Comment réduire les émissions de gaz à effet de serre tout en adaptant nos espaces de vie aux phénomènes climatiques ? Ces épisodes, de plus en plus fréquents et intenses, augmentent-ils les risques sur notre santé ?

Ces enjeux cruciaux ont été au cœur de notre Université 2024, un événement organisé en collaboration avec l’Ecole des Mines Paris-PSL, l’école nationale des ponts et chaussées et AgroParisTech. Cette conférence mettra en lumière les recherches et solutions concrètes développées pour associer atténuation et adaptation au changement climatique, en plaçant la santé au centre des réflexions.

Partie 1 :

Introduction du sujet par Valérie Masson-Delmotte, paléoclimatologue, directrice de recherhce au CEA, membre du Comité consultatif national d’éthique.

Séquence impact des canicules et surchauffe dans les bâtiments :

•  Présentation  des recherches menées par Mines Paris-PSL sur la résilience des bâtiments et la question du confort des occupants abordée par VINCI Energies avec Nicolas STEUNOU, responsable service études thermiques /carbone, Lefort Francheteau et Rabiha TLICH, Cheffe d’Entreprise de GreenAffair Exploitation Durable

Intervention de Rémy Slama, directeur de recherche à l’Inserm, épidémiologiste environnemental et spécialiste des enjeux de climat et santé.

Partie 2 :

Séquence micro climat et la végétalisation des villes :

• Présentation des travaux conjoints Mines Paris-PSL et AgroParisTech avec Charlotte ROUX, chargée de recherche et coordinatrice du lab recherche environnement, Mines Paris ; Erwan PERSONNE, maître de conférences et Patrick STELLA, maître de conférences, AgroParisTech.
• Témoignage sur le parcours et les travaux de Robin MONNIER, ancien ingénieur de recherche à Mines Paris-PSL, depuis responsable efficacité énergétique chez VINCI Energies.
• Présentation de solutions mises en œuvre par VINCI Construction avec Nicolas HIROUX, ingénieur technique, co-animateur du développement technique des technosols, Pierre MONLUCQ, directeur marketing stratégique et Anne-Laure LE DEVEHAT, chef de secteur, Champion (Eurovia).

Séquence mobilité douce et résilience des infrastructures autoroutières :

• Présentation des travaux de l’Ecole nationale des ponts et chaussées sur l’ingénierie des pistes cyclables avec Nicolas COULOMBEL, maitre de conférences, directeur adjoint du LVMT (Laboratoire Ville Mobilité Transport).
• Présentation de VINCI Autoroutes sur les enjeux conjoints de l’atténuation et de l’adaptation des infrastructures par Christophe HUG, directeur général adjoint.

Conclusion de l’événement par Xavier Huillard, président directeur-général de VINCI.

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Grâce au renouvellement du partenariat entre VINCI, l’Ecole des Mines Paris-PSL, l’Ecole des Ponts Paris Tech et AgroParisTech, le lab recherche environnement VINCI ParisTech démarre un nouveau cycle de recherche de 5 ans.
Depuis 2008, nous travaillons à la réduction des impacts environnementaux des bâtiments et infrastructures à travers une approche multidisciplinaire (efficacité énergétique des bâtiments, mobilité durable, biodiversité) et ouverte sur notre écosystème puisque les résultats de nos recherches sont publics.

Lors de cette Université, nous avons donc partagé les résultats des nos travaux, faisant ainsi un bilan des recherches des 5 dernières années avant d’ouvrir sur les perspectives du prochain cycle qui comporte 3 ambitions majeures :

• prendre en compte les limites planétaires dans les projets de bâtiments et d’infrastructures
  pour réduire leur impact environnemental ;
• développer l’usage de l’intelligence artificielle au service de la décarbonation des bâtiments et
  des mobilités ;
• améliorer le bien-être, le confort et la santé des usagers, en poursuivant ses travaux sur
  l’atténuation des effets des îlots de chaleur urbains et le cycle de l’eau en ville.

