Amélioration de l’enveloppe dans une démarche zéro-carbone
Comment choisir le matériau?
Améliorer les performances de l’enveloppe de son bâtiment semble être une des mesures les plus efficaces et courantes dans un projet de rénovation. Toutefois, dans une démarche zéro carbone, on ne peut se contenter d’une simple augmentation de l’épaisseur d’isolant. Il est aussi primordial de limiter les impacts de l’utilisation des matériaux de construction.
En Europe, on estime que le secteur de la construction est responsable de la consommation de 40% des ressources matérielles et de 35% de la production de déchets.
L’énergie est un enjeu majeur des crises géopolitiques mondiales. Le réchauffement climatique et les autres pollutions menacent nos environnements naturels, et mènent à des crises humanitaires, sociales, économiques qu’on ne peut ni nier ni négliger.
Économiquement, les matériaux représentent un marché important, et une part non négligeable du budget d’un bâtiment. Par le choix des matériaux, le maître d’ouvrage se positionne en consommateur et possède de ce fait un pouvoir sur le marché, et la société qui y est liée. La valorisation de critères environnementaux et sociaux pour le choix des matériaux de construction est donc un levier pour un changement global de la société vers un monde plus durable.
Les multiples impacts des matériaux ainsi que le pouvoir de « consommacteur » qu’il donne au maître d’ouvrage en font un des enjeux d’un projet d’école durable.
Le lien entre les matériaux de construction et la santé des travailleurs et des occupants est aussi à considérer dans le choix. Les matériaux composites, synthétiques, issus de la chimie industrielle, peuvent émettre des polluants atmosphériques, dont l’impact négatif sur la santé est avéré. Les matériaux de finition intérieure, qui ont un impact direct sur la qualité de l’air intérieur, seront choisis avec soin.
Afin de prendre en compte l’impact au sens large de ces matériaux de construction, de nombreuses actions sont à envisager, elles sont reprises sur cette page [site Rénover mon école] et à travers ce schéma :
L’analyse multicritère des impacts d’un matériau ou d’une solution est un exercice complexe.
Si on privilégie le réemploi et qu’on choisit des matériaux
- fabriqués à partir de matières premières renouvelables (et renouvelées !) et/ou ou à partir de matières recyclées ;
- peu transformés (surtout thermiquement) ;
- peu ou pas traité, n’utilisant pas de produits toxiques ;
- résistants et réparables ;
- issus de filières locales et d’entreprises qui respectent leurs travailleurs ;
- assemblés mécaniquement ;
- réutilisables ou recyclables en fin de vie.
Alors, on est dans le bon ! Analysons tout ceci de façon détaillée : ici
Plus d’info sur les hypothèses et la méthode d’évaluation ? En cliquant sur ce lien, vous serez redirigez vers le site rénover mon école.
Quels impacts?
Le choix des matériaux à mettre en œuvre nécessite donc une réflexion globale sur deux impacts différents : l’impact environnemental global et l’impact carbone global.
- Impact environnemental : préjudices portés à l’environnement par un matériau, depuis sa conception jusqu’à sa fin de vie, qui affectent principalement la qualité de l’air, la qualité de l’eau, les ressources et la santé humaine.
- Impact carbone : la quantité de carbone émise dans l’atmosphère par un matériau, depuis sa production jusqu’à sa fin de vie.
Tous les matériaux possèdent donc un impact environnemental et un impact carbone qu’il est primordial de prendre en considération dès la conception d’un projet de rénovation visant la neutralité carbone. Depuis quelques années on sait que plus la performance énergétique des bâtiments s’améliore, plus la part des émissions de CO₂ liée aux matériaux mis en œuvre augmente. Dès lors, il est intéressant de toujours chercher à optimiser les compositions de paroi en tentant de trouver le juste équilibre entre l’impact environnemental des nouveaux matériaux mis en œuvre et l’empreinte carbone liée à l’énergie opérationnelle. Les deux indicateurs ne sont pas toujours liés, l’optimisation d’un facteur n’entraînera pas d’office une amélioration du second. Un isolant biosourcé performant sur le plan carbone peut, par exemple, causer un impact environnemental défavorable à partir d’une certaine épaisseur.
