L'énergie grise, ou énergie intrinsèque., est la quantité d'énergie consommée lors du cycle de vie d'un matériau ou d'un produit : l'extraction, la transformation, la fabrication, la production, le transport, la mise en œuvre, l'entretien et enfin le recyclage, à l'exception notable de l'utilisation. L'énergie grise est en effet une énergie cachée, indirecte, au contraire de l'énergie liée à l'utilisation, que le consommateur connaît, ou peut connaître aisément. Chacune des étapes mentionnées nécessite de l'énergie, qu'elle soit humaine, animale, électrique, thermique ou autre. En cumulant l'ensemble des énergies consommées sur l'ensemble du cycle de vie, on peut prendre la mesure du besoin énergétique d'un bien.
L'affichage de l'énergie grise peut guider ou renseigner les choix d'achats, notamment en vue de réduire l'impact environnemental.
Définition En théorie, un bilan d'énergie grise procède au cumul de l'énergie dépensée lors : de la conception du produit ou du service ; de l'extraction et du transport des matières premières ; de la transformation des matières premières et la fabrication du produit ou du service ; de la commercialisation ; de l'entretien, des réparations, des démontages du produit dans son cycle de vie ; de la fin de vie du produit : recyclage, destruction et mise au rebut.
L'énergie incorporée est un concept proche de l'énergie grise, mais elle n'inclut pas l'énergie nécessaire en fin de vie du produit.
Pour l'Office fédéral de l'énergie suisse, l'énergie grise se limite à la consommation d'énergie primaire non renouvelable..
Exemples La consommation énergétique moyenne d'un Français ne serait visible qu'à hauteur d'un quart : c'est la consommation d'énergie au sens classique du terme. Les trois quarts restants correspondraient à l'énergie grise, soustraite à notre vue, et dont nous n'avons le plus souvent pas conscience. Selon l'office statistique fédéral allemand, les ménages allemands consomment de l'énergie directement à hauteur de 40 % et consomment de l'énergie grise à hauteur de 60 % Environnement: les ménages , sur destatis.de, chap. 7..
Par ailleurs, dans le cadre de la mondialisation, il s'avère que les pays industrialisés exportent de l'énergie grise vers les pays peu industrialisés, ou qui ont perdu des pans entiers de leur industrie. C'est ainsi que la Chine est devenue au cours du temps un grand exportateur d'énergie grise. et même à hauteur d'environ 30 % de sa production d'énergie ; l'Allemagne exporte de l'énergie grise vers la France. À cet égard, même si les émissions de ne sont pas directement liées à l'énergie grise (on sait qu'en fait une forte corrélation existe entre les deux), il est symptomatique de constater que, selon les statistiques officielles du gouvernement français, les Français émettent huit tonnes de par an et par personne. Mais si on tient compte des émissions liées à la fabrication à l'étranger des produits qu'ils consomment, les émissions de par Français et par an passent à douze tonnes« Le point sur l'empreinte carbone » , sur developpement-durable.gouv.fr.Empreinte Carbone : en 20 ans,les Français ont pris du poids ! , sur carbone4.com, voir figure 3, 3.« Dérèglement climatique : les Américains et les Chinois sont-ils les seuls responsables ? », sur Décrypter l'énergie (site de l'association négaWatt)., soit 50 % de plus que le chiffre affiché précédemment. Pire, si les émissions par personne et par an produites en France ont bien baissé depuis 1990, lorsqu'on leur ajoute les émissions liées à la fabrication à l'étranger de ce qui est consommé en France, elles ont augmenté depuis cette même date« Les émissions importées : le passager clandestin du commerce mondial » , Réseau Action Climat.. La baisse apparente de la consommation d'énergie résulte avant tout d'une délocalisation de la production des produits utilisés en France..
Une réduction très significative des déchets, telle que la propose la démarche « zéro déchet », aurait pour avantage de réduire l'énergie grise. Les low-techs permettent également la diminution de l'énergie grise., les techniques de pointe, telles que celles mises en œuvre pour produire les puces électroniques, nécessitant au contraire une grande quantité d'énergie..