Notre table ronde introduite par Etienne Klein, directeur de recherche au CEA, et avec Xavier Huillard, président-directeur général de VINCI, ainsi que les directeurs des 3 écoles partenaires fut également l’occasion de se questionner sur la place de la science dans la société et les initiatives de chacun pour lui permettre de jouer son rôle d’éveil des esprits et des consciences.

Ce temps d’échange a permis de réaffirmer la volonté commune de s’inscrire dans le long terme et la pertinence d’un modèle qui allie science et industrie pour engager des actions concrètes pour la transition énergétique et environnementale.

Université 2023 -1ère partie

Grand témoin

• Céline Guivarch, directrice de recherche au CIRED, auteure pour le GIEC et membre du Haut conseil pour le climat.

Séquence Mobilités durables

• Bilan des recherches et perspectives par Nicolas Coulombel, Ecole des Ponts ParisTech.
• Retour d’expérience : l’autoroute décarbonée et le cas du fret par Louis du Pasquier, directeur des mobilités décarbonées, VINCI Autoroutes.

Lire les présentations – Partie 1

Université 2023 – 2ème partie

Séquence Bâtiment et efficacité energétique

• Bilan des recherches et perspectives par Bruno Peuportier et Charlotte Roux, Mines Paris-PSL.
• Retours d’expériences :
  Projets Trarieux et Terrot Town à Lyon par Laurent Putzu, directeur ADIM, VINCI Construction.
  Projet Qivy par Aurélie Foucher, responsable études de prix, Qivy Habitat, VINCI Energies.

Séquence Nature en ville

• Bilan des recherches et perspectives par Jean Roger-Estrade et Erwan Personne, AgroParisTech.
• Retour d’expérience :
  La solution Revilo pour répondre aux ilots de chaleur urbains par Pierre Monlucq, directeur du marketing stratégique, VINCI Construction.

Lire les présentations – Partie 2

Table ronde

La place de la science dans la société et les enjeux de l’enseignement scientifique
Introduite par Etienne Klein, directeur de recherche au CEA, auteur et producteur de médias de vulgarisation. Avec Xavier Huillard, président directeur-général de VINCI, Anthony Briant, directeur de l’école des Ponts ParisTech, Laurent Buisson, directeur général d’AgroParisTech et Vincent Laflèche, directeur de l’école des Mines Paris-PSL.

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Ces solutions ont été évoquée par André Broto, ancien directeur de la stratégie de VINCI Autoroutes et auteur de l’ouvrage « Transports : les oubliés de République » (publié aux édition Eyrolles en collaboration avec La Fabrique de La Cité), dans son intervention sur la décarbonation de la route et le cas des déplacements longs du quotidien en lien avec les métropoles. La mobilité décarbonée passe par la décarbonation de la route, de nombreux leviers sont disponibles mais l’envolée des prix du carburant bouleverse les scénarios prospectifs. L’exposé proposait une analyse de l’Enquête nationale sur la mobilité des personnes (EMP 2019) et ciblait les contributions que la route peut apporter à très court terme sur le segment des déplacements longs du quotidien en lien avec les métropoles. Les bonnes pratiques déployées par différentes agglomérations urbaines du monde pourraient être appliquées au contexte français afin de favoriser des meilleures connexions dans la France des territoires.

Consulter la présentation d’André Broto

Parmi ces bonne pratiques figurent les voies express, une solution également proposée par Sophie Rigault, vice-présidente en charge des mobilités et de la voirie au Département de l’Essonne pour optimiser l’usage de l’infrastructure routière. Dans ce territoire, à la fois urbain et rural, l’éloignement entre le domicile et le lieu de travail et une offre de transports publics insuffisante alimentent la dépendance à la voiture individuelle. Pour infléchir la tendance, l’objectif du Conseil départemental est d’investir dans l’infrastructure routière pour la moderniser et la rendre multimodale, notamment en déployant un réseaux de bus express en Île-de-France. Afin d’accompagner le développement de nouveaux usages, Le Département de l’Essonne s’est également doté d’un plan vélo qui favorise l’essor des mobilités douces partout où cela est possible sur le territoire, en permettant le rabattement vers les gares les plus attractives, dans une logique intermodale, et de résorber les points durs (par exemple, franchissement des autoroutes et routes nationales). Cette dernière intervention a mis en exergue les synergies qui peuvent être créées entre chercheurs et opérationnels en associant défis des métiers et défis scientifiques.

