En 2019, le taux mondial de consommation de matériaux était de 100 milliards de tonnes et devrait atteindre 175 milliards de tonnes en 2050. Le secteur des bâtiments et de la construction est responsable de 36 % de la demande d’énergie finale dans le monde, représentant 39 % des émissions liées à l’énergie et aux processus. Le plus grand volume de déchets provient actuellement de la démolition des bâtiments, seuls ⅓ des déchets de construction étant réutilisés.
L’économie circulaire dans la construction – Concevoir pour réduire les déchets
Si l’on considère que le plus grand volume de déchets provient actuellement de la démolition de bâtiments, il n’est pas surprenant que l’attention se tourne vers la résolution de ce problème. Le problème est que la manière conventionnelle de faire les choses a été de “prendre, fabriquer, puis gaspiller”, également connue sous le nom d’économie linéaire. Elle est dite “linéaire” parce que le flux de matériaux est unidirectionnel.
Le recyclage des matériaux est considéré par beaucoup comme la solution à ce problème ; cependant, le recyclage est imparfait, avec des inefficacités qui se traduisent par 5 à 30 % de sorties viables par rapport au volume de déchets entrant. En fait, nous ne pouvons pas recycler pour résoudre le problème des déchets, car la demande de ressources est supérieure à l’offre, même pour des ressources apparemment inépuisables comme le sable.
À titre d’exemple, Dubaï, qui se trouve au bord d’un désert, importe du sable d’Australie. S’il peut paraître surprenant que l’Australie vende du sable à une ville importante située à côté d’un désert pour répondre à ses besoins en matière de construction, c’est parce que la qualité des agrégats utiles provient de types spécifiques de dépôts de sable, plus typiquement associés aux lits des rivières. La demande est aujourd’hui si forte que les carrières de sable font l’objet d’une surveillance armée dans des pays comme la Colombie. C’est pourquoi il est important de parler de l’économie circulaire, dont le recyclage n’est qu’une partie.
Pour mieux comprendre l’avenir du recyclage des matériaux de construction, il est important d’expliquer comment l’économie circulaire est liée au secteur de la construction. En général, l’objectif de l’économie circulaire est de changer le modèle linéaire “prendre, fabriquer et gaspiller” en “prendre, fabriquer et réutiliser”.
Pour cela, il faut réutiliser, réparer, remettre à neuf et recycler les produits, les matériaux, les équipements et les infrastructures. Ce faisant, nous réduisons la consommation de ressources et la création de déchets, la pollution et les émissions de carbone.
Si l’on considère le secteur de la construction dans son ensemble, et tout ce qui est nécessaire pour transformer des matières premières en un bâtiment fonctionnel, prendre ces matériaux et les réutiliser n’est pas une mince affaire. Nous allons donc nous pencher sur certains principes fondamentaux et clés afin d’examiner comment être le plus efficace possible.
Fondamentalement, il existe quatre types de ressources à partir desquelles nous fabriquons les produits et services qui répondent aux besoins humains fondamentaux :
Les minéraux – par exemple, le sable qui entre dans la fabrication des tours d’habitation en béton sur les six continents.
Les minerais – généralement utilisés pour fabriquer les métaux des barres d’armature, des navires, des excavatrices et des bulldozers.
Les combustibles fossiles – utilisés pour fabriquer des plastiques et alimenter nos véhicules.
Biomasse – par exemple, les produits du bois comme le bois de construction et le papier.
4 principes clés de l’économie circulaire
Utiliser moins de ressources
Utiliser les ressources plus longtemps
1. Utiliser moins de ressources
Utiliser à nouveau les ressources
Utiliser des ressources propres
Lorsque les déchets sont détournés de la mise en décharge et réutilisés, cela peut avoir des effets énormes et contribuer de manière significative à la réalisation des objectifs de réduction des émissions de carbone. Le recyclage est beaucoup plus inefficace que l’utilisation de moins de matériaux en premier lieu.
En général, dans le cas des déchets ménagers par exemple, le recyclage mixte donne un rendement de 5 à 10 %, alors que le recyclage séparé donne un rendement de 10 à 25 %. Cela est dû à la composition des matériaux, au mauvais tri et à la contamination. Les deux questions à aborder ici sont la conception de produits durables et les incitations financières au recyclage.
Pensez au recyclage comme à l’exploitation minière. Si l’on se trouve face à une masse de déchets et que l’on cherche des métaux précieux, la quantité d’efforts que l’on peut déployer pour extraire le métal doit s’équilibrer avec la valeur du métal, sinon l’effort n’est pas rentable. Lorsque les matériaux sont mélangés et qu’il est très difficile de les séparer, cela devient soit peu pratique, soit peu rentable.
La ferraille est relativement bien recyclée en raison de sa valeur. Pour les matériaux moins précieux, des taxes et des incitations sont nécessaires pour éviter les frais, par exemple la taxe de mise en décharge, ou pour bénéficier des avantages des programmes gouvernementaux. En raison de ces difficultés, la plupart des déchets finissent dans des incinérateurs pour la récupération d’énergie ou sont envoyés dans une décharge.
Bien qu’il puisse sembler désinvolte de dire qu’il faut “utiliser moins de matériaux”, il existe actuellement des techniques qui peuvent remplacer les barres d’armature en acier dans les constructions en béton. Par exemple, le graphène a longtemps été absent depuis sa découverte en 2004, mais aujourd’hui, le béton imprimé en 3D et renforcé au graphène est utilisé dans la construction du train à grande vitesse britannique HS2. Ce béton armé peut être utilisé sans barre d’armature en acier, ce qui réduit la demande d’acier et la nécessité de le transporter et de le recycler.
