Calculs réalisés en 2011, à l’occasion du chantier de la ligne 3 du tram de Montpellier.
1- Démolition de l’existant sur la largeur totale et 1m d’épaisseur :
-largeur des voies :
route 2x 2 voies : 25 m
2×1 voie : 15m
– moyenne route 18m (2×1 voie majoritaire)
tramway : assise 2x3m + dégagements 4m
-
moyenne voies 10m
largeur totale moyenne de terrassement : 18+ 10 = 28m
soit volume sur 1m d’épaisseur : 28 m3/m, 28000 m3/km
énergie grise, avec 10 kWh/ par m3 : 28 x 10= 280 000 kWh/km
2- partie route, construction :
énergie grise par km de route 2×2 voies (25m de large) (portail.documentation.developpement-durable) : 18.600 TJ/km , soit 13.400 TJ /km pour 18m de large
1tJ = 1000 000 MJ = 277 000 KWh
énergie grise construction route : 13.4 x 277 000 = 3 711 800 kWh/km
(hors ouvrages d’art)
3- partie voies, construction :
soubassement:
remblaiement, compactage granulats : épaisseur 30 cm largeur 4m par voie, soit 8m : 0.3x 8x 1000 = 2400 m3/km
énergie primaire granulats : 0.312 MJ/kg densité 1.5 donc 0 .312x 1.5 = 0.47 MJ/l
ou 470 MJ/m3, ou 0.277 x 470 = 130 KWh/m3
énergie grise soubassement = 2400 x 130 = 312 000 kWh/km
assise :
épaisseur 20 cm béton bitumineux, 4.5% de bitume. Largeur 2 x 3 m
volume : .2 x 6 = 1200 m3/km
Part d’ énergie grise du Bitume : 44,1 MJ/kg, masse volumique 1 : 44,1 x 1 = 44 MJ/l, Ou 44000 MJ/m3, ou 0,277 x 44000 = 12188 kWh/m3 de bitume ;
Compte tenu de la proportion de 4.5% : 12188 x 0,045 = 548 kWh/m3 de béton bitumineux.
Part d’énergie grise des granulats : 130 kWh/m3, x 95 % = 123,5 kwh/m3 de béton bitumineux.
Total béton bitumineux : 548 + 123 = 671 KWh/m3
Energie grise de la couche d’assise, avec 1200 m3 par km : 1200 x 671 =
805 000 kWh/km
liaison ballasts :
béton hydraulique, ép 25cm x 2,60 m de large, 1300 m3/km
energie grise béton : 0,800 MJ/kg, densité 2,2 : 487 KWh/m3
énergie grise liaison ballasts: 1300 x 487 = 634 000 kWh/km
rails :
0,9 T par unité de 18m, 250 T/km (pour 4 rails, avec étriers)
30 MJ/kg, 8310 KWh/T x 250 = 2 077 500 kWh/km
caténaires :
poteaux aluminium, 90 kg, tous les 50 m soit 20 au km, pour les 2 voies 40 poteaux / km
157 MJ/kg, 90 x 157 = 14 130 MJ/poteau, x 0.277 kWh/MJ = 3914 KWh/poteau x 40 poteaux/Km = 156 560 kWh/km
câbles, section 20 mm, 10 T/km/câble, x 2 câbles = 20 T/km
8310 kWh/T x 20 T/km = 166 200 kWh/km
total caténaires: 156 560 + 166 200 = 322 760 kWh/km
TOTAL HORS OUVRAGES D’ART , HORS STATIONS , HORS RAMES :
8 143 060 kWh/km,
Donc pour 20 km d’aménagement : 163 millions de KWh.
4- stations :
de chaque côté, 1 abri de 15 m : soit 2 abris par station ;
par abri :
alu : 1400 kg, x 157 MJ/kg =219800 MJ, x 0.277 KWh/MJ= 60884 KWh
acier traité (chaises, rambardes) 400 kg, x 19 KWh/kg = 7534 KWh
verre : 50 m², 1250 kg x 4.1 KWh/kg = 5125 KWh
soit par abri : 73543 KWh, par station : 147000 KWh,
total des stations : 147000 KWh x 29 stations = 4 265 500 KWh
Donc construction des voies + stations = 167 millions de KWh.
Ce chiffre est un minimum car la liste n’est pas exhaustive, de plus les ouvrages d’art ne sont pas inclus, car plus difficiles à calculer.
L’énergie grise de construction des rames n’est pas incluse car on considère qu’elle est équivalente à celle nécessaire à la construction de bus de même capacité.
Pour faire avancer un bus de 100 personnes : 40 litres de gazole au 100 km, 11 kWh/litre, soit 440 kWh/100 km , ou encore 4.4 kWh/km.
Un tram de 300 personnes = 3 bus de 100 personnes.
100 passages de tram/ jour dans chaque sens, soit 200 rotations, sur 20 km donc 2000 km/jour. Pour transporter le même nombre de personnes en bus, 3 x plus donc 6000 Km.
Les bus utiliseraient donc 6000 x 4.4 = 26400 kWh/jour.
Par an : 26400 x 365 = 9.6 millions de kWh/an.
la construction des infrastructures du tramway a donc consommé : 167 / 9.6 =
17 ans de l’énergie nécessaire au fonctionnement d’un réseau de bus capable de transporter le même nombre de personnes.
Ce calcul est établi sur la base « ligne 3 du tram Montpellier ». Pour la ligne 2, qui a une fréquence comparable avec des rames d’une capacité 200 de personnes, et une infrastructure comparable, ce temps est donc 1,5 fois plus long.
En effet, en comparant à l’énergie fossile consommée par des bus de capacité comparable, le calcul serait 17 ans x 300/200 = 25 ans.
Donc, en moyenne, l’infrastructure d’un tram consommerait de l’ordre de 20 ans de l’énergie nécessaire au fonctionnement d’un réseau de bus capable de transporter le même nombre de personnes.
Sources :
http://portail.documentation.developpement-durable.gouv.fr, l’énergie grise dans la filière bâtiments et travaux publics
Office fédéral des constructions et de la logistique suisse, écobilans
http://www.bbl.admin.ch/kbob/00493/00495/index.html?lang=fr