CO2 Balance

Nos approches de solutions

Si l'objectif est de limiter le réchauffement climatique à +1,5 degré Celsius, nous savons que nous devons concevoir et construire de manière « neutre » pour le climat dans le secteur du bâtiment. La difficulté consiste à définir le concept de neutralité. L'impact sur le climat n'étant pas facilement mesurable. Des expérimentations ont été menées pour le déterminer les méthodes d’évaluations les plus judicieuses. Cependant, les limites du système sont perçues différemment à travers le monde et de nombreux termes techniques sont employés à tort. Les émissions liées aux bâtiments sont généralement comptabilisées sur une année ; outre le chauffage et le refroidissement, l'électricité consommée par les utilisateurs doit également être prise en compte. Si l'on évalue de manière globale, on considère l'ensemble du cycle de vie du bâtiment . Ceci revient á  comptabiliser l’empreinte environnementale inhérente à la consommation énergétique tout au long de la durée de vie du bâtiment ainsi que l’empreinte environnementale des matériaux de construction (énergie grise), en tenant compte du potentiel de recyclage de ces derniers.

Climat négatif
La situation classique : Les émissions de CO2 ne sont pas compensées, qu'elles proviennent de la consommation d'énergie du bâtiment ou du contenu carbone des matériaux de construction.

Climat neutre
En cas de neutralité climatique, la production ou l'achat d'énergie renouvelable permet d'éviter les émissions de CO2 liées à la consommation d'énergie. Une neutralité climatique plus globale exige également que le contenu carbone des matériaux de construction soit compensé.

Climat positif
La production d'énergie renouvelable ne couvre pas seulement la consommation d'énergie du bâtiment, mais crée un surplus. Ainsi, les émissions de CO2 sont omises ailleurs ; l'empreinte globale de CO2 d'une maison à climat positif est réduite année après année.

Notre approche consiste à minimiser besoins énergétiques du projet sans compromettre au confort des occupants. Les systèmes énergétiques sont approvisionnés par des énergies renouvelables. Nous étendons notre périmètre d’études pour considérer désormais l’empreinte environnementale intégrale du projet.

Qu'il soit à l’échelle du bâtiments individuels ou de quartiers, il demeure possible d'équilibrer consommation et production locale d’énergie sur site et donc ses émissions en dioxyde de carbone, ce qui signifie la neutralité carbone en opération. En outre, il existe des bâtiments pouvant produire un surplus de production électrique sur site, ce qui leur permet d'être qualifiés de "batiments à énergie positive". Cependant, le problème des émissions carbone n'est pas seulement inhérent à la phase opération du bâtiment, mais aussi à l’empreinte environnementale des matériaux de construction (énergie grise). Il est donc judicieux de documenter l'ensemble des intervenants au cycle de vie d'un bâtiment sur sa durée de vie et d’estimer son empreinte globale en émissions carbone. Il est ainsi possible d'estimer le nombre d'années nécessaires pour qu'un bâtiment à énergie positive parvienne à compenser l’entièreté de son empreinte carbone, liée à sa constructions ainsi qu’à son opération.

Approche fondamentale Neutralité carbone ou bâtiment à énergie positive

Construisons une maison avec un jardin pour un usager idéal, c’est-à-dire celui souhaitant que le projet soit au minimum en neutralité carbone. Une telle entreprise peut sembler gérable car les possibilités de choisir les matériaux de construction et l'équipement de la maison sont idéales. Après avoir déterminé la consommation d'énergie pour le conditionnement et l’éclairage des espaces, nous identifions les sources d'énergie renouvelables disponibles localement. Bien entendu, nous équilibrons également l'installation et l'équipement pour la production d'énergie. Il est tout à fait logique de comparer l'alimentation du réseau en électricité temporairement excédentaire avec la considération ou la possibilité d'un stockage local. Le résultat pourrait être une maison individuelle à consommation nulle voire positive. Un bâtiment à consommation énergétique nette zéro est nommé ainsi car son bilan énergétique est équilibré ; il ne consomme pas plus qu'il ne produit. Lorsqu’on parle d’un bâtiment à énergie positive, il s’agit d’un bâtiment dont la production énergétique, sur une période d'un an en général, est excédentaire par rapport à sa consommation.

