Comment les architectes relèvent le défi de la construction en période de crise climatique

Une maison ronde "résistante aux ouragans" en cours de construction à Mexico Beach, en Floride - également construite selon des normes plus durables que d'habitude.
Une maison ronde "résistante aux ouragans" en cours de construction à Mexico Beach, en Floride - également construite selon des normes plus durables que d'habitude. Tous droits réservés AP Photo/Chris Carlson
Par Lottie Limb
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Cet article a été initialement publié en anglais

De l'efficacité énergétique à l'empreinte carbone, en passant par les rénovations, voici quelques principes de base de la conception durable.

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Bien que l'isolation soit un outil essentiel pour réduire la consommation d'énergie - en protégeant les personnes des températures extrêmes et des factures d'énergie fluctuantes - l'idée que l'on soit maître chez soi ne tient plus la route.

L'environnement bâti est responsable de 39 % des émissions annuelles de carbone dans le monde, et la majeure partie de l'énergie utilisée dans une maison ou un bureau est destinée à réguler la température. Augmenter le chauffage ou l'air conditionné peut apporter un confort à court terme, mais nous ne pouvons pas dissocier le bâti de la crise plus large à laquelle ces appareils contribuent, chacun à leur manière.

L'architecture résistante au climat risque également d'être contre-productive lorsqu'elle protège de manière inconsidérée contre notre monde qui se réchauffe."Il est important de veiller à ce que l'accent mis sur la résilience ne conduise pas à une ingénierie excessive des bâtiments, ce qui entraînerait une augmentation des émissions de carbone et des coûts", affirme Brigitte Clements, présidente du réseau britannique Architects Climate Action Network (ACAN).

Nous examinons ici quelques bâtiments qui consomment moins d'énergie et qui tirent le meilleur parti des méthodes et matériaux durables.

2226 : l'immeuble qui n'a besoin ni de chauffage ni de système de refroidissement

2226 Lustenau, Autriche. Le bâtiment n'a pas de système de chauffage, de ventilation ou de refroidissement. Le flux d'énergie est contrôlé par un logiciel
2226 Lustenau, Autriche. Le bâtiment n'a pas de système de chauffage, de ventilation ou de refroidissement. Le flux d'énergie est contrôlé par un logicielEduard Hueber/Baumschlager Eberle Architekten

Situé à Lustenau en Autriche, cet immeuble de bureaux d'une simplicité désarmante fait appel à des techniques ancestrales. Il est blanc, pour réfléchir la chaleur, et ses fenêtres profondes aident à garder les gens au frais.

Mais il se passe quelque chose de plus surprenant à l'intérieur : le bâtiment est maintenu entre 22 et 26 degrés Celsius, sans aucun système de chauffage ou de refroidissement artificiel. Les architectes du bureau "Baumschlager Eberle Architekten" sont à l'origine due principe dit 2226, qui utilise un logiciel pour contrôler les ouvertures des fenêtres.

Le concept exploite la masse thermique du bâtiment explique le directeur Daniel Pöhner. Il détecte les niveaux de CO2, de température et d'humidité, et ouvre et ferme les fenêtres en conséquence.

"En Europe, on peut utiliser les différences de température entre la nuit et le jour. C'est le principe de base", souligne-t-il. Pendant les étés chauds, les bouches d'aération s'ouvrent la nuit pour créer un courant d'air frais, tandis que la chaleur résiduelle des personnes et des ordinateurs est conservée pendant l'hiver.

Vous n'avez pas la sensation étrange d'être dans un espace climatisé. Nous pensons que c'est une façon plus saine de vivre dans un bâtiment.
Daniel Pöhner
Baumschlager Eberle Architekten

La méthode 2226 suscite un intérêt croissant, en particulier au Royaume-Uni, où l'entreprise étudie actuellement son premier projet de modernisation.

"Là où l'humidité est très élevée toute l'année et où la chaleur dépasse en moyenne 25°C toute l'année, il y a des problèmes. Mais dans toute l'Europe, à l'exception peut-être du sud de l'Espagne, il n'y a absolument aucun problème", reconnaît Daniel Pöhner.

 Il ajoute que Lustenau connaît déjà des variations de température plus extrêmes, de -16°C en hiver à +30°C en été, et que le système fonctionne toujours aussi bien.

