Construire tout en préservant le climat

Comment calculer l’empreinte carbone ? Un aperçu du bilan climatique des bâti-ments et ce que signifie concrètement l’objectif zéro émission net dans le secteur de la construction.

« Construire tout en respectant le climat et en le préservant implique réduire au maximum l’empreinte carbone d’un bien immobilier. Il faut prendre toutes les mesures connues à ce jour pour empêcher ou minimiser les émissions de gaz à effet de serre (GES), aussi bien pendant sa construction que lors de son exploitation », écrit Paul Knüsel en introduction à la publication du hors-série « Transfer 1/2023 CO2-Bilanzen ». Voilà qui résume bien une vaste thématique aux multiples facettes, volontiers résumée à ces mots-clés : construire, exploiter, empêcher les émissions de gaz à effet de serre et les minimaliser.

Les émissions de gaz à effet de serre sont mieux connues sous le terme d’« empreinte carbone » (carbon footprint) qui regroupe un ensemble de gaz : dioxyde de carbone, méthane, protoxyde d’azote et azote, notamment. Le dioxyde de carbone, ou CO2, en particulier, est considéré comme un paramètre important pour l’environnement car il contribue à l’augmentation des températures mondiales et modifie ainsi le climat dans la durée.

Pour déterminer l’empreinte carbone, il faut prendre en considération l’alimentation, la mobilité, le travail, les infrastructures et la consommation. En Suisse cependant, seuls trois de ces cinq domaines de vie comptent lorsqu’il s’agit de mesurer l’empreinte carbone, à savoir la mobilité (selon l’emplacement du bâtiment), le travail et les infrastructures. Pour calculer la quantité d’émissions de gaz à effet de serre dans les nouvelles constructions ou lors de rénovations, il existe des valeurs cibles et des valeurs indicatives à respecter. Le cahier technique « La voie SIA vers l’efficacité énergétique » de la Société suisse des ingénieurs et des architectes (SIA 2040:2017) est un outil de planification destiné à l’ensemble du secteur de la construction.

Selon ce principe, pour chaque mètre carré d’un nouveau bâtiment de la catégorie « administration », il ne faudrait pas dépasser 9,0 kg de CO2 pour sa construction, 4,0 kg pour son exploitation et 7,0 kg pour les émissions liées à la mobilité par m2 de surface de référence énergétique. Ainsi, les nouvelles constructions sont considérées comme énergétiquement efficaces si elles produisent au maximum 20 kg de gaz à effet de serre par mètre carré sur les surfaces de plancher hors sol et en sous-sol. 

Responsabilité pour le cycle de vie

La majeure partie des émissions de gaz à effet de serre se produit pendant les 60 ans environ que dure l’utilisation d’un bâtiment. L’énergie pour le chauffage et la production d’eau chaude provient souvent de combustibles fossiles tels que le charbon, le gaz ou le pétrole, lesquels non seulement émettent des gaz à effet de serre mais sont aussi des ressources naturelles non renouvelables. Pour y remédier, il faut d’une part réduire la consommation d’énergie et, d’autre part, améliorer l’efficacité opérationnelle en économisant l’énergie et en utilisant systématiquement des énergies renouvelables, comme par exemple la géothermie, l’énergie éolienne, l’énergie dérivée du bois ou l’énergie solaire.

Mais aujourd’hui, construire de manière durable signifie aussi assumer une responsabilité beaucoup plus étendue en termes d’émissions de gaz à effet de serre. Pour pouvoir évaluer un bâtiment et son impact sur l’environnement de manière globale, il est devenu courant d’inclure tous les processus liés à sa construction et son exploitation. Prenons par exemple des fenêtres métalliques : il s’agit dans ce cas de l’extraction des matières premières, de leur transport jusqu’au fabricant, de la consommation d’énergie nécessaire pour les produire et les installer, de leur utilisation, démolition, élimination ou recyclage. Chaque bâtiment et tous les matériaux qui le constituent ont donc une empreinte écologique globale avant-pendant-après qui a une incidence sur le climat. La consommation d’énergie générée au cours du cycle de vie, appelée aussi énergie grise, détermine l’empreinte carbone de manière décisive : les chaînes d’approvisionnement locales sont de fait à nouveau privilégiées.

Quiconque planifie, construit et exploite un bien immobilier peut donc influencer l’empreinte climatique circulaire. Le Conseil fédéral a saisi cette opportunité et l’a inscrite le 27 janvier 2021 dans une stratégie climatique à long terme pour atteindre l’objectif zéro émission net d’ici 2050. Elle contient des principes stratégiques qui doivent guider et marquer l’action politique en matière de climat dans les années à venir en Suisse pour atteindre la neutralité climatique d’ici le milieu du siècle. Cela signifie que les émissions de CO2 dans l’atmosphère doivent compenser l’absorption de dioxyde de carbone de l’atmosphère – d’où l’appellation imagée « zéro émission net ».

