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Le développement durable par la maçonnerie

Denis Brisebois, directeur général AEMQ

Denis Brisebois« On ne reçoit pas le monde en héritage de nos parents : on l’emprunte aux générations futures. » (Adage amérindien)

Cet adage reflète bien la direction que nous devrions tous prendre dans les actions et décisions de tous les jours. Les décideurs qui gèrent le patrimoine bâti et qui engagent des efforts considérables feraient bien de s’inspirer de cette sagesse. À mes yeux, le grand problème provient de ce que la plupart de ces décideurs sont confrontés à de l’information incertaine et incomplète, et surtout aux représentations des fabricants dont les produits sont tous devenus, du jour au lendemain, écologiques et efficaces énergétiquement. Devant ces tonnes d’informations qui leur arrivent comme un raz-de-marée, les décideurs tentent de prendre les meilleures décisions. Mais, malgré leur indéniable bonne foi, les résultats sont tout autres.

Dans le secteur de la construction, les délais de livraison, les coûts, et le manque d’information sur les produits et sur leur efficacité font en sorte que l’on retombe facilement dans des habitudes qui vont à l’encontre du développement durable et de l’efficacité énergétique. Ainsi, la démolition systématiquement des bâtiments est une solution contraire au développement durable. Démolir, c’est ne pas prendre en compte l’énergie qui a été consommée et les gaz à effet de serre engendrés pour édifier le bâtiment. De plus, la nouvelle construction nécessitera à nouveau l’utilisation d’énergie et la production de gaz à effet de serre. Il existe de meilleures solutions pour le patrimoine bâti du Québec. Par exemple, en conservant une partie d’un bâtiment existant, on pose un geste pour notre planète.

Le projet de démonstration Moisson Montréal de la Coalition énergie et construction durable (CECD) est un exemple à suivre et une référence pour l’avenir. L’AEMQ est membre de la CECD et j’ai eu le privilège de représenter notre industrie au sein de cet organisme. Ce projet de démonstration est basé sur la conception intégrée, une méthode qui s’avère un facteur important de réussite.

Conception intégrée

photoLa conception intégrée est l’outil le plus efficace qui existe pour la mise à niveau et la construction de bâtiment. C’est la méthode la plus naturelle. Inconsciemment, qu’on soit un auto-constructeur ou un propriétaire très investi dans son projet de construction, c’est la méthode qu’on applique pour s’assurer que le bâtiment répond à nos besoins. Toutefois, ces personnes ne détiennent pas toute la connaissance nécessaire et approfondie des conséquences de leurs décisions. Mais comment fonctionne la conception intégrée? Tout commence par l’analyse des besoins globaux, présents et futurs, du propriétaire du bâtiment. Cette information constitue la base de la démarche. Elle alimente la réflexion des professionnels et des spécialistes de l’industrie réunis autour d’un objectif commun, soit définir un concept de bâtiment efficace énergétiquement dans une approche de développement durable. Trouver ces experts dotés de cette conscience n’est pas chose facile, puisque tous ne sont pas sensibilisés aux avantages du développement durable. Toutefois, la tendance est si forte aujourd’hui que leur nombre ira en augmentant.

Ces experts et spécialistes conscientisés sont les consultants du projet. Mais un maçon, un électricien ou tout autre homme de métier peuvent-ils, avec tous ces professionnels spécialisés dans la conception en énergie ou en mécanique, devenir un atout dans la démarche du projet? Certainement, puisqu’ils partagent tous le désir de contribuer à la réussite du projet avec leurs connaissances propres. Mon rôle était d’y apporter celles de mon industrie. Ainsi, au cours des discussions sur la mécanique du bâtiment, je suis fréquemment intervenu pour rappeler qu’il était inutile d’installer des équipements à haut rendement si l’enveloppe était déficiente. En effet, le choix le plus pertinent est de concevoir une enveloppe performante qui évite l’installation d’équipements mécaniques surperformants et coûteux. Le problème de beaucoup de bâtiments est la surconsommation et la surenchère en conception. Parce qu’elle réunit tous les intervenants, la table de conception permet d’identifier toutes les approches disponibles et d’analyser leurs avantages en fonction des besoins réels du bâtiment.

photoPour être efficace, la table de conception doit pouvoir compter sur un mécanisme de cheminement décisionnel efficace. Ce mécanisme permet de poser les meilleurs choix pour le bâtiment. Une citation de Mme Wilson, présidente de la CECD, résume bien l’enjeu : « Il faut éviter que ce projet de démonstration devienne un musée de nouvelles technologies. » Le mur solaire, qui faisait partie du concept initial, offre un bon exemple de ce mécanisme de cheminement décisionnel. C’est ainsi qu’en cours de développement, la table de travail a réalisé que les autres options retenues suffisaient amplement aux besoins énergétiques du bâtiment. Le mur solaire est alors apparu superflu pour ce projet de démonstration. Toutefois, dans un autre contexte de construction, il aurait pu être nécessaire. Ces discussions nous ont fait réaliser que les besoins énergétiques d’un bâtiment sont toujours déterminés par son utilisation.

