Eléments de choix durable

Synthèse des éléments de choix durable

Le tableau ci-dessous synthétise les différents éléments du choix durable au regard des solutions techniques. Pour chacun de celles-ci, un symbole indique la pertinence relative de chacun des arguments. Dans la mesure où les éléments du choix durable alimentent la réflexion quant à la durabilité du projet, il s'agit bien d'une simple indication, qui de plus doit être interprétée dans chaque situation particulière.

(*) Varie selon la nature des matériaux et éléments choisis au sein de la catégorie et la technicité de leur mise en œuvre

(**) Pour les impacts variables, leur appréciation dépend du recours à des systèmes préfabriqués (impact positif moyen ou important selon les cas) ou à une mise en œuvre effectuée entièrement in situ (impact négatif moyen).

Aspects techniques

Le recours à la préfabrication et à la standardisation

Bien que la préfabrication n'implique pas par définition l'utilisation de dimensions standardisées, leur usage permet de faciliter le processus de préfabrication. L'utilisation de produits standardisés nécessite une réflexion approfondie sur l'ensemble du projet. Le choix de la trame structurelle doit tenir compte des dimensions commerciales proposées, un plan de calepinage doit être étudié avec soin afin d'éviter les découpes et chutes imprévues sur chantier. En milieu urbain dense, la taille et configuration des sites de construction peut limiter le recours aux éléments préfabriqués et/ou standardisés de grande taille (difficultés d'accès pour les transports, rayons de braquage des camions, impossibilité d'acheminer les éléments vers un intérieur d'îlot,…).

Impact du choix structurel sur les fondations

Le caractère léger, massif ou autoportant des éléments de structure est en lien étroit avec les charges reportées sur les fondations du bâtiment. La construction en bois, par son poids moindre, permet de réaliser une économie à ce niveau. Elle convient également plus facilement aux extensions verticales de bâtiments existants, où elle peut éviter le recours à un renforcement des fondations existantes.

Par ailleurs, le report des charges générées par des éléments autoportants (par exemple des caissons de façade suspendus au nez des dalles d'étage) peut se faire vers des éléments de descente de charge verticaux (ex. colonnes) positionnées en retrait du plan des façades : ceux-ci peuvent alors remplir la fonction de descente des charges des éléments de façade en même temps que, par exemple, les dalles d'étage (remplissant ainsi plusieurs rôles à la fois). En règle générale, l'ingénieur en stabilité est la personne de référence compétente pour optimiser les solutions.

Le confort acoustique

Le confort acoustique, particulièrement dans les constructions en bois, constitue un point d'attention non négligeable. La transmission des bruits d'impact et aériens doit être correctement gérée, notamment en désolidarisant les éléments aux jonctions critiques des éléments de structure (voir dossier Assurer le confort acoustique des bâtiments).

Réutilisation d'éléments de structure : impact technique et études nécessaires

Lorsqu'un élément de structure est démonté, sa réutilisation in situ peut être envisagée (par exemple, une poutre en bois devenue obsolète en raison du démontage d'un plancher intermédiaire). Dans le cas d'éléments de structure amenés à supporter des charges ou contraintes différentes que celles d'origine, l'avis d'un ingénieur est requis.

La mise en œuvre d'un élément de structure issu de la récupération peut avoir un impact au niveau du chantier en termes de précision des plans et de temps de travail : les dimensions précises de l'élément doivent être intégrées au dossier d'exécution, ainsi que les éventuelles opérations de remise en état nécessaires.

Aspects environnementaux

Les avantages de la préfabrication

Le recours aux solutions préfabriquées et/ou standardisées présente des avantages conséquents sur le plan environnemental. La quantité de déchets est fortement réduite, les découpes sur chantier sont évitées et la quantité de matière nécessaire et utilisée pour produire l'élément est optimisée par le fabricant. Les systèmes assemblés par fixation mécanique et évitant le recours aux colles permettant par ailleurs de désassembler les différentes composantes ultérieurement, ce qui favorise la réparation et le remplacement, réduit fortement la quantité de déchets produite au cours ainsi qu'à la fin du cycle de vie du produit et permet un tri en fractions nettes et un recyclage optimal.

Batex Brasserie

Voir la fiche projet

L'utilisation d'éléments préfabriqués permet de réduire les déchets, d'augmenter la rapidité d'exécution et la continuité du travail.

