Comme la plupart des visiteurs de l’Empire State Building, j’ai trouvé la vue d’en haut incroyable : une mer de béton, de brique, d’acier et de verre – des milliards et des milliards de tonnes – s’étendant sur des kilomètres et des kilomètres à l’horizon brumeux de la ville de New York. Tout aussi mémorable a été le commentaire de l’homme stupéfait appuyé sur la rampe à côté de moi : « Mon Dieu, a-t-il dit, regardez-moi tout ça! »

Tout ça, c’est du contenu carbone. Lors de la fabrication des matériaux, de l’énergie est presque toujours consommée, souvent en grande quantité. La World Steel Association estime que la fabrication de l’acier est responsable de 7 % à 9 % des émissions mondiales de dioxyde de carbone (CO2) provenant des combustibles fossiles. Un rapport de 2018 de l’institut de réflexion Chatham House situe la contribution du béton – dont la fabrication est également gourmande en énergie – à environ 8 %. Au cours de la vie d’un immeuble de bureaux typique, l’analyse de Sturgis Carbon Profiling révèle que le contenu carbone pourrait représenter 35 % de la « facture » totale du carbone. Pour un entrepôt, la proportion passe à 47 %, et pour un immeuble d’habitation, à 51 %.

Ces dernières années, on a donc pris conscience qu’il ne suffit pas de réduire ce que l’on appelle le « carbone opérationnel », c’est-à-dire le carbone émis par la combustion de combustibles fossiles pour chauffer, éclairer, climatiser et alimenter en électricité un bâtiment. Si nous voulons nous rapprocher d’un avenir sans carbone, le contenu carbone doit lui aussi diminuer considérablement.

Un concept délicat

Il y a des raisons pour lesquelles l’importance du contenu carbone a tendance à être reléguée derrière le carbone opérationnel – notamment parce qu’il est plus difficile à vendre. Si les concepteurs peuvent réduire les coûts énergétiques, il s’agit là d’une situation gagnant-gagnant facile à comprendre. Le client économise sur les factures de carburant et la planète souffre moins. En revanche, un propriétaire de bâtiment ou un promoteur peut se demander pourquoi il est dans son intérêt d’assumer les coûts associés aux choix de matériaux qui réduisent le contenu carbone.

L’altruisme est toutefois loin d’être la seule raison d’opter pour une conception à faible teneur en contenu carbone, selon Fiona McGarvey, consultante principale en développement durable chez WSP à Londres. De nombreux clients du secteur de la construction ont maintenant des objectifs d’entreprise pour atteindre un niveau de carbone net zéro (en anglais seulement), souligne-t-elle : « Il n’est pas possible d’atteindre ce niveau sans tenir compte du contenu carbone. Pour de nombreuses entreprises, la seule façon réaliste d’y parvenir sera de prendre des mesures compensatoires – elles pourraient donc se rendre compte qu’il est en fait moins coûteux de payer plus pour réduire le contenu carbone que de faire des affaires normalement et de payer pour les mesures compensatoires. » La réputation de l’entreprise peut également être ternie si elle ne tient pas compte de son empreinte carbone : « En fait, c’est un autre coût à mettre en regard de l’effort de conception qui tient compte du carbone. »

Dans tous les cas, une conception à faible teneur en contenu carbone ne coûte pas nécessairement plus cher : « Bien souvent, la façon de le réduire est simplement de proposer une conception qui utilise moins de matériaux (en anglais seulement) et qui gaspille moins de ressources matérielles. Si vous faites cela, vous économiserez probablement de l’argent également. »

Ainsi, le contenu carbone est en train de progresser dans la liste des priorités des entreprises et de l’environnement. Il figure en bonne place, par exemple, dans les pétitions internationales des mouvements Architects Declare et Engineers Declare qui, en 2019, ont appelé les concepteurs à reconnaitre leurs responsabilités et à améliorer leur travail en ce qui concerne les émissions de carbone et face au changement climatique.

Cependant, le fait que le contenu carbone soit de plus en plus pris en compte ne réduit en rien l’aspect difficile et mouvant de ce concept. Il est si notoirement difficile à définir et à calculer que toute une terminologie (en anglais seulement) s’est développée pour le cerner. Lorsque vous essayez de calculer le contenu carbone de l’acier, par exemple, intégrez-vous uniquement l’énergie nécessaire à la production de la mine de fer jusqu’au point où il quitte l’aciérie (« de la source au départ de l’aciérie »), ou également son transport et son installation (« de la source au site »), ou son recyclage en fin de vie ou autre (approche intégrale)?

