Dans le cadre de la semaine du développement durable, le Cerema propose un focus sur quelques projets récents ou en cours, directement liés aux problématiques de développement durable.
Centre de ressources et d'expertise sur l'aménagement, l'environnement, le développement des territoires, le Cerema apporte des connaissances, des méthodes et des solutions innovantes aux acteurs des territoires.
Dans l'ensemble de ses domaines d'action, le Cerema renforce son implication sur la transition énergétique et l'adaptation au changement climatique des territoires.
aménagement du territoire
Le projet URBEOL : quel impact environnemental des éoliennes en milieu urbain?
Le projet de recherche URBEOL, lancé en mars 2019 pour une durée d’un an, vise à développer une éolienne de nouvelle génération, que l’on peut positionner en ville.
Ce projet pluridisciplinaire poursuit plus précisément trois objectifs :
- Etudier les performances environnementales de nouvelles générations d’éoliennes, positionnées principalement sur des toitures terrasses en milieu urbain et comprendre les interactions avec l’environnement
- Evaluer le bilan environnemental de l’éolienne à travers une analyse du cycle de vie (ACV)
- Caractériser l’électricité produite
Mené en partenariat par le Cerema dans le cadre du label Tremplin Carnot, la société Unéole qui a conçu le type d’éolienne évalué lors de l’étude, le Centre Technique des Industries Mécaniques (CETIM) spécialisé dans la mesure de champs électromagnétiques, le laboratoire d’électronique et d’électronique de puissance de Lille (L2EP) avec son équipe Réseaux et la Communauté Urbaine d’Arras, le projet URBEOL a pour objectif de permettre aux collectivités de diversifier les ressources énergétiques en améliorant la technologie sur les plans de l’impact environnemental, du rendement énergétique et des coûts.
Le projet s’inscrit dans le cadre du Contrat de Transition Ecologique conclu entre l’Etat et la Communauté Urbaine d’Arras.
URBEOL consiste plus précisément à étudier à l’aide d’instrumentation sur des bâtiments l’impact des ondes acoustiques, vibratoires et électromagnétiques d’une éolienne en toiture positionnée en milieu urbain. Pour cela, des travaux porteront sur les ondes émises et/ou perturbées par une éolienne urbaine en toiture sur un très large spectre, allant des fréquences sismiques d’un bâtiment (0 à100 Hz) aux Extrêmes Basses Fréquences (50 Hz) RadioFréquences (3MHz à 30 GHz) des ondes électromagnétiques, en passant par les fréquences audibles par l’homme (20 Hz à 20 kHz).
Cela, afin de déterminer la gêne pour les occupants ainsi que les perturbations de matériels sensibles (par exemple la perturbation de la réception d’ondes radiophoniques).
En parallèle, une analyse environnementale du cycle de vie de l’éolienne sera menée avec une approche économique cout global.
L’autre grand axe du projet URBEOL est d’étudier la qualité d’énergie, la puissance et l’énergie produite, tout en étudiant l’impact sur l’environnement proche.
Le Cerema est pilote du projet, et sera actif plus particulièrement sur les volets des études acoustiques et vibratoires et approche économique, sur la réglementation et l’identification des impacts potentiels des ondes émises par les éoliennes, l’analyse du cycle de vie, ainsi que sur l’approche globale autour de la thématique environnement-santé.
Le projet PIBE: Prévoir l'Impact du Bruit des Eoliennes
Ce projet de recherche financé par l'Agence Nationale de la Recherche, lancé début 2019, est piloté par le Cerema.
Alors que l'activité de la filière éolienne augmente ces dernières années, l'acceptation sociale et le développement des parcs éoliens sont souvent mis en défaut par le risque de gêne sonore que des riverains peuvent mettre en avant.
C'est dans ce contexte que le projet PIBE vise à maîtriser le bruit émis par les parcs éoliens, depuis leur conception jusqu'à la phase d'exploitation, sans réduire la production d'énergie.
