La voie de la construction routière climatiquement neutre

Les fabricants de machines et les entreprises de construction du monde entier recherchent actuellement à rendre les projets climatiquement neutres. Le but est de réduire dans les décennies à venir les émissions de CO₂ et des autres gaz à effet de serre (regroupés sous le terme d’équivalents CO₂e : CO₂e) jusqu'à zéro. Dans la construction routière, cette transformation est étroitement liée à l'optimisation et au développement continu des processus de production et de travail. À l’avenir, les machines et les matériaux de construction seront évalués d’après leurs émissions polluantes. Dans cette évaluation, ce n’est pas chaque machine qui est analysée à part, mais l’ensemble du processus de construction ou le produit final, la route. Il faut savoir en effet que ce qui compte au final, ce sont les émissions par kilomètre de route construite ou réhabilitée – ce que l’on appelle « CO₂e per work done ».

Objectifs de développement durable dans la construction routière

Pour le secteur de la construction routière, l’utilisation de carburants de sources non fossiles ou la mise en œuvre de machines sans émissions locales sont d’ores et déjà exigées sur certains chantiers, c’est le cas par exemple dans les pays nordiques. Dans ce contexte, mais également par responsabilité envers les générations futures, de nombreux groupes de construction au même titre que des petites et moyennes entreprises de construction se fixent des objectifs de protection du climat.

Greenhouse Gas Protocol

Le « Greenhouse Gas Protocol » (GHG) est le cadre établi à l’échelle internationale pour mesurer les émissions de CO₂e. Comme un bilan commercial, il permet aux entreprises et aux institutions de mesurer et catégoriser de manière systématique leurs émissions de gaz à effet de serre.

En tant que fabricant de machines de construction, le Wirtgen Group s’est également fixé des objectifs graduels concrets. Wirtgen, Vögele, Hamm et Kleemann continueront ainsi d’ici 2026 à augmenter la disponibilité de machines hybrides ou tout électriques. Par ailleurs, toutes les marques de produits du Wirtgen Group, y compris Benninghoven, proposeront des machines et des installations pouvant fonctionner avec des carburants de sources non fossiles ou climatiquement neutres. Enfin, la digitalisation des machines jouera un rôle considérable dans l’optimisation des processus et ainsi dans la réduction des émissions.

L'objectif : réduction durable des émissions

Toutes ces mesures sont mises en œuvre dans le but de réduire considérablement l’empreinte carbone des machines et des installations du Wirtgen Group à l’horizon 2030. Concrètement, l’objectif poursuivi consiste à réduire les émissions Scope 1 et Scope 2 de plus de 50 %. Les émissions Scope 3 liées aux activités en amont et en aval doivent être réduites d’au moins 30 %. Il s’agit principalement des émissions des machines au cours de leur durée d’utilisation, mais par exemple aussi des émissions de la chaîne d'approvisionnement. Dans ce contexte, John Deere, groupe mère du Wirtgen Group, a adopté la Science Based Targets Initiative (SBTi) et a fait valider ses objectifs.

Il est important que les efforts de tous les acteurs du secteur soient alignés afin de réduire au maximum les émissions globales. Se pose donc la question suivante : comment construire ou réhabiliter des routes en réduisant au minimum voire en supprimant les émissions de gaz à effet de serre ?

Le principe des 4 piliers du CECE

Le CECE est une organisation européenne regroupant les fabricants de machines de construction et des branches apparentées. Il a identifié 4 axes pour la réduction des émissions de CO₂e. (Source : CECE )

Pour atteindre la réduction la plus importante possible des émissions de CO₂e, il est nécessaire que soit adoptée une approche globale intégrant tous les aspects de la construction routière. En tant qu’organisation européenne des fabricants de machines de construction et des branches apparentées, le CECE a déjà émis des propositions. Il est possible d’exploiter des potentiels de réduction des émissions considérables grâce à une nouvelle augmentation de l’efficacité des machines, à l’amélioration des processus de construction et à la simplicité d’utilisation. Par ailleurs, des carburants alternatifs, de sources non fossiles, ainsi que des entraînements électriques joueront un rôle important dans l’atteinte de la neutralité climatique.

Systèmes d’assistance ingénieux et sources d’énergie alternatives

Le Wirtgen Group a développé ces dernières années un grand nombre de solutions qui ont permis de réduire significativement la consommation de carburant. Elles comprennent par exemple des entraînements de conception intelligente et des commandes maximisant l’efficacité. Le système « Mill Assist » de Wirtgen, par exemple, est un système d’assistance pour les fraiseuses à froid qui exécute automatiquement les exigences de performance et de qualité du conducteur et établit ainsi le rapport optimal entre capacité de fraisage et coûts d’exploitation. Cela permet de réduire la consommation de gazole et de pics. Les finisseurs de routes de la série Tiret 5 de Vögele sont un autre exemple : leur technique de machine respectueuse de l’environnement assure elle aussi une réduction de la consommation de carburant.

