Les matériaux – utiliser peu, réemployer

15 Le béton : le matériau de construction universel

Une fois de plus, la devise « aussi peu que nécessaire » s’applique également au béton. Pour de nombreuses constructions, le béton armé est pourtant indispensable, spécialement en génie civil. Partout où des charges particulièrement élevées sont présentes, c'est le matériau à privilégier – même du point de vue climatique. Les autres matériaux de construction émettent généralement plus de CO2 par tonne de charge. Mais la part de béton peut être réduite par un concept structurel (structure porteuse) efficace et peu d’étages en sous-sol. Le béton a aussi un autre avantage : il est disponible presque partout dans le monde. Parce que ce matériau est omniprésent dans la construction, son levier climatique est important.

Celui qui bétonne devrait bien réfléchir avec quel type de béton. Ce qui a le plus d’impact, en plus du ferraillage, est la présence de ciment, dont la production est à l'origine d'environ huit pour cent des émissions mondiales de gaz à effet de serre générés par l'être humain. Les ingénieurs civils devraient réduire la quantité de ciment, en partie en réduisant les charges et en partie par un bon mélange des agrégats. Et ils devraient choisir du béton à faible teneur en carbone, dont le ciment est produit avec moins de clinker. La variante « CEM III / B » réduit les émissions de CO2 jusqu'à 25 pour cent, tandis que le ciment « LC3 » promet même des économies de 30 à 40 pour cent. Le béton de carbone peut également avoir sa contribution ; bien qu'il contienne plus de CO2 par tonne, il peut être mis en œuvre avec une masse jusqu'à quatre fois inférieure pour les mêmes charges. Selon une étude de l'ETH et de l'EPFL, l'industrie du béton pourrait réduire les émissions de CO2 jusqu'à quatre-vingts pour cent d'ici 2050 par rapport à 1990, en commençant par le choix du ciment jusqu’à celui du concept porteur (structure porteuse). Et cela sans adapter les normes.

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16 Le béton recyclé : une question de ressource, pas de climat

L’utilisation du béton recyclé ne permet pas de « blanchir » le bilan de ce matériau. Cela peut préserver les ressources et le paysage, mais n'aide pas à lutter contre la crise climatique. Le traitement du gravier et des granulés recyclés à partir de béton ou de démolition mixte nécessite à peu près la même quantité d'énergie que le matériau neuf. Et comme les granulats recyclés ne sont pas aussi purs, ils ont parfois même besoin de plus de ciment. Cela pourrait changer avec le développement technologique. A part dans le cas où des résistances très élevées sont requises, le béton recyclé est une bonne solution pour autant qu'il provienne d'un rayon maximum de cinquante kilomètres du lieu de mise en œuvre.

17 Le bois : le moins de colle possible

Le bois apporte une contribution essentielle à l'objectif climatique suisse. Le matériau réduit considérablement l'empreinte carbone de la plupart des constructions, mais les chiffres diffèrent et nous entrons dans un débat idéologique miné. Une étude de l'ETH parle d'un impact climatique de 25 pour cent inférieur à celui d'une construction massive traditionnelle, Energie Schweiz ne s'attend qu'à environ 5 pour cent d'énergie grise en moins. Premièrement, les méthodes de construction sont difficiles à comparer ; deuxièmement, seul un quart de l'énergie grise d'une construction en dépend. Les avantages du cycle fermé du matériau renouvelable sont néanmoins incontestables. Les architectes devraient privilégier la construction en bois, à condition que le matériau de construction soit disponible dans la région et que l’exploitation forestière soit durable, comme en Suisse. Vu globalement, ce n'est souvent pas le cas. De plus, il n y a pas assez d’arbres sur terre pour satisfaire la soif du monde en matière de ressources nécessaires à la construction.