Le projet PIBE fédère des spécialistes de l'aéroacoustique, de la propagation sonore, de la caractérisation expérimentale du bruit, et de l'ingénierie éolienne. Il propose une approche globale de la question du bruit des éoliennes : il porte sur une étude des sources de bruit aérodynamique et la modélisation de sa propagation, ainsi que sur les solutions permettant de réduire à la source le bruit des éoliennes.
Un site web dédié au projet est en ligne:
Un séminaire pluridisciplinaire pour envisager la résilience du village olympique
Les jeux olympiques constituent une vitrine pour le pays d’accueil. La France, pays de la COP 21, a décidé d’organiser des jeux responsables, durables, solidaires. La Solideo, l’établissement public chargé de financer, superviser et livrer les ouvrages et opérations d’aménagement nécessaires aux Jeux Olympiques, a interrogé le Cerema pour l’aider à définir les axes de développement durable et le niveau d’ambition à viser.
L’objectif est en effet d’aller plus loin qu’un éco-quartier sans pour autant s’engager dans des voies dont la mise en œuvre au 1er janvier 2024 n’est pas certaine. Comment faire des choix disruptifs mais opérationnels en 2024 ?
Un collectif d’experts plurisdisciplinaire, auquel ont participé des spécialistes du Cerema, a ainsi proposé sa vision à l’occasion d’un séminaire. Organisé par le Cerema et l’IFSTTAR, ce séminaire visait à réfléchir à plusieurs thématiques : une ville résiliente, une ville nature, une ville à zéro rejet d’eau, une ville à énergie positive, une ville inclusive, évolutive, une ville santé et ludique, une ville connectée et des nouvelles mobilités.
Sur toutes ces thématiques, les experts ont dégagé un état des lieux, déterminé des problématiques et des solutions résilientes, souvent interconnectées entre elles. Dans l’objectif de faire du village olympique un espace résilient, l’utilisation des lieux après les jeux olympiques a été pleinement intégrée dans les réflexions.
Les experts ont envisagé l’impact du changement climatique, l’impact sur le cycle de l’eau et l’importance d’une gestion intégrée des eaux, la préservation et la renaturation des sols, le rôle de la nature en ville et des solutions fondées sur la nature, l’innovation en matière d’infrastructures urbaines, notamment en termes de matériaux et de fonctionnalités multiples, l’impact sur les consommations énergétiques avec l’idée d’un village connecté et à énergie positive, l’accessibilité pour tous, la mobilité ou encore l’évolution du site à court ou long terme.
Un outil de diagnostic climatique urbain pour les territoires
Développer un outil de diagnostic sur la microclimatologie urbaine, pour identifier les vulnérabilités à l'échelle du quartier: tel est l'objectif du projet de recherche Diaclimap, piloté par le Cerema.
Lauréat de l'appel à projets de recherche MODEVAL-URBA lancé par l'Ademe en 2014 pour des projets de "Modélisation et évaluation au service des acteurs des villes et territoires de demain", le projet Diaclimap touche à sa fin, avec la mise en ligne prochaine d'un outil web qui permettra d'alimenter les démarches de planification urbaine et de conception des projets d’aménagement à l’échelle des quartiers.
Le projet est centré autour du concept d'îlot de chaleur urbain, sur lequel travaille également le Cerema, et qui a des conséquences en termes sanitaires, de consommation énergétique pour la climatisation des bâtiments, de vulnérabilité des infrastructures et des réseaux urbains.
L'outil Diaclimap permettra de les cartographier à l'échelle d'un quartier, de mieux comprendre ce phénomène, et apportera une méthodologie d'analyse climatique. Il a été évalué au cours d'ateliers participatifs avec un panel varié d'acteurs et a été présenté les des Assises européennes de la transition énergétique, en février 2019.
vers des bâtiments durables
BioTerra : un projet de recherche pour utiliser la terre dans les bâtiments de demain
L’année 2018 a vu l’aboutissement du projet ANR Bioterra, qui a réuni 9 partenaires dont le Cerema, et s’est déroulé sur 4 ans.