La préfabrication amène souvent une répétition du travail favorable au rendement et à la sécurité. Cela exige cependant une coordination plus pointue et un respect assez strict des dimensions. Les différents aspects liés à l'utilisation d'éléments préfabriqués ont été parfaitement intégrés dans ce bâtiment à rue. Les éléments de plancher ont été entièrement préfabriqués, permettant une répétition d'étage à étage. Par ailleurs, le principe d'attache de la charpente arrière (pattes métalliques) a permis l'utilisation du même élément, quelle qu'en soit l'inclinaison. D'autres éléments préfabriqués ont également été intégrés au projet, tels que les fermes du bâtiment arrière ou encore l'enveloppe en ossature bois ne nécessitant plus qu'une pose sur chantier.

logement collectif en construction neuve

Brasserie – Architectes : R2D2 – photo : Y.GLavie

Flexibilité et adaptabilité: maîtrise des flux de matière

Le choix des techniques constructives dans le cadre de tout projet de construction ou de rénovation impactera directement les potentialités de transformation du bâtiment à l'avenir : le degré de flexibilité offert par les espaces qui en résultent, ainsi que le mode de fixation des éléments entre eux ou encore la possibilité d'intervention ultérieure sur l'agencement des composantes du toit, de l'enveloppe, des dalles et des planchers est en lien étroit avec les impacts environnementaux générés lors d'adaptations futures du bâtiment. Les solutions démontables facilitant la déconstruction permettent, en cas de besoin, de limiter l'impact de leur désassemblage sur les autres éléments et matériaux : ceux-ci peuvent être maintenus en place sans danger de détérioration, ou démontés puis remis en place. Ceci permet de limiter l'apport de nouvelles matières au stricte nécessaire.

Rénovation d'un bâtiment existant: stabilité et maintien des éléments de structure

Dans le cas de travaux de rénovation d'un bâtiment existant, il convient de veiller à ce que les éléments structurels existants ne présentant pas de défaillance majeure sur le plan de la stabilité soient maintenus en place. Ceci permet de limiter les déchets de construction générés par les travaux, et limite l'appel à de nouveaux éléments (économie de ressources).

Aspects économiques

Coût des matériaux versus coût de la mise en œuvre

En termes d'achat du produit à mettre en œuvre, les éléments de maçonnerie, les ossatures en bois réalisées entièrement sur chantier et le béton coulé sur place (précédé par la réalisation du coffrage) sont souvent moins onéreux que les solutions préfabriquées en atelier, mais représentent un coût de main d'œuvre sur chantier non négligeable. Dans le cas d'éléments préfabriqués, le coût du produit comprend déjà une main d'œuvre importante due à la fabrication d'un produit prêt à être posé. Leur prix à l'achat est donc plus élevé, mais ils sont moins coûteux en main d'œuvre sur chantier, à condition que les coûts induits par les dispositifs techniques nécessaires tels un engin de levage ou une grue puissent être répartis : le fait de devoir recourir à un dispositif de ce type pour la pose de quelques éléments seulement engendre un surcoût non négligeable.

Coût global lié au choix du mode constructif

Le mode constructif étant au cœur du projet d'architecture, on ne peut pas réaliser de comparaison de coût entre différentes structures (entre une construction en blocs de maçonnerie et une ossature bois, par exemple). En effet, avec un choix de construction différent, le dessin des façades, les modules de châssis, le choix des finitions, les techniques de chauffage (entre autres) seront modifiées. Le bâtiment construit ou rénové ne sera donc pas le même selon la technique utilisée, et le coût de la seule structure ne peut être isolé et comparé. Seul le coût de la construction dans son ensemble peut l'être.

Sur cette base, on peut affirmer que le choix d'une structure bois n'occasionne pas forcément une augmentation du coût de la construction ou de la rénovation par rapport à une autre technique constructive, pour autant que les concepteurs et entrepreneurs connaissent ce matériau, sachent l'utiliser et le mettre en œuvre, et en maîtrisent les difficultés (le dessin des détails techniques, par exemple). Dans ces conditions, bien que les éléments constructifs sont parfois plus chers au mètre carré, leur mise en œuvre plus rapide permet une diminution des coûts inhérents au chantier et une occupation plus rapide des nouveaux locaux.

Les possibilités de remplacement à faible coût

Les assemblages mécaniques permettent un démontage aisé et donc le tri et la valorisation des déchets lors de la déconstruction du bâtiment, ainsi que la réparation, le remplacement ou l'entretien aisé d'éléments constructifs.

Aspects socio-culturels

Auto-construction

Les structures à ossature et en éléments préfabriqués en gros œuvre peuvent constituer une opportunité favorisant l'auto-construction pour les éléments de second-œuvre et de finition. Dans le cas d'ossatures, la pose d'isolants thermiques, par exemple, peut être réalisée en auto-construction, de préférence sous l'œil attentif de l'architecte. Quant aux solutions préfabriquées : leur impact sur le délai des travaux (rapidité d'exécution) permet aux maîtres d'ouvrage de réaliser certains travaux en seconde œuvre, sans pour autant allonger la durée des travaux par rapport à un chantier sans préfabrication. L'auto-construction vise à identifier, développer et planifier les travaux techniquement réalisables par le(s) maître(s) d'ouvrage. Elle permet de tisser une relation privilégiée entre le constructeur et son lieu de vie, différenciant le bâtiment d'un bien de consommation courant. Elle permet également de réduire les coûts de construction et d'expérimenter des techniques nouvelles ou peu/pas connues des entreprises. Bien entendu, il convient de s'assurer que les personnes exécutant certains travaux eux-mêmes soient encadrées et formées afin de garantir une exécution de qualité. Une mission d'accompagnement peut être prévue auprès de l'architecte. Diverses associations proposent des formations techniques à destination de particuliers, et certaines offrent également un support technique sous forme de helpdesk.