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Zéro émission net dans le secteur de la construction

La loi fédérale sur les objectifs en matière de protection du climat (LCl) représente la base légale de l’objectif zéro émission net, dans laquelle les effets du changement climatique sont encadrés par des prescriptions juridiques. Cette loi stipule à l’article 10 que la Confédération, entre autres, joue un rôle de modèle. Selon l’art. 10, al. 2, LCl, « d’ici à 2040, l’administration fédérale centrale doit avoir au minimum atteint l’objectif de zéro émission net. »

Pour y parvenir, l’Office fédéral des constructions et de la logistique OFCL, maître d’ouvrage du bâtiment D, travaille en réseau au sein de la gestion des ressources et management de l’environnement de l’administration fédérale (RUMBA), au sein du groupe spécialisé Construction durable de la Conférence de coordination des services de la construction et des immeubles des maîtres d’ouvrage publics (KBOB) ou au sein du groupe spécialisé Durabilité des marchés publics de la Conférence des achats durables de la Confédération (CA). « L’OFCL est bien décidé à poursuivre son développement et à faire figure d’exemple pour le monde économique et le grand public », déclare Pierre Broye, directeur de l’OFCL, dans le Rapport de durabilité 2022 de l’autorité fédérale. C’est pourquoi l’OFCL intègre la soutenabilité dans ses processus commerciaux, par exemple en utilisant le Standard Construction Durable Suisse (SNBS) comme base pour planifier les nouvelles constructions et les rénovations en Suisse.

Le zéro émission net dans le secteur de la construction est par conséquent clairement réglementé sur le plan juridique. Alors, comment réduire les émissions de gaz à effet de serre, un objectif ambitieux à atteindre d’ici 2040 ? Avec des mesures d’économie d’énergie. Mais pas seulement. « La marge de manœuvre est importante, en particulier au début des processus de planification. Mais elle diminue au fur et à mesure que le projet se précise car la forme et la taille du bâtiment sont, avec son mode de construction, les principaux facteurs d’influence », explique Patricia Bürgi, architecte et spécialiste en construction durable chez CSD Ingenieure AG. C’est pourquoi la prise en compte et l’optimisation des impacts environnementaux dès la phase d’études préliminaires et d’avant-projet, par exemple lors d’un concours ou d’un mandat d’études, revêtent une grande importance. Au moment de dimensionner une construction, les spécialistes en bâtiment et les planificateurs devraient partir de sa compacité, de sa forme et de sa structure porteuse. Le principe de construction inclurait la séparation des systèmes, la stratification et les connexions. Et enfin, en termes de matériaux de la structure et des surfaces, il faudrait utiliser des matériaux de construction minéraux et biogènes, toujours selon Patricia Bürgi. Mais avant tout projet, la question fondamentale qui se pose est de savoir s’il faut-il construire à neuf ou si l’on peut développer ce qui existe déjà.

Des modèles établis pour bien planifier

La clé est donc de très bien planifier les travaux en s’appuyant sur des modèles établis pour améliorer l’efficience dans l’utilisation des ressources. Le cahier technique « La voie SIA vers l’efficacité énergétique » (SIA 2040:2017), les normes de construction Minergie-ECO et le Standard Construction Durable Suisse (SNBS) ont défini des valeurs indicatives pour réduire les émissions de CO2 en construction de bâtiments. Elles sont considérées comme des standards à respecter lorsqu’un bâtiment doit être construit de manière efficiente en termes de ressources.

L’empreinte climatique pour l’ensemble du cycle de vie d’une construction inclut donc un bilan CO2 ad hoc qui recense les émissions directes de gaz à effet de serre liées à l’exploitation et les émissions indirectes de GES liées à l’énergie et à la production. Cela nécessite des standards uniformes, tels que les certificats énergétiques obligatoires et la déclaration volontaire des émissions de GES. Et suppose des échanges entre le maître d’ouvrage, les architectes, les physiciens du bâtiment et le futur exploitant, afin que le projet puisse démarrer dans de bonnes conditions. Par exemple lors d’un concours, ce qui permet d’intégrer les innovations aux résultats des projets présentés.

Les bases de données scientifiques, telles que la base de données Ecoinvent, une spin-off de l’École polytechnique fédérale de Zurich (EPFZ), fournissent des données représentatives des émissions dans les processus de fabrication au niveau mondial et dans les chaînes de création de valeur pour les matériaux et les techniques de construction, systèmes énergétiques et transports. Elle constitue la base des « Données écobilans dans la construction », gérées par l’administration fédérale au niveau interdépartemental (DETEC, KBOB), explique Paul Knüsel dans « Transfer 1/2023 CO2-Bilanzen ».

Le cycle du gaz à effet de serre

Les chiffres de cette base de données fournissent également des pistes pour de nouveaux développements. À l’avenir, les technologies élimineront le CO2 de l’atmosphère et compenseront l’effet des émissions des gaz à effet de serre restants.

Le secteur du bâtiment est responsable des émissions mondiales de GES à hauteur de 37%. Pourtant, arrêter de construire n’est ni réaliste ni faisable. Outre les économies d’énergie, le choix des matériaux et la réduction des émissions au cours du cycle de vie, des procédés biologiques et techniques innovants, appelés technologies à émissions négatives (NET), ont le potentiel de réduire les GES. En amont de cette notion, le calcul est pragmatique : les émissions négatives doivent compenser les gaz à effet de serre déjà émis. « Ce sont des procédés qui visent à filtrer le CO2 de l’atmosphère et à le stocker durablement, par exemple dans les sols ou les roches. Le reboisement forestier et les tourbières constituent aujourd’hui déjà des solutions de stockage biologique », explique Patricia Bürgi. De grands espoirs reposent sur les NET, considérées comme un pilier important de la politique climatique suisse.

Quelques étincelles avant de bien serrer les vis

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