Centré sur la sensibilité des constructions en terre crue aux développements de micro-organismes, ce projet ANR (Agence Nationale de la recherche) piloté par l’université Paul Sabatier de Toulouse a conduit à des collaborations riches et inédites entre des acteurs du bâtiment, du génie civil et de la micro-biologie, avec également l’appui d’entreprises privées. Plusieurs thèses ont été réalisées dans le cadre de ce travail.
La terre crue est à nouveau utilisée à l’intérieur des bâtiments, car elle joue naturellement un rôle de régulation de l’humidité. Des matières végétales peuvent être utilisées pour renforcer le matériau, ce qui peut entraîner l’apparition de moisissures.
Le projet Bioterra a permis d'identifier le phénomène, de le caractériser, et de proposer des solutions contre les moisissures, ainsi qu’à valider des méthodes innovantes pour identifier les souches microbiennes et leur prolifération.
Le Cerema a été chargé de la thématique "enduits" de ce projet. L’équipe en place a mené une large campagne expérimentale qui a permis de construire un corpus complet d’essais de caractérisation des enduits composés de terre crue avec incorporation de brins de paille. Ces essais ont ensuite été employés pour qualifier la performance de diverses formulations d’enduits sur des problématiques aussi variées que la résistance mécanique, l’impact de la pluie, l’adhérence sur support biosourcé, etc.
Les mêmes produits ont enfin pu être testés après des vieillissements accélérés en enceinte climatique avec développements fongiques. Cela a permis de démontrer que les enduits à base de terre ont la capacité, après re-séchage, de récupérer des caractéristiques proches de celles identifiées à l’état initial, y compris après un événement hydrique ayant entraîné une baisse de résistance majeure et un développement microbien.
Ce projet a permis d’acquérir un grand nombre de résultats sur les propriétés des matériaux "terre" utilisés en construction, ainsi que sur leurs qualités de résilience et d’auto-régulation biologique suite à des événements inhabituels de développements micro-biologiques.
Le Cerema s’est également appuyé sur ce projet pour développer son expertise dans le domaine, qui donne aujourd’hui lieu à de nouveaux projets innovants comme la stabilisation biochimique de enduits ou encore le lancement d’un doctorat en partenariat avec l’ENTPE sur les impacts du gel sur les constructions en pisé.
Suivi d'une maison à énergie positive de la cité internationale à Paris
La Maison Ile-de-France est la première maison régionale de la cité internationale universitaire, destinée à héberger les étudiants étrangers. Elle a été entièrement financée par la région Ile-de-France et a été conçue pour être BEPOS (Bâtiment à Energie POSitive), grâce à une centrale photovoltaïque en toiture, et à une façade Sud couverte de panneaux solaires thermiques. Elle a été lauréate de plusieurs concours, notamment le Prebat et représentera la France aux "Green Solutions Awards 2018".
C'est le Cerema qui suit et analyse les performances énergétiques réelles de la Maison ainsi que le confort des résidents. Cette maison a été conçue pour être à énergie positive, et l’étude vise à déterminer si les résultats seront conformes à l’objectif.
L’une des problématiques de l’étude est de comparer les écarts de consommations entre les prévisions et la réalité, et de les expliquer.
En parallèle, le Cerema effectue des enquêtes auprès des occupants pour connaître leurs habitudes, et analyser le confort thermique et le confort d’usage. Le Cerema travaillera également avec l’exploitant du bâtiment, pour lui faire remonter les dérives détectées, et proposer des solutions.
En savoir plus :
Cube S: accompagner les établissements scolaires pour réduire leur consommation d'énergie
C'est un concours qui s'adresse à toutes les écoles, collèges et lycées, pour réduire au maximum les consommations d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre, en impliquant les élèves, le gestionnaire, et l'ensemble du personnel, à travers un plan d'actions sur un an ou plus.
Le Cerema, partenaire de l'opération avec l'IFPEB, accompagne les collectivités qui ont inscrit au moins cinq établissements scolaires dans la démarche.
L'édition 2019 du concours a été lancée le 19 février par les ministres François De Rugy en charge de l'environnement, et Michel Blanquer en charge de l'éducation.
