Repenser les pratiques de construction
5' de lecture - publié le 25 mars 2024
Le secteur du bâtiment et de la construction est le plus grand émetteur de gaz à effet de serre à l'échelle mondiale, contribuant à hauteur de 37 % des émissions totales(1). Cet article explore le cycle de vie des matériaux de construction et leur impact significatif sur la pollution. Les déchets de construction et de démolition (DCC) représentent à eux seuls plus d'un tiers de tous les déchets générés dans l'UE. Selon le pays et ses progrès, entre 10 % et plus de 90 % de ces déchets pourraient être réutilisés plutôt que d'être envoyés dans des décharges après la démolition(2). En plus de s'attaquer à la gestion des déchets, nous explorerons non seulement la réutilisation des matériaux, mais aussi comment concevoir des constructions durables.
Avec la menace imminente de la rareté des ressources, l'augmentation des coûts des matériaux de construction et des réglementations de plus en plus strictes, cela ne représente pas seulement un poids idéologique, mais aussi un potentiel économique croissant.
La conception d'une construction durable
La construction durable implique la création de conceptions adaptables pour minimiser les changements complexes de la structure du bâtiment au fil du temps. Des matériaux de haute qualité, capables de durer des siècles, sont essentiels, aux côtés d'un entretien méticuleux et de la prise en compte de paramètres physiques. Idéalement, les matériaux devraient être facilement réutilisables sans effort excessif et provenir de sources locales. Si un tiers des constructeurs en Suisse optaient pour des matériaux de construction entièrement circulaires, le cycle des matériaux de construction pourrait être fermé(3). Les deux projets suivants fournissent des exemples intéressants à cet égard. Le bureau de la Triodos Bank a été conçu comme un bâtiment en bois qui peut être entièrement démonté pour faciliter les adaptations et la réutilisation des matériaux. De même, la route urbaine démontable, CUD, a été développée pour être facilement retirée pendant la construction, puis réinstallée.
Réutilisation des matériaux
Le ratio des coûts de construction de la structure porteuse représente environ 32 % de l'ensemble de la construction(4). En termes d'émissions de CO2, ce ratio varie en fonction du projet, oscillant entre 30 % et 80 %(5). Ces deux niveaux offrent des opportunités d'optimisation, en particulier dans les structures squelettiques, qui offrent une flexibilité supplémentaire dans la grille de construction. De plus, il est important de noter que la recherche a révélé que seuls 0,5 % à 1,0 % des bâtiments existants nécessitent une démolition, car les autres peuvent encore tenir debout pendant encore 30 à 50 ans(6).
Si Advisors ont embrassé ces faits et ont développé un concept dans lequel, dans le cadre d'un fonds immobilier, ils achètent des appartements vieillissants, les rénovent rapidement de manière plug-and-play pour une occupation immédiate, puis les revendent à des prix élevés en seulement 90 jours après la signature du contrat. Park house a conservé la structure porteuse existante d'un parking et a construit des unités d'habitation à l'intérieur.
L'adoption d'une approche d'exploitation minière urbaine reconnaît la ville comme une source précieuse de matières premières, permettant éventuellement une réutilisation sur site et réduisant les coûts de transport et de stockage, comme le démontre Good Cycle. Cependant, la réutilisation des matériaux présente divers défis, auxquels certaines entreprises ont innovamment répondu.
Des défis tels que le démontage minutieux sont cruciaux et ne doivent pas être sous-estimés. Rotor DC se spécialise dans le démontage, le traitement et le commerce de composants de construction récupérés. Ils ont également développé une technique méticuleuse de démontage de carreaux, permettant une réutilisation complète. Un autre défi majeur est de maintenir un inventaire bien structuré contenant toutes les informations nécessaires sur les matériaux destinés à la réutilisation. Superuse Studios, un collectif architectural international, a créé une carte pour localiser les matériaux cherchant une seconde vie.
L'incorporation d'éléments avec des formes complexes peut bénéficier de jumeaux numériques pour aider dans le processus de planification. Une pratique non seulement utilisée dans les projets de réhabilitation, le digital twin de Shanghai a été développé pour les urbanistes et les ingénieurs. Il leur permet d'étudier des modèles virtuels, d'améliorer les services, de planifier des développements, d'optimiser des bâtiments et de surveiller les flux de trafic.
Upcycling et Downcycling
L'upcycling transforme les matériaux existants en matériaux de construction à valeur ajoutée. Les avantages environnementaux sont significatifs ; outre la réduction du volume de matériaux jetés en décharge chaque année, cela réduit également le besoin de production à partir de nouveaux ou de matières premières, ce qui entraîne une diminution de la pollution de l'air et de l'eau, des émissions de gaz à effet de serre, et de la conservation des ressources mondiales. Il est important de noter que la valeur ajoutée d'une brique peut ne pas nécessairement être liée à sa résistance. Une brique peut être considérée comme "upcyclée" car elle est désormais indéfiniment circulaire, contrairement aux matériaux précédents utilisés pour la créer. Cependant, en termes de résistance au stress, elle peut être plus faible.
