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Systèmes constructifs biosourcés : étude de cas

Quelle solution constructive favoriser pour intégrer les matériaux biosourcés ? Face au réchauffement climatique et à l’épuisement des ressources, l’utilisation de matières premières issues de la biomasse peut apporter des réponses au secteur de la construction. Ces matériaux permettent potentiellement de réduire certains impacts environnementaux, particulièrement l’impact sur le changement climatique. Cependant, pour comparer objectivement l’intérêt du recours à ces matériaux, il est nécessaire d’une part de les comparer aux alternatives traditionnelles pour un même usage et d’autre part de comparer qualitativement les différents types d’impacts environnementaux générés.

Le label « bâtiment biosourcé » (créé en 2012), atteste de la conformité de bâtiments nouveaux à intégrer un taux minimal de matériaux biosourcés dans leur construction. Le taux minimal d’incorporation de matière biosourcée du label, exprimé en kg/m² de surface de plancher conditionne l'atteinte des niveaux du label tout en laissant une certaine souplesse dans le choix des solutions techniques mises en œuvre. C’est dans ce cadre que nous avons réalisé une étude théorique pour deux bâtiments intégrant des matériaux biosourcés et en les confrontant à une version « traditionnelle ». La déclinaison du modèle d’étude en trois variantes nous permet de cibler le poids relatif des différentes solutions pour les indicateurs environnementaux définis par la méthodologie en ACV.

Les hypothèses

L’ouvrage retenu pour la comparaison des constructions est un bâtiment de logements collectifs en Seine et Marne. L’étude est réalisée pour une durée de vie du bâtiment de 50 ans. Le bâtiment a une surface de 2005 m² de surface de plancher en R+3. Le choix s’est porté sur ce petit collectif de faible hauteur pour sa représentativité et la possibilité de l’évaluer selon différents modes constructifs (les constructions à ossature bois dépassant rarement les R+3). Pour chacune des solutions, nous avons considéré que le rez-de-chaussée et la cage de circulation verticale étaient en béton et que les étages R+1 à R+3 étaient identiques.

Les variantes biosourcées étudiées sont un bâtiment à ossature bois associant une isolation en matériaux biosourcés ainsi qu’un bâtiment mixte (structure béton et façade non porteuse en ossature bois) intégrant des isolants biosourcés. La troisième version est un bâtiment en structure béton avec une isolation minérale.

Le périmètre

Le périmètre de l’étude comprend :

  • La structure : structure horizontale, verticale et charpente
  • L’enveloppe : isolation + couverture/étanchéité + fenêtres (vitrage + menuiserie)
  • L’aménagement : cloisonnements + revêtements intérieurs

Les fondations ont un impact non négligeable dans le bilan environnemental global. Ces dernières sont cependant très variables selon la portance des sols et n’ont pas été inclues dans le périmètre d’étude. Les équipements n’ont pas non plus été intégrés par manque de données.

Sans suprise, la construction à ossature bois ...

Il en ressort, à l’évidence, que les constructions intégrant des matériaux biosourcés ont un large avantage d’un point de vue environnemental. La construction à ossature bois se démarque nettement en ce qui concerne l’impact sur le changement climatique grâce à la capacité du bois à stocker du carbone et permet également de diminuer les prélèvements d’eau directement puisés dans les réserves naturelles.

Figure 1 : Comparaison en pourcentage des impacts environnementaux pour 2 bâtiments intégrant des matériaux biosourcés par rapport à une construction béton associée à une isolation traditionnelle

Energie : renouvelable ou fossile?

L’énergie primaire totale est quant à elle peu différente entre les 3 variantes. Elle représente la somme de toutes les sources d’énergie qui sont directement puisées dans les réserves naturelles, soit la somme des consommations d’énergie primaire renouvelable et non renouvelable sur l’ensemble du cycle de vie. C’est justement ce rapport entre énergie primaire renouvelable et énergie primaire non renouvelable, ou énergie grise au sens de l’ACV, qui varie fortement entre les trois variantes étudiées. Pour la construction en ossature bois et isolation en matériaux biosourcés, le rapport entre les deux énergies est quasiment égal. A l’inverse, la version en structure béton et isolation minérale consomme 12 fois plus d’énergie primaire non renouvelable que renouvelable.