Regarder l’intervention de Sophie Rigault

Un tableau d’ensemble de la situation de la mobilité en Ile-de-France, et en particulier des enjeux d’équité, a été dressé par Rayane Al-Amirdache, doctorante à l’École des Ponts ParisTech. Dans le cadre de ses travaux de thèse, elle étudie la répartition des coûts de transport supportés par les ménages en région parisienne, en fonction du niveau de revenu et du lieu de résidence, à partir de « l’Enquête ménages déplacements 2018 ». Les coûts considérés sont : les coûts monétaires, les coûts en temps, les coûts de pollution (en distinguant le coût généré et celui supporté par le ménage) et les coûts d’émission de CO₂. Elle étudie la distribution de chaque dimension seule, ainsi que les relations entre elles. Les inégalités de coûts sont étudiées en comparant les moyennes et à travers l’indice de Gini. Ces chiffres illustrent les caractéristiques des usagers franciliens, caractéristiques qui influencent leur comportement et doivent être prises encore compte dans les politiques de transports vouées à la décarbonation.

Consulter la présentation de Rayane Al Amirdache

Le besoin des collectivités de développer une offre de transports durable, avec ses nouvelles composantes de mobilité douce et de transports en commun, a poussé Eurovia à repenser la conception et la construction de la route. Selon Lionel Grin, Directeur innovation route et réseaux France chez VINCI Construction, la route est un « objet » qui a su s’adapter à ses différents usages et qui est, aujourd’hui, un espace partagé entre les différents modes de transport des usagers. Les études et les recherches actuelles anticipent les futures évolutions, comme la route électrique, la navette autonome ou les hubs multimodaux, tout en intégrant la prise en compte de l’environnement et en imaginant la route comme un nouveau centre de profit.

Consulter la présentation de Lionel Grin

Le sujet du hub a fait également l’objet des travaux de recherche de Danyang Sun, chargé de recherche postdoctorale à l’École des Ponts. La disponibilité croissante de données numériques sur les déplacements des véhicules fournissent des informations complètes pour les analyses de mobilité. Cette étude identifie des groupes de flux de trafic sous-jacents en explorant les données de trajectoire des véhicules. Les chemins communs de plusieurs voyageurs sont identifié pour établir des itinéraires provisoires de covoiturage. Une étude de cas a été menée en utilisant des trajectoires réelles dans la région du Pays de Montereau. Les résultats ont montré que les différents flux de trafic peuvent être bien identifiés en termes de directions et de distances de déplacement. Ces travaux de recherche offrent une approche qui exploite des données pour aborder les problèmes courants de détection de chemin avec des solutions pratiques et une bonne efficacité de calcul.

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Dans cette perspective, il faut dès à présent envisager tout un éventail de solutions. Anticiper une transformation des pratiques, des modes de transport, de l’aménagement des lieux et des territoires. Partager davantage l’utilisation des véhicules. Adapter les vecteurs énergétiques, recourir à la mobilité électrique là où sa production est décarbonée, envisager les potentialités de l’hydrogène. La frugalité en carbone nécessitera non seulement la mutation des techniques de transport, mais aussi une rationalisation des besoins.

L’ouvrage

À travers une trentaine de contributions d’experts de divers horizons, qui ont déjà fait l’objet d’une première publication en ligne sur Construction21, le présent ouvrage est constitué de quatre parties sur :

• Enjeu climatique et solutions énergétique
• Renouveler les modes de déplacement
• Organiser la multi-modalité et partager la voirie
• Des outils pour agir dans les territoires

Télécharger le dossier

Revoir la conférence de restitution

À l’occasion de la première publication du dossier au format numérique par Construction21, chercheurs et opérationnels ont partagé leurs réflexions dans une conférence de restitution « Comment favoriser la mobilité décarbonée ? organisée par le organisée par le lab recherche environnement VINCI PariTech

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Nous passons plus de 80 % de notre temps dans les espaces intérieurs. Les analyses du cycle de vie (ACVs) nous permettent de cibler les sources d’impacts environnementaux sur l’ensemble du cycle de vie du bâtiment. Toutefois, la phase dite d’« utilisation » ne prend en compte aujourd’hui que la consommation d’énergie, alors que les occupants sont directement exposés à des polluants dans l’air intérieur. Les matériaux de construction, revêtements de surface, les meubles et même les détergents utilisés dans le nettoyage émettent en effet des composants chimiques. En particulier, les composants organiques volatils (COVs) peuvent être toxiques et même cancérigènes.

