La façon dont nous réduisons les émissions de CO2 dans l’environnement bâti est en train de changer, avec un accent mis désormais sur la réduction du carbone incorporé, selon Philip Oldfield, de l’UNSW (Sydney).
En octobre de cette année, la nouvelle politique d’aménagement durable des bâtiments de l’État obligera les architectes et les promoteurs de Nouvelle-Galles du Sud à commencer à mesurer le carbone incorporé dans leurs conceptions, l’Australie cherchant à opérer une transition vers un environnement bâti à faible émission de carbone.
Philip Oldfield, professeur agrégé et responsable de l’École d’environnement bâti de la Faculté des arts, du design et de l’architecture de l’UNSW, explique le dilemme auquel sont confrontés les professionnels travaillant dans l’environnement bâti. « Chaque mètre carré que nous construisons a une empreinte carbone, qui peut être assez élevée, parce que les matériaux sur lesquels nous comptons pour construire des bâtiments sont très riches en carbone. Mais nous ne pouvons pas simplement arrêter de construire. Nous avons l’obligation sociale de fournir des lieux sains, confortables, sûrs et durables où les gens peuvent vivre, travailler et jouer, dans le monde entier », déclare t-il.
« Alors, une question clé pour les personnes travaillant dans l’environnement bâti est la suivante : comment pouvons-nous construire tout en veillant à ce que les nouvelles constructions aient le moins d’impact possible sur l’environnement ? »
Qu’est-ce que le carbone incorporé ?
Le carbone incorporé désigne les émissions de gaz à effet de serre associées à la création d’un bâtiment, à son entretien pendant sa durée de vie et, finalement, à sa démolition.
« En résumé, il s’agit des émissions de gaz à effet de serre associées à l’extraction et à la création de matériaux, ainsi qu’à la construction et à la déconstruction. C’est différent du « carbone opérationnel », qui désigne les émissions libérées par le fonctionnement du bâtiment : la climatisation, le chauffage, le refroidissement, l’éclairage, le branchement de votre ordinateur, etc. »
L’industrie australienne de la construction est responsable de 18,1 % de l’empreinte carbone nationale, soit plus de 90 millions de tonnes d’émissions de gaz à effet de serre chaque année.
Il y a 20 ans, on pensait que le CO2 opérationnel représentait environ 80 % des émissions d’un bâtiment, tandis que le CO2 incorporé ne représentait peut-être que 20 %. Ainsi, lorsqu’il s’agissait de réduire les émissions de gaz à effet de serre d’un bâtiment, l’accent était mis sur l’amélioration de son efficacité énergétique, tandis que les émissions incorporées étaient généralement ignorées.
« Nous disposons de réglementations relativement matures axées sur la réduction des émissions opérationnelles », explique le professeur Oldfield. « Mais il existe très peu de réglementations concernant les émissions incorporées, où que ce soit dans le monde. Mais la réflexion sur l’importance relative des émissions incorporées a changé à mesure que nous sommes devenus plus efficaces sur le plan énergétique et que nous sommes devenus meilleurs dans la mesure du carbone incorporé. Ainsi, pour tout nouveau bâtiment construit en Australie aujourd’hui, nous nous attendons à ce qu’au moins la moitié de son empreinte carbone totale sur sa durée de vie soit du carbone incorporé, voire plus. »
Le Conseil mondial du bâtiment durable (WGBC) a fixé un objectif de zéro émission nette opérationnelle d’ici 2030 pour tous les nouveaux bâtiments. Cela signifie que l’empreinte carbone de nos bâtiments sera effectivement entièrement constituée de carbone incorporé. Cela nécessite un changement radical dans la réflexion sur la création de bâtiments durables.
Ce défi est rendu plus difficile dans le contexte d’une croissance démographique mondiale et d’une urbanisation croissante. En raison de cela, nous construisons actuellement l’équivalent de tous les bâtiments du Japon chaque année. C’est beaucoup de béton, beaucoup d’acier et beaucoup de carbone incorporé. Le défi consiste à savoir comment nous pouvons construire pour répondre aux besoins d’une société en croissance, tout en réduisant également ces impacts environnementaux.
Le WGBC a fixé deux objectifs concernant le carbone incorporé. L’objectif est que tous les nouveaux bâtiments, infrastructures et rénovations aient au moins 40 % de carbone incorporé en moins d’ici 2030 et atteignent un « zéro carbone incorporé net » d’ici 2050.
1. Réutilisation adaptative
Une façon clé de réduire le carbone incorporé est de moins construire en maximisant l’utilisation des actifs existants. Pour reprendre les mots de l’ancien président de l’Institut américain des architectes, Carl Elefante : « Le bâtiment le plus vert est celui qui existe déjà. »
L’architecture doit passer d’une construction automatique de nouveaux bâtiments à une réflexion accrue sur la réutilisation et le remodelage.
« Conserver la structure et devenir de plus en plus créatif en construisant autour, est une stratégie de conception qui permet de réaliser d’importantes économies de CO2 », déclare le professeur Oldfield.