Figure 2 : Energie primaire totale pour les 3 variantes (hors fondations et équipements)

Focus sur les isolants

En comparant la répartition de cette énergie grise sur les différents lots des bâtiments, il a été constaté que la part de l’isolation pour les trois variantes constructives étudiées était la même (entre 23% et 26%). Nous avons donc dans un deuxième temps évalué l’impact relatif des composants en déclinant l’étude à l’échelle de parois murales.

Le graphique compare la répartition de l’énergie grise pour 5 murs en ossature bois et isolation en paille ; laine de bois ; duo chanvre/lin ;   béton de chanvre ; ouate de cellulose avec un mur en béton et isolation extérieure en PSE et pour une résistance R=7 m2.K/W.

En isolant la quantité d’énergie grise contenue dans l’isolant de chaque paroi et l’énergie grise contenue dans la structure on constate que  le poids de l’isolation pour cet impact est non négligeable. Dans les murs à ossature bois, le choix de l’isolant est déterminante, la  ouate de cellulose semble la plus avantageuse du point de vue de l’énergie grise.

Pour aller plus loin...

Une certaine incertitude est à prendre en compte, les FDES utilisées n’étant pas toutes vérifiées. Les résultats ne sont valables que pour les hypothèses avancées. C’est pourquoi les impacts environnementaux ne sont considérés que comme des ordres de grandeur qui révèlent des tendances variables selon le projet, le périmètre d’étude, les sources et les hypothèses prises.

En élargissant les critères de choix, la solution mixte qui associe une structure béton à de l’isolation biosourcée parait la plus avantageuse car elle permet d’une part de réduire l’impact environnemental par rapport à une construction traditionnelle et d’autre part de s’affranchir des problèmes d’inertie liée à la construction en ossature bois.

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La 16ème Semaine Européenne de la Mobilité et son appel à projet « Europeanmobilityweek »

La 16e édition de la Semaine Européenne de la Mobilité (SEM) se déroulera du 16 au 22 septembre 2017. Cette année encore, cet évènement se déroulera dans toute l’Europe, avec pour objectif premier l’évolution des modes de déplacements collectifs et individuels vers une mobilité propre, partagée et intelligente. La manifestation est co-organisée par le Ministère de la Transition écologique et solidaire et l’ADEME, et soutenue par le GIE Objectif transport public.

La Semaine Européenne de la Mobilité repose sur un appel à projets européen, Europeanmobilityweek. 

Lancé en 2002 par la Commission européenne à destination des collectivités, il soutient la valorisation des initiatives et solutions de transport alternatives à la voiture individuelle : développement de modes de transport durables, aménagement de plans de déplacements doux.

Vous souhaitez participer ? Voici les conditions :

  • Pour les collectivités : remplir au moins un critère sur les trois préconisés par la Commission : organiser une semaine d’actions consacrée à la mobilité durable, lancer et promouvoir durant la semaine une action pérenne consacrée à la mobilité durable, organiser une journée sans voiture ;
  • Pour les ONG, entreprises et écoles : mener au cours de l’année une action à but non lucratif en rapport avec la mobilité durable, une« MobilityAction ».

Les collectivités qui remplissent les trois critères demandés sont éligibles à l’European mobility week award 2017, remporté en 2016 par Malmö (Suède).

Toutes les infos sur le portail du Ministère de la Transition écologique et solidaire

A l’échelle française, divers temps forts seront programmés sur la SEM 2017 comme la Journée du transport public (samedi 16 septembre), les Journées nationales des voies vertes (samedi 16 et dimanche 17 septembre) ou la Journée nationale de la qualité de l'air (mercredi 20 septembre).

Diverses manifestations sont attendues à l’occasion de ces évènements, portés par les collectivités, les associations, les entreprises, les écoles... ou encore les citoyens.

Un appel à projet est ainsi lancé pour la Journée nationale de la qualité de l'air, avec à la clé une labellisation des évènements organisés lors de la Semaine Européenne de la Mobilité.

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ANRU + : 25 projets lauréats pour plus d’innovation et plus d’investissement dans les quartiers en renouvellement urbain

Le 6 juillet 2017, le Ministre de la Cohésion des territoires a profité des Journées nationales d’échanges des acteurs du renouvellement urbain (JERU) pour annoncer les lauréats de l’appel à manifestations d’intérêt (AMI) « ANRU+ ». L'AMI lancé en mars dernier par l’ANRU avait fait l’objet de 74 candidatures.