Objectifs

L’objectif de cette thèse est de développer une méthodologie de calcul d’impacts de la qualité de l’air (QAI) sur la santé humaine et les intégrer à l’ACV du bâtiment. Les impacts des émissions des matériaux et des activités seront calculés avec un indicateur commun à l’ACV du bâtiment afin de proposer un outil d’aide à la conception. À travers un comparatif des matériaux et un dimensionnement de la ventilation, cet outil permettra de limiter les impacts sur les occupants. Toutefois augmenter la ventilation pour réduire les impacts de la QAI induit une hausse de la consommation énergétique, ce qui implique une réflexion sur les solutions pour identifier l’optimum entre qualité de l’air élevée et faible consommation énergétique.

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Les données numériques au service de la mobilité durable

Comme l’a illustré Kamal Berrada, responsable de la section instrumentation et intelligence artificielle chez Eurovia, l’analyse du cycle de vie (ACV) est un des outils qui permettent de mesurer et réduire l’empreinte carbone des infrastructure routières. Le cycle de vie des produits d’Eurovia est pris en compte dès leur conception grâce à des outils de dimensionnement des infrastructures routières qui permettent d’optimiser les choix techniques, environnementaux et financiers. Deux outils ont été développés afin, d’un côté, d’ausculter la surface de chaussée par intelligence artificielle et, de l’autre, de mesurer la durée de vie résiduelle de la structure à travers des capteurs routiers. L’ensemble de ces outils permet un gain substantiel sur les émissions carbone.

Lire la présentation de Kamal Berrada

Le numérique présente également des avantages pour comprendre les motifs de mobilité des usagers des infrastructures de transport. C’est l’objectif de la thèse de Danyang Sun, doctorant du LVMT (Laboratoire Ville Mobilité et Transports) à l’École des Ponts ParisTech, qui s’appuie sur des données anonymes de GPS pour observer les déplacements en Île-de-France, avec une attention particulière aux trajets du domicile au lieu de travail. Il a développé une méthode basée sur ces données numériques pour identifier les zones dédiées à l’emploi, les zones résidentielles et les déplacements qui ont lieu entre ces deux zones. Il est possible d’observer que l’activité qui caractérise le réseau de déplacements du domicile au lieu de travail est plus dense.

Lire la présentation de Danyang Sun

La mesure permet d’observer les habitudes des voyageurs, mais aussi d’améliorer les prévisions. Les données sur les comportements de mobilité permettent à Tatiana Seregina, chercheuse du LVMT à l’École des Ponts ParisTech, de calibrer et donc améliorer la fiabilité du modèle de simulation multi-agents MATSim. La modélisation multi-agents vise à reproduire finement les comportements de mobilité des individus et leurs réactions face à des évolutions de l’offre de transport. Cet outil sert ainsi à éclairer les décideurs dans l’évaluation de scénarios de mobilité. La calibration du modèle MATSim est essentielle pour estimer correctement les différents impacts, notamment environnementaux, des services et de politiques de transport innovantes.

Lire la présentation de Tatiana Seregina

La mesure de la biodiversité

L’empreinte écologique des infrastructures linéaires de transport inclut différents impacts sur l’environnement : des émissions carbone jusqu’à la fragmentation des territoires, souvent mise en avant par les écologues. Fort du constat de cette externalité négative, VINCI Autoroutes a proposé la construction d’ouvrages plus ambitieux, mieux adaptés à toute la faune. Comme l’a expliqué Philippe Chavaren, responsable du domaine nature, paysage et dépendances vertes chez ASF, la disponibilité de données fiables sur l’utilisation des passages faunes (écoducs et écoponts) par les animaux permet de progresser dans la construction et l’aménagement de ces passages. Ces mesures permettent également de répondre de manière factuelle aux éventuelles critiques et idées reçues sur les impacts des autoroutes.

