Dossier | Construire réversible et circulaire

Réversibilité technique

La réversibilité technique est une approche de conception qui soutient le processus future de démantèlement et de récupération des bâtiments, et de leurs systèmes, produits et matériaux sans causer de dommages aux composants-mêmes ni aux parties environnantes. Cette approche permet de démonter les bâtiments en composants qui peuvent être remis à neuf, démontés, reconfigurés et réutilisés ou déconstruits pour être recyclés ou biodégradés. La réversibilité technique comprend 8 indicateurs du potentiel de réutilisation qui permettent d'évaluer le démontage et la réutilisation des systèmes, produits et matériaux :

  • la décomposition fonctionnelle
  • la systématisation et le regroupement
  • les relations hiérarchiques entre les éléments
  • les spécifications des éléments de base
  • les séquences d'assemblage
  • la géométrie de l'interface
  • les types de connexion
  • la coordination des couches en fonction de leurs cycles de vie

La décomposition fonctionnelle

Il s'agit de subdiviser le bâtiment et ces composants en différentes sections qui ont des performances et des cycles de vie différents.

L'intégration de plusieurs fonctions dans un seul composant peut empêcher les futures transformations qui pourraient être nécessaires pour répondre aux nouvelles exigences des utilisateurs. Il faut donc privilégier l'indépendance des fonctions.

Par exemple : un plancher peut avoir des niveaux de décomposition fonctionnelle différents :

  • Stratégie 1 : séparation totale
  • Stratégie 2 : interpénétration planifiée des installations et des éléments porteurs, tels que : les trous préfabriqués, et les vides faits spécialement pour les services.
  • Stratégie 3 : interpénétration non planifiée des installations et de l'élément porteur par la mise en place d'une zone franche.
  • Stratégie 4 : intégration totale. Les éléments structurels peuvent faire partie du système de services d'un bâtiment. Par exemple, les éléments structurels peuvent faire partie du système de service d'un bâtiment, l'inertie thermique d'un élément structurel peut être exploitée pour stocker la chaleur ; la structure peut absorber ou réfléchir le son ; certaines parties de la structure peuvent être remplies d'eau pour assurer une protection active contre l'incendie, etc.

Stratégies de décomposition fonctionnelle

La systématisation et le regroupement

Le nombre d'options de désassemblage peut constituer un obstacle à la réversibilité. Si trop de séquences de démontage sont nécessaires, on peut choisir la démolition au lieu du démontage. Si de nombreuses étapes doivent être effectuées sur le chantier pour récupérer les éléments de construction, le processus de déconstruction est souvent financièrement irréalisable.

On peut par exemple favoriser le placement de goulottes électriques plutôt que de câbles encastrés.

C'est pourquoi, il est préférable de regrouper les éléments en module indépendant (cluster) basé sur la fonctionnalité, l'assemblage et le désassemblage, la coordination du cycle de vie des éléments et l'assemblage de leur cycle de vie d'utilisation prévu.

Plusieurs niveaux de clusters peuvent être distingués :

  • Clusters au niveau des systèmes ;
  • Clusters au niveau des composants ;
  • Clusters aux niveaux système, composant, élément et matériau ;
  • Pas de cluster.

Hiérarchie d'assemblage

La notion de hiérarchisation fait appel aux liaisons entre éléments. Les bâtiments traditionnels ont une forte interdépendance entre tous leurs éléments. Le nombre de relations entre les éléments est élevée et les relations entre leurs éléments sont complexes ce qui rend le démontage compliqué et laborieux.

Il est préférable d'utiliser des assemblages temporaires que des constructions fixées de manière permanente.

Pour mettre en œuvre une plus grande réversibilité et démontabilité des éléments, il s'agit de réduire le nombre de relations entre éléments différents.

Les éléments de base (éléments intermédiaires)

L'élément de base spécifie le mode de liaison entre deux groupes d'éléments.

L'élément de base peut être :

  • totalement englobé dans les deux groupes à lier ;
  • manquant ce qui génère une dépendance fonctionnelle entre les éléments ;
  • indépendant.

Il y a une plus grande démontabilité lorsque l'élément de base est indépendant.

Les séquences d'assemblage

Le séquençage des assemblages est en lien avec l'ordre d'assemblage des éléments constituant le bâti. On distingue le séquençage d'assemblages parallèle, le séquentiel et différents mixes des deux.

Il vaut mieux privilégier un assemblage plus parallèle que séquentiel à l'intérieur d'un bâtiment.

Une séquence d'assemblage parallèle peut accélérer un processus de montage/démontage. Les séquences d'assemblage séquentielles créent des dépendances entre les éléments assemblés et rendent la substitution plus complexe et plus longue. Il faut en effet, enlever tous les éléments qui se trouvent avant l'élément sur lequel on souhaite intervenir ce qui rends le processus plus laborieux.

Exemple : un mur composé de 3 caissons sera plus facilement démontable si les caissons sont assemblés de manière parallèle, on peut retirer celui du milieu sans bouger les autres. Si les caissons sont assemblés de manière séquentielle, glissés les uns à la suite des autres, dans ce cas, on doit retirer le dernier caisson pour pouvoir intervenir sur celui du milieu.

