“LA DURABILITÉ NE TIENT PAS AU MATERIAU SEUL. IL FAUT PRENDRE LE CONTEXTE DANS SON ENSEMBLE”

La population mondiale ne cessera pas d'augmenter jusqu'à la moitié de ce siècle. Il est donc nécessaire de consommer les matières premières et l'énergie de façon rationnelle pour préserver l'équilibre entre les matériaux disponibles et les besoins humains. La construction durable implique une approche du processus de construction qui examine tout le cycle de vie d'un bâtiment.

IMPORTANCE DU CONTEXT

"Il y a une vingtaine d'années," dit Noël Naert de Febelcem, "on s'est mis à opposer les matériaux, mais on a compris entre-temps que la durabilité d'un matériau ne tenait pas qu'au matériau même. Il faut prendre le contexte dans son ensemble. Pour cela, nous nous sommes renseignés auprès du monde académique. Ils en sont arrivés à la conclusion qu'il fallait surtout regarder si la construction était durable en tant qu'ensemble. Ce n'est qu'alors qu'on peut évaluer le cycle de vie entier, des composants à la construction finale, en passant par la production du matériau de construction, et de la mise en service à la phase de démolition comprise.”

“Dans chaque construction, différents matériaux sont utilisés ensemble”, ajoute Naert. “Une coque de façade se compose p.ex. de diverses couches, ayant chacune leur propre fonction. Le rêve ultime est dès lors la conception d'un matériau réunissant toutes ces fonctions. Avec le béton, cela est déjà en partie possible, p.ex. avec du béton isolant translucide ayant une masse suffisante pour absorber les fluctuations thermiques. En Suisse et en Autriche, il y a déjà des projets avec des murs en béton ne faisant pas plus de 50 centimètres d'épaisseur, mais réunissant toutes les fonctions remplies dans un mur ‘classique’ par différents matériaux (plâtrage intérieur, structure portante, isolation, couche d'air, parement et revêtement extérieur). Il s'agit là de la traduction ultime d'un matériau durable.

"Un élément supplémentaire de la durabilité est la possibilité de recyclage d'un matériau: dans quelle mesure peut-il être transformé à nouveau en matière première après son cycle de vie? Nous évoluons, en fait, de plus en plus vers une situation où les différents éléments d'un bâtiment ont une propre carte d'identité digitale sur laquelle les performances techniques sont décrites.”

PRODUCTION

Matières premières

Les matières premières pour le béton se trouvent en grande partie au niveau local et le plus souvent, ce sont aussi des matériaux naturels. Dans le monde, ces matières premières sont aussi disponibles en quantités suffisantes, de sorte que le caractère régional du transport limite la pollution environnementale. Cependant, la pollution environnementale ne peut pas être qualifiée de minime en chiffres absolus en raison de l'application massive du béton et on doit envisager des matières premières 'plus vertes'. L'utilisation de matières premières secondaires doit certainement être applaudie. Les produits résiduels des hauts fourneaux et des centrales électriques sont valorisés comme produits de remplacement dans le ciment et le béton, ce qui fait que l'environnement est moins pollué au final. Dans le même esprit, des recherches sont menées depuis des décennies sur le recyclage des débris de béton comme nouvelle matière première.

Emissions

Grosso modo, la pollution environnementale du béton est causée à 80% par la production du ciment. Si le ciment est constitué de matières premières naturelles, il subit un processus d'échauffement pour en faire un liant adéquat pour le béton, ce qui libère en masse du CO2 lors de la conversion de la marne, de l'argile ou de la pierre calcaire (CaCO3) en oxyde de calcium (CaO) et oxyde de carbone (CO2). Pour alimenter le four à ciment, on utilise couramment des combustibles fossiles, ce qui produit encore du CO2. Dans le monde, la production de ciment est ainsi responsable de pas moins de 5 à 7% de toutes les émissions de CO2. En Europe, de nombreux efforts ont déjà été consentis en la matière et ceci revient en moyenne à 750 kg d'équivalent CO2 par tonne de ciment, soit environ 3% de l'émission de CO2 en Europe. Les efforts sur ce plan se focalisent d'une part sur la composition et les réactions de liaison du ciment et d'autre part sur l'utilisation de la biomasse et des combustibles alternatifs pour les fours à ciment.

Absorption

Avant, on se focalisait surtout sur les émissions de CO2 de la production de ciment," ajoute Naert, "mais il s'avère que le béton absorbe – comme les forêts – des quantités importantes de CO2. Le matériau réagit, en effet, avec le CO2, formant ainsi à nouveau du carbonate de calcium ou de la pierre calcaire. Ce processus est appelé carbonatation.