Il y a bois et bois. Le bois massif est le plus performant car il n'est que peu transformé et ne nécessite aucune substance supplémentaire. Dans les matériaux reconstitués à base de bois, les liants peuvent représenter jusqu'à 60 pour cent de l'énergie grise. De façon générale, plus le bois est disséqué, plus il faut de liant pour le reconstituer. Le bois massif scié et séché à l’air par exemple nécessite jusqu’à dix fois moins d’énergie grise que des panneaux agglomérés type MDF. Le transport est également un facteur important : des produits en bois provenant de pays lointains comme le Canada ou la Russie contiennent jusqu'à un tiers d'énergie grise en plus.

La construction en bois n'est pas neutre pour le climat. D'une part, elle n'est pas exclusivement en bois, d'autre part, selon la source d'énergie utilisée, sa transformation génère des gaz à effet de serre. Par contre, si vous ne considérez que le cycle de vie du bois, vous pourriez conclure que la construction présente temporairement un bilan CO2-négatif, car le CO2 est stocké et nous fait ainsi gagner du temps. La plupart des bilans écologiques ne tiennent pas compte de ce fait car le gaz à effet de serre est à nouveau libéré lors de la démolition. Si l'avenir est en effet incertain, la contribution immédiate est réellement mesurable : selon une étude de l'Office fédéral de l'environnement, le bois de construction en Suisse pourrait stocker jusqu'à 2,5 millions de tonnes de CO2 par an, ce qui correspond à environ 5 pour cent des émissions de gaz à effet de serre du pays. Cependant, un arbre a besoin de plusieurs décennies avant de pouvoir être abattu et utilisé pour construire. Des matériaux de construction comme le bambou, qui poussent extrêmement rapidement, pourraient être encore plus efficaces au niveau mondial car leur cycle naturel est beaucoup plus rapide que leur cycle d’utilisation.
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18 La maçonnerie : ça dépend des briques

Un mur de briques est une alternative plus écologique qu’un mur en béton si la statique, la protection incendie et la protection contre le bruit n’ont pas d’exigences acrues. La construction légère - en particulier en bois – fait cependant encore mieux. Il existe également différents types de briques. Suisse énergie recommande dans son guide « L’énergie grise dans les nouveau bâtiments » d’utiliser des briques silico-calcaires ou des briques en ciment, plutôt que des briques en terre cuite, car ces dernières nécessitent jusqu'à trois fois plus d'énergie à la production. Pour la brique de ciment, seul le ciment est énergivore. La brique silico-calcaire est séchée à 200 degrés, alors qu’une brique de terre cuite nécessite une cuisson à environ mille degrés. Plus de masse et plus de chaleur signifie, plus de CO2.

La maçonnerie à double mur n'est pas le premier choix. Leur qualité respective est mesurée en fonction de leurs émissions grises. En général, le principe des courtes distances s'applique : n'utilisez pas de briques du Danemark ou du nord de l'Allemagne. Elles peuvent enrichir votre projet, mais elles augmentent aussi votre empreinte carbone. Le recyclage de la brique en terre cuite est quelque peu limité. Contrairement aux pierres des murs anciens, la plupart des briques ne peuvent plus être réutilisées entières car elles se cassent facilement ou leur refaçonnage est trop important. Et les granulés issus de la démolition mixte ne sont pas de la même qualité que ceux issus du béton recyclé. En revanche, si vous construisez avec des pierres de bonne qualité et que vous les liez le moins possible au mortier ou à la colle, vous augmentez les chances du réemploi.
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19 La pierre naturelle : la force de la géologie

