Impact Carbone du Décapage - Exercice corrigé

Contexte : L'évaluation environnementale des projets de terrassement.

Toute opération de terrassement débute par le décapage de la terre végétale. Cette étape, bien qu'essentielle, génère un impact environnemental non négligeable. Il est crucial pour l'ingénieur ou le technicien de savoir quantifier cet impact afin de proposer des variantes plus respectueuses de l'environnement. Cet exercice se concentre sur le Bilan Carbone®Méthode de comptabilisation des émissions de gaz à effet de serre (GES) pour une organisation ou un projet. de l'opération, qui inclut les émissions directes des engins et l'impact indirect sur la séquestration du carboneProcessus par lequel le CO2 est retiré de l'atmosphère et stocké dans un réservoir, comme les sols ou les forêts. par les sols.

Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à décomposer une tâche de chantier en postes d'émissions de gaz à effet de serre et à comprendre l'ordre de grandeur de chaque poste, une compétence clé dans le contexte de la construction bas-carbone.

Objectifs Pédagogiques

Calculer un volume de déblai en tenant compte du foisonnement.
Estimer les émissions de CO2 liées à la consommation de carburant des engins.
Quantifier l'impact du déstockage de carbone organique des sols.
Compiler les différents postes d'émissions pour établir un bilan carbone simplifié.
Identifier les leviers d'action pour réduire l'empreinte carbone d'un chantier.

Données de l'étude

L'étude porte sur un projet de création d'une plateforme commerciale. La première phase consiste à décaper la terre végétale sur l'ensemble du site et à l'évacuer vers un site de stockage temporaire.

Fiche Technique du Projet

Caractéristique	Valeur
Type de projet	Plateforme commerciale
Superficie totale du site	1,5 ha
Profondeur moyenne de décapage	30 cm

Plan schématique du site

Paramètre de Calcul	Symbole / Description	Valeur	Unité
Coefficient de foisonnement	Cf	25	%
Masse volumique (sol en place)	ρ_en_place	1,8	t/m³
Teneur en Carbone Organique du Sol	COS	2,5	% de la masse sèche
Rendement de la pelle hydraulique	R_pelle	120	m³/h (volume foisonné)
Consommation pelle hydraulique	C_pelle	25	L/h
Capacité du camion-benne	Cap_camion	15	m³
Distance A/R au lieu de stockage	D_camion	10	km
Consommation camion-benne	C_camion	40	L/100 km
Facteur d'émission du GNR	FE_GNR	2,68	kg CO₂e/L

Questions à traiter

Calculer le volume total de terre végétale à évacuer (en m³, après foisonnement).
Calculer les émissions de CO₂e générées par la pelle hydraulique pour l'ensemble du décapage.
Calculer les émissions de CO₂e générées par le transport des terres par les camions.
Estimer la quantité de CO₂e issue de la perte de carbone organique du sol, en supposant que 20% du carbone stocké est minéralisé et libéré à court terme.
Établir le bilan carbone total de l'opération de décapage (excavation + transport + perte de stock de carbone).

Bases du Calcul Environnemental

Pour évaluer l'impact carbone d'une activité, on utilise une méthode simple qui croise une donnée d'activité (quantifiable) avec un facteur d'émission monétaire.

1. Émissions directes (Scope 1)
Ces émissions proviennent de la combustion de carburant par les engins. La formule de base est : \[ \text{Émissions CO}_2\text{e } (\text{kg}) = \text{Quantité de carburant (L)} \times \text{Facteur d'Émission } (\text{kg CO}_2\text{e/L)} \]

2. Impact sur les puits de carbone
Les sols sont des "puits de carbone" naturels. Le décapage perturbe cet équilibre et libère une partie du carbone stocké sous forme de CO₂. Le carbone (C) est converti en dioxyde de carbone (CO₂) en utilisant les masses molaires (\(M_C = 12 \text{ g/mol}\), \(M_O = 16 \text{ g/mol}\), donc \(M_{CO_2} = 44 \text{ g/mol}\)). \[ \text{Masse de CO}_2 = \text{Masse de Carbone} \times \frac{44}{12} \]

Correction : Impact Carbone du Décapage

Question 1 : Calculer le volume total de terre végétale à évacuer (en m³, après foisonnement).

