Formation Bâtiment Durable :

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1 Formation Bâtiment Durable : Gestion de chantier plus durable Bruxelles Environnement LE CHOIX DES TECHNIQUES CONSTRUCTIVES ET DES MATERIAUX DANS UNE REFLEXION ENVIRONNEMENTALE Liesbet TEMMERMAN cera a asbl

2 Objectif(s) de la présentation Pointer les enjeux liés à un choix durable des matériaux et produits de construction et des techniques constructives. Rappeler ce qu on doit attendre, en premier lieu, d un produit de construction. Introduire la notion de «Cycle de vie», clé de voûte d une évaluation objective des impacts environnementaux et sanitaires d un matériau, d un élément, d un bâtiment. Mettre en évidence les principes d une démarche Bâtiment Durable dans le domaine de la Matière. 2

3 Plan de l exposé Enjeux liés à un choix durable des matériaux et produits de construction Qu attend-on d un matériau / produit de construction? La notion de «cycle de vie» d un matériau / produit. 3

4 Plan de l exposé (suite) Matière Démarche Bâtiment Durable Faire une utilisation rationnelle de la matière Concevoir pour déconstruire et non pour démolir Intégrer la flexibilité des aménagements dès la conception du projet Matériaux et produits neufs à faible impact environnemental Les écolabels Les outils de classification Les outils d évaluation Les fiches de données relatives aux produits Envisager la préfabrication Avantages Contraintes et points d attention Exemples 4

5 ENJEUX 5

6 Enjeux liés à un choix durable des matériaux et produits de construction L'épuisement des ressources naturelles et la problématique des déchets L'évolution des standards de performance énergétique des bâtiments L'essor des systèmes de reconnaissance en matière de construction durable La récupération et la réutilisation des matériaux et éléments Les impacts des matériaux et techniques de construction sur la santé humaine 6

7 Enjeux liés à un choix durable des matériaux et produits de construction L'épuisement des ressources naturelles Apport de matières (premières), utilisation de ressources (énergie, eau), renouvelables ou non renouvelables. Au niveau mondial, secteur de la construction = la plus grande part de matières premières. En Europe: 31% de l usage des ressources naturelles. 7

8 L'épuisement des ressources naturelles Source: Centre National de Recherche Scientifique, France ( 8

9 Enjeux liés à un choix durable des matériaux et produits de construction La problématique des déchets de construction 33% des déchets au niveau européen = construction & démolition 9

10 Enjeux liés à un choix durable des matériaux et produits de construction L'évolution des standards de performance énergétique des bâtiments consommation d énergie utilisation de matériaux (notamment isolation thermique) 10

11 Enjeux liés à un choix durable des matériaux et produits de construction L'essor des systèmes de reconnaissance en matière de construction durable démarches d évaluation / labellisation / certification 11

12 Enjeux liés à un choix durable des matériaux et produits de construction La récupération et la réutilisation des matériaux et éléments de construction Pratique peu mise en œuvre (déconstruction, réserves émises) Permet aux matériaux et éléments de construction pouvant être récupérés de réintégrer le cycle de la matière et de trouver une deuxième vie, dans un autre bâtiment ou sur le même site de projet 12

13 Enjeux liés à un choix durable des matériaux et produits de construction La récupération et la réutilisation des matériaux et éléments de construction Exemple: la bibliothèque en plein air, Magdeburg, Allemagne (KARO Architekten, Leipzig) : Réutilisation d éléments en aluminium, en provenance de l ancien grand magasin Horten démoli. 13

14 Enjeux liés à un choix durable des matériaux et produits de construction La récupération et la réutilisation des matériaux et éléments de construction Exemple: la bibliothèque en plein air, Magdeburg, Allemagne (KARO Architekten, Leipzig) : réutilisation d éléments en aluminium, en provenance de l ancien grand magasin Horten démoli. 14

15 Enjeux liés à un choix durable des matériaux et produits de construction La récupération et la réutilisation des matériaux et éléments de construction Exemple: Villa Welpeloo à Enschede, Pays-Bas (2012Architecten, Rotterdam): 60% du volume de matériaux utilisés est issu de la récupération 15