Le grès, le quartzite ou le granit ont un bon bilan écologique, à condition qu'ils ne viennent pas de l'autre bout du monde, car le transport représente jusqu'à la moitié de leur empreinte écologique. La nature a fourni l'énergie nécessaire à leur production pendant des millions d'années - sans aucune émission de gaz à effet de serre. Mais l’utilisation de la pierre naturelle est limitée aux réalisations luxueuses en raison des coûts élevés de sa mise en œuvre. Comme revêtement pour des places ou pour le socle d’un bâtiment, la pierre naturelle reste une bonne alternative. Par contre, les dalles de pierre posées comme doublage en façade nécessitent une sous-structure complexe car elles sont lourdes et relativement épaisses. Cela dégrade leur bilan de gaz à effet de serre.
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20 La terre crue : un matériau de niche avec fort potentiel

La terre crue est sur toutes les lèvres en matière de construction écoresponsable. Le matériau est disponible sur site et ne nécessite pas de cuisson, il est donc quasiment neutre pour le climat. La terre crue peut faire valoir ses atouts là où les charges sont faibles, par exemple pour les murs non porteurs ou comme masse thermique dans des bâtiments en bois. La terre crue peut également réguler le climat ambiant et ainsi contribuer à réduire la technique du bâtiment.

Cependant, il y a quelques pièges à éviter : L'argile n'étant pas étanche, elle est souvent stabilisée avec du ciment, ce qui dégrade considérablement le bilan des gaz à effet de serre et rend le recyclage plus difficile. Quand vous construisez avec de l'argile vous devez donc réduire la teneur en ciment à zéro si possible. Comme les murs en terre sont épais, le matériau atteint ses limites pour la structure principale de bâtiments à plusieurs étages. L'argile demande également une grande quantité de main-d'œuvre, raison pour laquelle elle est restée jusqu'à présent un matériau de niche en Suisse. De nouvelles techniques de transformation comme celles des start-up Oxara (béton d'argile) ou Terrabloc (briques de terre crue) pourraient changer la donne. Le potentiel de ce matériau de construction redécouvert est loin d'être épuisé et pourrait apporter une contribution significative, en particulier dans les régions du sud.
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21 L’isolation thermique : pas trop épais et le plus léger possible

A partir d'une épaisseur d'une vingtaine de centimètres, l'isolation thermique atteint les limites de la physique et de son efficience climatique, pour autant bien sûr que le chauffage n’utilise pas de combustibles fossiles. Selon un rapport de l'Office fédéral de l'énergie, chaque centimètre supplémentaire d’isolation péjore la relation entre le coût des matériaux et son rendement. Selon la construction de la façade, l'isolation peut représenter la moitié des gaz à effet de serre d'un mur extérieur en matière d’énergie grise. Lors d’un assainissement thermique, l'isolation a encore nettement plus d’importance dans le bilan général. Les matériaux isolants denses contiennent plus d'énergie grise et isolent souvent moins bien que les matériaux légers. Quel que soit le matériau, la structure de la façade est donc déterminante : la laine de roche dans une construction en ossature contient presque quatre fois moins d'énergie grise que lorsqu'elle est mise en œuvre comme isolation extérieure  crépie.

Les gaz à effet de serre contenus dans un isolant doivent être mis en rapport avec son effet isolant, ce qui rend les comparaisons difficiles. Le livre « Nachhaltig konstruieren » des éditions Detail recommande des matériaux isolants renouvelables qui lient le CO2, par exemple le chanvre, le lin, le liège, la cellulose ou des panneaux isolants en fibre de bois. La laine minérale fonctionne également relativement bien, même si elle contient déjà deux fois plus d'énergie grise par mètre carré que les flocons de cellulose. De nombreux professionnels s'opposent à l’utilisation d'isolation synthétique, l'un des types d'isolation les plus courants et indispensables pour certains détails. Car une architecture post-fossile ne doit pas contenir de pétrole, le pétrole sous forme de mousse pourrait devenir un déchet spécial dans trente ans, lorsqu’elle devra être éliminée, en 2050 ou plus tard.
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22 Le recyclage : la contribution d’Urban Mining

Le recyclage est une question de ressources plutôt qu’un sujet climatique en soi, comme le montre l'exemple du béton recyclé. Le recyclage des métaux génère néanmoins beaucoup moins de gaz à effet de serre car l'énergie grise est nécessaire essentiellement lors de la production du matériau d'origine, par exemple lorsque le minerai de fer est transformé en fonte brute. L'acier de seconde main réduit de moitié les émissions de CO2 et il est souvent utilisé dans la construction. Les fers d’armature sont fabriqués à partir de ferraille. Les poutres et les profilés sont pratiquement entièrement fabriqués à partir de l’acier recyclé. Pour la tôle, la proportion d’acier recyclé n'est que d'environ un tiers.