Un bon exemple est visible dans les préparatifs pour Paris 2024 et Los Angeles 2028, avec le passage de la planification de nouveaux bâtiments pour accueillir les Jeux olympiques à l’utilisation de sites existants, à la rénovation et à la création de bâtiments temporaires. En fait, le mantra de Los Angeles est « réutilisation radicale » et la ville accueillera les Jeux de 2028 sans construire une seule nouvelle installation permanente.
Brence Culp, directeur de l’impact de LA2028, déclare : « Nous aimions dire pendant la phase de soumission, et cela reste vrai, que le site le plus durable est celui que vous n’avez pas à construire. Démolir un site et en construire un nouveau, purement d’un point de vue environnemental, représente une énorme empreinte carbone. Pour nous, travailler avec des sites existants est la meilleure solution. »
Un exemple plus proche de chez nous est le recyclage de la Quay Quarter Tower à Sydney par le cabinet d’architecture danois 3VN. « Je pense que c’est l’un des bâtiments les plus importants du 21ème siècle », déclare le professeur Oldfield. « Le recyclage radical d’un immeuble de bureaux des années 1970 pour presque doubler la surface utile tout en économisant environ 7 500 tonnes de CO2. » Le bâtiment a conservé plus des deux tiers de sa structure d’origine, y compris les poutres et les colonnes, ainsi que 95 % du noyau d’origine du bâtiment.
2. Construire plus petit
Il est évident de dire que des maisons plus petites nécessitent moins de matériaux dans leur construction, ce qui leur confère une empreinte carbone plus faible. « Les maisons australiennes sont parmi les plus grandes au monde et leur taille a considérablement augmenté au cours des 30 à 40 dernières années », précise le professeur Oldfield.
La maison Cork House, située dans le Berkshire, en Angleterre, est presque entièrement réalisée en chêne massif porteur, un matériau renouvelable récolté de manière durable à partir de l’écorce du chêne-liège. Photo : Magnus Dennis : Magnus Dennis.
En 2020, selon un rapport de CommSec sur les tendances de la taille des maisons, la maison australienne moyenne de 235,8 mètres carrés en faisait la plus grande au monde, plus grande même que les maisons américaines. Le type de maison fait également une différence. « Construire beaucoup de maisons individuelles en périphérie de nos villes n’est pas non plus idéal pour le carbone incorporé », ajoute encore le professeur Oldfield. « Le logement de densité moyenne et les appartements ont tendance à être plus petits, plus compacts et partagent souvent des équipements et des infrastructures, ce qui réduit tous le carbone incorporé. »
3. Utiliser des matériaux à faible teneur en carbone
Remplacer les matériaux riches en carbone comme l’acier et le béton par des équivalents à plus faible teneur en carbone est important pour réduire le carbone incorporé. L’utilisation de biomatériaux
Remplacer les matériaux riches en carbone comme l’acier et le béton par des équivalents à plus faible teneur en carbone est important pour réduire le carbone incorporé. L’utilisation de biomatériaux comme le bois, le bambou, la paille, le liège et même le chanvre (qui peut être utilisé pour fabriquer du béton de chanvre) entraîne une réduction globale du carbone incorporé, car ils nécessitent moins d’énergie pour être créés et stockent le carbone absorbé pendant leur croissance.
« Le bois est un excellent matériau à utiliser pour réduire le carbone incorporé », déclare Oldfield. « C’est comme l’anti-béton. Le ciment est responsable de 8% des émissions mondiales de CO2. Pour mettre cela en perspective, l’industrie aéronautique représente environ 2,5% – et pensez à toute la mauvaise presse que reçoit le transport aérien! »
« Lorsque vous fabriquez du ciment, vous chauffez de la pierre calcaire, ce qui libère chimiquement du CO2. C’est l’inverse avec un arbre. Pendant sa croissance, il absorbe du CO2 par photosynthèse et verrouille le carbone dans la biomasse ligneuse. Si nous construisons durablement en bois, les bâtiments peuvent effectivement devenir un puits de carbone à long terme. »
L’utilisation de moins de matériaux grâce à une conception épurée permet de réduire le carbone incorporé. « Penser moins, c’est plus, dans tous les domaines, de la structure d’un bâtiment aux finitions et aux accessoires », déclare le professeur Oldfield. Photo : Tom Roe : Tom Roe.
« Nos recherches ont montré que si nous pouvons augmenter notre utilisation du bois jusqu’à 30% de tous les nouveaux bâtiments de plusieurs étages d’ici 2050, cela jouera un rôle clé dans la réduction des émissions du secteur du bâtiment à zéro net. »
« Nous pouvons également construire en terre, en pierre, il existe une énorme variété de moyens de construire plutôt que de créer des monolithes en béton, en acier et en verre. »
« Cela ne veut pas dire que nous devons nous débarrasser du béton et de l’acier, mais plutôt que nous devons utiliser les matériaux beaucoup plus prudemment – et traiter ces matériaux à forte teneur en carbone comme une denrée précieuse. Un bâtiment optimal pourrait avoir des planchers en bois, des fondations en béton et des colonnes en pierre, avec des connexions en acier. Nous devons utiliser les matériaux de manière beaucoup plus intelligente, en optimisant leur utilisation. »
4. Dématérialiser
L’acier de structure utilisé dans les bâtiments du 19ème siècle était délicat et mince en comparaison de beaucoup de structures actuelles. À cette époque, les matériaux étaient chers mais la main-d’œuvre bon marché, il était donc logique sur le plan économique de concevoir de cette façon. Une réduction de l’acier ou du béton dans un bâtiment entraîne une réduction du carbone incorporé.