Ce principe peut également être appliqué à la rénovation d'un bâtiment existant. Cela est cependant déjà moins abordable parce que l'emplacement et l'orientation du bâtiment sont prédéterminésm et parfois, la protection du patrimoine historique  limite la marge de manœuvre.

Si nous considérons maintenant l’exemple d’immeubles d'habitation, il devient évident qu'il y a un manque de surfaces disponibles en toiture si le photovoltaïque doit couvrir seul les besoins énergétiques. Il y a un manque de production d'énergie électrique ; elle doit venir d’ailleurs. Dans le sol, la chaleur et le froid sont disponibles gratuitement ; ils doivent être captés et rendus utilisables via une pompe à chaleur, alimentée par exemple à l'énergie solaire. Cependant, sous un climat typique européen, il n’est pas possible de produire de l’électricité renouvelable à n’importe quel moment et une plus ou moins grande partie est donc importée du réseau électrique public.

Un développement urbain planifié présente encore plus d'avantages : Les synergies peuvent être exploitées, des solutions locales peuvent être créées, les systèmes d'approvisionnement en énergie et leur potentiel peuvent être analysés, des réseaux de chaleur locaux peuvent être déployés - également par mesure de précaution - et les toitures peuvent être orientés de manière optimale et être couverts en panneaux photovoltaïque afin d’alimenter les bâtiments environnants en électricité.


La récupération de chaleur et la ventilation contrôlable, ainsi que les méthodes passives de refroidissement, est une combinaison efficace de stratégies qui convient particulièrement aux bâtiments avec une occupation particulièrement élevée : écoles, gymnases, bureaux en espace ouvert. La chaleur fatale peut également être stockée pour les besoins de chauffage. Cette solution est particulièrement intéressante lorsqu'elle est utilisée à grande échelle.


Il y a évidemment des solutions. La condition de base de leur succès est que quelqu'un les veuille, c'est-à-dire le client ou l'investisseur. Ce n'est pas le retour sur investissement qui doit être la priorité absolue, mais la durabilité du bâtiment. Pour les autorités, par exemple, cela signifie qu'elle doit avoir la possibilité de ne pas attribuer le contrat au concept le moins cher, mais de pouvoir voter pour une solution durable. Pour aller plus loin, il faudrait équilibrer l’empreinte environnementale générée par la construction du bâtiment (énergie grise des matériaux de construction).

DGNB ‘climat-positif’ – mesurer la consommation énergétique

Avec "climat positif", la DGNB (Société allemande pour la construction durable) a créé un terme clair pour qualifier les bâtiments et l'a attribué pour la première fois à l'automne 2019. La société l'utilise pour récompenser les bâtiments qui, pour le dire simplement, "produisent plus qu'ils ne consomment" pendant leur fonctionnement et utilise les émissions en équivalent CO2 comme critère d'évaluation :

"Les émissions de CO2 générées par le bâtiment et son utilisation doivent être inférieures aux émissions évitées par la production et l'exportation d'énergie sans gaz à effet de serre sur site".

Les chiffres réels (mesurés) de la consommation d'énergie doivent être disponibles et le label est valable rétroactivement pour une année seulement, car la qualité des importations d'énergie est convenue contractuellement et peut changer. Toutefois, seuls les bâtiments dont les valeurs pouvant être communiquées peuvent être soumis à une évaluation. Les propriétaires, exploitants et utilisateurs de bâtiments doivent donc participer. Les valeurs de consommation sont soumises à la protection des données. Un immeuble d'habitation, par exemple, ne peut donc être soumis. Cependant, en se basant sur des données mesurées, l'attribution est transparente et représente la réalité. Avec le délai annuel, l'autorégulation reste attrayante, et tout changement est pris en compte.

En 2019, six de nos projets ont reçu ce prix de la DGNB, suivis par d'autres en 2020. Nous continuerons à surveiller l'exploitation des bâtiments qui ont reçu le prix dans la mesure du possible et nous nous réjouissons d'étendre la liste à d'autres bâtiments. Nous envisageons donc l'avenir de manière "positive pour le climat".