La résilience, une nouvelle approche pour les territoires
Un état des lieux sur les questions de résilience
Le concept de résilience des territoires vise à intégrer les vulnérabilités dans l'aménagement, afin leur permettre de s'adapter. Depuis plusieurs années, le Cerema mène des projets autour de ce concept.
A travers un partenariat avec le site Construction 21, les spécialistes du Cerema ont proposé récemment quatre articles portant sur ce thème:
Une formation intra entreprise sur la résilience
En matière de résilience des territoires, le Cerema propose une formation, afin d'aider les collectivités à développer une approche résiliente vis-à-vis des différents types de perturbations auxquels ils peuvent être confrontés (risques naturels et technologiques, mutations économiques changement climatique...).
Une première session de formation a été organisée récemment pour des cadres de la ville de Paris.
Séminaire d'experts sur la résilience et la sécurité des territoires
En janvier, un premier séminaire "Résilience et sécurité globale des territoires" a été organisé par le Cerema avec des experts issus de différentes disciplines, pour travailler autour des quatre grands défis que les territoires ont à relever:
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Sécuriser les territoires vis-à-vis des défaillances des systèmes techniques,
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Intégrer la nature comme une composante essentielle de l'aménagement urbain résilient,
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Faire des risques une composante active de la résilience des territoires et des infrastructures,
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Assurer une prise en charge coordonnée des grands défis.
Un P'Tit Essentiel sur la résilience pour les territoires
Pour les collectivités et l'ensemble des acteurs des territoires (associations, entreprises, habitants...), le Cerema publié début 2019 un mini guide gratuit pour mettre en oeuvre une stratégie de résilience sur son territoire, à travers 6 leviers d'action.
L'un des axes principaux de cette stratégie est d'anticiper le plus en amont possible tous les risques dans le projet de territoire, en ayant à l'esprit leur interdépendance de plus en plus marquée.
Une stratégie de résilience doit aussi prendre en compte le territoire dans sa globalité, et tenir compte du passé, des expériences exprimées par les habitants et les autres acteurs quant à l'évolution du territoire.
L'objectif de la stratégie est d'établir, à partir d'un diagnostic partagé des risques, un plan d'action hiérarchisé en fonction des priorités stratégiques du territoire.
Enfin, le suivi et l'évaluation de la stratégie sont essentiels pour valider le plan d'action et l'améliorer.
L'interview de Nicolas Beaurez, spécialiste du Cerema auteur du mini guide:
économie circulaire : Recycler les matériaux du BTP
Que ce soit dans le domaine des infrastructures ou du bâtiment, le Cerema mène différents travaux destinés à favoriser la réutilisation des matériaux issus de la déconstruction. L'objectif est de réduire la consommation de matières premières, et de réduire les émissions de gaz à effet de serre.
De plus, la loi sur la transition énergétique pour la croissance verte (LTECV) impose de donner la priorité à l'utilisation des matériaux issus du réemploi, de la réutilisation ou du recyclage de déchets lors des chantiers, à hauteur de 60% en 2020.
C'est dans ce contexte qu'une convention de partenariat a été signée récemment par le Cerema et la plateforme d'innovation technologique PROVADEMSE, en matière de caractérisation environnementale et de valorisation des matériaux alternatifs. Si les deux structures collaborent depuis longtemps sur ces sujets, l'objectif de cette convention sera de mettre en commun les compétences pour mener des projets permettant de développer des solutions pour la réutilisation des déchets et matériaux alternatifs dans le cadre de l'économie circulaire.
L'acceptabilité environnementale des matériaux recyclés
Pour réutiliser ces matériaux issus de la déconstruction des bâtiments et des infrastructures, il est nécessaire de lever différents freins, notamment en termes d'acceptabilité environnementale de ces matériaux recyclés.
Le Cerema mène des études pour caractériser et évaluer ces matériaux et les processus de traitement. D'autres travaux visent à déterminer les gisements de ces matériaux alternatifs.
Des démonstrateurs ont été mis en oeuvre, notamment à Autun avec un tronçon de route réalisée à l'aide de laitiers sidérurgiques, ou au Puy-en-velay, avec un tronçon de route construite avec des matériaux alternatifs issus de Mâchefers d'Incinération des Déchets Non Dangereux (MIDND).