Les machines de Wirtgen, Vögele, Hamm et Kleemann, dont les moteurs sont conformes aux exigences de la classe d'émissions d'échappement US EPA Tier 4f ou EU Stufe V, peuvent d’ores et déjà fonctionner avec des carburants alternatifs : elles sont autorisées pour les carburants paraffiniques alternatifs comme les HVO (huiles végétales hydrotraitées, carburants à base de graisses végétales ou animales) ou les carburants XtL (X-to-Liquid, carburants synthétiques liquides produits à partir de plusieurs types de matières premières solides ou gazeuses) Des solutions ont également été pensées pour les centrales d’enrobage de Benninghoven, qui peuvent fonctionner avec de la poussière de bois ou de la biomasse liquéfiée (BtL, carburant liquide produit à partir de biomasse).

Potentiels de réduction du CO₂e par l’utilisation de matériaux recyclés

L’évaluation globale d’un chantier et du procédé de construction mis en œuvre nécessite de tenir compte aussi bien des émissions de chaque machine ou installation que des émissions qui ont été générées ou le seront lors de la fabrication des matériaux de construction et des enrobés ainsi que lors du transport vers et depuis le chantier.

Pour démontrer le potentiel de réduction du CO₂e grâce à l’utilisation de technologies de recyclage, les émissions des différents procédés de construction lors de la réhabilitation de la couche de liaison et de roulement d’une voie sont par exemple représentées. Dans tous les cas, il a été admis que les machines de construction et les véhicules de transport utilisent du diesel B7 et que la centrale d’enrobage fonctionne avec de la poudre de lignite. Pour les distances de transport, les distances types entre la centrale d’enrobage et le chantier ont été utilisées.

Dans la colonne de gauche, les émissions indiquées sont celles d’un procédé conventionnel : la chaussée existante est fraisée, les fraisats sont évacués et l’enrobé posé est produit à partir de matières premières neuves. Le bilan montre que la majeure partie des émissions sont générées lors de la production de l’enrobé et de celle des matériaux nécessaires.

La colonne du milieu montre le bilan lorsque l’enrobé utilisé a été produit avec 80 % de matériaux recyclés, c’est-à-dire de fraisats recyclés. Les centrales d’enrobage modernes peuvent d’ores et déjà produire ce type d’enrobé, et des solutions Retrofit sont disponibles pour les centrales existantes. Rien que cela permet de réduire les émissions de CO₂e de 27 %, un chiffre significatif.

La réduction des émissions est encore plus importante quand le procédé ne requiert pas la chauffe des matériaux. La colonne de gauche montre que cela est responsable d’une grande partie des émissions de CO₂e. Il existe des alternatives éprouvées dans le monde entier, avec notamment les enrobés basse température et la technique du recyclage à froid. Le recyclage à froid in situ (sur site) consomme jusqu’à 90 % de ressources en moins et nécessite jusqu’à 90 % de transports en moins. Dans l’exemple de scénario, on atteint une réduction de 43 % des émissions de CO₂e (colonne de droite sur le graphique), lors de l’utilisation d’une couche de roulement en matériau neuf sur une couche en matériau recyclé. Lors de la réhabilitation complète de l’ensemble de la chaussée, ce procédé de construction permet même de réduire de jusqu’à 60 % les émissions de CO₂e et ce, sans perte de qualité. S’ajoutent à cela des avantages pratiques comme le déroulement rapide des travaux et une grande durabilité des chaussées.

Exploiter les opportunités de la digitalisation

Peu importe les mesures mises en œuvre, il faut dans tous les cas un système compréhensible et vérifiable permettant de mesurer et d’évaluer les émissions. La digitalisation offre de grandes opportunités pour cela. Les systèmes télématiques pourraient notamment enregistrer la consommation de carburant des machines. D’ici 2030, le nombre de machines équipées de ce type de système pourrait passer à 42 000 rien que pour les marques du Wirtgen Group. Les paramètres peuvent ainsi être documentés en conditions réelles, ce qui a considérablement plus de pertinence pratique que les cycles d’essai.

Les premiers systèmes documentant le travail effectivement exécuté sont également disponibles, comme par exemple le « Wirtgen Performance Tracker » (WPT) pour les fraiseuses à froid ainsi que les stabilisatrices de sol/recycleurs mobiles sur roues. Ces solutions numériques permettent également de documenter les consommations « per work done », par chantier ou par projet.