Facteurs Environnementaux

Impact sur l'Environnement

L'impact d'un matériau sur l'environnement, par exemple en termes de détérioration du paysage, d'émission de polluants dans l'atmosphère, de contamination du sol et de l'eau, et de son potentiel de recyclage, est évalué dans une étude qu'on appelle généralement "du berceau à la tombe". Une telle étude a été effectuée par l'Université Technique de Berlin sur divers réseaux installés de tuyauteries d'eau potable, comprenant à la fois des tuyauteries métalliques (acier galvanisé et cuivre) et des tuyauteries en plastique : polyéthylène réticulé (PE-X), Polybutène-1 (PB-1), polypropylène (PP-R) et polyvinyle-chlorure chloré (PVC-C).
L'étude comprenait les étapes suivantes :

Etape du Cycle de Vie Métaux Plastiques
Source de matériau brut Extraction minière Extraction du pétrole brut
Traitement du matériau brut Raffinage de métaux Raffinage/Craquage du pétrolePolymérisation
Production de matériaux pour tuyauteries Fusion Polymérisation
Fabrication des tuyauteries Laminage Extrusion
Fabrication des raccordsInstallation Moulage/remise en forme Moulage par injection
Installation Soudage/serrage Soudage, serrage, collage
Durée de vie prévue de l'application Non normalisée Minimum 50 ans

Origine du Matériau Brut
L'exploitation minière des métaux, essentiellement exploitation minière à ciel ouvert, entraîne une détérioration durable du paysage. Le pourcentage de métaux extraits du minerai (1 à 2 %) amplifie ce problème.
En revanche, le pétrole brut est extrait par un forage, et par conséquent l'effet durable sur le paysage est beaucoup moins important. De plus, presque 100 % du pétrole brut est ensuite converti en produits utilisables, comme huiles, carburants et produits chimiques.

Traitement du Matériau Brut et Production du Matériau des Tuyauteries
Le raffinage et la fusion des métaux consomme beaucoup plus d'énergie que le raffinage du pétrole et la polymérisation des plastiques. Les émissions de polluants résultant des procédés de production des métaux, en termes de pollution des sols, de l'air et de l'eau, sont aussi beaucoup plus importantes que les émissions de polluants résultant du raffinage du pétrole et de la polymérisation des plastiques.
La contamination des sols par le raffinage des métaux est augmentée parce qu'un pourcentage important de l'énergie électrique utilisée pour la fusion est généré par la combustion du charbon. Les résidus de minerais ainsi que les cendres produites par les centrales électriques ont un effet polluant considérable sur le paysage. Les émissions de polluants par ces procédés de raffinage de métaux ont aussi un impact sur la pollution de l'eau et de l'air en raison de la production de dioxyde de soufre, de dioxyde de carbone, d'autres gaz et de particules en suspension dans l'air, plus des sulfates et d'autres émissions de particules solides et de produits chimiques. En revanche, les procédés de raffinage du pétrole et de polymérisation des plastiques ne génèrent que très peu d'émissions de polluants, car ce sont essentiellement des procédés complètement intégrés

Fabrication des Tuyauteries et des Raccords
Qu'il s'agisse de métaux ou de plastiques, la production des tuyauteries et des raccords nécessite d'augmenter la température des matériaux bruts au-dessus de leur point de fusion ou d'amollissement. Cependant, les températures impliquées sont beaucoup plus élevées pour les métaux que pour les plastiques, avec comme conséquence des différences importantes dans le rendement énergétique.



Valeur énergétique équivalente du réseau complet de tuyauteries pour un complexe immobilier abritant 16 logements
Si dans les installations du bâtiment la masse réelle d’un réseau de tuyauteries n’est pas considérée comme un facteur important elle demeure cependant influente sur le plan du rendement énergétique d’une installation. De par leur faible inertie, les canalisations en plastique présentent un avantage notable par rapport aux réseaux métalliques. Par ailleurs et à titre de comparaison, la consommation d’énergie requise pour fabriquer un réseau devant alimenter 16 logements est bien plus importante pour l’acier que pour la même fourniture en matière plastique. Les chiffres suivants montrent la différence d’énergie consommée.

Energy Equivalent Value of the Complete Piping System for a 16-Family Housing Complex

Durée de Vie Prévue pour l'Application
On doit tenir compte de deux parametres en ce qui concerne la durée de vie prévue d'un réseau de tuyauteries installé. Tout d'abord, la durée de vie d'un réseau détermine la date à laquelle il doit être remplacé, et par conséquent détermine l'impact sur l'environnement sur une échelle dépendant du temps. En second lieu, lorsqu'un matériau est arrivé à la fin de sa durée de vie de fonctionnement, son impact sur l'environnement est réduit s'il peut être recyclé. Les métaux et les thermoplastiques polyoléfines, y compris le Polybutène-1, peuvent être recyclés. Cependant, comme les réseaux de tuyauteries en plastique ont une durée de vie estimée à plus de 50 ans, il est difficile de prévoir avec fiabilité l'impact sur l'environnement sur une aussi longue échelle de temps.

Evaluation Quantitative des Emissions
Pour quantifier l'impact sur l'environnement des émissions, l'Université Technique de Berlin a développé une méthode normalisée de comparaison appelée VENOB (Vergleichende Normierende Bewertung). Cette analyse d'essais sur l'environnement est basée sur des tests scientifiques. Elle compare la consommation d'énergie par rapport aux émissions de polluants dans l'air, à la pollution de l'eau et des sols au cours de chaque étape en partant de l'extraction du matériau brut jusqu'à l'installation du réseau de tuyauteries. L'Université a évalué six matériaux différents utilisés pour les installations de tuyauteries d'eau potable conformément à la norme DIN 1988 part 3 sur la base d'un complexe immobilier abritant 16 logements avec un système de distribution centrale d'eau chaude et d'eau froide sous une pression de 4 bars.
Les 3 figures suivantes illustrent la comparaison normalisée (VENOB) de l'impact sur l'environnement des divers matériaux de tuyauteries en termes de pollution de sols et de l'eau et en termes d'émission de polluants dans l'air.

Standard Comparison (VENOB) of Various Pipe Materials. Impact on the Environment - Emmisions in Soil

Standard Comparison (VENOB) of Various Pipe Materials. Impact on the Environment - Emmisions in Water

Standard Comparison (VENOB) of Various Pipe Materials. Impact on the Environment - Emmisions in Air