L'obsolescence programmée constitue un grave problème, qu'il convient de résoudre si l'on veut réduire la part de l'énergie grise dans la consommation totale d'énergie. Les Amis de la Terre recommandent d'étendre la durée de la garantie légale de conformité de deux ans (comme c'est le plus souvent le cas) à dix ansAllonger la durée de vie de nos biens : la garantie a 10 ans Maintenant , Les Amis de la Terre, septembre 2016.. D'un point de vue industriel, eu égard au bon taux de retour énergétique de l'énergie solaire thermique, on peut imaginer que les usines qui fonctionnent à partir de chaleur solaire sont appelées à un avenir brillant « The bright future of solar thermal powered factories », sur lowtechmagazine.com, 26 juillet 2011.. Pour les usines situées dans des régions où l'ensoleillement est plus faible, le recours à la cogénération s'impose. Dans son nouveau scénario actualisé.., l'association négaWatt souligne la nécessité de la diminution de l'énergie grise. Ainsi, elle prévoit un développement du recyclage, ainsi qu'une diminution des emballages.
Unités L'énergie grise s'exprime en joule (et ses multiples : kilojoule (kJ), mégajoule (MJ), gigajoule (GJ)), souvent rapporté à une unité de masse (kilogramme) pour un matériau produit, ou de surface (mètre carré). Le kilowatt-heure (kWh), qui vaut , est aussi employé par commodité.
Énergie grise appliquée au bâtiment
L'industrie de la construction utilise plus de matériaux en poids que toute autre industrie (États-Unis)Estimating Energy Consumption during Construction of Buildings: A Contractor’s Perspective. Sandeep Shrivastava, leed-ap Abdol Chini, phd Rinker School of Building Construction, University of Florida, Gainesville, FL, USA. accessed May 14 2018..
L'énergie consommée au cours du cycle de vie d'un bâtiment peut être divisée en énergie opérationnelle, énergie grise et énergie de mise hors-service. L'énergie opérationnelle est requise pour le chauffage, le refroidissement, la ventilation, l'éclairage, l'équipement et les appareils. L'énergie de mise hors-service est l'énergie utilisée pour la démolition/déconstruction du bâtiment et le transport des matériaux démolis/récupérés vers les centres d'enfouissement/recyclage. L'énergie grise non renouvelable est requise pour produire initialement un bâtiment et le maintenir pendant sa durée de vie utile. Il comprend l'énergie utilisée pour acquérir, traiter et fabriquer les matériaux de construction, y compris tout transport lié à ces activités (énergie indirecte); l'énergie utilisée pour transporter les produits de construction sur le site et construire le bâtiment (énergie directe); et l'énergie consommée pour maintenir, réparer, restaurer, remettre en état ou remplacer des matériaux, des composants ou des systèmes pendant la durée de vie du bâtiment (énergie récurrente). Les bâtiments consomment jusqu'à 40 % de toute l'énergie et contribuent jusqu'à 30 % des émissions annuelles mondiales de gaz à effet de serreP. Huovila, M. Alla-Juusela, L. Melchert, S. Pouffary Buildings and Climate Change: Summary for Decision-Makers. United Nations Environment Programme (2007) lire en ligne.
On pensait jusqu'aux années 2000 que l'énergie grise était faible par rapport à l'énergie opérationnelle. Par conséquent, les efforts jusqu'alors consentis ont consisté à réduire l'énergie opérationnelle en renforçant l'efficacité énergétique de l'enveloppe du bâtiment. La recherche a montré que ce n'est pas toujours le cas. L'énergie grise peut représenter l'équivalent de plusieurs années d'énergie opérationnelle. La consommation d'énergie opérationnelle dépend des occupants, contrairement à celle d'énergie grise, qui est incorporée dans les matériaux utilisés dans la construction. L'énergie grise est encourue une seule fois (à l'exception de la maintenance et de la rénovation) alors que l'énergie opérationnelle s'accumule avec le temps et peut être fluctuante pendant toute la durée de vie du bâtiment. Selon les recherches du CSIRO australien, une maison moyenne contient environ d'énergie griseSoit environ .. Cela équivaut à environ 15 ans d'utilisation normale de l'énergie opérationnelle. Pour une maison qui dure 100 ans, c'est plus de 10 % de l'énergie utilisée au cours de sa vie..
