Réduire l’empreinte carbone grâce au BIM et à la circularité : est-ce vraiment possible ?

Réduire l’empreinte carbone grâce au BIM et à la circularité : est-ce vraiment possible ?

Introduction

Face à l’urgence climatique, chaque secteur cherche à réduire son impact environnemental. La construction, responsable d’une part importante des émissions mondiales de carbone, est particulièrement observée. Deux approches ont émergé pour y répondre : la modélisation des informations du bâtiment (BIM) et les principes de l’économie circulaire. Cet article examine si elles peuvent réduire de manière significative l’empreinte carbone du secteur, quels obstacles elles rencontrent et quels bénéfices elles pourraient apporter.

L’empreinte carbone de l’industrie de la construction

Le secteur du bâtiment et de la construction compte parmi les plus gros émetteurs de carbone au monde. Selon le rapport mondial 2019 sur l’état des bâtiments et de la construction (Global Status Report, GlobalABC, PNUE et AIE), il représentait 39 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone (CO2) liées à l’énergie et aux procédés industriels en 2018 : 28 % pour l’exploitation des bâtiments et 11 % pour la fabrication des matériaux et produits de construction, comme l’acier, le ciment et le verre. Ces émissions ont deux origines principales :

1. Émissions de carbone opérationnelles : ce sont les émissions dues à l’énergie consommée pour chauffer, refroidir, éclairer et alimenter les bâtiments une fois occupés. Les progrès en efficacité énergétique les ont fait baisser, mais elles restent une part importante de l’empreinte carbone d’un bâtiment.
2. Émissions de carbone incorporées : elles proviennent de la production et du transport des matériaux, du chantier lui-même, de l’entretien et du remplacement des composants pendant la vie du bâtiment, et de sa démolition en fin de vie. Les émissions opérationnelles peuvent diminuer au fil des années grâce à une meilleure efficacité énergétique. La plus grande part du carbone incorporé, celle des matériaux et du chantier, est en revanche émise avant même la mise en service : une fois le bâtiment construit, on ne peut plus la réduire. Le secteur ne réduira donc pas son impact global sans s’attaquer à ces émissions dès la conception.

Qu’est-ce que la modélisation des informations du bâtiment (BIM) ?

Le BIM est une représentation numérique des caractéristiques physiques et fonctionnelles d’un bâtiment. Il rassemble toutes les informations relatives à l’ouvrage dans une ressource partagée, sur laquelle s’appuient les décisions tout au long de son cycle de vie, de la conception initiale à la démolition.

Caractéristiques clés du BIM :

1. Intégration des données : architectes, ingénieurs et entrepreneurs réunissent dans un seul modèle les matériaux, les estimations de coûts, les délais et les impacts environnementaux.
2. Gestion du cycle de vie : le BIM sert à gérer le bâtiment de sa conception à sa construction et à son exploitation, puis jusqu’à sa déconstruction ou son réaménagement.
3. Simulation et analyse : les parties prenantes simulent différents scénarios pour prévoir la performance du bâtiment dans le temps, qu’il s’agisse de consommation d’énergie, d’intégrité structurelle ou d’impact environnemental.

Comment le BIM peut aider à réduire l’empreinte carbone

Parce qu’il réunit de grandes quantités de données dans un modèle unique et cohérent, le BIM est un outil efficace pour réduire l’empreinte carbone de la construction. Il agit à quatre niveaux :

1. Meilleure utilisation des matériaux : le BIM détaille les quantités et les types de matériaux nécessaires au projet, ce qui rend les estimations plus précises et réduit les déchets. Un métré précis évite les commandes excessives et limite les déchets de chantier.
2. Simulations d’efficacité énergétique : le BIM simule la consommation énergétique d’un bâtiment, ce qui permet aux concepteurs de l’améliorer avant le début des travaux. En modélisant différentes mesures d’économie d’énergie (isolation, types de fenêtres, systèmes CVC), il aide à concevoir des bâtiments qui consomment moins.
3. Calcul du carbone incorporé : le BIM sert à calculer le carbone incorporé des matériaux et des procédés de construction. Connaissant l’empreinte carbone de chaque matériau et de chaque méthode, les concepteurs font des choix qui réduisent les émissions globales.
4. Conception pour la déconstruction : le BIM permet de concevoir un bâtiment en pensant dès le départ à sa fin de vie. Planifier la déconstruction et le réemploi dès la conception réduit les émissions liées à la démolition et à la fabrication de matériaux neufs.

L’économie circulaire : une approche durable

L’économie circulaire est un modèle de production et de consommation qui consiste à partager, louer, réutiliser, réparer, remettre à neuf et recycler les matériaux et les produits existants le plus longtemps possible. Elle s’oppose à l’économie linéaire traditionnelle, fondée sur le schéma « prendre, fabriquer, jeter ». En gardant les ressources en usage le plus longtemps possible, elle cherche à en tirer le maximum de valeur, à réduire les déchets et à limiter le besoin en matières premières neuves.

