29 avril 2022

Entretien croisé : l’écoconception appliquée à la construction hors-site

Art de l’anticipation, maîtrise des coûts et de l’exécution : le savoir faire et les avantages propres à la construction hors-site représentent également des opportunités pour améliorer l’empreinte environnementale du bâtiment. La phase de conception a une durée et une importance accrues, ce qui permet d’intégrer des solutions favorisant l’efficacité énergétique, le recyclage et l’utilisation de matières premières à faible impact en amont d’un projet, au moment où ces choix sont les plus influents. David Damichey de Cubik Home et Bruno Peuportier des MINES Paris PSL nous en parlent dans cet entretien croisé.

1. Quels sont les avantages de la construction hors-site pour les clients et pour l’environnement ?

David Damichey : Les constructions hors-site Cubik-Home sont des modules tridimensionnels en béton mesurant jusqu’à 10 ml de long x 4 ml de large partiellement ou totalement équipés en usine qui s’assemblent horizontalement et verticalement jusqu’à R+1 pour l’instant, prochainement R+2 et à terme R+7.

Les points forts du procédé portent sur une plateforme technique isolée, qui permet un panel de personnalisation et renvoie l’image d’un bien patrimonial solide. Nous avons conscience que le béton est décrié sur le plan environnemental et c’est pourquoi nous nous efforçons d’en faire une force en travaillant avec des bétons de dernière génération. L’abaissement de l’empreinte carbone des produits sur le long terme, à travers l’économie circulaire, est un message auquel les consommateurs sont de plus en plus sensibles.

De plus, le rapport au temps a changé comme le niveau d’exigence des clients qui s’est élevé ; le désir d’accession se faisant maintenant en surfant sur une tablette. Concernant le rapport au temps, la construction hors-site permet de manière évidente la réduction des délais d’exécution, car le hors-site, c’est l’art de l’anticipation. Et sur le plan qualitatif, le procédé Cubik-Home permet une meilleure maitrise des coûts globaux et de l’exécution du fait d’études préalables plus fines.

Bruno Peuportier : L’industrialisation permet de consacrer davantage de temps aux études en phase de conception par rapport aux constructions artisanales. C’est à cette étape que se prennent les décisions les plus influentes sur la performance environnementale d’un ouvrage. Il est alors possible d’optimiser les concepts, quitte à pouvoir les personnaliser selon les souhaits de la maîtrise d’ouvrage.

La construction hors-site apporte une meilleure maîtrise de la qualité grâce à l’environnement de travail et à des contrôles en production. C’est en particulier vrai pour des caractéristiques comme l’isolation thermique et l’étanchéité à l’air. Les possibilités de recyclage sont par ailleurs accrues.

La mutualisation sur un grand nombre de bâtiments permet aussi la sélection des fournisseurs, par exemple concernant les ciments bas carbone, l’acier recyclé, les éléments de construction et les équipements. Cette sélection intègre des critères environnementaux.

2. À quels défis scientifiques et quels défis des métiers répond le projet de collaboration entre Cubik-Home et les MINES Paris Psl, qui a été lancé dans le cadre du programme Recherche & Solutions du lab ?

Bruno Peuportier : L’intérêt pour notre équipe de recherche a été de modéliser un procédé industriel innovant en intégrant les input et output, en particulier les consommations d’énergie et d’eau, ainsi que les déchets. Définir une référence pertinente, à laquelle le produit est comparé en analyse de cycle de vie, a posé un certain nombre de questions. Doit-on considérer une géométrie exactement identique ? Comment choisir les matériaux traditionnels ? Peut-on caractériser un chantier type ? Les scénarios d’usage sont-ils les mêmes ? Quelles hypothèses considérer pour la fin de vie ?

Identifier des solutions d’amélioration constitue sans doute l’aspect le plus motivant de ce type de recherche. Il s’agit de revisiter le choix des matériaux, composants et équipements, d’étudier les possibilités d’économie de matière, la manière dont les différents éléments peuvent interagir pour réduire les consommations et les impacts tout en assurant un niveau de confort élevé.

David Damichey : En tant que porteur d’une solution industrielle innovante, il est difficile de s’appuyer sur des références existantes en matière d’analyse de cycle de vie. Étant donné que nous avons toujours été sensibles à ces aspects, nous aurions probablement pu avancer par nous-mêmes avec plus de temps. Mais pour adopter une méthode qui aboutisse rapidement sur l’identification d’indicateurs et de leviers pertinents, il nous a semblé évident de faire appel à des experts sur ces questions.

