Les constructions qui sortent aujourd’hui de terre doivent être écoresponsables pour préserver l’environnement et sont appelées à devenir de plus en plus connectées pour relever le défi des smart cities de demain.
D’après le ministère de la Transition écologique et solidaire, le secteur du bâtiment a généré 227,5 millions de tonnes de résidus polluants en 2014, ce qui représente 75 % des déchets produits en France. 45 % de la consommation énergétique et 27 % des émissions de CO2 dans notre pays lui ont été attribuées en 2018. Bref, le BTP est le champion toutes catégories de la pollution et des émissions de gaz à effet de serre.
Pour corriger le tir, le secteur tâche de tendre vers plus d’écoresponsabilité. Mais le défi est de taille. Outre les millions de bâtiments récents et anciens qui nécessitent une rénovation énergétique, il faut également innover dans la construction des logements neufs, mettre au point de nouveaux matériaux et rendre l’ensemble des chantiers moins polluants.
Pour atteindre ce but, un écosystème regroupant start-ups, grands groupes, pôles de compétitivité et organismes publics a progressivement vu le jour.
Construire la sobriété énergétique
Conséquence de ce virage vert, les bâtiments à faibles émissions de carbone ainsi que les Bepos, des bâtiments à énergie positive, capables de produire plus d’énergie qu’ils n’en consomment, ont fait leur apparition depuis quelques années un peu partout en France grâce à l’utilisation de biomatériaux et un monitoring précis des consommations.
Les « nouveaux » biomatériaux
L'innovation progresse pour rendre les matériaux de construction moins polluants. Briques recyclables, ciment enrichi avec du verre recyclé, plâtre antipollution, aérogels isolants, peintures thermorégulantes… autant d’alternatives plus vertes aux matériaux traditionnels.
La start-up Ecoxia a ainsi mis au point une enveloppe de construction entièrement non polluante, qui protège du froid en hiver et du chaud en été, tout en étant connectée et capable de communiquer avec les habitants d’un immeuble.
Dans un autre style : le bois, dont on redécouvre actuellement les qualités mécaniques pour construire charpentes et structures, de même que la paille, le lin et le chanvre, connus depuis toujours pour leurs capacités isolantes, font leur grand retour.
Le boom du BIM
Depuis quelques années, le BIM (Building Information Modeling) a fait son apparition dans les cabinets d’architectes. Il permet de modéliser un projet dans sa globalité grâce à une maquette numérique en 3D et de calculer son impact environnemental et ses performances énergétiques bien avant le début d’un chantier. Les simulations et corrections se font directement sur la maquette : c’est plus rapide et plus fiable.
La « BIM exploitation » utilise la même maquette numérique pour suivre les performances d’une construction sur la durée. Elle consiste en une collecte et un partage des informations en temps réel afin de repérer et de cartographier les pannes, les usures et les défaillances, et d’exploiter et optimiser la gestion des équipements pour garantir leur efficacité énergétique.
L’essor du green building
Grâce au BIM et au monitoring connecté, capteurs et données peuvent apporter beaucoup au bâtiment durable. Il se végétalise de plus en plus et est en train d’acquérir une fonction nourricière grâce à l’agriculture urbaine.
En intégrant mieux la nature, les bâtiments se dotent d’une isolation naturelle, renouvelable à l’infini et non polluante. Mais ce n’est pas le seul avantage. Ce retour de la végétation en ville permet d’absorber le CO2 dans l’atmosphère grâce à la photosynthèse.
Rapprocher un peu plus architecture et nature
Plus innovante encore, l’architecture biomimétique. Elle puise son inspiration directement dans la nature et les innombrables innovations des organismes vivants depuis 3,5 milliards d’années d’évolution. Imiter la disposition des pétales de fleurs pour récupérer efficacement l’eau de pluie, répliquer les techniques de ventilation et de régulation thermique d’une termitière, reproduire le fonctionnement d’un écosystème pour mieux répartir les ressources en énergie… sont autant de pistes prometteuses.