Principe

Le volume de terre à évacuer n'est pas simplement le volume "géométrique" en place. Lorsqu'on l'excave, la terre se décompacte : c'est le phénomène de foisonnement. Il faut donc d'abord calculer le volume en place, puis lui appliquer un coefficient pour obtenir le volume foisonné, qui conditionne le nombre de rotations de camions.

Mini-Cours

Le foisonnement est une caractéristique intrinsèque des sols. Il varie selon la nature du sol : un sable foisonne peu (10-15%), tandis qu'une argile peut foisonner de 30 à 40%. Ce paramètre est essentiel pour dimensionner correctement la flotte de transport et les aires de stockage.

Remarque Pédagogique

La clé de la réussite en terrassement est la gestion des volumes. Pensez toujours à la séquence : Volume en place (pour le paiement du déblai) -> Volume foisonné (pour le transport) -> Volume compacté (pour le remblai). Ici, seule l'étape du transport nous intéresse.

Normes

En France, la classification des sols pour les travaux de terrassement est régie par la norme NF P 11-300, qui s'appuie sur le guide GTR ("Guide des Terrassements Routiers"). Ce guide définit les classes de sols (A, B, C, D) qui ont des comportements différents au foisonnement et au compactage.

Formule(s)

Formule du Volume en place (géométrique)

V_{\text{en place}} = S \times p

Formule du Volume foisonné

V_{\text{foisonné}} = V_{\text{en place}} \times (1 + \text{Cf})

Hypothèses

Pour ce calcul, nous posons les hypothèses simplificatrices suivantes :

La profondeur de décapage (\(p\)) est constante sur toute la surface.
Le coefficient de foisonnement (\(Cf\)) est uniforme pour l'ensemble de la terre végétale du site.

Donnée(s)

On extrait les données nécessaires de l'énoncé du problème.

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Superficie	S	1,5	ha
Profondeur	p	30	cm
Coefficient de foisonnement	Cf	25	%

Astuces

Pour une conversion rapide, retenez que \(1 \text{ hectare} = 10 000 \text{ m}^2\). Pour vérifier votre calcul de foisonnement, le volume foisonné doit TOUJOURS être supérieur au volume en place.

Schéma (Avant les calculs)

Le schéma représente la parcelle à décaper vue en perspective, montrant la surface (S) et la profondeur (p) pour le calcul du volume en place.

Volume en place à décaper

Calcul(s)

Étape 1 : Conversion des unités

Conversion de la superficie \(S\):

\begin{aligned} S &= 1,5 \text{ ha} \\ &= 1,5 \times 10 000 \text{ m}^2 \\ &= 15 000 \text{ m}^2 \end{aligned}

Conversion de la profondeur \(p\):

\begin{aligned} p &= 30 \text{ cm} \\ &= 0,30 \text{ m} \end{aligned}

Conversion du coefficient de foisonnement \(Cf\):

\begin{aligned} \text{Cf} &= 25\% \\ &= 0,25 \end{aligned}

Étape 2 : Calcul du volume en place \(V_{\text{en place}}\)

\begin{aligned} V_{\text{en place}} &= S \times p \\ &= 15 000 \text{ m}^2 \times 0,30 \text{ m} \\ &= 4 500 \text{ m}^3 \end{aligned}

Étape 3 : Calcul du volume foisonné \(V_{\text{foisonné}}\)

\begin{aligned} V_{\text{foisonné}} &= V_{\text{en place}} \times (1 + \text{Cf}) \\ &= 4 500 \text{ m}^3 \times (1 + 0,25) \\ &= 4 500 \text{ m}^3 \times 1,25 \\ &= 5 625 \text{ m}^3 \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Le schéma compare le volume initial "en place" (le trou) et le volume foisonné (le tas de terre extrait), illustrant l'augmentation de volume due au coefficient de foisonnement (\(Cf\)).

Visualisation du Foisonnement

Réflexions

Le volume à transporter est de plus de 1000 m³ supérieur au volume initialement en place. Cette différence est cruciale pour la planification logistique et financière du chantier. Ignorer le foisonnement conduirait à sous-estimer de 25% le nombre de rotations de camions.

