Construire des bâtiments plus verts |  Université du Nevada, Reno

Construire des bâtiments plus verts | Université du Nevada, Reno

janvier 14, 2022 0 Par brandon


Un professeur adjoint au Département de génie minier et métallurgique a été très occupé à recueillir et à analyser des données au cours des deux dernières années. Ehsan Vahidi, professeur doté John N. Butler en métallurgie extractive, veut trouver des moyens de construire un pays plus vert.

La réduction des émissions de gaz à effet de serre consiste en grande partie à déterminer où l’atténuation aura le plus grand impact. Cela nécessite une quantité stupéfiante de données, car Vahidi avait besoin de comprendre la quantité d’émissions de différents types de bâtiments dans différentes industries dans différents États avec différents codes de construction dans différents climats en utilisant des stratégies d’atténuation projetées et ambitieuses pour les bâtiments qui ont été construits et qui n’ont pas encore été construits. à construire. Toutes ces variables s’additionnent.

« J’ai travaillé près de douze heures par jour pendant deux ans », a déclaré Vahidi. Mais les résultats suggèrent qu’en mettant en œuvre des stratégies d’atténuation sur mesure, les émissions prévues pourraient être réduites jusqu’à 9,4 gigatonnes de dioxyde de carbone jusqu’en 2050.

L’International Code Council (ICC) élabore des codes de construction et les États américains adhèrent aux codes de 2009 ou aux codes de 2015. Le Nevada a adopté les codes de 2015 les plus récents pour les types de bâtiments commerciaux et résidentiels. Les codes de 2015 prescrivent des matériaux plus économes en énergie, et si ces codes sont adoptés à l’échelle nationale pour les deux types de bâtiments, cela rapprocherait les réductions des projections ambitieuses identifiées dans les travaux de Vahidi.

L’avant et l’après des impacts sur les émissions

Les bâtiments ont deux types d’impacts : incarnés et d’exploitation. Les impacts incorporés sont composés des émissions de gaz à effet de serre générées pendant la construction (y compris le développement de matériaux tels que le béton). Les impacts opérationnels, qui sont composés des émissions produites par l’habitation ou l’exploitation du bâtiment pendant 50 ans, consistent en grande partie en coûts énergétiques.

Les efforts d’atténuation des émissions intrinsèques ont un grand potentiel, et l’un des principaux contributeurs aux émissions intrinsèques est la production de béton. Vahidi détaille le potentiel de réduction des émissions de production de béton et d’approche des objectifs nets zéro, en utilisant de nouvelles technologies telles que la capture et la séquestration du carbone (CSC) et la capture et l’utilisation du carbone (CCU). Le CSC est constitué de béton qui collecte le carbone de l’atmosphère et le stocke, tandis que la technologie CCU collecte le carbone de l’atmosphère et utilise ce carbone pour renforcer le béton. Plusieurs cimenteries aux États-Unis et au Canada ont mis en œuvre la technologie CCU en combinaison avec des granulats synthétiques et ont découvert que cela pourrait être une solution pour atteindre des mélanges de béton nets zéro d’ici 2050.

Les matériaux de béton supplémentaires (SCM) contiennent des déchets provenant d’autres industries telles que les scories de fabrication d’acier et les cendres volantes générées dans les chaudières des centrales électriques, réduisant simultanément les déchets de mise en décharge et la nécessité d’extraire des matériaux. Les travaux récents de Vahidi ont conclu que des modifications de la production de béton et des systèmes de construction et de chaussée en béton pourraient réduire de 50 % les émissions intrinsèques d’ici 2050.

« Chaque région, chaque État et même chaque comté a sa propre méthode pour emprunter la voie de la décarbonisation », a déclaré Vahidi. « La première étape consistait à modéliser des bâtiments individuels dans différentes zones. Les types de bâtiments ont été regroupés en fonction de la consommation d’énergie et de la conception. »

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Ehsan Vahidi a passé deux ans à collecter des données pour analyser les émissions de gaz à effet de serre dans l’industrie du bâtiment.