16 Enjeux liés à un choix durable des matériaux et produits de construction La récupération et la réutilisation des matériaux et éléments de construction Exemple: Villa Welpeloo à Enschede, Pays-Bas (2012Architecten, Rotterdam): 60% du volume de matériaux utilisés est issu de la récupération 16

17 Enjeux liés à un choix durable des matériaux et produits de construction Les impacts des matériaux et techniques de construction sur la santé humaine C.O.V. (Composés Organiques Volatiles) Produits de finition: peintures, vernis, colles, huiles, panneaux à base de fibres, revêtements de sol souples, 17

18 Enjeux liés à un choix durable des matériaux et produits de construction Les impacts des matériaux et techniques de construction sur la santé humaine Protection de la santé des travailleurs sur chantier Protection intégrale lors de la mise en œuvre par projection d un isolant thermique Source : Port de gants lors de la manipulation d une laine minérale, afin d éviter l irritation de la peau. Cette protection est à compléter par un masque lors de la découpe et pose, afin d éviter l inhalation de fibres respirables Source : 18

19 Enjeux liés à un choix durable des matériaux et produits de construction Les impacts des matériaux et techniques de construction sur la santé humaine Recommandations émises par l Organisation Mondiale de la Santé Initiative «Sommet Matériaux et santé humaine» United States Green Building Council (USGBC) 19

20 Qu attend-on d un matériau / produit de construction? Exigences élémentaires posées à un matériau/produit de construction: Il doit remplir correctement la fonction pour laquelle il a été conçu/choisi que ses caractéristiques techniques satisfassent aux exigences connues/prévues Stabilité dimensionnelle, structurelle Comportement au feu Comportement à l humidité Capacité thermique Résistance à l usure 20

21 Qu attend-on d un matériau / produit de construction? Le produit concerné peut générer des impacts environnementaux et/ou sanitaires non négligeables: tout au long de son cycle de vie, ou à une étape donnée de celui-ci. Objectif: Choisir le matériau ou produit le plus respectueux de l'environnement et de la santé (des travailleurs et des occupants) parmi les options techniquement valables. 21

22 La notion de «cycle de vie» d un matériau CONCEPTION CAHIER DES CHARGES CHANTIER MISE EN OEUVRE UTILISATION DU MATERIAU FABRICATION DU MATERIAU FIN DE VIE CONCEPTION CAHIER DES CHARGES CHANTIER CONCEPTION CAHIER DES CHARGES (Source : VITO s.a.) RESSOURCES CHANTIER RESSOURCES NATURELLES 22

23 DEMARCHE 23

24 Matière Démarche Bâtiment Durable Faire une utilisation rationnelle de la matière Envisager la rénovation: Maintien in situ d éléments de structure et d enveloppe existants Maintien d éléments de parachèvement existantes nécessité d apport de matières nouvelles quantité de déchets de construction et de démolition S interroger sur les apports de matière neuve nécessaires: Réutilisation (in situ ou depuis filières de réemploi) Eléments / matériaux pouvant être laissés bruts ou sans couche de finition Less is more 24

25 Matière Démarche Bâtiment Durable Faire une utilisation rationnelle de la matière Exemple : [065] Savonnerie, réutilisation in situ d une structure métallique existante. Architectes : MDW. Exemple : [014] rue Van Pe, CPAS de Forest, maintien du revêtement de sol existant (granito), architecte : A2M. 25

26 Matière Démarche Bâtiment Durable Concevoir pour déconstruire et non pour démolir Les couches de durabilité d un bâtiment. Source: «How buildings learn», Stewart Brand, 1994 Avant d étudier en détail les modes d assemblage il importe de s attarder sur la durée de vie prévisible des éléments immobilisés dans le bâtiment. 26