Points de vigilance

L'erreur la plus commune est d'oublier de convertir les unités. Les hectares (ha) et les centimètres (cm) doivent être convertis en mètres carrés (m²) et en mètres (m) pour obtenir un volume en mètres cubes (m³).

Points à retenir

Le volume d'un décapage se calcule par : Surface × Profondeur.
Le volume à transporter (foisonné) se calcule en majorant le volume en place du coefficient de foisonnement.
La cohérence des unités est fondamentale avant tout calcul.

Le saviez-vous ?

Certains matériaux rocheux, après fragmentation à l'explosif, peuvent avoir un coefficient de foisonnement allant jusqu'à 60% ou 70%. La gestion des volumes devient alors un enjeu encore plus stratégique sur les grands chantiers d'infrastructure.

FAQ

Résultat Final

Le volume total de terre végétale à évacuer, après foisonnement, est de 5 625 m³.

A vous de jouer

Si la profondeur de décapage était de 40 cm avec le même coefficient de foisonnement, quel serait le nouveau volume à évacuer ?

Question 2 : Calculer les émissions de CO₂e générées par la pelle hydraulique.

Principe

Pour calculer les émissions de la pelle, il faut d'abord déterminer sa durée de fonctionnement totale. Cette durée dépend du volume total de terre à manipuler et du rendement de la machine. Une fois la durée connue, on peut calculer la consommation totale de carburant, puis appliquer le facteur d'émission pour obtenir les émissions de CO₂e.

Mini-Cours

Les émissions des engins de chantier sont classées comme "Scope 1" dans un bilan carbone, car elles sont directement issues de la combustion d'énergie sur le site du projet. La précision du calcul dépend de la fiabilité des données de rendement et de consommation, qui peuvent être ajustées en fonction de la difficulté du travail (terrain dur, conditions météo, etc.).

Remarque Pédagogique

Décomposez toujours le problème en étapes logiques : 1. Quantité de travail (volume) -> 2. Temps nécessaire (heures) -> 3. Ressource consommée (litres) -> 4. Impact final (kg CO₂e). Cette méthode est applicable à de nombreux calculs d'impact environnemental.

Normes

Les facteurs d'émissions utilisés pour ce type de calcul proviennent de bases de données de référence. En France, la Base Carbone® de l'ADEME est la source officielle. Elle fournit des facteurs d'émissions pour de nombreux carburants, matériaux et processus.

Formule(s)

Formule du Temps de travail

T_{\text{travail}} = \frac{V_{\text{foisonné}}}{R_{\text{pelle}}}

Formule de la Consommation totale

C_{\text{totale}} = T_{\text{travail}} \times C_{\text{pelle}}

Formule des Émissions CO₂e

E_{\text{CO}_2\text{e}} = C_{\text{totale}} \times \text{FE}_{\text{GNR}}

Hypothèses

Le rendement de la pelle est constant tout au long de l'opération.
La consommation horaire est moyenne et ne varie pas avec l'intensité du travail.
Le facteur d'émission du GNR est considéré comme exact.

Donnée(s)

On utilise le résultat de Q1 et les données de l'énoncé.

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Volume foisonné (de Q1)	\(V_{\text{foisonné}}\)	5 625	m³
Rendement pelle	\(R_{\text{pelle}}\)	120	m³/h
Consommation pelle	\(C_{\text{pelle}}\)	25	L/h
Facteur d'émission GNR	\(FE_{\text{GNR}}\)	2,68	kg CO₂e/L

Astuces

Assurez-vous que l'unité du volume utilisé pour le calcul du temps (ici, \( \text{m}^3 \) foisonné) correspond bien à l'unité du rendement de l'engin (\( \text{m}^3/\text{h} \) foisonné). Une incohérence ici est une source d'erreur fréquente.

Schéma (Avant les calculs)

Le schéma illustre la pelle hydraulique en opération de décapage, chargeant un tas de terre végétale. Les données clés (volume, rendement, consommation) sont rappelées.