The Brick House : le bâtiment danois à l'isolation minimale

The Brick House, avec des blocs d'argile isolants. Les architectes ont été chargés de construire une maison d'une durée de vie minimale de 150 ans
The Brick House, avec des blocs d'argile isolants. Les architectes ont été chargés de construire une maison d'une durée de vie minimale de 150 ansLaura Stamer

Cette maison en briques située au Danemark adopte une approche originale d'isolation, en n'en utilisant que très peu. Les architectes, Leth et Gori, se sont inspirés des maisons danoises traditionnelles pour créer une construction durable avec des murs "respirants".

Seuls des blocs et des briques d'argile sont utilisés pour les assembler, les interstices permettant à l'air de circuler. Les briques Poroton (Poroton est une marque de briques de maçonnerie, il s'agit d'une brique creuse, ndlr) sont un bon régulateur de température grâce à leur masse thermique - elles fournissent de la chaleur en hiver, rafraîchissent et absorbent une partie de l'humidité de la maison en été.

"Nous n'avons pas besoin de réinventer la roue pour résoudre la crise climatique actuelle", explique l'associé Uffe Leth, à Euronews Green. "Beaucoup de bons matériaux et de bonnes solutions existent dans nos bâtiments historiques et la clé est d'utiliser ces bâtiments et ces matériaux autant que possible et de ne construire de nouveaux bâtiments que lorsque c'est vraiment nécessaire".

Nous n'avons pas besoin de réinventer la roue pour résoudre la crise climatique actuelle.
Uffe Leth
Co-fondateur, Leth & Gori

Dix ans après la conception de la Brick House dans le cadre d'une initiative de "mini-maisons à CO2" à Nyborg, feraient-ils différemment aujourd'hui ?

"Aujourd'hui, nous serions probablement encore plus attentifs à l'empreinte carbone de chaque matériau. Les briques de façade et les tuiles sont particulièrement lourdes en carbone et gagneraient à ne pas être neuves mais recyclées ou à être fabriquées à partir d'un autre matériau", explique Uffe Leth.

Un projet récent utilise des briques de poroton et un toit de chaume. Ce pavillon en briques de chaume montre que les matériaux de construction traditionnels peuvent être combinés avec des matériaux biogènes, et donner des résultats techniquement et esthétiquement agréables.

The Thatched Brick Pavilion, un projet commun entre Leth & Gori, Rønnow Architect et Cinark
The Thatched Brick Pavilion, un projet commun entre Leth & Gori, Rønnow Architect et CinarkKim Høltermand

Qu'est-ce que le 'Passivhaus' ?

Lorsqu'il s'agit de construire des bâtiments durables et économes en énergie, un concept s'est imposé ces dernières années : le "Passivhaus". Il s'agit d'un concept global de construction de bâtiment à très faible consommation d’énergie. Le label "Passivhaus" est un label allemand de performance énérgétique des bâtiments. En France, on parle de maison passive ou construction passive. 

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Selon Mike Eliason, architecte et chercheur américain qui s'est formé en Allemagne au moment de l'essor du "Passivhaus", cette norme à très faible consommation d'énergie crée une "enveloppe super étanche à l'air". Les bâtiments certifiés utilisent peu d'énergie pour le chauffage et la climatisation et disposent d'un système de ventilation à récupération de chaleur.

Il existe différentes façons de construire une maison passive et Mike Eliason, fondateur du laboratoire de réflexion et d'action Larch Lab, est un fervent défenseur du bois massif. "C'est comme deux saveurs, elles vont bien ensemble", explique-t-il. "Les performances sont meilleures avec les deux, en termes de carbone incorporé et de performance énergétique".

Le carbone incorporé fait référence aux émissions de gaz à effet de serre causées par la construction de nouveaux bâtiments et infrastructures, par opposition à la consommation d'énergie opérationnelle. Les couches de bois compressées offrent une alternative solide au béton et à l'acier. Elles ont de bonnes propriétés thermiques et sont résistantes au feu.

"Je suis un peu inquiet quant à la séquestration du carbone par le bois de masse", ajoute-t-il. "Cela dépend en grande partie de la provenance du bois et du traitement des éléments en fin de vie. Mais je pense que c'est un produit de construction phénoménal et qu'il se marie très bien avec de nombreux autres matériaux de construction naturels : argile, paille, laine, chanvre..."

La liste des possibilités biosourcées est longue et Mike Eliason souligne l'importance d'être axé sur le tissu et l'avenir.

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"Au Larch Lab, nous réfléchissons à la manière dont les lieux que nous construisons aujourd'hui pourraient et devraient être résistants à un climat qui n'existe pas encore", précise-t-il. "Dans 40 ou 50 ans, il fera beaucoup plus chaud et beaucoup plus sec. Planifions-nous nos bâtiments et nos quartiers en tenant compte de ces éléments ?"