Dans le cadre du Nouveau programme national de Renouvellement Urbain (NPNRU / 2015-2025), les communes sont dotées de 6 milliards d’euros de subventions pour 200 quartiers d’intérêt national et 250 quartiers d’intérêt régional. Au total, ces projets concernent plus de 5 millions d’habitants.

Ainsi, 15 projets mis en œuvre dans des quartiers d’intérêt national ont été retenus au titre du volet « Innover dans les quartiers » de l’AMI « ANRU+ » pour amplifier les pratiques d’excellence, tester des technologies et des techniques innovantes, mais aussi déployer de nouveaux services, des usages plus vertueux, des filières économiques locales et structurer des partenariats inédits (organismes de recherche, startups, structures de l’économie sociale et solidaire...).

10 territoires ont également été sélectionnés au titre du volet « Investir dans les quartiers » de l’AMI, pour la réalisation d’opérations immobilières mobilisant le fonds de co-investissement de l’ANRU aux côtés des investisseurs privés.

Ces 25 nouveaux lauréats bénéficieront d’un soutien supplémentaire dans le cadre du Programme d’Investissements d’Avenir (PIA) au titre des actions « Ville durable et solidaire, excellence environnementale du renouvellement urbain » (71 millions d’euros de subventions, 200 millions d’euros de fonds propres) et « Territoires d’innovation de grande ambition » (50 millions d’euros de subventions pour les quartiers).

Lauréats de l’AMI - Source : Ministère de la cohésion des territoires


24 autres porteurs de projet rejoignent en outre le « Club ANRU+ », qui concrétise le réseau des acteurs de l’innovation et de la diversification fonctionnelle dans le renouvellement urbain.

Dispositif d’accompagnement renforcé sur l’innovation et l’investissement économique, le « Club ANRU+ » réunira les lauréats des volets « Innover » et « Investir », les collectivités d’ores et déjà accompagnées par le PIA « Ville durable et solidaire » ainsi que leurs partenaires1, mais aussi 24 des 74 candidats à l’AMI « ANRU+ ».

Ce sont au total plus de 60 collectivités du NPNRU qui intégreront ce Club et ses groupes de travail thématiques (développement économique, urbanisme éphémère, économie circulaire, performance énergétique, mobilité, approche égalitaire de l’urbanisme, santé, diversification fonctionnelle...). Ils bénéficieront de temps collectifs d’expertises, d’échanges, de réflexions, pour accompagner la réalisation des opérations d’innovations et d’investissements privé, et enrichir la culture de l’innovation dans le renouvellement urbain.

Ci-dessous, la liste des lauréats et membres du « Club ANRU+ » :

Lauréats de l’AMI et membres du « Club ANRU+ » - Source : Ministère de la cohésion des territoires

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Retour sur la rencontre régionale organisée par Certivéa à Lyon

L’évolution des certifications et labels pour la qualité des bâtiments

Depuis un certain nombre d’années, les maitres d’ouvrage et maitrise d’œuvre mettent en valeur la qualité environnementale de leurs projets de construction à travers de nombreux labels et certifications. La semaine dernière, Vizea a participé à la rencontre régionale organisée par Certivéa à Lyon sur le thème : « Comment mieux mesurer et valoriser les performances énergétiques et durables de vos bâtiments ou de vos territoires dans le Sud-Est ? ». A cette occasion, Certivéa a présenté les nouveaux labels disponibles et a fait intervenir maitres d’ouvrage et architectes de deux opérations labellisées à Lyon associé à la visite d’un bâtiment.

Certivéa

Filiale du CSTB et organisme certificateur, Certivéa est un organisme certificateur dédié aux constructions tertiaires neuves : bureaux, équipements sportifs, culturels ou de santé … Son offre vise également les infrastructures et les projets d’aménagement urbains. Certivéa est un organisme accrédité par le COFRAC.

Une certification par Certivéa

Pour certifier un bâtiment, la maitrise d’ouvrage choisit d’être accompagnée dès la phase conception par un AMO Développement Durable référencé par Certivéa. Ce référent est une personne physique reconnue compétente par Certivéa pour accompagner un projet engagé dans une démarche de certification. Vizea compte 3 référents au sein de ses équipes.

Focus sur quelques labels nouveaux et rappel des objectifs.