Schéma de l'opération de décapage par pelle

Calcul(s)

Étape 1 : Calcul du temps de travail de la pelle \(T_{\text{travail}}\)

\begin{aligned} T_{\text{travail}} &= \frac{V_{\text{foisonné}}}{R_{\text{pelle}}} \\ &= \frac{5 625 \text{ m}^3}{120 \text{ m}^3/\text{h}} \\ &= 46,875 \text{ h} \end{aligned}

Étape 2 : Calcul de la consommation totale de GNR \(C_{\text{totale}}\)

\begin{aligned} C_{\text{totale}} &= T_{\text{travail}} \times C_{\text{pelle}} \\ &= 46,875 \text{ h} \times 25 \text{ L/h} \\ &= 1 171,875 \text{ L} \end{aligned}

Étape 3 : Calcul des émissions de CO₂e \(E_{\text{CO}_2\text{e}}\)

\begin{aligned} E_{\text{CO}_2\text{e}} &= C_{\text{totale}} \times \text{FE}_{\text{GNR}} \\ &= 1 171,875 \text{ L} \times 2,68 \frac{\text{kg CO}_2\text{e}}{\text{L}} \\ &\approx 3 140,6 \text{ kg CO}_2\text{e} \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Le graphique illustre la croissance linéaire des émissions de CO₂e de la pelle en fonction des heures de fonctionnement.

Émissions cumulées de la pelle en fonction du temps

Réflexions

Les émissions de la pelle représentent environ 3,1 tonnes de CO₂e. Pour contextualiser, cela équivaut aux émissions annuelles moyennes d'une petite voiture en France. Ce n'est pas négligeable pour une seule machine sur une seule tâche.

Points de vigilance

Ne jamais multiplier directement le volume par la consommation ! Il faut impérativement passer par une durée de travail. Le rendement de l'engin est le lien indispensable entre le volume de travail et le temps passé.

Points à retenir

La méthode est : Volume -> Temps -> Carburant -> Émissions.
Le rendement et la consommation sont des données clés, souvent fournies par les constructeurs ou mesurées sur chantier.
Les émissions directes (Scope 1) sont les plus faciles à quantifier sur un chantier.

Le saviez-vous ?

Les nouvelles générations de pelles hydrauliques sont souvent hybrides : elles récupèrent l'énergie lors de la rotation de la tourelle ou de la descente du bras pour recharger une batterie, ce qui peut réduire leur consommation de carburant de 20 à 30%.

FAQ

Résultat Final

Les émissions de la pelle hydraulique pour cette opération sont estimées à 3 141 kg CO₂e.

A vous de jouer

Si on utilisait une pelle plus performante avec un rendement de 150 m³/h, quelles seraient les nouvelles émissions de CO₂e ?

Question 3 : Calculer les émissions de CO₂e générées par le transport des terres.

Principe

L'impact du transport dépend du nombre total de trajets de camions et de la distance parcourue. On calcule d'abord le nombre de rotations nécessaires pour évacuer tout le volume de terre. On en déduit la distance totale, puis la consommation totale de carburant, et enfin les émissions via le facteur d'émission.

Mini-Cours

Le poste "transport" est souvent l'un des plus importants dans le bilan carbone d'un chantier de terrassement, surtout si les lieux de dépôt sont éloignés. L'optimisation des distances et du taux de remplissage des camions sont des leviers majeurs de réduction d'impact. Les émissions liées au transport routier sont également des émissions de Scope 1 si l'entreprise possède les camions, ou de Scope 3 si elle fait appel à un sous-traitant.

Remarque Pédagogique

La logique est similaire à celle de la pelle, mais la donnée d'activité n'est pas le temps, mais la distance. Le calcul se fait en cascade : Volume -> Nombre de voyages -> Distance -> Carburant -> Émissions. Soyez vigilant sur l'arrondi du nombre de voyages.

Normes

Les consommations des poids lourds sont normalisées (en L/100 km), mais varient énormément en fonction de la charge, du type de trajet (route, piste de chantier) et du style de conduite. Les valeurs de l'énoncé sont des moyennes de chantier.

