificité et qu’elle ne reflète pas leur réalité physique. Elle pourrait même remettre en cause les efforts fournis par les entreprises pour développer de nouveaux matériaux à base de produits biosourcés si le bénéfice du stockage du carbone biogénique n’est pas attaché à ces produits.

Bien plus, elle remet également en cause un des leviers de décarbonation communément admis pour de nombreux secteurs industriels et en l’occurrence un des principaux leviers de la feuille de route décarbonation de l’industrie de la construction routière¹⁷.

Conclusion

Les méthodes de comptabilité environnementale prennent de plus en plus d’importance et sont en constante évolution. Il est en particulier nécessaire qu’elles soient alignées avec les objectifs politiques¹⁸, qui visent à soutenir le développement des biotechnologies et la fabrication de produits biosourcés sur le territoire national, pour des raisons à la fois environnementales, mais aussi de compétitivité économique.

Les acteurs du génie civil et des travaux publics doivent donc s’emparer du sujet et les faire évoluer pour que l’intérêt des produits biosourcés du point de vue du changement climatique soient mieux pris en compte pour leurs propres matériaux de construction. Cela pourrait/devra passer par un PCR (Product Category Rules) « Infrastructure routière » qui resterait transparent sur la quantité de carbone biogénique stockée, mais qui refléterait mieux la réalité physique des flux matières des activités de la construction routière et assurerait une meilleure prise en compte du bénéfice du carbone biogénique.

Références

1. NF EN ISO 14040 COMPIL 1, « Management environnemental - Analyse du cycle de vie - Principes et cadre », 2021.
2. NF EN ISO 14044/A2, « Management environnemental - Analyse du cycle - Exigences et lignes directrices - Amendement 2 », 2020.
3. NF EN 15804+A2, « Contribution des ouvrages de construction au développement durable - Déclarations environnementales sur les produits - Règles régissant les catégories de produits de construction », 2019.
4. INIES, « Enrobé Vegecol V4 (v.1.3) ».
5. INIES, « Enrobé Bophalt (v.1.5) ».
6. M. Ballie, J.-É. Poirier, T. Delcroix, « Vers une nouvelle route ? Vegecol, une gamme de liants végétaux pour enrobés et revêtements esthétiques », RGRA n° 834, décembre 2004.
7. S. Pouget, F. Loup, "Thermomechanical behaviour of mixtures containing bio-binders", RMPD, vol. 14, pp. 212-226, 2013.
8. J. Blanc, E. Chailleux, P. Hornych, S. Pouget, L. Porot, C. Williams, J.-P. Planche, A. Jimenez Del Barco Carion, D. Lo Presti, Y. Baudru, S. Trichet, T. Gouy, G. Coirier, « Projet Biorepavation - Évaluation de solutions de recyclage d'enrobés bitumineux employant des produits biosourcés », RGRA n° 973, juin 2020.
9. J. Marcilloux, J.-P. Antoine, « Bioflux, Bioflex : une évolution majeure des liants bitumineux de répandage », RGRA n° 779, décembre 1999.
10. J. Marcilloux, J.-P. Antoine, « Bioflex : environnement, sécurité et hautes performances pour enduits », RGRA n° 806, mai 2002.
11. C. Deneuvillers, « Colas : enduits superficiels Vegeflux - Vegeflex », RGRA n° 852, octobre 2006.
12. F. Loup, N. Pezas, Y. Lalain, C. Giorgi, F. Olard, H. Dumont, « Recytal®-ARM : bio-régénération de chaussées in situ en Gironde », RGRA n° 956, juillet-août 2018.
13. J. Van Rompu, J. Masciotra, J. Dherbecourt, J.-L. Duchez, P. Huon, « Enrobé recyclé végétal Biophalt® - Première référence sur le réseau autoroutier ATMB », RGRA n° 978, janvier 2021.
14. V. Devron, L. Beaudelot, J. Van Rompu, « Chantier Biophalt® de l'A34 - Première expérience sur autoroute non concédée », RGRA n° 991, juin 2022.
15. D. Desmoulin, C. Deneuvillers, M. Pierri, « Nouveaux enrobés semi-tièdes pour couche de roulement à hautes performances environnementales », RGRA n° 882, février 2010.
16. F. Geisler, J. Van Rompu, M. Sie, G. Herfray, A. Feraille, « Projet Ademar : Adaptation des déclarations environnementales aux matériaux routiers », Fondation d'entreprise FEREC, 2021.
17. Routes de France, « Feuille de route décarbonation », 2023.
18. Stratégie d’accélération « Produits biosourcés et carburants durables » du Gouvernement, 10 décembre 2021.