Comment construire de manière plus écologique ?
Le 2 juin 2015, la House of Natural Resources (HoNR) a ouvert ses portes sur le campus du H?nggerberg de l'ETH. Avec ce b?timent fra?chement inauguré, qui nous sert de laboratoire de recherche, nous présentons une étape importante dans le domaine de la construction durable.
La durabilité est un sujet important, en particulier dans le secteur de la construction. Après tout, les b?timents et les systèmes d'infrastructure représentent environ 30 à 40 % de la consommation mondiale de ressources et 40 % de la consommation mondiale d'énergie [1]. Du fait de son énorme empreinte écologique, le secteur est donc sous pression pour trouver des alternatives afin de devenir plus respectueux de l'environnement et donc de la durabilité.
Des innovations sont nécessaires
Lorsqu'il s'agit d'intégrer les externalités sociales et environnementales dans son activité économique, le secteur de la construction a déjà fait d'assez bons progrès. Les co?ts de construction de b?timents efficaces sur le plan énergétique se situent aujourd'hui à un niveau similaire à celui des constructions conventionnelles. Mais à l'usage, les b?timents à haute efficacité énergétique sont nettement moins chers. Cependant, bien que le secteur ait déjà fait de nombreux efforts, son bilan environnemental n'est toujours pas satisfaisant. Cela suscite des appels à encore plus de recherche et d'innovation dans ce domaine.
C'est dans ce contexte que la chaire de construction en bois de l'Institut de statique et de construction du Département de construction, d'environnement et de géomatique (D-BAUG), en collaboration avec la chaire d'architecture et de systèmes du b?timent du Département d'architecture (D-ARCH) de l'ETH Zurich, a créé sur le campus de l'ETH H?nggerberg la House of Natural Resources (HoNR) a été développée. Afin de créer un concept global de durabilité, nous avons utilisé pour la construction des éléments bois-béton innovants et une nouvelle technologie de fa?ade. En outre, nous avons installé des capteurs qui surveillent le comportement du b?timent.
Le bois de feuillus au lieu de l'acier
En 2014, Tai Ly a étudié dans le cadre d'un travail de master à la chaire de construction durable de l'ETH Zurich l'écobilan de constructions en bois-béton dans le HoNR. Le travail a principalement analysé des éléments composites bois-béton en panneaux de placage en bois de hêtre, qui servent à la fois d'éléments de coffrage et d'armature. Pour augmenter la résistance au feu, on utilise toutefois encore de l'acier d'armature. Les résultats de la recherche montrent que la construction bois-béton du HoNR permet de réduire de dix pour cent les émissions de CO2-que le béton armé conventionnel. Bien que les économies réalisées sur ce prototype ne soient pas encore très importantes, le potentiel d'amélioration est prometteur. Gr?ce à la nouvelle technologie, il pourrait être possible de réduire encore la quantité d'acier nécessaire pour le béton armé. Cela soulagerait considérablement l'environnement, car l'acier est actuellement responsable de 20 % des émissions de gaz à effet de serre générées par la production de la dalle hybride [2]. De plus, la Suisse dispose d'abondantes ressources en bois, alors que l'acier doit être importé, ce qui pollue encore plus l'environnement en raison du transport nécessaire.
Améliorer encore la durabilité environnementale
Le projet en cours "Concrete Solutions", soutenu par le FNS en tant que contribution au programme national de recherche "Transition énergétique" (PNR 70), se penche désormais sur le potentiel d'amélioration des constructions en bois-béton. Nous voulons améliorer les propriétés des panneaux de contreplaqué en bois de hêtre, notamment en ce qui concerne la résistance aux flammes, afin de pouvoir renoncer complètement à l'armature en acier. En outre, nous voulons développer un système d'assemblage sans connecteur en acier en étudiant des colles très efficaces pour les matériaux composites. Nous espérons encore progresser gr?ce au CO2-Maintenant que la SIA autorise un remplacement du ciment jusqu'à 65 pour cent (SIA 2049). Toutes ces améliorations permettraient de réaliser un plafond hybride bois-béton local qui émettrait 50 pour cent de gaz à effet de serre en moins par rapport à la construction conventionnelle en béton armé actuellement disponible sur le marché [2].
Monitoring du b?timent et du confort des utilisateurs
Le HoNR est pour nous une tentative passionnante de faire progresser la durabilité dans la construction. Nos structures en bois innovantes ne promettent pas seulement un impact environnemental moindre que les systèmes conventionnels. Le HoNR est également un laboratoire de recherche qui fournit des informations actualisées sur l'état structurel du b?timent, son efficacité énergétique globale et le bien-être des utilisateurs. Alors que des capteurs surveillent les variables mesurables telles que les déformations, les vibrations et les tensions, les chercheurs intègrent également dans leurs études la perception subjective des utilisateurs, comme le confort ou les vibrations ressenties. Il s'agit d'une méthode avancée pour mieux comprendre le comportement de la maison au quotidien.
Informations complémentaires
Pour en savoir plus sur la Maison des ressources naturelles, consultez le site web du HoNR et dans la Communiqué de presse de l'ETH Zurich.
Références :
[1] PNUE, 2014, Greening the Building Supply Chain. United Nations Environmental Program : Sustainable Buildings and Climate Initiative.
[2] Tai Ly, 2014. Life Cycle Assessment of Wood-Concrete composite floor. Travail de master, ETH Zurich.