27 Matière Démarche Bâtiment Durable Concevoir pour déconstruire et non pour démolir Réversibilité des assemblages: démontage ultérieur = séparabilité des éléments et des couches réutilisation (in situ ou via filières de réemploi) tri en fraction nettes optimisation du potentiel de recyclage Phases du projet concernées: Conception: choix des méthodes constructives Dossier d exécution: précision des techniques de mise en œuvre, avec intégration dans cahier des charges Chantier: respect des techniques imposées par le cahier des charges et des consignes de tri des déchets sur chantier (si d application 27

28 Matière Démarche Bâtiment Durable Concevoir pour déconstruire et non pour démolir Exemple: Project XX, Delft, XX architecten Source: L approche conceptuelle intègre la temporalité du bâtiment Après cette période, des travaux de rénovation auront lieu. Matériaux et éléments choisis afin de limiter au maximum leur impact environnemental. Tous les éléments de structure sont entièrement démontables. 28

29 Matière Démarche Bâtiment Durable Intégrer la flexibilité des aménagements dès la conception du projet Flexibilité (Larousse 2012) Caractère, qualité de ce qui est flexible Flexible (Larousse 2012) Qui se plie, se courbe aisément ; souple Qui a de la souplesse, de l'aisance, de la facilité Qui se plie aux diverses circonstances, aux influences Qu'on peut adapter aux circonstances particulières 29

30 Intégrer la flexibilité des aménagements dès la conception du projet PREFABRICATION Rationalisation Ossature bois Usine MODULARITE Rapidité FLEXIBILITE Calepinage Bloc Dimensions standards Kit Cellule Assemblage Standardi sation Conteneur Construction temporaire Evolution Plasticine Connectabilité Reproductibilité Répétitivité Extensibilité Simplification Cube Source: Ecorce sprl Transformable Adaptabilité Configurable Souplesse d utilisation 30

31 Intégrer la flexibilité des aménagements dès la conception du projet Les 3 notions sont toutes à intégrer dès l esquisse du projet se manifestent à différents moments de la vie du bâtiment ESQUISSE AVANT- PROJET PROJET SOUMISSION CHANTIER RECEPTION EXPLOITATION (E) (AP) (P) (S) (CH) (R) (EX) MODULARITE PREFABRICATION FLEXIBILITE intégrer intégrer intégrer Source: Ecorce sprl Plus aisé en nouvelle construction 31

32 Matière Démarche Bâtiment Durable Intégrer la flexibilité des aménagements dès la conception du projet Exemple: Projet Van Volxem, Art & Build Architects Surfaces de bureau transformables en logements Source: Art & Build Architects 32

33 Matière Démarche Bâtiment Durable Intégrer la flexibilité des aménagements dès la conception du projet Source: Art & Build Architects 33

34 Matière Démarche Bâtiment Durable Intégrer la flexibilité des aménagements dès la conception du projet Source: Art & Build Architects 34

35 Matière Démarche Bâtiment Durable Intégrer la flexibilité des aménagements dès la conception du projet Source: Art & Build Architects

40 Matière Démarche Bâtiment Durable Matériaux / produits neufs: à faible impact environnemental Idéal: le recours à une étude analyse du cycle de vie à l échelle du bâtiment ou au niveau des éléments de construction qui le composent. Si une telle étude ne peut être réalisée, les points d attention suivants permettent de mener une réflexion pertinente en matière d impact environnemental des matériaux à mettre en œuvre : Privilégier les matières premières disponibles localement Favoriser l utilisation de matériaux et éléments issus d une production / exploitation durable Recourir aux matériaux à base de matières premières renouvelables Privilégier les produits à contenu recyclé Choisir des matériaux et éléments à faible impact sur la santé humaine 40

41 Matière Démarche Bâtiment Durable Matériaux / produits neufs: à faible impact environnemental Il existe différents types d outils d aide au choix basés sur une analyse du cycle de vie: Les écolabels Les outils de classification Les outils d évaluation Les fiches de données relatives aux produits Bruxelles Environnement offre également une formation spécifique dédiée au «Choix des matériaux durables». Celle-ci se déroulera les 22 et 29 avril