L’élaboration du concept a été précédée par une étude de maximisation des opérations. Il s’agissait de savoir si l’organisation pouvait faire plus avec moins. J’ai alors appris que ce type d’analyse se fait au pied cube et non au pied carré. Le groupe de consultants chargés de cette phase a réussi à réduire la surface d’opération de près du tiers. Cette réduction représente déjà une économie d’énergie très substantielle.

À la phase suivante, tous les consultants ont commencé à définir le concept dans un objectif ultime de sauvegarde énergétique et de développement durable. Le projet a été considéré à partir de divers éléments : le relevé physique du bâtiment, les mises à niveau nécessaires et les caractéristiques des opérations. Le choc des idées et des connaissances s’est fait dans un très grand respect de tous. Cela a été une grande surprise pour moi, car j’étais convaincu qu’il y aurait nécessairement des conflits. Mais la réalité est que tous apprenaient du neuf à chaque intervention. Ces échanges ont généré une énergie positive très palpable à la réunion, également appelée charrette, sur le développement. Dans ce processus décisionnel, nous nous sommes servis d’une grille d’analyse en cinq étapes :

Cheminement décisionnel des produits utilisés

Impact environnemental

  1. Provenance de la matière première et ses effets sur l’écosystème
  2. Effet lors de la fabrication des produits sur l’écosystème (GES)
  3. Coût énergétique pour la fabrication des produits
  4. Après la mise en service, est-ce que les produits émettent des GES (liquides et autres)
  5. Après leur installation, produisent-ils des GES par rayonnement?

Efficacité dans le temps

  1. Durée de vie des produits
  2. Résistance des produits
  3. Coût d’entretien des produits sur 50 ans
  4. Produits utilisés pour l’entretien (effets sur l’écosystème)
  5. Effet de leur utilisation usuelle (vidange d’huile, graissage, etc.)
  6. Capacité de recyclage des produits
  • Réutilisable après utilisation
  • Recyclable après utilisation
  • Dommage occasionné à l’enfouissement
  1. Si non réutilisables ou recyclables, quel est leur cycle de vie en site d’enfouissement?

Efficacité énergétique

  1. Capacité à récupérer de l’énergie
  2. Efficacité énergétique (apport en énergie au bâtiment)
  3. Récupération énergétique à l’utilisation (récupération de la chaleur des moteurs)

Maniabilité

  1. Capacité de réaménagement et de modification (amélioration locative)

Transport et outillage

  1. Quel sera le coût de transport des produits ?
  2. À quelle fréquence ?
  3. Quel sera l’outillage utilisé ?

Ce mode de cheminement décisionnel a forcé plusieurs participants à chercher des réponses satisfaisantes. Certains ont découvert la nécessité de revoir le travail en recherche et développement. Mon opinion est que l’élément à privilégier est la durée dans le temps. En effet, plus longtemps le bâtiment durera, plus la recherche et développement disposera de temps pour trouver des solutions efficace pour récupérer tous ces matériaux.

L’efficacité énergétique

schemaSi, au cours des dernières années, vous avez lu les articles sur le développement durable publiés dans notre revue, vous savez que nous pouvons répondre positivement à plusieurs des questions qu’il soulève. Mais il y a un point qui n’avait jamais été approfondi : celui de l’apport de la maçonnerie à l’efficacité énergétique.

Les publications de la SCHL et surtout le volume publié par le gouvernement du Québec « L’efficacité énergétique des bâtiments de maçonnerie et de béton » (paru en 1984) sont très explicites à ce sujet.

Examinons le calcul du profil des températures dans l’assemblage d’une enveloppe de maçonnerie comportant un mur périphérique intérieur en blocs de 4 pouces. Sachant que ces blocs possèdent un facteur R de 2, ce mur atteindra un facteur R total de 18,2.

Selon une information fournie par Pateneaude-Trempe inc on doit multiplier le R par le coefficient 5,678 pour obtenir le facteur R total.

Commençons par le mur extérieur. Le parement extérieur de brique accorde un apport de 0,60 R alors que la cavité offre un apport de 0,97 R. Additionné, l’apport passe à 1,56 R. Est-il un autre revêtement extérieur avant isolation qui puisse procurer le même rendement ?