Modifier une ligne de production pour devenir plus vertueux est toujours possible, mais forcément plus couteux que d’adopter les bons réflexes en amont. Et c’est lors d’un échange avec des collaborateurs de VINCI que je leur ai demandé une mise en relation avec le pôle de recherche sur l’efficacité énergétique des systèmes de MINES Paris PSL. Les premiers échanges ont été surprenants, car nous ne parlions pas le même langage, mais nous avons tous fait des efforts pour nous comprendre et notre participation au webinaire du 11 mai est une preuve que cela a fonctionné.

3. L’analyse du cycle de vie est multiétapes, elle prend donc en compte les impacts liés aux étapes de construction, utilisation, rénovation et déconstruction du bâtiment. Laquelle de ces phases a le plus d’impact en termes d’émissions de CO2 et quelles actions seront déployées pour réduire cet impact ?

Bruno Peuportier : Comme dans la plupart des constructions et en considérant une durée de vie de 100 ans, la principale contribution aux impacts correspond à l’étape d’utilisation du bâtiment (chauffage, eau chaude sanitaire, électricité, production d’eau potable et traitement des eaux usées). L’amélioration de la performance énergétique, avec en perspective l’utilisation d’une pompe à chaleur géothermique, réduit cette contribution et donne davantage d’importance aux produits de construction, mais cette part liée aux produits peut être réduite grâce à l’emploi de matériaux à moindre impact.

David Damichey : Comme l’a évoqué Bruno, la principale contribution aux impacts correspond à l’étape d’utilisation du bâtiment, mais notre rôle en tant qu’industriel engagé n’est pas de rester spectateur, mais d’agir à notre niveau sur le process et le produit, car n’oublions pas que l’énergie et les ressources les moins chères sont celles que l’on ne consomme pas. De fait, plus l’enveloppe d’un bâtiment sera performante et intelligente et plus ses besoins énergétiques seront moindres et plus les ressources seront préservées. Dès l’origine nous avons cherché à diminuer les épaisseurs des voiles et des dalles qui font respectivement 5 et 7 cm en section courante.

Nous avions à l’esprit de travailler avec des matériaux moins carbonés et biosourcés, mais leur adoption s’est accélérée grâce au travail de collaboration avec les Mines. Pour n’en citer que quelques-uns, nous avons adopté le ciment Cem III pour fabriquer les modules. Ce ciment de dernière génération a même remplacé et a été étendu à l’ensemble de la production de Francioli. Nous allons aussi nous appuyer à l’avenir sur des matériaux biosourcés pour l’isolation et les équipements.

4. Quelles sont les perspectives de recherche et de développement de Cubik Home qui permettront d’aller encore plus loin dans les objectifs environnementaux ?

Bruno Peuportier : Pour tirer parti au mieux du concept proposé, la possibilité d’utiliser les fondations (pieux) pour alimenter une pompe à chaleur géothermique mériterait d’être étudiée de manière plus approfondie. Il s’agit de développer des connaissances pour dimensionner au mieux cette solution, et en évaluer plus finement les performances. D’autres améliorations pourraient être explorées comme la possibilité d’utiliser des fibres biosourcées à la place de l’acier. A terme, l’objectif serait d’arriver à un concept neutre en carbone, sans déplacement d’impact sur la santé, la biodiversité et les ressources.

David Damichey : La construction hors-site aborde l’acte de construire différemment avec des effets bénéfiques sur les objectifs environnementaux, comme un meilleur emploi des ressources en moindres quantités dans la construction. C’est également le cas pour la production de déchets qui est inférieure à celle d’un chantier traditionnel. C’est clairement un marché en évolution qui présente un fort potentiel vis-à-vis des objectifs de décarbonation.

Comme nous sommes actuellement au stade de production des préséries, nous nous focalisons sur l’optimisation économique et environnementale du produit. Mais sans vouloir dévoiler nos ambitions, un bâtiment qui reste déplaçable dans le temps présente un bon nombre d’avantages en matière d’économie circulaire.

La construction hors-site ne va pas se substituer à la construction traditionnelle, mais elle va utilement compléter l’offre en faisant évoluer les outils industriels de préfabrication.

Cet échange poursuivra le 11 mai à l’occasion du webinaire Recherche & Solutions sur “Les opportunités environnementale de la construction hors-site”. Nous vous donnons rendez-vous en ligne pour assister au live et poser vos questions à David Damichey et Bruno Peuportier.

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