Formule(s)

Formule du Nombre de trajets

N_{\text{trajets}} = \text{Arrondi.sup} \left( \frac{V_{\text{foisonné}}}{\text{Cap}_{\text{camion}}} \right)

Formule de la Distance totale

D_{\text{totale}} = N_{\text{trajets}} \times D_{\text{camion}}

Formule des Émissions CO₂e

E_{\text{CO}_2\text{e}} = \frac{D_{\text{totale}}}{100} \times C_{\text{camion}} \times \text{FE}_{\text{GNR}}

Hypothèses

Les camions sont toujours remplis à leur capacité maximale.
La consommation est constante, que le camion soit chargé ou à vide (simplification forte).
La distance aller-retour est fixe et ne change pas.

Donnée(s)

On utilise le résultat de Q1 et les données de l'énoncé.

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Volume foisonné (de Q1)	\(V_{\text{foisonné}}\)	5 625	m³
Capacité camion	\(Cap_{\text{camion}}\)	15	m³
Distance A/R	\(D_{\text{camion}}\)	10	km
Consommation camion	\(C_{\text{camion}}\)	40	L/100 km
Facteur d'émission GNR	\(FE_{\text{GNR}}\)	2,68	kg CO₂e/L

Astuces

Le nombre de trajets doit être un entier. On doit toujours arrondir à l'entier supérieur, car même s'il ne reste que 1 m³ à transporter, il faut un trajet complet.

Schéma (Avant les calculs)

Le schéma montre un camion-benne effectuant le trajet aller-retour entre le chantier et le site de stockage distant.

Schéma du trajet des camions

Calcul(s)

Étape 1 : Calcul du nombre de rotations de camions \(N_{\text{trajets}}\)

\begin{aligned} N_{\text{trajets}} &= \frac{V_{\text{foisonné}}}{Cap_{\text{camion}}} \\ &= \frac{5 625 \text{ m}^3}{15 \text{ m}^3/\text{trajet}} \\ &= 375 \text{ trajets} \end{aligned}

Étape 2 : Calcul de la distance totale parcourue \(D_{\text{totale}}\)

\begin{aligned} D_{\text{totale}} &= N_{\text{trajets}} \times D_{\text{camion}} \\ &= 375 \text{ trajets} \times 10 \text{ km/trajet} \\ &= 3 750 \text{ km} \end{aligned}

Étape 3 : Calcul de la consommation totale de GNR \(C_{\text{totale GNR}}\)

\begin{aligned} C_{\text{totale GNR}} &= \frac{D_{\text{totale}}}{100 \text{ km}} \times C_{\text{camion}} \\ &= \frac{3 750 \text{ km}}{100 \text{ km}} \times 40 \text{ L} \\ &= 37,5 \times 40 \text{ L} \\ &= 1 500 \text{ L} \end{aligned}

Étape 4 : Calcul des émissions de CO₂e \(E_{\text{CO}_2\text{e}}\)

\begin{aligned} E_{\text{CO}_2\text{e}} &= C_{\text{totale GNR}} \times \text{FE}_{\text{GNR}} \\ &= 1 500 \text{ L} \times 2,68 \frac{\text{kg CO}_2\text{e}}{\text{L}} \\ &= 4 020 \text{ kg CO}_2\text{e} \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Le graphique illustre la croissance linéaire des émissions de CO₂e liées au transport en fonction du nombre de trajets effectués.

Émissions cumulées du transport

Réflexions

Le transport génère 4 tonnes de CO₂e. C'est plus que l'engin d'excavation lui-même. Cela montre que l'optimisation de la logistique d'évacuation est un levier de réduction d'impact au moins aussi important que le choix de la pelle.

Points de vigilance

Attention à la consommation des camions, donnée en L/100 km. Ne pas oublier de diviser la distance totale par 100 avant de multiplier par la consommation. De plus, bien utiliser la distance Aller-Retour pour chaque trajet.

Points à retenir

La méthode est : Volume -> Trajets -> Distance -> Carburant -> Émissions.
Le nombre de trajets s'arrondit toujours à l'unité supérieure.
La distance de transport est un paramètre extrêmement sensible dans le bilan carbone.

Le saviez-vous ?