La certification HQE Bâtiment Durable

Avec les évolutions techniques et les progrès réalisés sur la performance des bâtiments ces dernières années, Certivéa a revu ses niveaux de certification suites aux demandes de ses clients et aux retours d’expériences. La nouvelle certification HQE Bâtiment Durable a vu le jour en 2016 et permet d’anticiper la nouvelle Réglementation 2020.

Dorénavant, il s’agit d’une certification globale sur 26 thèmes autour de 4 engagements : Qualité de vie, Respect de l’environnement, Performance économique et Management responsable, et de 12 objectifs. Avec certaines nouveautés comme le changement climatique, la biodiversité, les services et l’attractivité du territoire.

Nouveauté de processus également, la certification se déroulera 100% en ligne grâce à la plateforme ISIA qui facilite les échanges, sécurise les données, offre les outils de calcul et un reporting personnalisé.
> Pour aller plus loin : Nouveau référentiel HQE 2016 « bâtiment durable » : décryptage

Le label Energie Carbone (E+C-)

Lancé fin 2016, ce label préfigure la nouvelle règlementation 2020. Il fusionne des objectifs énergétiques (BEPOS) et des objectifs sur le bilan carbone des matériaux (BBCA) afin de généraliser les bâtiments à énergie positive et à faible empreinte carbone.

> Pour aller plus loin : Label E+C- : la fusion des labels BEPOS et BBCA pour préparer la future RT

Le label BBCA

Le label BBCA (Bâtiment Bas Carbone) repose sur 4 thématiques : la construction, l’exploitation, le stockage carbone et l’économie circulaire. Pour chaque thématique, il est possible d’acquérir des points dont le total définit le niveau atteint par le bâtiment : label BBCA Standard, Performance ou Excellence.

> Pour aller plus loin : La chasse au carbone est lancée, la course s’accélère ...

Effinergie 2017 : BBC, BEPOS ou encore BEPOS +

Ces nouveaux labels Effinergie permettent d'intégrer des critères de performances du bâtiment absents du référentiel E+C- et de satisfaire les enjeux de sobriété énergétique, de qualité de vie et d’urbanisme que doivent intégrer les bâtiments à énergie positive et bas carbone.

Par rapport au référentiel E+C- :

  • Le niveau BEPOS correspond globalement à un niveau Énergie 3 et Carbone 1
  • Le niveau BEPOS+ correspond à un niveau Énergie 4 et Carbone 1

Les labels Effinergie+ et Bepos-Effinergie 2013 continuent à être utilisés pour ceux qui ne souhaitent pas s’inscrire dans l’expérimentation E+C-.

> Effinergie

Source : certivea.fr

Label Accessibilité

Certivéa propose un label centré sur les performances d’accessibilité et d’usage des bâtiments en construction, en rénovation ou existants. Le label vise à favoriser la prise en compte des besoins spécifiques des utilisateurs ou visiteurs du bâtiment, avec ou sans handicap, dans les domaines suivants : facilité d’accès, facilité d’usage, sécurité et sûreté, confort visuel et confort acoustique, diffusion et pérennisation.

HQE Aménagement

Le référentiel a été revu afin d’apporter aux aménageurs et collectivités une meilleure lisibilité et compréhension des exigences demandées. Le but de la certification HQE™ Aménagement est de les aider à gérer leur projet d’aménagement durable en fixant des objectifs cohérents prenant en compte le contexte de leur opération.

 

Les deux projets lyonnais présentés :

Le Sky 56 : Bâtiment de bureaux d’une superficie de 30 000m² de GECINA construit par ICADE/LINKCITY.
Certification HQE exceptionnel, BREEAM Excellent, Effinergie et WELL Silver 2017.
« La Grande Halle » à Lyon Gerland, construction par GECINA d'un immeuble de bureaux de 20 000 m2 destiné à EDF. Certification HQE exceptionnel, Breeam Excellent, Effinergie + ainsi que WELL, BBCA et le label Biodivercity.

Ces nouveaux labels et référentiels étoffent l’éventail déjà large sur le champ de la certification des bâtiments. Ces évolutions nécessaires préparent et anticipent les prochaines réglementations : elles peuvent dès aujourd’hui permettre de mettre en évidence les opérations pionnières et exemplaires tout en incluant des niveaux accessibles pour tous les projets.

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La biophilie, une bonne raison de remettre la nature au cœur de notre quotidien !