42 Matière Démarche Bâtiment Durable Les écolabels: Principe : Déclarations environnementales de type I, régies par la norme ISO Gérés par des organismes indépendants de l industrie, les labels mettent en évidence le fait qu un matériau ou produit a un impact environnemental (et sanitaire selon le label) qui satisfait aux exigences du label. Les exigences diffèrent d un label à un autre. Ils prennent en compte le cycle de vie complet du produit et s appuient sur une analyse du cycle de vie. Il importe de noter que le fait qu un matériau ou produit ne dispose pas d un écolabel ne signifie pas pour autant que son profil environnemental et sanitaire soit défavorable. 42

43 Matière Démarche Bâtiment Durable Les outils de classification: Faciles à utiliser, ils reposent sur une méthode d évaluation qui leur est propre. Les différents matériaux repris sont comparés à performance égale et ensuite classés selon leurs impacts respectifs. Origine: Pays-Bas, Nederlands Instituut voor Bouwbiologie en Ecologie Site web: Green Guide Origine: Grande-Bretagne, Building Research Establishment Site web: 43

44 Matière Démarche Bâtiment Durable Les outils d évaluation: Utilisent des données d impact issues d une base de données produits (voir point suivant) Permettent à l utilisateur de comparer plusieurs scénarios sur base d un certain nombre d indicateurs d impact. A l échelle d un élément de construction OU à l échelle du bâtiment dans son ensemble 44

45 Matière Démarche Bâtiment Durable Les fiches de données relatives aux produits: Déclarations environnementales de type III, régies par la norme ISO Communément appelées EPDs (Environmental Product Declaration) Précisent, pour une série d indicateurs environnementaux pouvant varier d une base de données à une autre, les impacts générés par le produit. Origine: France Plus de 1000 fiches FDES disponibles. Site web: : Gratuit Concerne le marché français. Origine: Allemagne, IBU (Institut Bauen und Umwelt) Environ 165 fiches disponibles. Site web: : Gratuit concerne le marché allemand et autrichien. 45

46 Matière Démarche Bâtiment Durable Envisager la préfabrication Avantages : Optimisation du procédé de fabrication Utilisation rationnelle de ressources Gestion des risques et maîtrise des sources de pollution Réduction de la quantité de déchets produits sur chantier Réduction (en quantité et dans le temps) des nuisances sur chantier (bruit, poussières, charroi, ) Majoritairement méthodes de montage à sec: favorise le démontage ultérieur et le tri en fractions nettes Gain de temps au niveau de la mise en œuvre sur chantier Remplacement plus aisé d éléments ou de leurs composantes à condition de respecter l ordre d assemblage des couches selon les principes des couches de durabilité (cf. schéma présenté plus haut) Economie d échelle (si répétition des modules) 46

47 Matière Démarche Bâtiment Durable Envisager la préfabrication Contraintes : Trame, calepinage, dimensions structurelle et standardisées: à intégrer dès la phase de conception du projet + veille tout au long de la précision des plans Interaction étroite avec le fabricant / fournisseur, sur base régulière Etude précise du phasage des travaux Définition claire des responsabilités nécessaires (ex. modules de toiture préfabriqués livrés sans lattage: quid étanchéité à l eau?) Taille des éléments: tenir compte de la configuration du site et la place disponible sur chantier (manipulation, stockage) la largeur des voiries, rayons de braquage: contraintes liées au transport Couramment recours à un engin de levage Intérieur d îlot: dimensions adaptées ou utilisation d une grue Planning des livraisons et dispositifs de protection si stockage in situ 47

48 Matière Démarche Bâtiment Durable Envisager la préfabrication Exemple: [063] Brasserie, logements publics Les éléments de plancher ont été entièrement préfabriqués, permettant une répétition d étage à étage. Par ailleurs, le principe d attache de la charpente arrière (pattes métalliques) a permis l utilisation du même élément, quelle qu en soit l inclinaison. D autres éléments préfabriqués ont également été intégrés au projet, tels que les fermes du bâtiment arrière ou encore l enveloppe en ossature bois ne nécessitant plus qu une pose sur chantier. 48