Même ces définitions sont sujettes à polémique. L’approche « de la source au site » intégrera le carbone émis par le moteur diesel du camion de livraison – mais pourrait-on envisager d’inclure également les activités administratives de l’entreprise de logistique ou même un pourcentage du carbone consacré à la fabrication du camion? Où, exactement, la responsabilité doit-elle s’arrêter?

Katie Symons, ancienne consultante en développement durable chez WSP, qui travaille comme conseillère auprès du gouvernement néo-zélandais pour intégrer les initiatives de lutte contre les changements climatiques dans les réglementations dans le secteur de la construction, met en garde contre une implication trop importante dans ce débat : « Il y a toute une profession regroupant des personnes qui s’emballent au sujet des “limites du système” et se disputent sans fin à ce propos. Bien sûr, tout ce qui concerne le contenu carbone constitue un modèle et tout est en partie inexact. Mais la valeur réside dans l’analyse comparative – comparez des pommes avec des pommes et il n’y a aucun problème si les chiffres ne sont pas parfaits. »

Il n’est pas non plus nécessaire de s’enliser dans les détails. « Il y a plus d’information disponible sur les grands éléments en acier et en béton que sur les poignées de fenêtre. Mais ce n’est pas vraiment un problème. Utilisez la règle de base des 80-20. Probablement 80 % de ce qui vous concerne sera traité par 20 % de ce que vous contrôlez. Donc, pour réduire le contenu carbone d’un bâtiment, il faut se concentrer sur les éléments importants – les fondations, la charpente, le toit, le bardage et les revêtements – et non sur les robinets ou les poignées de porte. »

Lorsqu’il s’agit de recommander des matériaux à faible teneur en contenu carbone, les concepteurs disposent désormais de beaucoup plus d’information qu’auparavant. Un changement important au cours des cinq à dix dernières années a été le nombre accru de déclarations environnementales de produits (DEP). Comme les certificats d’empreinte carbone des produits, ces déclarations sont payées par le fabricant, mais elles sont réalisées et certifiées de manière indépendante conformément aux normes internationales sur l’analyse du cycle de vie (ACV). « Il y a quelques années, il n’y avait que le principal produit de construction, mais maintenant il y en a beaucoup d’autres, ce qui permet de faire de nombreuses analyses comparatives, explique Katie Symons. Ils jouent un grand rôle dans la crédibilité des calculs du contenu carbone qui sont inévitablement beaucoup plus opaques que ceux du carbone opérationnel. »

Les concepteurs ont été davantage aidés par les logiciels de conception rapide (en anglais seulement). Tally, par exemple, est un module d’extension qui permet aux utilisateurs de Revit d’intégrer à leurs modèles de données sur les bâtiments des renseignements sur les matériaux et les produits architecturaux que contiendront leurs structures achevées. En plus de quantifier les émissions dans le sol, l’air et l’eau, Tally tient également compte de l’impact environnemental d’un bâtiment ou d’un matériau. Un autre logiciel, souvent utilisé avec Tally, est GaBi – il s’agit principalement d’une plateforme de données offrant des renseignements sur l’ACV, y compris les valeurs du contenu carbone, pour une vaste gamme de composants. Des logiciels d’ACV plus simples, et parfois gratuits, sont également disponibles, tels que Athena Impact Estimator, openLCA et One Click LCA.

« Ces logiciels nous permettent d’avoir beaucoup plus confiance dans les chiffres que ceux, plus généraux, que l’on aurait pu nous proposer il y a dix ans », déclare Katie Symons. Il est toutefois quand même important que les logiciels soient régulièrement mis à jour et adaptés à chaque pays, note-t-elle. « L’aluminium fabriqué en Nouvelle-Zélande, par exemple, provient d’usines de production alimentées par l’hydroélectricité. Il contient donc très peu de carbone par rapport à l’aluminium produit ailleurs par un réseau alimenté par des combustibles fossiles. De plus, à mesure que les réseaux se décarboniseront, les valeurs changeront. Un bon logiciel peut permettre aux concepteurs de se tenir au courant de ce genre de changement. »