Le terme biophilie, littéralement « l’amour du vivant », désigne l’affinité innée de l’Homme pour le vivant et les systèmes naturels. Il a donné naissance à une méthode de design et d’aménagement qui rétablit le contact entre Homme et nature dans l’environnement urbain. Celle-ci a de nombreux bénéfices, aussi bien sur la santé humaine et la biodiversité que sur l’économie.

Qu’est-ce que la biophilie ?

Le terme biophilie a été inventé par le psychologue social Eric Fromm dans les années 1965 puis a été vulgarisé par le biologiste Edward Wilson, auteur de Biophilia, en 1984.
La biophilie est le besoin inné de l’Homme de se sentir connecté à la nature et aux biotopes. Elle explique, par exemple, le sentiment de plénitude que nous pouvons ressentir lorsque nous nous retrouvons immergés dans un espace naturel.

Ce besoin a donné lieu au design biophilique, branche du mouvement du développement durable, qui s’efforce de rétablir ce contact avec la nature dans l’environnement bâti. Il recrée les ambiances et les ressentis de la nature dans notre quotidien, fournissant des expériences sensorielles et réveillant ainsi nos sens. Cette méthode de conception se situe à la croisée des domaines de la santé, de la biodiversité, de l’art et de la beauté.

Comment intégrer la biophilie dans l’aménagement ?

Le cabinet de consulting et de planning stratégique environnemental Terrapin, dans sa publication 14 Modèles de Conception Biophilique, 2014, présente quatorze principes biophiliques. Ceux-ci ont pour but de guider les aménageurs dans l’intégration de la biophilie dans leurs projets.
Terrapin subdivise ces quatorze principes en trois catégories :

  • La nature dans l’espace. Cette catégorie concerne la présence directe de la nature, sous toutes ses formes (végétaux, animaux, eau, mais également lumière, sons et effluves olfactives), dans un espace ou un lieu.
    La présence de plantes en pots, de fontaines, de toits et de murs végétalisés, le renouvellement d’air et le confort thermique, ou encore tout simplement une fenêtre donnant sur un jardin, sont des exemples d’application des principes de cette catégorie.

(Source)

  • Les analogies naturelles. Elle concerne les évocations et imitations biologiques, non-vivantes et indirectes de la nature. Cela peut se traduire au niveau de la conception par l’intégration de meubles ou bâtis de forme biologique ou l’utilisation de matériaux et textures naturels

(Source)

  • La nature de l’espace. Cette catégorie concerne les ambiances recréées par les espaces aménagés et la réponse que nous avons à leur contact. Elles nous permettent de nous projeter, de nous évader tout en restant attentif à notre environnement. Au niveau de la conception, cela peut, par exemple, se traduire par la mise en place d’un lieu de refuge qui procure un sentiment de sécurité et de retrait et favorise le travail ou le repos ; ou bien par l’instauration passagère d’un sentiment de risque identifiable et maîtrisable, qui par la production de dopamine qu’elle induit, nous amène à nous sentir exaltés et bien dans notre environnement.

Exemple d’application du principe de risque : Levitated Mass de Michael Heizeh au Musée d’Art du Comté de Los Angeles,
(Source )

Ces principes de conception biophilique proposent une large gamme de possibilités de mise en œuvre, tant dans les environnements intérieurs qu’extérieurs, les rendant adaptables à tous les types de projets.

Les 14 principes de conception biophiliques (Source : 14 Modèles de Conception Biophilique, Terrapin, 2014)

 

Pourquoi intégrer la biophilie dans les projets d’aménagement ?

Au-delà de l’aspect esthétique pur, l’intérêt du design biophilique est aujourd’hui prouvé. Diverses études ont montré son effet au niveau des entreprises, des structures d’éducation et de santé, voire même à une échelle plus large.

En effet, la conception biophilique permet :
• Au travail, de réduire le stress, l’absentéisme et d’augmenter la productivité, la créativité et le maintien des équipes.
• Dans le domaine de l’éducation, de réduire le taux d’absentéisme, d’améliorer les résultats d’examen et d’accélérer l’apprentissage.
• Dans le domaine de la santé, de réduire le temps d’hospitalisation et d’accélérer le temps de guérison.
• Au sein des collectivités, de réduire la criminalité et d’augmenter la valeur immobilière.

Le design biophilique, en recréant un lien à la nature quelque peu perdu au vu du contexte actuel où nous passons la majeure partie de notre temps dans des espaces urbains et intérieurs, apparaît comme un moyen de replacer le bien-être et la santé des usagers au cœur de l’aménagement.

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