Des innovations telles que l’impression 3D du béton sont déjà utilisées pour minimiser la quantité de béton dans certains bâtiments. Une innovation récente a été la reconception des poutres en béton. Une entreprise britannique, Minimass, a créé des poutres hybrides avec une réduction de 78% du béton par rapport à une poutre classique.
« Pensez à moins c’est plus dans tout, de la structure d’un bâtiment aux finitions et accessoires », déclare le professeur Oldfield. « Par exemple, au lieu de faux plafonds, pas de plafond et poutres apparentes. Au lieu de moquettes qui doivent être remplacées tous les 10 ans, optez pour des sols polis. Il s’agit de remettre en question la nécessité de chaque matériau en premier lieu. »
Réduire l’empreinte carbone des bâtiments en repensant les matériaux de construction
Vers des choix plus durables
Pour construire de manière plus écologique, il est essentiel de repenser notre utilisation des matériaux. Plutôt que de recourir systématiquement au béton, à l’acier et au verre, de nouvelles alternatives plus durables existent.
L’utilisation de matériaux biosourcés comme le bois, le chanvre ou la paille est une solution prometteuse. Ces ressources naturelles et renouvelables permettent de stocker du CO2 et ont une empreinte carbone bien inférieure à celle du béton ou de l’acier.
La construction en bois, par exemple, connaît un engouement croissant. Le bois possède d’excellentes qualités structurelles et isolantes, tout en nécessitant peu d’énergie pour sa production. Des immeubles en bois de plusieurs étages voient désormais le jour dans de nombreuses villes.
L’emploi de matériaux biosourcés et géosourcés locaux, comme la terre crue, la pierre ou le bois de la région, permet aussi de soutenir les filières locales et de réduire les distances d’approvisionnement.
Optimiser les ressources
Au-delà du choix des matériaux, c’est aussi leur quantité qui compte. Concevoir des bâtiments plus compacts, avec des structures optimisées grâce à de nouvelles technologies comme l’impression 3D, permet d’utiliser moins de matière.
La réutilisation de bâtiments existants via des opérations de rénovation ou de réhabilitation fait également partie des solutions. Elle évite de construire du neuf et donne une seconde vie aux matériaux déjà en place.
Enfin, choisir des matériaux durables, facilement démontables et recyclables, dont on peut extraire de nouvelles ressources, est indispensable pour limiter les déchets.
La transition écologique dans le secteur du bâtiment nécessite de repenser en profondeur notre rapport aux matériaux de construction. Les alternatives existent, à nous de les mettre en œuvre.
En synthèse
Pour réduire l’empreinte carbone des bâtiments, il est nécessaire d’opérer des changements profonds dans le choix et l’utilisation des matériaux de construction. Recourir davantage aux matériaux biosourcés, concevoir des bâtiments plus compacts, réutiliser les structures existantes et optimiser le recyclage sont autant de solutions à mettre en œuvre d’urgence.
Pour une meilleure compréhension
Quels sont les matériaux de construction les plus émetteurs de CO2 ?
Le béton et l’acier, largement utilisés dans la construction, sont très émetteurs de CO2. Leur production est très énergivore et génère beaucoup de gaz à effet de serre.
Quels matériaux biosourcés peut-on utiliser comme alternative ?
Le bois, le chanvre, la paille, le liège, la terre crue… Ces matériaux stockent du CO2 et ont une empreinte carbone bien moindre que les matériaux traditionnels.
Comment optimiser l’utilisation des matériaux ?
En concevant des bâtiments plus compacts, en réutilisant des structures existantes, et en optimisant le recyclage des matériaux en fin de vie.
Quels sont les avantages du bois dans la construction ?
Le bois possède d’excellentes qualités structurelles et isolantes. Sa production nécessite peu d’énergie. Il stocke du CO2. Des immeubles de plusieurs étages en bois émergent.
Pourquoi privilégier les matériaux locaux ?
L’utilisation de matériaux disponibles localement permet de soutenir les filières régionales et de réduire les distances d’approvisionnement.
En quoi la rénovation est-elle une solution durable ?
Rénover un bâtiment existant plutôt que d’en construire un nouveau permet d’éviter des émissions de CO2 liées aux matériaux et au chantier.
Comment améliorer la recyclabilité des matériaux ?
En choisissant des matériaux faciles à démonter et dont on peut extraire de nouvelles ressources. Cela limite les déchets.
Légende illustration principale : En recyclant et en agrandissant la tour AMP pour créer la Quay Quarter Tower, plutôt qu’en la reconstruisant à l’identique, le cabinet d’architectes 3VN a économisé 7 500 tonnes de CO2. Photo : Adam Monk.
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