Au sein de Febelcem, nous savions depuis longtemps déjà que le béton réabsorbait une partie du CO2 émis lors de la production de ciment,” avoue Naert, “mais nous pensions que la quantité variait de quelques pour cent à 25%, en fonction de l'exposition du béton à l'air extérieur. Il s'avère cependant à présent qu'il s'agit de quantités bien plus importantes, atteignant même 43%. Des chercheurs ont calculé que rien qu'en 2013, on pouvait parler d'un quart de gigatonne de carbone. Cela est énorme et signifierait que le béton serait à plus long terme un produit bien plus écologique que ce qu'on pensait souvent.

CONSTRUCTION

Sur mesure

Le béton se distingue des autres matériaux par sa fabrication 'sur mesure' pour une application bien déterminée. “Lors de la production de béton, l'application peut déjà être gardée en tête”, déclare Naert. “La formule de base simple du béton offre tant de possibilités qu'on peut chercher et trouver la solution la plus adéquate en fonction de l'application.

Transport

Le béton est aussi un matériau pouvant toujours être trouvé 'à proximité'. Outre le transport 'limité' des matières premières évoqué, un réseau dense de sites de production permet de minimiser la distance du transport du mortier. Ceci influencera certainement positivement la durabilité d'une structure de béton, si l'on le compare avec les frais de transport des matériaux de construction alternatifs.

Déchets

Egalement positif est le fait qu'en principe, il reste peu, voire pas de déchets de béton sur le chantier. Des restes de mortier de béton non coulé retournent vers la centrale où ils sont en grande partie recyclés, soit par exemple dans le coulage de blocs empilables, soit dans un bassin de décantation où l'eau et la matière solide sont séparées avant de les réintroduire dans le processus de production comme eau de processus et additif.

UTILISATION

Propriétés

Wellicht meer nog dan de productie- en de bouwfase, is de gebruiksfase doorslaggevend voor het energieverbruik en de duurzaamheid. la phase d'utilisation est déterminante en matière de consommation d'énergie et donc de durabilité. Par la seule utilisation des propriétés inhérentes du béton classique, ce matériau obtient déjà un bon résultat. Une grande masse thermique confère au béton la possibilité de réguler la chaleur. Un glissement de quelques heures de la température crête accroît de façon importante le confort thermique des occupants et ceci peut réduire de 50% l'émission de CO2 de l'énergie nécessaire pour refroidir ou chauffer l'air dans le bâtiment. La masse élevée du béton offre par nature une excellente isolation phonique et en fonction de la structure surfacique, ce matériau peut aussi bien absorber le bruit. La combinaison masse/structure peut suffisamment atténuer le bruit pour satisfaire à des normes de bruit même sévères. Le béton affiche même un excellent comportement au feu; il est ininflammable et incombustible. En cas d'incendie, le béton résiste longtemps aux flammes et le danger d'éboulement est donc limité.

Techniques innovantes

En plus de l'application d'une bonne isolation thermique, d'une parfaite étanchéité à l'air du bâtiment, de l'utilisation d'installations de chauffage et de refroidissement écologiques, le béton est un matériau de construction qui peut fournir une importante contribution.De beaux exemples d'application innovante sur ce plan sont l'activation du noyau de béton et peut-être moins connue l'utilisation de PCM (Phase Changing Material) dans le béton. Les PCM sont des matériaux dans lesquels est utilisée la chaleur latente: le changement de phase peut procurer un effet refroidissant d'une pièce avec une température en hausse (fusion du PCM = absorption de chaleur ambiante) et un échauffement de cette même pièce avec une température en baisse (solidification du PCM = émission de chaleur dans l'envi-ronnement).

Alors que le bâtiment n'avait qu'une fonction de peau du bâtiment autrefois, cette peau est de plus en plus utilisée maintenant comme élément actif dans le comportement thermique d'un bâtiment. On parle alors de bâtiments thermiquement actifs (BTA).

RÉUTILISATION

Une seconde vie

La 'chaîne' d'un bâtiment doit aussi être fermée. Ici, il est essentiel de savoir quand et comment fermer la chaîne. Il est évident qu'une démolition d'un bâtiment après quelques décennies, même avec le recyclage complet des matériaux, polluera davantage l'environnement que l'utilisation prolongée ou la réutilisation de ce même bâtiment. Peu de matériaux de construction peuvent approcher la longévité technique du béton. Dans la pratique, le béton survit effectivement à la longévité de bâtiment envisagée. Il se prête donc parfaitement bien à l'adaptation d'un bâtiment à une ‘seconde vie’. On connaît des exemples pour lesquels deux appartements dans une ossature de béton sont réunis pour former un seul appartement ou dans lesquels un ancien complexe industriel construit en béton a été transformé en un immeuble de bureaux moderne.

Cet allongement de la longévité fonctionnelle et économique d'un bâtiment est surtout déterminé par la construction portante. Par anticipation des fonctions et répartitions futures ou alternatives, celle-ci doit être conçue de telle sorte qu'une réaffectation du bâtiment peut s'effectuer sans gros problèmes constructifs.

Recyclage

Si un bâtiment en béton doit finalement être démoli, la fraction de béton est entièrement recyclable et peut contribuer à une matière première plus écologique pour de nouvelles applications de béton.