Exemple de séquence d’assemblage

La géométrie des connexions

Elle représente le mode d'assemblage entre éléments.

Deux grandes distinctions peuvent être faites entre la géométrie ouverte et la géométrie interpénétrante.

Il faut privilégier la géométrie ouverte. La géométrie interpénétrante est moins adaptée au démontage, car les éléments ne peuvent être démontés que dans un seul sens.

Le schéma ci-dessous présente plusieurs géométries de la plus démontable à la moins démontable.

Géométrie des connexions

Les types de connexion

Il existe deux modes d'assemblage principaux : chimique (ou humide) et mécanique (ou à sec).

L'assemblage chimique empêche généralement un démontage propre. Au contraire, le démontage mécanique offre une grande démontabilité et est donc à favoriser. S'il est préparé en atelier, il peut raccourcir le temps de mise en œuvre.

On peut catégoriser les connexions en trois grands types : 

  • Connexions intégrales : la géométrie du composant forme une connexion complète, soit en chevauchant plusieurs éléments les uns dans les autres (horizontaux et verticaux), soit en les emboitant (disposant d'une forme particulière ; exemple : queue d'aronde) ;
  • Connexions accessoires : des pièces supplémentaires sont utilisées pour former la connexion. Les pièces sont soit intégrées au composant (typiquement des éléments plastiques, alors difficile à démonter), soit séparés de l'éléments (combinaison de cadre, visserie, etc.). 
  • Connexions remplies: un additif (colle) est intégré entre les éléments à lier. Le démontage est souvent impossible. 

Pour garantir une bonne démontabilité, il convient donc de :

  • Maintenir séparés les éléments et composants pour éviter la pénétration dans d'autres composants ou systèmes ;
  • Utiliser autant que possible les assemblages mécaniques (vis, clous, etc.) plutôt que chimique (colles, goudron, etc.).

Tableau des connexions réversibles

Assemblage secType de fixation/assemblage/finition
sans élément intermédiairevrac, pose flottante -non associée aux couches sup., emboitement...
avec élément intermédiaireautonome (équerre, crochets, clips...)
indépendant (boulons, vis...)
indépendant (boulons, vis...)
dépendant (clous, agraphes,...)
Assemblage humideRjoints<Rmat (ex: mortier chaux)
Rjoints≥Rmat. (colles, mortier de ciment, ,soudure)
solidarisation dans la masse (plafonnage, béton coulé...)

connexions réversiblesréversible avec de légers dommages réparablesréversible mais entraîne des dommages irréparablesconnexions non réversibles

Il reste cependant de nombreux cas où l'assemblage chimique est nécessaire ou préférable. Il peut de plus permettre, si il est réalisé avec soin, une certaine démontabilité (bien qu'il produit plus de déchet). En effet, les éléments assemblés à l'aide de mortiers à la chaux ou de plâtre sont le plus souvent démontables et ce sans dommage. Si le ciment n'est pas à préconiser, il peut tout de même être enlevé à l'aide de dispositifs techniques tels que des tambours mécanisés ou encore à l'aide de solutions acides.

Si l'on veut favoriser le démontage des assemblages secs, il est essentiel de les concevoir avec une certaine simplicité, un accès aisé, une démontabilité avec des outils maniables et de les réaliser avec des matériaux solides. Pour qu'un élément démontable puisse être récupéré, il est impératif qu'il ne s'abime pas trop vite (en particulier lors des démontages et remontages succesifs), au risque de perdre son avantage de durabilité.

La coordination des couches en fonction de leur cycle de vie

La prise en compte du cycle et de la durée de vie des matériaux et produits est essentielle pour garantir une bonne démontabilité. En toute logique :

  • les éléments ayant un long cycle de vie (et des dépendances d'assemblage plus importantes ; par exemple les éléments structurels) doivent être assemblés en premier et démontés en dernier ;
  • les éléments qui ont un cycle de vie court (par exemple le mobilier) doivent être assemblés en dernier et démontés en premier.

Concevoir le projet en strates indépendantes, selon la hiérarchie constructive des couches de durabilité, s'impose.

Coordination des couches en fonction de leur cycle de vie

Concevoir la structure, l'enveloppe, les systèmes et l'aménagements intérieurs séparément permet d'intervenir indépendamment sur chacune des couches tout au long du cycle de vie du bâtiment et d'éviter des détériorations inutiles en cas de démontage partiel. 

*** Pour en savoir plus sur une évaluation quantitative de la réversibilité technique voir le dispositif | Outil de réversibilité ***

Préfabrication des éléments

Les solutions préfabriquées peuvent être utilisées en rénovation comme en nouvelle construction et permettent une grande adaptabilité.

La préfabrication permet entre autres:

  • Une rapidité sur chantier qui permet une réduction des nuisances ;
  • Un démontage plus aisé qui permet :

    • Des changements de fonction plus faciles ;
    • Des réparations.

Pour en savoir plus, consultez le dispositif | préfabrication.

Choix des matériaux

mis à jour le 11/06/2020

N° de Code : G_MAN08 - Thématiques : Gestion du projet, chantier, bâtiment