Les plate-formes de recyclage comme Madaster permettent d’avoir une vue d’ensemble sur les matériaux démolis disponibles. Les certificats ‹ Cradle to Cradle › indiquent quels produits peuvent être facilement recyclés. Dans le futur, une grande partie de ce qui est incinéré aujourd'hui, sera recyclé. Une étude de l'ETH prévoit que l'industrie suisse de la construction réduira presque de moitié les flux entrant de matériaux d'ici 2035, tandis que les flux sortant doubleront. En 2055, les flux entrant et sortant devraient être en équilibre, ce qui fermerait le cycle des matières. Les architectes doivent donc concevoir le bâti de façon à ce que les matériaux de construction puissent être triés. Il s’agit alors de visser, d’assembler, de riveter plutôt que de coller, de couler ou de lier au mortier. Les composants encastrés sont les péchés de la construction de demain.
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23 Le réemploi : une deuxième vie sans CO2

Contrairement au recyclage, le réemploi de composants n’émet pas d’énergie grise. Une structure en acier réutilisée une deuxième fois ne produit qu'un dixième des gaz à effet de serre d’une structure neuve. Cependant, les éléments de construction doivent être transportés, ajustés, contrôlés et approuvés. De plus, il ne faut pas perdre de vue le bilan global : une fenêtre ancienne économise de l'énergie grise, mais elle consomme plus d'énergie d’exploitation car elle est moins bien isolée qu'une nouvelle. Et tant que la croissance de l'humanité et de la prospérité continue et qu’il sera construit plus qu’il sera démoli, le potentiel du réemploi restera limité sur le plan mondial.

Les éléments de construction qui peuvent facilement être déposés et transportés sont particulièrement adaptés au réemploi. En particulier dans le cas des immeubles de bureaux qui sont rénovés plus fréquemment que des immeubles d'habitation, il est intéressant de réutiliser les radiateurs, les canalisations ou les panneaux de façade. Les éléments préfabriqués sont prédestinés au réemploi. Concernant la structure, c’est surtout la construction en acier qui est particulièrement adaptée au réemploi, car d’une part elle contient beaucoup d'énergie grise et d’autre part elle est constituée de pièces indépendantes. Des bourses de réemploi tels que bauteilclick.ch, salza.ch et wiederverwendung.ch permettent de mettre en relation les fournisseurs et les acheteurs de matériaux anciens.
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24 Les intérieurs : peu de masse, peu d’influence

Les leviers sont d’autant plus grands que la masse est plus importante. La fiche d'information SIA sur l'énergie grise ne prend donc pas en compte les aménagements déplaçables et le mobilier. Cependant, si le maître d’ouvrage renouvelle l'aménagement intérieur à intervalle régulier, il peut quand-même influencer le bilan écologique. Pour faciliter le calcul, la fiche SIA permet des simplifications : les escaliers sont calculés comme faisant partie des dalles et les portes comme des murs intérieurs.
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L’efficacité de chaque mesure est évaluée sur une échelle de zéro à cinq points.

Conseils climatiques:
La mission post-fossile
Le mandant – remettre en question
Le bâtiment – l‘efficacité de la boîte
La construction – légère et durable
Les matériaux – utiliser peu, réemployer
L’énergie – la force de la nature
Mise en œuvre – le matériau coûte peu, le travail beaucoup