Précurseur en la matière, le « Algenhaus » à Hambourg a été le premier bâtiment au monde à utiliser un bioréacteur à photosynthèse pour produire l’énergie nécessaire à son fonctionnement. Enchâssé dans sa façade, un réseau d’algues baignant dans de l’eau enrichie avec des nutriments permet de produire du biogaz par photosynthèse, converti ensuite en électricité, et d’isoler la structure des variations thermiques.
Ces dernières années, les bâtiments biomimétiques, bio-inspirés et bioconçus se sont multipliés. Le Swiss Re Headquarter à Zurich, l’Esplanade Theatre à Singapour, ou encore l’Eastgate Building au Zimbabwe montrent le potentiel très élevé de cette nouvelle approche.
Construire en hauteur
Le bâtiment de demain doit aussi répondre à l’accroissement inexorable du nombre de citadins dans les prochaines décennies. Selon l’ONU, 2,5 milliards de personnes supplémentaires vivront en ville en 2050. De fait, élancer l’architecture vers le ciel apparaît comme une solution pour éviter une trop grande densification du tissu urbain. Cette verticalisation accentuée peut libérer de l’espace au sol et permettre des immeubles multifonctionnels qui mélangent habitations et services.
C’est ce que propose le projet « Espiral 3500 » de l’architecte Javier López-Menchero Ortiz de Salazar. Espiral 3500 contient des appartements ainsi que des espaces ouverts au public, un parc, des commerces, une plage, des zones de détente et des potagers collaboratifs. En concentrant des services qui participent à l’étalement urbain, Espiral 3500 libère de l’espace au sol qui peut ensuite être dévolu à l’agriculture urbaine. Même son de cloche avec le projet « Haute Agora », présenté début 2019 au Pavillon de l’Arsenal à Paris. Il s’agit d’une tour de 700 mètres de haut, qui a pour but d’apporter une solution à la densification des métropoles. Mixant appartements et bureaux, sa structure tubulaire permet de ménager de grands espaces inoccupés qui peuvent être convertis en jardins suspendus ou en promenades.
Demain, un nouvel écosystème urbain
La ville deviendra progressivement entièrement mesurable grâce aux données. Cela changera d’abord le rôle assigné au bâtiment. Le smart building deviendra le garant du bien-être de ses habitants, de l’accessibilité, de la mixité, de l’écoresponsabilité et de la sécurité.
Demain, de nouveaux matériaux pourraient intégrer des cellules photovoltaïques directement dans leurs structures et démocratiser la production d’énergie solaire. L’impression 3D permettra de bâtir plus rapidement et à moindre coût des habitations personnalisables et écoresponsables. Elle pourrait être l’une des solutions pour que le secteur du bâtiment puisse relever son principal défi : loger toutes les populations sans abîmer la planète.
Cet article est extrait du Livre des tendances 2020 de L'ADN. Pour vous le procurer, cliquez ici.
L'édito de notre partenaire, Bouygues Construction :
Changement climatique, démographie et urbanisation croissantes, mobilité… autant de défis pour lesquels la construction a un rôle à jouer.
Chez Bouygues Construction, nous les relevons avec nos clients et nos partenaires : de la construction modulaire ou bois, jusqu’aux villes intelligentes, en passant par l’économie circulaire. La révolution numérique est en marche !
IoT, IA, réalités virtuelle et augmentée, robotisation, impression 3D, BIM, etc., autant d’opportunités pour répondre aux enjeux du climat en préservant aussi la sécurité de nos compagnons. Quant aux méthodes d'éco-conception, elles permettent de faire ressortir les attentes des citoyens, des territoires, des futurs utilisateurs, et d’imaginer des villes plus durables.
Responsables et engagés, faisons de chaque projet une chance de construire l’avenir.
Marie-Luce Godinot,
Directrice générale adjointe de Bouygues Construction, en charge des Systèmes d'Information, de la Transformation Numérique, de l’Innovation et du Développement Durable
Le green building c’est l’avenir. On suffoque dans nos ville sans les espaces verts et les arbres pour nous aider respirer. Les gens se rendent compte enfin. L’agriculture urbaine est une très bonne option.