Cependant, le classement "climat positif" de la DGNB ne prend pas encore en compte l’empreinte carbone des matériaux de construction. D'autres labels, comme le CaGBC Zero Carbon Building Standard, la certification zéro carbone de l'International Living Future Institute ou le Label E+C- "Bâtiment à Énergie Positive et Réduction Carbone" de la France, exigent que l’empreinte carbone des matériaux de construction soit également compensée, ce qui nécessite une approche plus globale.

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Approche globale Minimiser l’empreinte carbone pour la construction, compenser le reste

Le terme de neutralité en matière de CO2 peut être utilisé à plusieurs niveaux : Il peut s'appliquer aux calculs des émissions liés à l’opération du bâtiment . Ou bien le terme peut également inclure l’empreinte carbone spécifique aux matériaux de construction: la somme des émissions de CO2 associées à la construction du bâtiment, à son entretien et à sa rénovation tout au long de son cycle de vie, y compris sa démolition et son élimination ou son recyclage. La compensation consiste à produire autant d'énergie renouvelable que possible sur le site. L'énergie excédentaire est ensuite calculée comme un crédit de CO2. L'énergie renouvelable achetée peut également être comptabilisée.

Si nous voulons réduire systématiquement les émissions de CO2 dans le secteur du bâtiment, il est indispensable d'analyser les émissions de dioxyde de carbone des bâtiments tout au long de leur cycle de vie.

Une approche holistique comprend alors la prise en compte de toutes les "étapes" : la conception, la production des matériaux, le processus de construction lui-même, l'utilisation des installations, l'entretien et la déconstruction, ainsi que le recyclage et la réutilisation des matériaux.

La phase de conception détermine dans quelle mesure la conception du bâtiment sera "durable" et sélectionne des matériaux de construction appropriés à faible consommation d'énergie et donc à faible émission de dioxyde de carbone. Dans ce processus, la forte énergie utilisée pour produire une enveloppe de bâtiment à haute performance, comme des fenêtres à double ou triple vitrage remplies de krypton, peut être compensée par des économies dans la consommation d'énergie des équipements de chauffage et/ou de refroidissement.

Des études sur la phase de fabrication des matériaux montrent que les matériaux en bois ont une empreinte carbone plus faibles que le béton ou l'acier à titre  d’exemple. Toutefois, l'augmentation de la déforestation dans le monde ayant un impact négatif sur le réchauffement de la planète, il faut également tenir compte de l'action responsable et de la durabilité. Cependant, si la masse de béton est utilisée à bon escient, elle peut servir à réduire la puissance et la consommation énergétique pour le conditionnement des espaces, pour une durabilité et des économies d'énergie en fonctionnement. Cet avantage doit être soigneusement pesé et varie en fonction de la zone climatique. D'autre part, la préservation des éléments de structure en béton existants permet presque toujours de réduire l’empreinte environnementale des matériaux par rapport à celle d’une construction neuve.

Les études scientifiques soulignent la nécessité d'utiliser des matériaux locaux pour réduire les émissions de carbone liées au transport, à la distribution des matériaux et à la phase de construction.

L'utilisation de matériaux préfabriqués dans la construction est également considérée comme bénéfique pour réduire les émissions ainsi que pour minimiser les déchets de construction. Le degré d'intérêt écologique de la préfabrication dépend de chaque cas, car le transport joue un rôle majeur. Elle doit donc être examinée au cas par cas.

Les matériaux et les méthodes de construction jouent donc un rôle majeur dans la réduction de l'impact environnemental pendant les phases de construction, d'utilisation, d'entretien et de démolition du bâtiment. Lorsqu'un bâtiment conventionnel est déconstruit, une grande partie de l'énergie requise est destinée au transport. Une longue durée de vie et une réutilisation facile doivent être envisagées dès le départ. Le concept "du berceau au berceau" cradle to cradle (C2C) semble être une approche globale utilisant une économie circulaire cohérente dans laquelle la consommation d'énergie et les émissions de gaz à effet de serre restent faibles. Cependant, la mise en œuvre de ce principe dans la pratique du bâtiment n'en est qu'à ses débuts.