49 Matière Démarche Bâtiment Durable Envisager la préfabrication Exemple: [002]Ecole Emile Bockstael Les murs de ce bâtiment sont constitués de parois massives en bois, préfabriquées et parfaitement isolées. Le bâtiment atteint la performance passive et le confort thermique est assuré. Il s agit d un exemple d étude poussée, où impact environnemental des matériaux mis en œuvre, choix du système structurel, confort thermique et acoustique et performance énergétique ont été poussés pour résulter en un bâtiment performant et exemplaire. 49

50 Matière Démarche Bâtiment Durable Envisager la préfabrication Exemple: Murray Grove, Londres Immeuble de logements sociaux (Architectes: Waugh & Thisleton) Structure entièrement réalisée en éléments préfabriqués en bois massif 50

51 Matière Démarche Bâtiment Durable Envisager la préfabrication Exemple: Murray Grove, Londres Immeuble de logements sociaux (Architectes: Waugh & Thisleton) Structure entièrement réalisée en éléments préfabriqués en bois massif 51

52 Matière Démarche Bâtiment Durable Envisager la préfabrication Exemple: [125] Rue Baron R. Vandernoot Les murs extérieurs ont une épaisseur totale de 52 cm. Ils sont composés de ballots de paille qui «emballent» une ossature bois portante (300X38mm), les murs de paille sont directement recouverts d un enduit naturel d argile coté intérieur et d un enduit à la chaux côté extérieur. Photos: Pailletech 52

53 Matière Démarche Bâtiment Durable Envisager la préfabrication Exemple: un chantier Batex région wallonne (habitat groupé pour 4 familles) Modules de façade et de toiture préfabriqués en structure bois, avec remplissage en bottes de paille. Planchers d étage en éléments préfabriqués (bois massif contrecloué). Montage des éléments pleins de l enveloppe, des planches d étage et du complexe de toiture de quatre unités d habitation en 2 semaines. Photos: Liesbet Temmerman 53

54 Matière Démarche Bâtiment Durable Envisager la préfabrication Pose d un plancher en caisson bois Source : Construction Millet Bois Planchers d étage préfabriqués en bois massif contrecloué Photo: Liesbet Temmerman 54

55 Matière Démarche Bâtiment Durable Envisager la préfabrication Points d attention : Certains produits préfabriqués se présentant sous forme d un élément «tout en un» ne constituent PAS un avantage du point de vue environnemental. Exemple: panneaux sandwich, comprenant isolation thermique, panneau rigide et/ou revêtement de toiture, film d étanchéité à l air, le tout assemblé par collage les différentes composantes de ce type de produits sont inséparables en fractions nettes en fin de vie, ce qui empêche le tri et la valorisation optimale des déchets Le recours aux éléments préfabriqués ne dispense pas d une évaluation objective de l impact environnemental du produit Particulièrement pour les éléments préfabriqués à base de bois, il faut s assurer que les produits utilisés n émettent pas de substances nocives pour la santé des occupants (C.O.V.) Exemple: plancher en bois massif contrecollé >< contrecloué assemblage par collage >< assemblage mécanique 55

56 Ce qu il faut retenir de l exposé L intégration d une réflexion environnementale portant sur les techniques et matériaux de construction doit intervenir dès la conception du projet. En l absence d une réflexion en amont, permettant la prévention des déchets de matière, les seuls actions pouvant être mises en œuvre sur chantier sont de l ordre de la remédiation, i.e. gestion des déchets. 56

57 Ce qu il faut retenir de l exposé (suite) 1 er critère de choix d un matériau ou produit de construction: capacité de satisfaire aux exigences techniques et performances attendues Une fois la palette de choix possibles définie, opter pour le matériau / produit avec le plus faible impact environnemental et sanitaire Effectuer son choix en connaissance de cause, sur base d évaluation des impacts à l aide d un outil intégrant une analyse du cycle de vie complet des matériaux et produits de construction. Diminuer l impact et le coût des chantiers / interventions / transformations futures passe aussi par une conception adaptée permettant la flexibilité des aménagements futurs. 57