La RE2020 (Réglementation Environnementale 2020) en France impose de réaliser une Analyse du Cycle de Vie (ACV) pour les bâtiments neufs, qui prend en compte l'impact de la phase chantier, y compris les transports de matériaux et de déblais.

FAQ

Résultat Final

Les émissions liées au transport des terres sont de 4 020 kg CO₂e.

A vous de jouer

Si la distance de transport A/R était réduite à 4 km, quelles seraient les nouvelles émissions de CO₂e pour ce poste ?

Question 4 : Estimer la quantité de CO₂e issue de la perte de carbone organique du sol.

Principe

La terre végétale est riche en matière organique, qui contient du carbone. En la décapant, on expose cette matière à l'oxygène, ce qui accélère sa décomposition (minéralisation) et libère du CO₂. Pour estimer cette perte, on calcule la masse totale de carbone stockée dans le volume de sol en place, on applique le pourcentage de perte, puis on convertit cette masse de carbone perdue en masse de CO₂e.

Mini-Cours

Le stock de Carbone Organique des Sols (COS) est un enjeu planétaire pour la régulation du climat. Les 30 premiers centimètres de sol contiennent deux fois plus de carbone que l'atmosphère entière ! Les projets d'aménagement qui "artificialisent" les sols (béton, bitume) ou qui déstockent la terre végétale ont un impact très important sur ce stock, qu'il est maintenant obligatoire de quantifier dans les études environnementales.

Remarque Pédagogique

C'est un calcul de "chimie" de base : on part d'une masse de sol, on en déduit une masse de carbone via un pourcentage, puis on utilise le rapport des masses molaires (44/12) pour passer du Carbone (C) au Dioxyde de Carbone (CO₂). C'est une étape de conversion cruciale.

Normes

Les méthodologies de calcul de l'impact sur le changement d'usage des sols sont définies par des organismes internationaux comme le GIEC (Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat). Le pourcentage de perte de 20% est une valeur indicative pour ce type de perturbation.

Formule(s)

Formule de la Masse de sol

M_{\text{sol}} = V_{\text{en place}} \times \rho_{\text{en place}}

Formule de la Masse de Carbone perdue

M_{\text{C perdue}} = M_{\text{sol}} \times \text{COS} \times \%_{\text{Perte}}

Formule de Conversion C en CO₂e

M_{\text{CO}_2\text{e}} = M_{\text{C perdue}} \times \frac{M_{\text{CO}_2}}{M_{\text{C}}} = M_{\text{C perdue}} \times \frac{44}{12}

Hypothèses

La masse volumique du sol en place est homogène.
La teneur en Carbone Organique (COS) est une moyenne sur tout le site.
Le taux de minéralisation de 20% à court terme est une hypothèse standard pour ce type d'opération. La réalité est plus complexe et s'étale dans le temps.

Donnée(s)

On utilise le \(V_{\text{en place}}\) calculé à Q1 et les données de l'énoncé.

Paramètre	Symbole	Valeur	Unité
Volume en place (de Q1)	\(V_{\text{en place}}\)	4 500	m³
Masse volumique en place	\(\rho_{\text{en place}}\)	1,8	t/m³
Teneur en COS	COS	2,5	%
Pourcentage de perte	\(\%_{\text{Perte}}\)	20	%
Ratio molaire CO₂/C	\(44/12\)	-	-

Astuces

Le rapport 44/12 vaut environ 3,67. Retenez ce chiffre : pour obtenir la masse de CO₂ équivalente à une masse de carbone pur, il faut la multiplier par 3,67. C'est un ratio fondamental en calcul carbone.

Schéma (Avant les calculs)

Le schéma représente une coupe du sol avant décapage, mettant en évidence la couche de terre végétale riche en Carbone Organique (COS) et sa masse volumique.