BC Materials se spécialise dans la transformation de flux de terre ordinaires, souvent considérés comme des déchets, en matériaux de construction circulaires tels que les enduits d'argile, les blocs de terre compressée et la terre battue. Cette approche peut être mise en œuvre sur site, permettant d'éviter l'élimination des terres excavées précieuses, de réduire les coûts de transport et de préserver les ressources.
Aujourd'hui, l'upcycling peut être plus économique que la fabrication de nouveaux éléments. Cependant, chaque projet présente des défis uniques. Le type et la quantité de déchets varient, et les méthodes de traitement dépendent du type de matériau.
Rotor DC, mentionné précédemment dans cet article, upcycle l'équipement d'éclairage et les meubles. La marque de bière Arequipeña au Pérou propose des tuiles de toit résistantes aux UV fabriquées à partir de bouteilles. Des entreprises comme Lana Bhalta et Byblock transforment les déchets plastiques en briques, tandis que StoneCycling produit des tuiles biobasées et des briques à base de déchets à partir de matériaux inertes recyclés.
Le recyclage est le processus de conversion de déchets en nouveaux matériaux de valeur comparable au matériau d'origine. Le downcycling consiste à transformer des éléments en produits de qualité inférieure. Cela peut servir d'alternative rentable à la réutilisation et à l'upcycling, en particulier pour les matériaux à réutilisation limitée, tels que les matériaux chimiquement liés. Il sert souvent de dernière option avant l'élimination en décharge. Par exemple, les murs en béton peuvent être transformés en granulés, qui peuvent ensuite être utilisés pour diverses applications telles que le béton recyclé, les murs en terre battue, les briques et les fondations.
Les villes et les législateurs pourraient franchir la première étape vers la facilitation de plus de projets de ce type en fournissant l'expertise nécessaire et des directives simplifiées sur les formalités administratives. Ce soutien inclurait l'accélération des permis pour des matériaux individuels spécifiques, car ils varient en fonction de la disponibilité locale et des conditions du site, tout en protégeant les citoyens contre l'utilisation de matériaux inappropriés.
En conclusion, il est important de reconnaître que tous les projets ne peuvent pas être généralisés, et chaque élément doit être abordé de manière spécifique en fonction du contexte du projet individuel. Par exemple, l'utilisation de briques d'argile compressée non traitées pour des murs extérieurs très exposés n'est pas conseillée, tout comme il est impraticable de conserver sur site des sols excavés avec une teneur élevée en matière organique ou en argiles expansives pour la production de briques, car ces types de sols ne conviennent pas à ce matériau.
Cependant, un principe directeur clé devrait être considéré :
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L'élément peut-il rester à son emplacement actuel ?
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Peut-il être réutilisé ailleurs sur site ?
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Pourrait-il éventuellement être réutilisé dans un autre projet ? Dans l'affirmative, comment la gestion des stocks et la logistique doivent-elles être abordées ?
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L'upcycling est-il une option viable ? -> La remanufacturation sur site est-elle possible et efficace ?
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L'élément peut-il être recyclé ? -> La remanufacturation sur site est-elle possible et efficace ?
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Le downcycling est-il faisable ? -> La remanufacturation sur site est-elle possible et efficace ?
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Où l'élément peut-il être éliminé de manière rentable et respectueuse de l'environnement ?
En exploitant l'art de la réutilisation, de l'upcycling et du downcycling, nous pouvons révolutionner les pratiques de construction, fermer le cycle des matériaux, minimiser les déchets en décharge et réduire notre empreinte environnementale. En adoptant ces pratiques, nous pouvons non seulement relever les défis environnementaux, mais aussi débloquer des opportunités économiques et favoriser un avenir plus durable pour les générations à venir.
L'exploitation du pouvoir de la numérisation nous permet d'inventorier et d'analyser les matériaux avec une précision sans précédent, permettant des décisions éclairées sur leur réutilisation et leur réaffectation. Cependant, la navigation dans les défis financiers, réglementaires et de conception de la construction durable nécessite un effort concerté, la flexibilité, l'innovation et la collaboration étant essentielles.
En fin de compte, la durabilité dans la construction ne se résume pas seulement à la conformité ou aux mesures d'économie de coûts ; il s'agit de redéfinir notre perception de la beauté et d'embrasser une nouvelle esthétique durable.
(1) Source: UN environment program, Building Materials And The Climate: Constructing A New Future, 12 septembre 2023.
(2) Source: European Commission, Construction and demolition waste, 2018.
(3) Source: Urban mining, Fakten und Zahlen Urban Mining, 2024.
(4) Bilfinger Tebodin, Construction cost analysis, 2019.
(5) ScienceDirect, Embodied greenhouse gas emissions in structural materials for the German residential building stock — Quantification and mitigation scenarios, 1 novembre 2023.
(6) ScienceDirect, Embodied GHG emissions of buildings – The hidden challenge for effective climate change mitigation, January, 15th 2020.