Des projets de recherche auxquels participe le Cerema visent à favoriser le recyclage des matériaux de déconstrcution ou des matériaux alternatifs.
Le projet MURE, par exemple, vise à définir des techniques de recyclage pour les mélanges bitumineux.
Le projet ORRAP (recyclage optimal des agrégats de béton bitumineux dans les chaussées à faible trafic), qui s'achèvera en octobre 2019, étudie la possibilité de recycler des agrégats d’enrobés à froid, sans traitement en centrale, pour des structures de chaussées à faible trafic.
Avec la DREAL PACA, le Cerema évalue la possibilité de valoriser les laitiers sidérurgiques dans la construction d'une route a proximité du gisement. La route en question, le contournement de Martigues / port-de-Bouc, traverse des zones à fort enjeux environnementaux.
Projet MURE
Le Cerema est l’un des 35 partenaires du projet national de recherche et d’innovation MURE (Multi Recyclage et Enrobés tièdes), sur le multirecyclage des mélanges bitumineux et sur les procédés d’abaissement de température.
Projet ORRAP
Un projet européen Interreg destiné à étudier la possibilité de recycler des agrégats d’enrobés issus de l'entretien du réseau routier. Cela, via un traitement à froid, sur place et sans avoir à passer en centrale, pour des structures de chaussées à faible trafic.
Projet DREAL PACA
Le Cerema assiste la DREAL PACA pour réaliser les études routières en vue d'utiliser les laitiers sidérurgiques produits sur la Zone Industrialo-Portuaire de Fos-sur-Mer dans le projet de contournement Martigues/Port-de-Bouc.
Grâce à ses compétences dans ce domaine, le Cerema a défini une méthode pour développer l'usage des matériaux alternatifs en construction routière, et propose une assistance aux maîtres d'ouvrage.
Le projet SeRaMCo, recycler les matériaux issus de la déconstruction
Le Cerema est l'un des dix partenaires du projet de recherche Interreg SeRaMCo, (Secondary Raw Materials for Concrete Precast Products, "Matières premières secondaires pour les produits préfabriqués en béton"), qui vise à remplacer les matières premières utilisées dans le secteur de la construction par des matériaux recyclés de haute qualité issus de la déconstruction de structures en béton.
L’enjeu est important : en Europe, la construction utilise autour de 50% des matières premières disponibles, tout en créant 30% des déchets.
Ce projet vise plus particulièrement le recyclage et la réutilisation des composants tels que béton, briques, tuiles et céramiques (CBTC), qui ont un potentiel élevé pour être utilisés comme agrégats recyclés et sables.
Le projet SeRaMcO, qui prendra fin en mars 2020, permettra de produire du ciment et des produits préfabriqués en béton réalisés industriellement, dont le coût et la qualité seront comparables aux produits traditionnels, et de développer des technologies permettant l’utilisation de matériel recyclé dans la production de ciment et de béton.
Dans ce projet, le Cerema contribue à :
- améliorer la connaissance sur les granulats et le ciment recyclés,
- démontrer la faisabilité de l’utilisation des granulats recyclés dans des processus industriels pour des produits structuraux.
- démontrer l’intérêt environnemental du processus de recyclage.
- permettre la mise à jour des textes réglementaires pour faciliter l’utilisation de matériaux recyclés.
- permettre aux industriels locaux d’augmenter l’utilisation de granulats recyclés
- poursuivre les travaux entrepris dans le cadre du projet national : Recybéton, destiné à assurer le recyclage complet des bétons, et dont le Cerema est également partenaire.
- valoriser les résultats obtenus au cour d’un projet national, PerfDuB, dont le but est de définir une approche performantielle pour la durabilité des ouvrages en béton, et dont le Cerema est également partenaire.
- par ailleurs, avec le conseil général de Moselle, le Cerema pilotera un projet destiné à réutiliser des produits préfabriqués structuraux pour réaliser des murs de soutènement de type murs en L.