Lire la présentation de Philippe Chavaren

La mesure de la biodiversité représente un enjeu à la fois opérationnel et scientifique. L’exposé de Bruno Colas, professeur à l’Université Paris Saclay, portait sur ce deuxième aspect. Il a montré comment sont construits les principaux indices de diversité. Toutefois, le classement des entités dont on veut estimer la diversité et le choix des indices dépendent de notre perception subjective de la diversité. Les mesures de diversité du vivant, tout en étant utiles à des fins de comparaison, sont donc un reflet partiel, partial, et éphémère de la biodiversité.

Lire la présentation de Bruno Colas

Les travaux de recherche menés par Tania De Almeida à AgroParisTech visent à combler une partie de ces lacunes à travers un projet dédié aux services écosystèmiques de l’agriculture urbaine. Elle a souligné que les connaissances sur la biodiversité en ville, et en particulier en agriculture urbaine, sont encore limitées et concernent majoritairement les plantes, les pollinisateurs ou encore l’avifaune. Les organismes du sol, bien que jouant un rôle primordial dans le fonctionnement des sols et les services écosystémiques associés (ex. recyclage de matière organique) ne sont que rarement étudiés sur les toitures potagères. Pour que la faune du sol (macrofaune, mésofaune et microfaune) soit davantage prise en compte dans les études portant sur l’agriculture urbaine, il est donc primordial de savoir mesurer leur biodiversité.

Lire la présentation de Tania De Almeida

Mesurer et améliorer la qualité de l’air et l’efficacité énergétique du bâtiment

La mesure est efficace quand elle fournit une vision globale des enjeux environnementaux. Dans le secteur du bâtiment, l’efficacité énergétique et la qualité de l’air font l’objet de mesures à prendre en compte pour améliorer la performance environnementale selon une approche systémique. C’est notamment l’objectif les campagnes d’instrumentation qui sont menées par VINCI Construction France pour développer et maitriser la qualité de l’air à toutes les étapes d’un projet de construction. Ce retour d’expérience a été illustré par Ludovic Marchini, expert du sujet de la qualité de l’air intérieur au sein du pôle performance durable.

Lire la présentation de Ludovic Marchini

En phase d’exploitation du bâtiment, la mesure reste indispensable. En ce qui concerne les consommations énergétiques, un suivi est réalisés par les maîtres d’ouvrage pour réduire ces consommation. Suite au décret de rénovation tertiaire, les besoins de réduction de consommation et donc la mesure ont pris une importance accrue. En s’appuyant sur des exemples, Bruno Peuportier et Patrick Schalbart des MINES Paris PSL ont montré dans leur présentation comment améliorer la pertinence d’un diagnostic ou optimiser une stratégie de gestion à travers : la mesure des pertes thermiques (en autocontrôle ou à la réception), la garantie et la vérification des performances, mais aussi le calibrage de modèle. Les deux chercheurs ont ensuite expliqué que l’utilisation de mesures pour le développement de modèles est une piste supplémentaire, selon des approches d’intelligence artificielle ou d’identification de lois empiriques. En effet, le retour d’expérience sur des bâtiments réalisés pourrait réduire l’écart entre l’évaluation en conception et le résultat constaté en exploitation.

Lire la présentation de Patrick Schalbart et Bruno Peuportier

La mesure au service du développement de modèles est un point clé de la thèse de Rachna Bhoonah, doctorante aux MINES Paris Psl, dont l’objectif est d’intégrer la qualité de l’air intérieur à l’analyse du cycle de vie (ACV) des bâtiments. Les polluants émis dans l’air intérieur peuvent nuire à la santé des occupants qui y sont directement exposés. C’est pour cette raison qu’une prise en compte de la qualité de l’air dans l’ACV est importante, notamment pour dimensionner une ventilation optimale, en prenant en compte à la fois les dommages sur la santé liés à ces polluants et à la consommation énergétique. Afin de quantifier les impacts de la qualité de l’air sur la santé humaine, les mesures servent à développer des modèles, tels que des relations empiriques décrivant la dynamique d’émission des polluants ou leur toxicité. Des mesures de concentration de polluants émis par des matériaux dans des chambres de test sont aussi utilisées pour le calibrage de ces modèles.