La connaissance de l'énergie grise incorporée dans un bâtiment permet d'apprécier la pression que sa construction exerce sur les ressources naturelles. Dans l'habitat, l'association négaWatt prône le recours plus poussé aux matériaux naturels, tels que le bois. D'autres recommandent la réhabilitation de la terre crue.. L'énergie grise des bâtiments est si élevée que l'association préconise une réorientation de la politique qui consiste à démolir puis reconstruire les bâtiments mal isolés thermiquement, vers une autre politique plus centrée sur la rénovation thermique des bâtiments existantsArchitectes, ne cassez rien !, Le Monde diplomatique.. Dans des standards comme le « passif », ou encore la « basse consommation », la performance énergétique a atteint un tel niveau qu'il n'y a pratiquement plus besoin d'énergie pour chauffer ou éclairer. Les enjeux se déplacent dans ce type d'habitation vers l'énergie grisePhilippe Lequenne, Construction passive et énergie grise: une démarche globale pour économiser l’énergie dans la construction , sur encyclopedie-energie.org., qui représente de 25 à 50 ans de consommation de ces bâtiments.
L'association négaWatt affirme également que la maison individuelle ne constitue plus un modèle soutenablePeut-on poursuivre l'agrandissement du parc de maisons individuelles ?, sur decrypterlenergie.org, association négaWatt.. The Shift Project, dans son « plan de transformation de l’économie française », propose également de réduire la construction de maisons individuelles..
Exemples de bilan d'énergie grise
Les métaux et les matières synthétiques incorporent beaucoup d'énergie grise. Les produits qui viennent de loin également. Les matériaux les moins transformés et consommés proches de leur lieu de production contiennent peu d'énergie grise.
Dans le bâtiment, pour minimiser l'énergie grise, on recherche autour du lieu de la construction les matériaux végétaux (chanvre, bois, paille, lin, liège), animaux (laines de mouton, plumes de canard) ou minéraux (terre crue, pierres, galets).
Les matériaux suivants ont été classés dans l’ordre du moins gourmand au plus gourmand en énergie grise : bottes de paille : ; bois : 0,1 à ; béton cellulaire durci en autoclave : ; bloc de béton manufacturé : ; polystyrène expansé : 0,3 à ; brique pleine : ; béton armé : ; acier recyclé : ; acier primaire : ; cuivre : ; zinc - titane : ; aluminium : .
Ces différents matériaux ne sont toutefois pas comparables car leurs utilisations et performances sont différentes.
Énergie grise de différents matériaux Données d'après le site ecoconso.be..
Métaux acier : ; cuivre : ; zinc : ; aluminium : ;
Canalisations tuyau en grès : ; tuyau fibrociment : ; tuyau PVC : ; tuyau d'acier : ;
Murs porteurs béton poreux (cellulaire) : ; brique silico-calcaire creuse : ; brique terre cuite (nid d’abeilles) : ; béton : ; brique silico-calcaire de parement : ; brique terre cuite perforée : ; brique ciment : ; brique terre cuite pleine : ; béton armé : ;
Enduits enduit argile ou terre crue : ; enduit à la chaux : ; enduit plâtre : ; enduit ciment : ; enduit synthétique : ;
Charpente bois d'œuvre : ; bois lamellé-collé : ;
Cloisons légères plaque de plâtre cartonnée : ; plaque de plâtre fibreuse : ; panneau de particules : ; panneau de fibres de bois (dur) : ; contreplaqué : ;
Isolation thermique fibres de lin : ; fibres de chanvre : ; cellulose de bois : ;