Quel matériau pour quel impact?
Actuellement, les valeurs U de paroi des bâtiments ne sont optimisées qu’en fonction de leur capacité à réduire l’utilisation d’énergie opérationnelle dans le bâtiment.
Au vu de l’urgence climatique et sachant qu’au plus un bâtiment est performant au niveau énergie opérationnelle, au plus il a une grande empreinte carbone et un grand impact environnemental lié à ses matériaux, il semble donc intéressant d’optimiser cette valeur U paroi par paroi en tenant compte des deux composantes globales : l’empreinte carbone globale et l’impact environnemental global. De cette manière, il est possible d’une part d’identifier pour chaque mode constructif considéré, le niveau U à viser pour minimiser l’impact ; et d’autre part, de comparer les modes constructifs, pour ces niveaux U minimisant l’impact, de façon à identifier des modes constructifs à privilégier.
Nous avons effectué ces comparaisons sur base de courbes d’interpolations construites sur les points extraits du logiciel TOTEM. Le tableau ci-dessous illustre le résultat :
Les conclusions que l’on peut tirer de cette étude sont les suivantes :
- La distribution des modes constructifs par quartile n’est pas la même selon l’indicateur et le niveau d’isolation
- Les modes constructifs basés sur les panneaux de liège, laine de mouton et laine de verre (en coulisse) sont systématiquement parmi les solutions avec le plus d’impact environnemental. Pour un U=0,15W/m2K s’ajoute à cette liste les modes constructifs choisis comprenant du polyuréthane.
- Les modes constructifs basés sur l’isolation en flocons de cellulose et paille sont systématiquement parmi les solutions avec le moindre impact environnemental. Pour un U=0,24W/m2K s’ajoute à cette liste l’isolation EPS. Pour un U=0,15, s’ajoutent à cette liste les matelas de laine de verre ou de roche sous bardage bois.
De plus, les U optimum varient fortement en fonction de la paroi. Ils peuvent être de l’ordre des valeurs Umax réglementaires (cas du verre cellulaire ou du PUR), ou sensiblement plus bas : environ 0,16 W/m2K pour la fibre de bois, 0,11 W/m2K pour la cellulose et le verre cellulaire.
La question du “jusqu’où isoler”, dans le cadre de cette démarche zéro-carbone, pose donc la pertinence de mettre en oeuvre davantage de matériaux en regard des besoins de chauffage et du « surcoût » engendré. Pour certains, les Umax réglementaires représentent une valeur en-dessous de laquelle il n’est pas pertinent de descendre. Pour d’autres, des valeurs U sensiblement plus basses peuvent être proposées, d’un point de vue carbone comme d’un point de vue environnemental. Isoler plus ne signifie pas juste : « ajouter des couches ». Il faut veiller à ce que l’amélioration de la valeur U ne dégrade pas l’impact environnemental. Dés lors, pour une isolation renforcée, il faut interroger le mode constructif afin que la valeur U optimal s’accompagne d’un score d’impact environnemental également optimal.
Bilan environnemental total
Si vous souhaitez aller plus loin dans l’évaluation du bilan environnemental du bâtiment, nous vous proposons cet outil. Il vous permet de calculer l’impact environnemental total d’un bâtiment, en tenant compte non seulement des matériaux employés mais également des usages d’énergie. Il est évident que les consommations énergétiques d’une école ont, elles aussi, un impact environnemental plus ou moins important, selon la source de production. Modifier et/ou améliorer une paroi impacte également les consommations en énergie générales du bâtiment. Dès lors, en combinant l’impact des parois et des usages d’énergie, vous pourrez comparer différents scénarios et choisir celui ayant l’impact global le plus faible sur l’environnement.