Coupe du sol avant décapage et paramètres

Calcul(s)

Étape 1 : Calcul de la masse de sol décapé \(M_{\text{sol}}\)

\begin{aligned} M_{\text{sol}} &= V_{\text{en place}} \times \rho_{\text{en place}} \\ &= 4 500 \text{ m}^3 \times 1,8 \text{ t/m}^3 \\ &= 8 100 \text{ tonnes} \end{aligned}

Étape 2 : Calcul de la masse de carbone perdue \(M_{\text{C perdue}}\)

\begin{aligned} M_{\text{C perdue}} &= M_{\text{sol}} \times \text{COS} \times \%_{\text{Perte}} \\ &= 8 100 \text{ t} \times 0.025 \times 0.20 \\ &= 40,5 \text{ tonnes de C} \end{aligned}

Étape 3 : Conversion en masse de CO₂e \(M_{\text{CO}_2\text{e}}\)

\begin{aligned} M_{\text{CO}_2\text{e}} &= M_{\text{C perdue}} \times \frac{44}{12} \\ &= 40,5 \text{ t C} \times \frac{44}{12} \\ &= 148,5 \text{ tonnes de CO}_2\text{e} \end{aligned}

Étape 4 : Conversion en kg

\begin{aligned} M_{\text{CO}_2\text{e}} &= 148,5 \text{ tonnes} \times 1000 \frac{\text{kg}}{\text{tonne}} \\ &= 148 500 \text{ kg CO}_2\text{e} \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Le schéma montre le sol après décapage. La terre végétale stockée ou perturbée libère une partie de son carbone (20% dans ce cas) sous forme de CO₂ dans l'atmosphère par minéralisation.

Schéma après décapage et libération de CO₂

Réflexions

Ce résultat est très élevé par rapport aux émissions des engins. Il met en lumière l'impact majeur et souvent sous-estimé de la perturbation des sols dans les bilans carbone de projets d'aménagement. La préservation des sols en place est un levier environnemental majeur.

Points de vigilance

Ne pas confondre la masse de carbone (C) et la masse de dioxyde de carbone (CO₂). Oublier la conversion molaire (\(\times 44/12\)) est une erreur très fréquente qui sous-estime massivement ce poste d'émission.

Points à retenir

Le décapage des sols libère du CO₂ stocké. C'est un poste d'émission indirect mais majeur.
La méthode est : Volume -> Masse sol -> Masse Carbone -> Masse CO₂e.
Le ratio de conversion Carbone vers CO₂ est de 44/12.

Le saviez-vous ?

L'initiative internationale "4 pour 1000" vise à augmenter le stock de carbone dans les sols mondiaux de 0,4% (ou 4‰) par an. Cet objectif, s'il était atteint, suffirait à compenser l'ensemble des émissions de GES mondiales d'origine humaine.

FAQ

Résultat Final

La perte de carbone du sol génère l'équivalent de 148 500 kg CO₂e.

A vous de jouer

Si la teneur en COS était seulement de 1,5%, quel serait l'impact en kg CO₂e ?

Question 5 : Établir le bilan carbone total de l'opération de décapage.

Principe

Le bilan carbone total est la somme de tous les postes d'émissions que nous avons calculés séparément : les émissions directes des engins (pelle et camions) et les émissions indirectes liées à la perturbation du puits de carbone qu'est le sol.

Remarque Pédagogique

La dernière étape d'un bilan est toujours la synthèse. Elle permet de hiérarchiser les postes d'émissions pour identifier ceux sur lesquels les efforts de réduction auront le plus d'impact. C'est l'étape la plus importante pour le décideur ou l'ingénieur.

Formule(s)

Formule du Bilan Total

E_{\text{Total}} = \sum E_{\text{poste } i}

Dans notre cas :

E_{\text{Total}} = E_{\text{Pelle}} + E_{\text{Camions}} + E_{\text{Sol}}

Donnée(s)

On reprend les résultats finaux des questions 2, 3 et 4.

Poste d'émission	Symbole	Valeur	Unité
Pelle hydraulique (Q2)	\(E_{\text{Pelle}}\)	3 141	kg CO₂e
Transport par camions (Q3)	\(E_{\text{Camions}}\)	4 020	kg CO₂e
Perte carbone du sol (Q4)	\(E_{\text{Sol}}\)	148 500	kg CO₂e

Schéma (Avant les calculs)

Le schéma représente l'assemblage des différents postes d'émissions (représentés par des blocs proportionnels) pour former le bilan total.