Bien qu'une analyse globale du cycle de vie apporte de la clarté et ouvre la voie, elle peut encore causer des maux de tête. Par exemple, si nous analysons un bâtiment construit avec une quantité importante de bois massif : le bois obtient de bons résultats dans les trois premières étapes (phases de fabrication, d'érection et d'utilisation) du cycle de vie en termes de consommation d'énergie et de faibles émissions de CO2. Cependant, comme nous ne connaissons pas la fin de vie et que nous espérons seulement que le bois continuera à être utilisé, la manière de gérer la fin de vie fait débat. Devons-nous supposer que le bois finira par se décomposer ou brûler, de sorte que le carbone lié au matériau finira par être libéré, et qu'il faudra donc inclure cette émission dans la comptabilisation du carbone ?

 

Quoi qu'il en soit, les planificateurs, les consultants et les propriétaires devraient élargir leur champ de vision et coopérer étroitement à la résolution de ces problèmes. Avec des concepts bien pensés, nous pouvons développer des bâtiments attrayants qui allient efficacité économique et haute qualité environnementale intérieure et penser à la durabilité au-delà de la fin de vie du bâtiment.

Afin de garantir la plus grande transparence possible, nous présenterons à l'avenir la comptabilisation complète de l’empreinte carbone pour nos projets, et si ceux-ci atteignent la neutralité carbone.

Réduire les émissions carbone Des initiatives novatrices

Dans la majeure partie du monde, les informations sur les émissions de CO2 associées à la fabrication des matériaux de construction et des bâtiments sont limitées et incohérentes. Sans une base de données complète et transparente, l'évaluation du cycle de vie des bâtiments reste incomplète. Parallèlement, l'application de seuils d'émission de carbone pour la consommation d'énergie n'a pas perdu sa priorité et doit être abordée dans les bâtiments existants Les processus et normes de certification présentent une diversité d'approches similaire, orientant le débat dans la communauté professionnelle et exerçant une pression importante sur les décideurs politiques et l'industrie. Dans chaque pays, par exemple, il est nécessaire de procéder à un examen minutieux avant la conception : L'empreinte carbone et la neutralité déclarée tiennent-elles compte uniquement de la consommation d'énergie des services du bâtiment ou incluent-elles les charges électriques ? Quels types de production d'énergie sont courants dans le pays et comment sont-ils pris en compte ? Quelles sont les phases de l'analyse du cycle de vie et comment les matériaux de construction sont-ils évalués ?

La ville de New York est à l'avant-garde de la lutte contre les émissions de carbone des bâtiments existants avec la loi locale 97, la législation la plus ambitieuse en matière d'émissions des bâtiments adoptée par une ville dans le monde. La loi impose des plafonds d'émissions de carbone à la plupart des bâtiments existants de plus de 25 000 pieds carrés, soit environ 50 000 propriétés résidentielles et commerciales dans la ville de New York. Les bâtiments dont les émissions dépassent le plafond doivent payer une amende, calculée en fonction du dépassement du plafond. Ces plafonds débuteront en 2024 et deviendront de plus en plus stricts au fil du temps, pour finalement réduire les émissions de 80 % d'ici 2050.

La France est pionnière d'une démarche novatrice en Europe : Les exigences relatives aux bâtiments à énergie positive et à émissions en CO2 négatives sont introduites dans la nouvelle Réglementation Énergétique (RE 2020) après avoir été expérimentées dans le cadre du Label E+C- depuis 2016. Outre la consommation énergétique des bâtiments neufs, la RE 2020 fixe des limites de l’empreinte carbone pour le fonctionnement des bâtiments et exige une analyse du cycle de vie des matériaux de construction et équipements. Les limites d'empreinte environnementale sur les bâtiments neufs favorisent le recours à l'énergie électrique, réduisant ainsi les émissions de CO2 provenant des chaudières à fioul et à gaz.

Tout comme à New York, la limite sera abaissée au fil des années, avec des limitations supplémentaires sur l'utilisation par poste de l'énergie afin de dissuader l'utilisation inutile du chauffage par résistance électrique. En outre, la RE 2020 évaluera les émissions de carbone des matériaux de construction et équipements sur une durée de vie de 50 ans du bâtiment.

Un changement majeur de la nouvelle réglementation énergétique par rapport au Label E+C- : les seuils de carbone fixés pour les matériaux et la construction prévoient une marge de manœuvre pour les fabricants du béton, du ciment et de la brique, à condition que ces derniers réduisent leurs émissions de 34 % d'ici 2030. La RE 2020 entrera en vigueur au début de l'année 2022.