Comment construire en utilisant moins de ressources ?

Les statistiques relatives aux émissions produites par les bâtiments sont toujours aussi dures et difficiles à comprendre. Le secteur de la construction représente environ un tiers de la demande totale de matériaux. Et environ 37 % des émissions de_CO2 sont le résultat des processus de l'environnement bâti, de la formation de l'acier et du béton à la production et à l'exploitation des bâtiments tout au long de leur cycle de vie.

La consommation de matériaux étant tirée vers le haut par la croissance démographique, l'urbanisation et les préférences du marché pour les nouveaux bâtiments, l'industrie pourrait bénéficier de nouvelles idées et pratiques.

Chez Arup, nos équipes chargées des matériaux et de la conception se penchent sur cette question depuis des années. Il est devenu évident que le problème consiste à la fois à mettre fin à certaines habitudes, à renforcer le soutien et la capacité à recycler davantage de matériaux et à prouver qu'une approche plus éclairée de la consommation des ressources n'est pas seulement souhaitable, mais aussi techniquement pratique et commercialement viable.

La pensée circulaire

Depuis des décennies, l'idée (et l'idéal) d'une économie circulaire est très prometteuse. Il s'agit d'une idée simple, selon laquelle nous devrions concevoir des objets en partant du principe que tous les matériaux restent aussi réutilisables et précieux que possible. Dans certains secteurs, comme l'électronique grand public, où les produits composés de nombreux éléments peuvent être réutilisés, l'adoption des principes de l'économie circulaire s'est avérée suffisamment logique sur le plan commercial pour s'imposer. Nous sommes partenaires de la Fondation Ellen Macarthur (FEM) depuis plus de dix ans, période au cours de laquelle l'industrie de l'environnement bâti a manifesté un intérêt croissant pour les approches circulaires. Mais nous n'avons pas encore vu cette philosophie se répandre dans des projets concrets.

Pour combler le fossé entre l'idée novatrice et la pratique quotidienne, Arup et la FEM ont développé en 2022 le Circular Buildings Toolkit, afin d'aider les concepteurs et les ingénieurs à adopter cette approche dans leur travail. Et pour que le secteur de l'environnement bâti incarne réellement les principes de l'économie circulaire, nous devons nous concentrer autant sur le démontage durable des matériaux des bâtiments existants à la fin de leur vie que sur leur assemblage.

Récupérer, réutiliser, réimaginer

L'un des plus grands obstacles aux pratiques de construction durable est la quantité de matériaux perdus lors du processus de démolition. Les équipes de l'Arup ont également étudié les moyens de récupérer et de réutiliser des éléments tels que l'acier de construction, en utilisant de nouveaux outils numériques pour évaluer et classer les composants afin qu'ils puissent rejoindre le pool de ressources disponibles pour les concepteurs. Il s'agit là d'un point essentiel, car les concepteurs doivent avoir l'assurance que le niveau de qualité et de performance souhaité peut être maintenu avec des matériaux et des composants usagés. Les preuves et l'évaluation permettent d'instaurer la confiance.

Darius Cook, ingénieur principal en structures, explique comment un nouveau projet d'infrastructure énergétique a adopté cette approche pour sa charpente métallique. Lire l'article.

Dans un article connexe, Kristian Winther, architecte, explique comment les innovations en matière de numérisation et d'analyse rendent les déchets plus utiles et un environnement bâti circulaire plus réalisable. Lire l'article.

Voir le potentiel

Graeme DeBrincat a exploré des approches pratiques du recyclage du verre architectural - une pratique prometteuse, mais qui n'a pas encore trouvé sa place dans l'industrie. Lisez son article ici.

L'utilisation généralisée du verre est un facteur clé dans les émissions de carbone des bâtiments. Graham Dodd, membre de l'Arup, donne un aperçu des nouvelles pratiques qui peuvent réduire la consommation d'énergie de ce matériau de construction essentiel.

Une précision basée sur les données

Un autre moyen prometteur de réduire les déchets réside dans l'utilisation de méthodes de construction fondées sur les données, qui comprennent des opérations additives ("impression"), soustractives (découpe) et de formage/placage. Chacune à leur manière, ces techniques utilisent la précision de la conception numérique pour créer des composants variés ou personnalisés avec beaucoup plus d'efficacité tout en produisant presque zéro déchet. Arup a été le pionnier de ces approches dans des projets tels que la maison imprimée en 3D et le pont en acier MX3D à Amsterdam. À la Sagrada Familia de Barcelone, l'usinage en 3D de composants en pierre et en acier, piloté par des données, a prouvé que l'innovation structurelle peut également conduire à une moindre utilisation des ressources et des matériaux.

Il s'agit là de certaines des pratiques de construction les plus durables jamais mises au point, et nous restons optimistes quant à leur pertinence et à leur valeur futures. Découvrez notre travail sur une maison de démonstration imprimée en 3D. Vous pouvez également en savoir plus sur le pont MX3D d'Amsterdam - un exemple pionnier de construction additive, désormais utilisé dans la ville.

Faire une différence matérielle

Nous sommes conscients du défi que représente la transformation de la manière dont nous construisons et avec quoi - dans n'importe quel secteur, les traditions, les habitudes et les attentes peuvent être difficiles à changer. Mais en même temps, l'urgence du changement est réelle. Ce que nous extrayons de la terre et récoltons dans le monde vivant, ce que nous rejetons délibérément ou involontairement dans ce monde, et les matériaux vitaux qui nous entourent chaque jour, font partie d'un système fermé que les humains et tous les êtres vivants partagent. Il est encourageant de voir émerger de nouveaux idéaux pour ce que nous construisons, de nouvelles approches sur la manière dont nous le faisons et de nouvelles visions de la beauté qui peuvent nous aider à rétablir l'équilibre de notre système.