Les nuisances pour le voisinage

La mise en œuvre de solutions préfabriquées permet de réduire la durée des travaux de gros œuvre de façon plus ou moins conséquente selon la proportion d'éléments de structure exécutés en assemblage sur chantier d'éléments produits en atelier. Par l'absence de besoin de découpage, les nuisances sonores et les poussières sont également évitées. Les installations telles engins de levage ne sont présentes sur chantier que pour une courte durée : celle qui est nécessaire au montage des éléments.

Développement des filières de réemploi (économie filière verte)

Le recours aux matériaux issus de la récupération d'une part, et aux produits qui pourraient faire l'objet d'un démontage en fin de vie (grâce au choix d'une technique de montage adaptée) d'autre part, favorise le développement et la dynamisation du marché de matériaux et produits de réemploi.

Les assemblages mécaniques et la santé

Les assemblages mécaniques facilitant le démontage, la réparation et le remplacement aisé des éléments constructifs, ils permettent d'éviter l'utilisation de matériaux tels que colles et résines qui dégagent souvent des substances nocives pour la santé.

Arbitrage

Dispositifs à combiner

Le choix d'un système pertinent pour un élément de structure (ex. une toiture) peut différer du système retenu pour un autre élément structurel (ex. les planchers intermédiaires). Etant donné qu'il convient d'orienter son choix non seulement sur base des impacts environnementaux du produit choisi, mais également sur base des contraintes subies par les éléments de structure, ou encore par un souhait de rapidité d'exécution, il importe de préciser que les dispositifs repris dans le présent dossier peuvent, et le sont couramment, être combinés.

La performance énergétique du bâtiment

Le choix des éléments constructifs et des matériaux mis en œuvre au niveau de l'enveloppe d'un bâtiment doit être mis en lien avec la performance énergétique de celui-ci (voir Diminuer les pertes par transmission ). Bien qu'il n'existe sur ce plan aucune orientation absolue vers une catégorie de produits spécifique, il est néanmoins utile de préciser que pour une même épaisseur de paroi, une structure en ossature permettra de maximiser la quantité de matériau isolant, et donc d'améliorer les performances thermiques par rapport à un complexe de paroi maçonnerie-isolation thermique-parement de façade. Il s'agit là d'un choix conceptuel permettant de « faire plus avec moins » (principe de base du thème Matière – voir Problématique et enjeux d'une utilisation durable de la matière ). Le rôle structurel revient, dans le cas d'une ossature, à des éléments demandant la mise en œuvre de peu de matière, les espaces libres entre ces éléments pouvant être mis à profit pour placer une épaisseur d'isolation conséquente tout en limitant l'épaisseur du complexe.

[002]Ecole Emile Bockstael :

Les murs de ce bâtiment sont constitués de parois massives en bois, préfabriquées et parfaitement isolées. Le bâtiment atteint la performance passive et le confort thermique est assuré. Il s'agit d'un exemple d'étude poussée, où impact environnemental des matériaux mis en œuvre, choix du système structurel, confort thermique et acoustique et performance énergétique ont été poussés pour résulter en un bâtiment performant et exemplaire.

Ecole Emile Bockstael , Architectes : NVTarchitekten

Source : Bureau Bouwtechniek

L'inertie thermique

Tout élément et matériau mis en œuvre dans un bâtiment jouera un rôle au niveau de l'inertie thermique de celui-ci (voir Assurer une grande inertie thermique et Assurer le confort thermique ). Le choix d'éléments structurels à faible inertie (comme le bois) ou à forte inertie (comme les éléments massifs) dépendra de la stratégie thermique globale visée. D'autres éléments constitutifs du bâtiment peuvent contribuer à assurer une bonne inertie thermique, notamment les dalles de sol intermédiaires et les murs intérieurs. Par ailleurs, le choix d'une structure en ossature au niveau de l'enveloppe permettra d'intégrer dans l'épaisseur des parois d'autres matériaux (isolants thermiques, de parachèvement, de parement) dotés d'une inertie thermique plus ou moins importante. Il revient donc au concepteur (conseillé, au besoin, par un expert en la matière) de décider dans quelle mesure il est souhaitable que les éléments structurels joueront un rôle significatif sur le plan de l'inertie.

Au niveau de l'enveloppe du bâtiment, par exemple, il peut être décidé qu'on attend de celle-ci avant tout qu'elle limite fortement les pertes par transmission (voir Diminuer les pertes par transmission ), et que les parois et/ou dalles intérieures au volume construit (portantes et/ou non portantes) soient massives, augmentant ainsi l'inertie thermique interne au volume construit. Sur base de l'objectif visé en termes d'inertie, le choix doit donc se baser sur une stratégie thermique réfléchie globale pour le bâtiment : chaque élément structurel peut y jouer un rôle, et la réflexion doit porter sur l'ensemble des éléments (structure de toiture, dalles, murs intérieurs, structure de l'enveloppe).