Vient ensuite l’isolation extrudée extérieure; son épaisseur de 3 po donne un facteur R de 14,78. L’uréthane est encore plus efficace à une épaisseur moindre. Son facteur est de R 6 au pouce. Avec 2 ½ po de ce produit, on obtient R 15.

Enfin, le mur de blocs intérieur possède un apport de 0,71 R suivi d’une barre résiliente et d’un gypse qui ajoutent un facteur R de 1,14.

Exfiltration-infiltration

L’exfiltration-infiltration est un échange non contrôlé d’air entre l’intérieur et l’extérieur par des ouvertures non prévues dans l’enveloppe. Grâce à leur assemblage homogène, les murs de blocs intérieurs éliminent ce problème. Ainsi, même lorsqu’une prise électrique est incorporée dans ce type de mur, un seul côté du bloc est découpé. De plus, cette cavité est obstruée par le coulis injecté dans la cellule pour maintenir l’assemblage en place. Il n’y a donc plus aucun risque. Dans les autres types d’enveloppe, un pare-vapeur est nécessaire. Il s’agit d’une pellicule plastique fabriquée à base de pétrole, non recyclable et dommageable une fois enfouie. Une conception en blocs de béton rend inutile ce pare-vapeur et les autres produits similaires requis pour assurer l’étanchéité des joints.

Ponts thermiques

Les ponts thermiques sont créés par la présence continue, sur une portion importante de l’épaisseur de l’assemblage — et notamment à travers l’isolant —, de matériaux à faible résistance thermique. Contrairement à la maçonnerie, les autres types de revêtements sont fixés sur des lattes posées sur l’arrière-mur, ce qui entraîne une discontinuité dans l’isolant. Ces lattes créent un pont thermique entre l’intérieur et l’extérieur du bâtiment. Au contraire, dans un revêtement extérieur en maçonnerie, l’espace d’air créé par l’assemblage ne provoque aucun pont thermique.

Stockage de la chaleur gratuite dans la masse interne

photoLes isolants n’ont pas toujours existé. À l’époque où ces produits n’étaient pas disponibles ou connus, l’efficacité des bâtiments provenait de leur masse. On utilisait la masse pour créer une résistance thermique. Pour se chauffer en hiver, on construisait des foyers dans la majorité des pièces. Adossés à la masse, les âtres chauffaient les murs de maçonnerie qui redistribuait uniformément la chaleur dans le bâtiment. Par exemple, si vous apposez votre main sur un parement de briques exposé au soleil sur l’heure du midi en période hivernale à une température de -15 °C, vous constatez qu’il est chaud. C’est un phénomène naturel apprécié de tous les organismes vivants. C’est pourquoi, par exemple, on voit autant d’oiseaux le soir sur le Rocher Percé. Une photo thermique prise après le coucher du soleil montre combien de chaleur la masse de pierre du Rocher a emmagasinée. Pendant toute la journée, la pierre a recueilli le rayonnement solaire et la chaleur ambiante pour irradier toute cette énergie après le coucher du soleil. Quel beau calorifère naturel! Il en va de même pour les murs de blocs intérieurs qui transmettent les dégagements de chaleur interne du bâtiment. Cela réduit considérablement la charge de refroidissement intérieur. L’effet inverse est obtenu en période plus chaude avec la climatisation. L’apport supplémentaire du parement extérieur pour contrôler les effets externes de la chaleur et du froid est aussi important.

La maniabilité

Par son assemblage modulaire, une masse de maçonnerie se prête à tout type de design, et surtout à tout genre de modification ou de réparation partielle. Grâce à la capacité de récupération et de réutilisation de la maçonnerie, on évite de fabriquer d’autres produits nécessitant de l’énergie additionnelle et créant des gaz à effet de serre.

Conclusion

Les bâtiments construits de nos jours respectent des normes d’isolation plus élevées et la perte annuelle de chaleur des bâtiments diminue. Mais à quel prix ? L’utilisation de produits à durée de vie limitée qui exigent beaucoup d’énergie pour leur fabrication, produisant des émissions de gaz à effet de serre, ne fait que reporter le problème à plus tard. Construire de façon responsable offre des gains très substantiels en durée de vie des bâtiments et en protection de l’environnement. Les propriétaires de bâtiments de ce genre car, oui il y en a conviendront qu’ils profitent d’un incomparable confort et d’une réduction des coûts énergétiques de 30 % à 40 %.

Beaucoup de nouvelles technologies devront être réexaminées! Les principes du développement durable, la conception intégrée et les analyses d’efficacité énergétique sont des outils extraordinaires au service des générations futures. À nous de nous en servir.