58 Ce qu il faut retenir de l exposé (suite) La préfabrication est une solution dotée de nombreux avantages: celles-ci ne se limitent pas à la réduction de l impact environnemental des produits et de la quantité de déchets générés. Citons notamment: la rapidité de mise en œuvre, la réduction des nuisances, le montage/assemblage à sec et l économie d échelle potentielle. En revanche, le recours aux éléments préfabriqués demande une étude poussée intégrant les dimensions et trames, un échange fréquent et précis avec le fabricant / fournisseur et la prise en compte des contraintes du site. «Préfabriqué» ne dispense pas d une analyse de l impact environnemental et sanitaire du produit! 58

59 Références Guide Bâtiment Durable: 59

60 Références Guide Bâtiment Durable: Recommandations du thème «Matière»: G_MAT00: Problématique et enjeux d une utilisation durable de la matière G_MAT01: Le cycle de vie de la matière: analyse, sources d information et outils d aide au choix G_MAT02: Choix durable des techniques constructives et des matériaux de structure G_MAT04: Choix durable des matériaux d isolation thermique G_MAT05: Choix durable des matériaux de couverture de toiture G_MAT06: Choix durable des matériaux de parement G_MAT07: Choix durable des menuiseries extérieures G_MAT09: Choix durable des murs non porteurs et cloisons G_MAT10: Choix durable des revêtements de murs intérieurs et plafonds G_MAT11: Choix durable des revêtements de sol intérieurs 60

61 Outils, sites internet, etc intéressants : SITES INTERNET: Guide Bâtiment Durable de Bruxelles Environnement: Centre Scientifique et Technique de la Construction : Green Guide to Specification: Nederlands Instituut voor Bouwbiologie en Ecoligie: EPD, 2011, The International EPD system a communication tool for international markets: Comparaison entre les différents labels environnementaux et sociaux : htpp:// 61

62 Outils, sites internet, etc intéressants : OUVRAGES: ANDERSON, J., THORNBACK, J., (2012), A guide to understanding the embodied impacts of construction products, Construction Products Association, Londres BORDEN, G. (ed.), (2011), Matter: Material Processes in architectural production, Routledge BRADY, J., EBBAGE, A., LUNN, R., (2011), Environmental management in organizations, The Institure of Environmental Management and Assessment (IEMA), Earthscan, New York CRAWFORD, R., (2011), Life Cycle Assessment in the Built Environment, Routledge DEPLAEZ, A. et al, (2005), Constructing architecture : materials processes structures, Birkhaüser, Bâle HEGGER, M., AUCH-SCHWELK, V., FUCHS, M., ROSENKRANZ, T., (2009), Construire: atlas des matériaux, Presses polytechniques et universitaires romandes, Lausanne HEGGER, M., DREXLER, H., ZUEMER, M., (2007), Matérialité, Birkhaüser, Bâle KÖNIG, H., KOHLER, N., KREIBIG, J., LÜTZKENDORF, T., (2010), A life cycle approach to buildings, Institut für international Architektur-Dokumentation, Munich KUR, Friedrich, (1999), L habitat écologique Quels matériaux choisir, Terre Vivante, Metz 62

63 Outils, sites internet, etc intéressants : OUVRAGES (suite): OLIVA, J.-P., COURGEY, S., (2010), L isolation thermique écologique, éditions Terre Vivante, Mens SCHWARTZ, Jutta, (1998), L écologie dans le bâtiment Guides comparatifs pour le choix des matériaux de construction SNELL, C., CALLAHAN, T., (2006), Manuel de construction écologique, La Plage, Paris 63

64 Contact Liesbet TEMMERMAN Administratrice déléguée & Coordination des études Rue Ernest Allard Bruxelles : 02/ liesbet.temmerman@ceraa.be 64