Pour mieux modéliser les émissions actuelles et futures des bâtiments, Vahidi et ses collègues ont déterminé quatre principaux types de bâtiments qu’ils analyseraient : résidentiel unifamilial, résidentiel multifamilial, bureaux de taille moyenne et bâtiments de soins ambulatoires. Chaque région a des taux de croissance différents pour différents types de bâtiments. L’Ouest a plus de maisons unifamiliales en cours de construction, et l’Est et le Sud ont plus de bâtiments industriels en projet. La prise en compte de ces différences régionales est importante pour les projections des impacts incorporés.

Les recherches de Vahidi ont porté sur 14 zones sous-climatiques différentes aux États-Unis définies par l’ICC. Chaque zone nécessite des matériaux de construction et une isolation thermique différents, avec des climats allant de la chaleur et de l’humidité de Miami, en Floride, au froid hivernal de Duluth, dans le Minnesota. Il a ensuite examiné quels matériaux de construction sont utilisés pour différents types de bâtiments dans cette zone. Par exemple, une maison unifamiliale dans le Minnesota pourrait être construite avec une ossature en bois avec des exigences d’isolation spécifiques pour les matériaux des murs, des toits et des fondations, alors qu’une maison unifamiliale en Floride serait probablement constituée d’une ossature en béton pour résister aux ouragans. – vents violents. Grâce à ces données, Vahidi et ses collègues ont pu estimer le coût environnemental de chaque type de bâtiment, jusqu’aux clous et à la peinture.

L’un des principaux objectifs de réduction des émissions identifié dans le document était le réseau électrique. Dans l’ouest des États-Unis, les réductions d’émissions devraient être plus faibles que dans d’autres régions des États-Unis, car les émissions dans l’ouest sont déjà relativement faibles, il y a donc moins de marge d’amélioration. Cela est dû à la généralisation des énergies renouvelables pour alimenter les réseaux électriques. Le Nevada, par exemple, a accès à l’énergie géothermique. L’écologisation du réseau dans le centre des États-Unis entraînerait des réductions importantes des émissions de gaz à effet de serre. Les projections de l’Energy Information Administration des États-Unis montrent qu’à mesure que les États du centre des États-Unis s’éloignent des centrales au charbon, ils ont le plus grand potentiel de réduction des émissions de carbone.

Efforts miniers verts

Les recherches de Vahidi ont montré qu’en atténuant les émissions de carbone dans l’industrie du bâtiment, 26 à 30 % de la réduction totale des émissions prévue pour les États-Unis dans l’Accord de Paris peuvent être atteints d’ici 2050.

« C’est prometteur pour l’industrie du bâtiment », a déclaré Vahidi.

Vahidi a également mentionné que la centralisation des émissions est importante. À mesure que de plus en plus de véhicules sur la route deviendront des voitures hybrides ou entièrement électriques, cette énergie proviendra du réseau électrique, de sorte que la décarbonisation du réseau énergétique devient également importante pour les secteurs non liés au bâtiment. De plus, l’énergie peut être importée d’une région à une autre afin qu’une énergie plus propre puisse être déplacée d’un réseau alimenté par des éoliennes vers un réseau alimenté au charbon.

Un autre projet que poursuit Vahidi implique directement l’industrie minière. Il collabore avec plusieurs opérations minières pour déterminer les impacts environnementaux du passage aux camions miniers électriques, en tenant compte du nombre de camions que les opérations minières ont dans leurs flottes, des distances que les camions parcourent quotidiennement et de la durée de vie d’une mine, entre autres variables. Les résultats préliminaires de ses recherches montrent une réduction de 6,2 gigatonnes des émissions de gaz à effet de serre sur 12 ans dans une seule mine d’or.

Soulignant davantage ses efforts pour décarboner les industries minières et du bâtiment, Vahidi a été président de session sur l’exploitation minière durable pour la 127e réunion de l’American Exploration and Mining Association (AEMA), où plusieurs autres membres du corps professoral, anciens élèves et étudiants ont présenté leurs travaux.



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