Principes clés de l’économie circulaire :

1. Concevoir pour éliminer les déchets et la pollution : produits et bâtiments sont conçus en tenant compte de tout leur cycle de vie, de l’extraction des matériaux à leur élimination, afin de réduire déchets et pollution.
2. Maintenir les produits et les matériaux en usage : on réutilise les matériaux et les produits, on les recycle, ou on prolonge leur durée de vie par la réparation et la remise à neuf.
3. Régénérer les systèmes naturels : l’économie circulaire vise à restituer des nutriments à l’environnement et à favoriser des systèmes capables de se régénérer et de se maintenir d’eux-mêmes.

L’intersection du BIM et de la circularité

Associer le BIM aux principes de l’économie circulaire permet de réduire l’empreinte carbone de la construction de plusieurs façons :

1. Traçabilité des matériaux : le BIM peut suivre l’origine et le cycle de vie des matériaux mis en œuvre, ce qui facilite leur récupération et leur réemploi à la fin de vie du bâtiment. Un flux circulaire de matériaux dans le secteur repose sur cette traçabilité.
2. Conception pour l’adaptabilité : les concepteurs créent avec le BIM des bâtiments flexibles, faciles à modifier ou à réaménager plus tard, ce qui limite les démolitions et les constructions neuves.
3. Analyse du cycle de vie (ACV) : le BIM peut intégrer des analyses du cycle de vie pour mesurer l’impact environnemental des matériaux et des procédés de construction dans le temps. Les matériaux sont alors choisis pour leur durabilité et leur potentiel de réemploi, conformément aux principes de l’économie circulaire.
4. Facilitation de la démolition et du recyclage : en documentant les matériaux et les méthodes de construction d’un bâtiment, le BIM rend la démolition et le recyclage plus efficaces et plus durables.

Les défis de la mise en œuvre du BIM et de la circularité

Les bénéfices potentiels sont clairs, mais plusieurs obstacles freinent une adoption généralisée dans la construction :

1. Application inégale des normes : des méthodes normalisées existent. La norme EN 15978 (2011) fixe la méthode de calcul de la performance environnementale d’un bâtiment sur son cycle de vie, et la norme EN 15804 encadre les déclarations environnementales des produits de construction (EPD). Leur application varie pourtant d’un pays et d’un outil à l’autre (périmètre, durée de référence, bases de données), et les données des produits manquent encore souvent, ce qui rend difficile la comparaison de la durabilité entre projets.
2. Coûts initiaux élevés : appliquer le BIM et les principes de l’économie circulaire peut demander des investissements importants en technologie, en formation et en processus de conception. Ces coûts freinent les petites entreprises et les projets aux budgets serrés.
3. Résistance au changement : la construction adopte traditionnellement avec lenteur les nouvelles technologies et les nouveaux processus. Cette résistance peut fortement freiner l’adoption du BIM et de l’économie circulaire.
4. Gestion des données : le BIM produit d’énormes quantités de données, qu’il faut gérer, analyser et tenir à jour pendant toute la vie du bâtiment. Cela demande des systèmes de gestion de données solides et des compétences difficiles à réunir.
5. Barrières réglementaires et légales : les codes et règlements de construction ne sont pas toujours adaptés à l’usage du BIM et aux pratiques de l’économie circulaire.

L’avenir du BIM et de la circularité dans la construction

À mesure que l’impact environnemental de la construction est mieux compris, l’intégration du BIM et de l’économie circulaire devrait prendre de l’importance. L’avenir de la construction durable dépendra probablement de la capacité du secteur à adopter ces approches.

1. Avancées technologiques : les progrès de l’intelligence artificielle (IA) et de l’apprentissage automatique devraient enrichir les capacités du BIM et faciliter l’application des principes de l’économie circulaire dans les projets de construction.
2. Politiques et réglementations : les gouvernements reconnaissent de plus en plus la nécessité de réduire l’empreinte carbone de la construction. Certains l’imposent déjà : en France, la RE2020 fixe depuis 2022 des seuils de carbone sur le cycle de vie des bâtiments neufs, et la directive européenne sur la performance énergétique des bâtiments, révisée en 2024, imposera le calcul du potentiel de réchauffement global sur le cycle de vie des bâtiments neufs, dès 2028 pour ceux de plus de 1 000 m² et dès 2030 pour tous. De nouvelles réglementations pourraient encourager, voire imposer, le recours au BIM et aux pratiques d’économie circulaire.
3. Éducation et formation : le secteur aura besoin de davantage de formation sur le BIM et l’économie circulaire, pour que la prochaine génération d’architectes, d’ingénieurs et de constructeurs sache concevoir et construire des bâtiments durables et bas carbone.

Conclusion : est-ce vraiment possible ?

C’est à notre portée, à condition de lever plusieurs obstacles. En utilisant mieux les matériaux, en améliorant l’efficacité énergétique et en concevant pour le réemploi et l’adaptabilité, le BIM et l’économie circulaire peuvent réduire à la fois les émissions opérationnelles et les émissions incorporées. Leur adoption à grande échelle demandera une application harmonisée des méthodes normalisées, des investissements en technologie et en formation, et un changement de culture dans le secteur. Concepteurs, constructeurs, régulateurs et clients devront y travailler ensemble.