Cependant, les programmeurs commencent à peine à s’intéresser à la conception à un stade précoce. Comme le souligne Katie Symons : « Vous pouvez obtenir des chiffres corrects pour le bâtiment que vous avez conçu – mais qu’en est-il de celui que vous prévoyez? Comment obtenir un chiffre pour celui-là? »

Selon Jeremy Gregory, chercheur scientifique au Massachusetts Institute of Technology (MIT), il s’agit d’un point crucial, car si les DEP et Tally peuvent aider à concevoir un bâtiment fabriqué à partir de produits à faible teneur en contenu carbone, il se peut qu’un type de bâtiment différent soit encore plus performant. « Le problème est qu’au moment où vous utilisez le logiciel, un trop grand nombre de vos décisions sont engagées, souligne-t-il. Le logiciel ne tient pas vraiment compte des décisions dans les premières phases, en particulier lorsque vous essayez de prendre en compte le carbone opérationnel et le contenu carbone dans une perspective de l’ensemble du cycle de vie. »

Avec des collègues du MIT, Jeremy Gregory a mis au point un logiciel qui tente de résoudre ce problème : « Nous savons que les concepteurs le font déjà avec les coûts – donc, si vous voulez, nous essayons de faire la même chose avec le coût du carbone. Notre logiciel permet aux concepteurs de simuler de nombreux types de bâtiments différents en pensant à des éléments de base tels que la masse, la hauteur, voire l’emplacement, et leur indique les paramètres et les marges d’incertitude. Ils pourraient donc découvrir que pour un bâtiment, jusqu’à une certaine hauteur, le béton pourrait être le meilleur choix, mais que pour les étages supérieurs, l’acier pourrait être la solution à envisager. »

Selon Jeremy Gregory, ces décisions impliqueront souvent d’examiner les interactions entre le carbone opérationnel et le contenu carbone. Il y a beaucoup de place pour le débat, en particulier autour de l’affirmation selon laquelle les bâtiments en béton, bien qu’ils aient tendance à avoir une forte teneur en contenu carbone, réduisent le carbone opérationnel en ayant une masse thermique élevée.

Cette affirmation est devenue presque une cause célèbre parmi les concepteurs qui se soucient du contenu carbone. Jeremy Gregory est lui-même directeur du Concrete Sustainability Hub aux États-Unis et a donc tout intérêt à mettre en avant les points positifs du béton. D’autres voient le béton comme le diable en personne et déclarent qu’il devrait être éliminé de toute conception autant que possible.

La question cruciale – ou l’hypothèse – est de savoir combien de temps un bâtiment va durer et ce qu’il deviendra à la fin de sa vie utile. Ce point est au cœur de toutes les considérations sur le compromis entre le carbone opérationnel et le contenu carbone, déclare Chris Pembridge, directeur chez WSP et président du groupe d’experts en développement durable de l’Institution of Structural Engineers au Royaume-Uni. « Nous devons nous mettre d’accord sur la signification de la durée de vie de la conception et sur la fin de l’utilisation, dit-il. Si un bâtiment dure deux fois plus longtemps que prévu, alors il est évident que son efficacité opérationnelle est plus importante. S’il est recyclé ou réutilisé (en anglais seulement) d’une manière ou d’une autre, cela change la façon dont vous pensez à son contenu carbone. »

L’inconnu quant à l’avenir peut parfois rendre la prise de décision presque impossible : « Même au sein de notre groupe d’experts, il existe des points de vue très opposés. Devrions-nous réduire le contenu carbone en concevant des bâtiments qui durent le plus longtemps possible et réduire ainsi le besoin de nouveaux bâtiments à l’avenir? Ou devrions-nous concevoir des bâtiments “jetables” à court terme à faible teneur en contenu carbone parce qu’il n’y a aucun moyen de savoir si un bâtiment peut conserver sa pertinence? Franchement, je ne connais pas la réponse. »