Baugruppen : pourquoi la construction collective est une réponse au changement climatique

En 2021, un dôme de chaleur, qui s'est formé au-dessus du nord-ouest du Pacifique, a causé des centaines de morts. Mike Eliason se souvient que la plupart des victimes étaient des personnes âgées vivant dans des maisons sans climatisation ou système de refroidissement, sans possibilité de ventilation croisée et sans communauté pour les surveiller.

Cette catastrophe a mis en évidence la nécessité de mettre en place des logements communautaires pour faire face au changement climatique, un point que les auteurs du rapport du GIEC ont également souligné. Baugruppen (littéralement "construction en groupe" en allemand) exprime le mieux cette vision pour Mike Eliason - une forme de co-habitation urbaine et multigénérationnelle.

Au Royaume-Uni, un projet primé sur Goldsmith Street, à Norwich, montre que les normes du label "Passivhaus" peuvent également être respectées dans le cadre d'un projet de logement social dense.

Les 100 logements, conçus en 2019 par les architectes Mikhail Riches et Cathy Hawley pour le conseil municipal de Norwich, ont été salués comme faisant partie des logements les plus économes en énergie jamais construits en Grande-Bretagne, grâce à une conception solaire passive permettant aux résidents de réaliser des économies.

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Le carbone incorporé : de l'empreinte des pieds à l'empreinte des mains

"Les architectes ont une responsabilité énorme lorsqu'il s'agit de trouver des solutions pour des bâtiments plus respectueux du climat et plus résilients", affirme Uffe Leth. Une grande partie des réponses se trouve dans les ouvrages existants. "Nous ne pouvons pas nous sortir de la crise climatique par la construction, mais nous pouvons aller assez loin, si nous arrêtons de construire, et si nous commençons à réutiliser".

Le budget carbone restant pour les bâtiments dans le cadre d'une trajectoire d' 1,5 degré Celsius est en effet très faible.. Selon l'initiative Science Based Targets (SBTi), les émissions de carbone incorporées dans les nouveaux bâtiments doivent être réduites d'environ 99 % d'ici à 2050, par rapport à la pratique courante aujourd'hui.

Étant donné que le budget carbone restant pour les bâtiments est très faible, il est évident que tous les professionnels de l'environnement bâti doivent apprendre à réduire considérablement, voire à éliminer, l'intensité carbone des bâtiments.
Brigitte Clements
Direction stratégique + présidence du PAC

Comme l'écrit Joe Giddings, cofondateur du réseau "Architects Climate Action Network" (ACAN), dans la revue Architectural Review, cela représente environ 10 kg de dioxyde de carbone par mètre carré de surface de plancher, soit l'équivalent de 20 litres de béton ou d'une demi-pinte d'aluminium.

Faire avec ce que nous avons est donc la seule façon rationnelle d'avancer. "La priorité évidente est de mettre en valeur le parc immobilier existant et de veiller à ce qu'il soit modernisé en tenant compte des émissions de carbone sur toute sa durée de vie", assure Brigitte Clements, présidente de l'ACAN.

In February 2023 ACAN handed in a petition to government to Regulate Embodied Carbon, which had then been brought to Parliament and discussed, and then shelved, says Clements.

Le groupe a demandé au gouvernement britannique de réglementer le carbone incorporé (une expression qui désigne les émissions de gaz à effet de serre associées à la fabrication, au transport, à l'utilisation et à l'élimination des matériaux de construction utilisés dans le secteur du bâtiment) qui, selon lui, représente un peu moins de 50 millions de tonnes d'équivalent CO2 par an, soit un chiffre supérieur à l'empreinte carbone nationale de 149 pays.

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"La Grande-Bretagne est "à la traîne" par rapport à ses voisins européens comme la Suède, le Danemark, la France, la Finlande et les Pays-Bas dans ce domaine", affirme Brigitte Clements.

Les architectes soucieux du climat cherchent également à déterminer comment les bâtiments peuvent avoir un effet positif net. Une nouvelle étude se penche sur l'"empreinte carbone" des bâtiments, c'est-à-dire l'endroit où ils capturent et stockent le carbone, et sur la manière dont le concept peut être renforcé pour éviter le green-washing. 

"Nous avons aujourd'hui une grande responsabilité", déclare Brigitte Clements. "Nous vivons également l'une des périodes les plus passionnantes de l'histoire de notre discipline. C'est une période d'innovation, de collaboration et d'exploration de nouveaux matériaux, et il y a de quoi se réjouir. C'est une nouvelle aube".

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