Lire la présentation de Rachna Bhoonah

L’invité du Lab

La mesure permet de progresser là où l’incertitude est reine, par exemple dans le domaine du photovoltaïque et ses enjeux liés à l’autoconsommation. L’émergence de ce sujet présente des difficultés mises en évidence par Etienne Wurtz, directeur scientifique de l’Institut National de l’Énergie Solaire (INES) au CEA, dans un exposé qui a clôturé l’université. Un changement d’échelle est nécessaire dans le développement des travaux de recherche pour se tourner vers un couplage entre bâtiments, réseaux, mobilité et stockage. L’importance de la mesure a conduit son équipe à développer des travaux de métrologie tant sur le site expérimental de l’INES que sur des sites occupés prenant en compte conditions météorologiques et typologies d’usages des bâtiments.

Lire la présentation d’Etienne Wurtz

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Sur quelles données et outils faut-il s’appuyer pour mesurer et construire la performance environnementale ?

Introduite par Xavier Huillard, président-directeur général de VINCI, cette université abordera des retours d’expérience sur la mesure de la biodiversité, notamment pour les passages faune de VINCI Autoroutes, les usages du digital pour améliorer l’usage et l’entretien des routes, les mesures pour la performance énergétique et la qualité de l’air dans les bâtiments. Etienne Wurtz, directeur scientifique de l’Institut National de l’Énergie Solaire (CEA), présentera les sites démonstrateurs pour le suivi dans la durée de la performance énergétique des bâtiments et des panneaux solaires photovoltaïques.

Au programme

9h Introduction de Xavier HUILLARD – Président-directeur général de VINCI

9h30 MOBILITÉ DURABLE

• Kamal Berrada – Eurovia
• Danyang Sun – École des Ponts ParisTech
• Tatiana Seregina – École des Ponts ParisTech

10h15 BIODIVERSITÉ

• Philippe Chavaren – VINCI Autoroutes
• Bruno Colas – AgroParisTech / Université Paris Saclay
• Tania De Almeida – AgroParisTech

11h00 PAUSE

11h15 EFFICACITÉ ÉNERGÉTIQUE ET ACV DU BÂTIMENT

• Ludovic Marchini – VINCI Construction France
• Bruno Peuportier – MINES Paris PSL
• Rachna Bhoonah – MINES Paris PSL

12h L’INVITÉ DU LAB

Etienne wurtz – INES (CEA)

12h30 Cocktail déjeunatoire

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Dans la conception du bâtiment, la qualité de l’air intérieur est un critère essentiel à prendre en compte ainsi que d’autres aspects importants pour la santé des occupants comme le comportement thermique lors de canicules, la qualité de l’eau ou la maîtrise des expositions au bruit ou aux champs électromagnétiques…

Grâce à une meilleure prise en compte dans les outils d’ACV, les dommages à la santé peuvent être de mieux en mieux quantifiés pour être réduits.

À l’occasion de la publication de la nouvelle note sur « L’analyse du cycle de vie et la santé », nous avons exploré le sujet avec Alice Micolier (Octopus Lab, bureau d’études et éditeur de logiciel spécialisé dans la prévision de la qualité de l’air intérieur) et Bruno Peuportier (MINES Paris PSL).

Consulter la présentation d’Alice Micolier

Consulter la présentation de Bruno Peuportier

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Grâce à une meilleure prise en compte dans les outils d’ACV, les dommages à la santé peuvent être de mieux en mieux quantifiés pour être réduits.

À l’occasion de la publication de la nouvelle note sur « L’analyse du cycle de vie et la santé », nous explorerons le sujet avec Alice Micolier (Octopus Lab, bureau d’études et éditeur de logiciel spécialisé dans la prévision de la qualité de l’air intérieur) et Bruno Peuportier (MINES Paris PSL).

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