Cela ne signifie pas toutefois que de bonnes décisions ne peuvent pas être prises : « Il y a beaucoup de choses auxquelles nous pouvons et devrions penser qui contribueront à réduire le contenu carbone dans tous les types de bâtiments. » Selon Chris Pembridge, il est impératif de développer des conceptions de bâtiments adaptables si l’on veut réduire les matériaux et la facture carbone des générations futures. Un projet récent a consisté à concevoir un parc de stationnement d’un centre commercial : « Nous envisageons cependant d’améliorer les transports publics, donc d’avoir moins besoin de voitures à l’avenir. Nous ne voulons pas que le béton du parc de stationnement devienne l’excédent, c’est pourquoi nous l’avons conçu de manière à ce que les deux étages inférieurs puissent être facilement transformés en espace de vente au détail. »

Chris Pembridge pense que l’on pourrait et devrait concevoir plus souvent des bâtiments entièrement réutilisables : « Nous avons récemment envisagé de démanteler un grand magasin à charpente métallique à Londres et de le reconstruire dans le sud-ouest de l’Angleterre. Sa charpente aurait pu être remontée n’importe où. Malheureusement, nous n’avons pas réussi à mettre en place la logistique nécessaire. » Même les éléments des bâtiments en béton pourraient être considérés de cette manière. « Pourquoi ne pas estampiller chaque poutre préfabriquée pour indiquer de quoi il s’agit et ce qui peut en être fait? »

Atteindre un point où des quantités considérables de matériaux de construction peuvent non seulement être recyclées, mais aussi réutilisées semble être désormais une priorité. Ni l’infrastructure commerciale ni l’infrastructure technique n’existent actuellement – avec pour résultat que même ceux qui, comme Chris Pembridge, tentent de le faire, peuvent rarement y parvenir.

Une légère modification de la loi pourrait être nécessaire pour rendre la réutilisation commercialement viable – un allégement fiscal par-ci, un crédit supplémentaire LEED ou BREEAM par-là. On peut toutefois espérer que la technologie, au moins, existe déjà pour faciliter cela. Fiona McGarvey explique : « Pour réaliser une économie circulaire des matériaux, il faut savoir exactement de quoi un bâtiment est fait. Actuellement, il y a un manque de transparence dans l’industrie des matériaux et il n’est pas toujours évident de savoir quels sont les matériaux d’un composant ou comment suivre ce qui est acheté et installé. Vous pourriez vous retrouver avec de l’aluminium à haute teneur en contenu carbone dans votre revêtement alors que vous avez spécifié une faible teneur. Cependant, les chaines de blocs offrent un moyen d’enregistrer et de suivre les matériaux (en anglais seulement) en temps réel tout au long de la chaine d’approvisionnement afin que vous puissiez savoir ce qui a été réellement installé et quelle est la véritable teneur en carbone. Cela vous permettrait, par exemple, de vendre l’acier et d’autres éléments d’un bâtiment avant sa démolition. »

Ainsi, explique-t-elle, le parc immobilier mondial deviendrait à terme une ressource exploitable, ce qui réduirait considérablement le besoin de nouveaux matériaux et, par conséquent, le coût du carbone de la production de nouveaux produits. Une telle vision semble évidemment encore lointaine, mais il ne semble pas y avoir de raison pour que la réutilisation ne puisse pas au moins commencer à s’accroitre rapidement par rapport à son niveau actuel, quasi inexistant.

Il existe également un moyen plus simple de réutiliser les stocks existants. « Le bâtiment le plus écologique est celui qui est déjà construit » est une citation de plus en plus souvent utilisée par l’architecte américain Carl Elefante – et quand il s’agit de contenu carbone, il a certainement raison. Les lobbies de l’acier et du béton sont tous deux sur le coup et tiennent à souligner la longévité de leurs structures. Cependant, la longévité n’est en général pas le problème, souligne Julie Sinistore, chef de projet, Développement durable, énergie et changement climatique, chez WSP, qui est basée en Oregon et se concentre sur l’analyse du cycle de vie. « Les bâtiments commerciaux ne sont généralement pas démolis parce qu’ils deviennent insalubres. C’est parce qu’ils se démodent ou que la valeur des terrains change et qu’un autre type de bâtiment devient l’option privilégiée. »

En termes de contenu carbone, il s’agit d’un gaspillage extrême, mais Julie Sinistore a une solution motivante. « Construisez du beau, suggère-t-elle. Plus votre bâtiment sera beau, plus les gens l’aimeront et moins il risquera d’être démoli. » Pour réduire le fardeau du contenu carbone à l’avenir, c’est une idée géniale. Après tout, il n’est pas prévu de démolir l’Empire State Building.