Il est également possible d’économiser des matériaux lors de la phase de conception en recourant à la préfabrication et à la construction modulaire, ainsi qu’à la modélisation des données du bâtiment (BIM).
2. Utiliser les ressources plus longtemps
Il s’agit de concevoir en tenant compte de la longévité et de la réparabilité. Le FairPhone en est un exemple. Il est conçu pour être modulaire, de sorte que les pièces cassées sont facilement remplaçables à l’aide d’un tournevis standard et que les pièces individuelles sont disponibles en ligne. Il est conçu pour être réparé, ce qui signifie que le cycle de vie du produit peut être étendu bien au-delà de ce qui est attendu aujourd’hui.
Les bâtiments devraient être conçus de la même manière afin que les éléments puissent être plus facilement réutilisés, réparés, recyclés ou récupérés. Cela peut être réalisé en construisant avec des composants créés par impression 3D, préfabrication, BIM et modularité des bâtiments.
3. Utiliser à nouveau les ressources
Le recyclage des matériaux de construction peut poser des difficultés en fonction du matériau. Heureusement, l’acier, le verre et les plaques de plâtre sont tous hautement recyclables. Presque tout l’acier de construction (98 %) ne sera pas mis en décharge, tandis qu’environ 70 % des barres d’armature utilisées pour renforcer le béton seront recyclées. Une séparation minutieuse peut augmenter cette efficacité.
Les plaques de plâtre (cloisons sèches) peuvent être recyclées à l’infini sans perte significative de performance si elles sont conservées entières, ce qui signifie qu’une planification préalable est nécessaire pour permettre leur retrait intact. Le gypse synthétique fabriqué dans les centrales électriques au charbon doit être évité en raison de sa toxicité. En recyclant efficacement les cloisons sèches, on réduit la nécessité d’extraire davantage de sulfate de gypse, un minéral tendre, qui est le principal constituant de nombreuses formes de plâtre.
Le vieil adage selon lequel “les déchets des uns sont les trésors des autres” s’applique ici, car les anciens éléments de construction peuvent être réutilisés à une fraction du coût.
De même, le verre peut être broyé à l’infini pour retrouver sa qualité vierge. La fabrication du verre est un processus à forte intensité énergétique, ce qui en fait un candidat idéal pour le recyclage. Il doit être soigneusement séparé pour éviter les impuretés.
Il est important de noter la distinction entre recyclage et récupération. La récupération peut être considérée comme la réutilisation d’un article d’occasion. Il n’aura pas été soumis à un processus intensif pour le reconvertir en ses éléments constitutifs. Dans la hiérarchie des déchets, on parle d’upcycling. Globechain et Rockwool sont deux exemples d’un marché en pleine expansion pour le recyclage des bâtiments et de leur contenu.
Le vieil adage “le déchet de l’un est le trésor de l’autre” s’applique ici, car les anciens éléments de construction peuvent être réutilisés à une fraction du coût, par exemple les vieilles briques, les chutes de bois et les panneaux de verre. Si l’on considère les inefficacités et les besoins énergétiques du recyclage, on comprend pourquoi il s’agit d’une priorité bien plus importante qui devrait être prise en compte dès la phase de planification, dans la mesure du possible.
Concevoir pour faciliter la séparation à la fin de la durée de vie d’un produit et séparer les matériaux le mieux possible avant de les envoyer à une installation de tri augmente l’efficacité. Les numéros de résine plastique sont un moyen pour le fabricant de plastique d’indiquer à l’installation de recyclage le type de plastique utilisé. Tous les numéros de résine plastique ne peuvent pas être recyclés, ou nécessitent des installations spécifiques pour le faire.
4. Utiliser des ressources propres
La construction modulaire hors site permet de sélectionner plus facilement des matériaux de construction recyclables ou durables tels que le bois. Le bois, également connu sous le nom de bois d’œuvre, est principalement utilisé à des fins structurelles dans les bâtiments et peut durer environ cent ans. Le carbone étant enfermé dans le bois pendant cette période, cela contribue à réduire le carbone intrinsèque de l’ensemble du projet.
S’il n’est actuellement pas possible de construire des gratte-ciel de l’ampleur de ceux de l’Empire State Building sans béton ni acier, la hauteur des bâtiments pouvant être construits en bois dépasse les 80 mètres grâce aux méthodes de construction modernes. Le nouveau stade du club de football Forest Green Rovers, dans le Gloucestershire, a récemment obtenu un permis de construire pour être le premier stade de football en bois au monde.
Le bambou est un autre matériau “miracle” qui pousse très rapidement (1,5 mètre par jour) et absorbe le carbone de l’air. Sa résistance à la traction est supérieure à celle de l’acier, mais il est sujet à une dégradation naturelle. L’Institut suisse de technologie étudie les composites en fibre de bambou comme alternative à l’acier. Le bambou pourrait être aussi résistant que la fibre de carbone, pour un coût inférieur de 1 %. À mesure que les budgets carbone sont appliqués aux projets, l’attention se tourne de plus en plus vers l’énergie intrinsèque du choix des matériaux de construction.
Rénovation et réhabilitation durable des bâtiments existants
80 % des bâtiments qui existeront en 2050 existent déjà aujourd’hui. Le prochain boom de la construction sera celui de la rénovation. Il est donc important que les efforts ne portent pas uniquement sur les nouvelles constructions, où de nouvelles techniques de construction avancées peuvent être déployées pour résoudre les problèmes de carbone et de déchets, mais plutôt sur la rénovation de notre parc existant.