Composition du Bilan Carbone Total

Calcul(s)

Étape 1 : Somme des postes d'émissions \(E_{\text{Total}}\)

\begin{aligned} E_{\text{Total}} &= E_{\text{Pelle}} + E_{\text{Camions}} + E_{\text{Sol}} \\ &= 3 141 \text{ kg CO}_2\text{e} + 4 020 \text{ kg CO}_2\text{e} + 148 500 \text{ kg CO}_2\text{e} \\ &= 155 661 \text{ kg CO}_2\text{e} \end{aligned}

Étape 2 : Conversion en tonnes (optionnel)

\begin{aligned} E_{\text{Total}} &= 155 661 \text{ kg CO}_2\text{e} \div 1000 \frac{\text{kg}}{\text{tonne}} \\ &\approx 155,7 \text{ tonnes CO}_2\text{e} \end{aligned}

Schéma (Après les calculs)

Un diagramme circulaire (camembert) généré par Chart.js visualise la part de chaque poste dans le bilan total. Il met clairement en évidence la prépondérance de l'impact lié au sol.

Répartition du Bilan Carbone

Réflexions

L'analyse du bilan est sans appel : la perte de carbone du sol représente plus de 95% de l'impact total de l'opération. Les émissions des engins, bien que non nulles, sont marginales en comparaison. Cela signifie que le levier le plus efficace pour réduire l'empreinte carbone de ce projet n'est pas d'utiliser des engins électriques, mais de repenser le projet pour minimiser le décapage ("éviter" avant de "réduire").

Points de vigilance

Lors de la présentation d'un bilan carbone, ne vous contentez pas de donner le chiffre total. Montrez toujours la répartition par postes, car c'est elle qui oriente la stratégie de réduction.

Points à retenir

Un bilan carbone est la somme de tous les postes d'émissions pertinents.
L'analyse de la répartition (diagramme) est plus importante que la valeur totale seule.
Dans les projets de terrassement, l'impact sur les sols est souvent le poste d'émission le plus important.

Le saviez-vous ?

La démarche "Éviter, Réduire, Compenser" (ERC) est un principe fondamental en gestion environnementale. "Éviter" l'impact (par exemple, en ne construisant pas sur une zone) est toujours la meilleure solution, suivie de "Réduire" l'impact (optimiser le projet), et enfin "Compenser" les émissions résiduelles (par exemple, en finançant un projet de reforestation).

FAQ

Résultat Final

Le bilan carbone total de l'opération de décapage s'élève à 155 661 kg CO₂e, soit environ 155,7 tonnes de CO₂e.

Outil Interactif : Simulateur d'Impact

Utilisez les curseurs pour faire varier la superficie du projet et le rendement de la pelle. Observez l'impact direct sur le volume de terre et les émissions totales de CO₂e (partie "Engins" uniquement). Le graphique montre comment les émissions des engins évoluent avec la surface.

Paramètres d'Entrée

Superficie du site (m²) 15000 m²

Rendement de la pelle (m³/h) 120 m³/h

Résultats Clés (Engins)

Volume foisonné à évacuer - m³

Émissions CO₂e des engins - kg

Glossaire

Bilan Carbone®: Outil de diagnostic développé par l'ADEME permettant de comptabiliser les émissions de gaz à effet de serre d'une entité (entreprise, collectivité, projet...) pour identifier les principaux postes d'émissions et définir un plan d'action de réduction.
Facteur d'Émission (FE): Ratio permettant de convertir une donnée d'activité (ex: consommation d'énergie, kilomètre parcouru) en une quantité d'émissions de gaz à effet de serre (en kg CO₂ équivalent).
Foisonnement: Augmentation du volume apparent des terres après leur extraction de leur état compacté en place. Ce phénomène est dû à la décompression et à la création de vides entre les agrégats.
Gazole Non Routier (GNR): Carburant utilisé pour les engins mobiles non routiers (engins de chantier, tracteurs agricoles...). Il a une fiscalité différente et une couleur rouge pour le distinguer du gazole routier.
Séquestration du carbone: Processus naturel ou artificiel de capture et de stockage du dioxyde de carbone (CO₂) de l'atmosphère. Les sols, riches en matière organique, sont un important réservoir (puits) de carbone naturel.