En observant les dégâts provoqués par le changement climatique, nous ne pouvons pas nous empêcher de remarquer l’empreinte profonde que l’homme a laissée sur l’environnement. Le mot « empreinte » ne peut être utilisé que dans son sens négatif, car les températures de plus en plus élevées, même à cette période de l’année, en plein hiver, nous rappellent la dégradation de la constance climatique. Les températures mondiales sont déjà supérieures de +1,55 °C aux niveaux préindustriels et devraient atteindre +3 °C d’ici 2100, entraînant une augmentation de la fréquence des ouragans, des incendies, des inondations et des vagues de chaleur. Selon le rapport Building Materials and the Climate: Constructing a New Future (Matériaux de construction et climat : construire un nouvel avenir) de 2023, publié par le Programme des Nations unies pour l’environnement (PNUE) et le Yale Center for Ecosystems in Architecture (Yale CEA), la surface mondiale des bâtiments augmente si rapidement qu’elle équivaut à « la construction d’un nouveau Paris tous les cinq jours », ce qui devrait presque doubler la demande en matériaux d’ici 2060. Cela rend indispensable la décarbonisation des matériaux.

Les ingénieurs du génie civil sont inquiets du fait que, malgré le développement rapide du secteur de la construction à l’échelle mondiale, les matériaux de construction durables et respectueux de l’environnement ne sont pas suffisamment privilégiés et développés, en parallèle avec l’expansion du secteur de la construction, comme ils devraient l’être.

La fabrication de matériaux conventionnels et non respectueux de l’environnement produit des substances chimiques toxiques nocives pour l’homme, la flore et la faune, augmente les niveaux de dioxyde de carbone dans l’air que nous respirons, consomme de grandes quantités d’énergie et contribue finalement à la pollution de l’environnement. La catégorie des matériaux de construction conventionnels et polluants utilisés dans les travaux de construction ou les ouvrages d’art comprend le ciment, l’acier, l’aluminium et d’autres matériaux non renouvelables. Plus précisément, le ciment représente plus de 7% à 8% des émissions mondiales de dioxyde de carbone, l’acier 10% et l’aluminium 2%. Concrètement, le processus d’extraction des matières premières, de fabrication et de transport de ces matériaux et leur élimination finale (leur mise en décharge où ils sont incinérés) entraînent une importante pollution atmosphérique et, à terme, ils deviennent cause de la dégradation des conditions climatiques.

Face à ceci, les géopolymères, le biociment, le ciment complété de pouzzolane et de nombreux autres nouveaux matériaux constituent des exemples de matériaux « verts ». Concentrons-nous, plus particulièrement, aux géopolymères, qui semblent être privilégiés en raison de leurs multiples avantages économiques et environnementaux : les géopolymères sont des matériaux polymères inorganiques issus de sous-produits industriels tels que les cendres volantes (provenant des centrales thermiques), la scorie des hauts fourneaux (provenant de la sidérurgie). Ils améliorent la résistance et la durabilité des constructions. Le terme est composé : le premier élément étant « gé » qui désigne les matériaux présents dans l’écorce terrestre (l’alumine et l’oxyde de silicium), et le second mot est « polymères ». Ceux-ci sont des matériaux créés par la synthèse de polymères. Par conséquent, « géopolymère » signifie polymère inorganique provenant de minéraux naturels. En raison de leurs propriétés exceptionnelles, ils sont utilisés dans la production de matériaux de construction tels que les briques, les carreaux de céramique, les mortiers et le béton, dans la construction de surfaces structurelles résistantes, de sous-couches à faible perméabilité, de matériaux de protection contre le feu, etc.

Pourquoi les matériaux écologiques ne sont-ils pas souvent privilégiés dans la construction ?

De nombreux facteurs entrent en ligne de compte dans la réponse à cette question. Tout d’abord, le manque d’usines produisant des matériaux de construction écologiques. Ensuite, en raison de l’absence de réglementations spécifiques (qu’il s’agisse de la conception statique, de leur application ou de tout autre aspect) relatives à l’utilisation de matériaux « verts » (telles que la norme norme NF EN 1505-4 qui est relative à l’évaluation de la capacité portante des structures existantes ou de leurs éléments et dans leur renforcement) et enfin en raison de la formation insuffisante du personnel technique appelé à mettre en œuvre ces matériaux sur le chantier ou à les entretenir au fil du temps. Un autre facteur qui limite la diffusion des matériaux écologiques dans la construction est leur coût initial élevé. Les matériaux respectueux de l’environnement sont souvent plus chers que les matériaux conventionnels en raison de leur disponibilité limitée, de la complexité de leur production et de leur haute qualité. Cependant, le développement rapide des matériaux écologiques et leur intégration dans le secteur de la construction revêtent une importance capitale.

Les pays qui sont déjà actifs dans de nombreux segments et/ou qui remplissent les conditions pour être à la pointe de toute évolution, comme celle que nous développons ici, sont la Chine, le Canada, l’Inde, les Pays-Bas, le Japon et d’autres. Cela s’explique par l’intégration de la durabilité dans le secteur de la construction au cœur de la politique de la conception et de l’édification de diverses infrastructures majeures. Les gouvernements mettent en place des incitations importantes pour promouvoir de plus en plus les « bâtiments verts », en introduisant des allégements fiscaux pour les technologies qui réduisent les émissions. De grandes entreprises investissent également dans des constructions respectueuses de l’environnement. Plus précisément, selon la certification LEED (Leadership in Energy and Environmental Design), qui est un système d’évaluation de la performance environnementale des bâtiments et d’encouragement des pratiques de conception et de construction durables, développé par le Conseil des bâtiments verts des États-Unis (USGBC), la Chine occupe une fois de plus la première place mondiale pour 2023, avec 1563 projets LEED certifiés, suivie du Canada en deuxième position avec 280 projets. L’Inde occupe la troisième place mondiale dans la catégorie des bâtiments écologiques LEED, avec 248 projets rien qu’en 2023. Le Japon, depuis 2009, avec un total de 315 projets certifiés LEED, dont 37 nouvelles certifications ajoutées depuis le début de l’année 2023, et les Pays-Bas, avec le bâtiment « Yves Saint-Laurent Amsterdam » jouent un rôle de premier plan dans la promotion de la construction durable.

La transition vers l’utilisation des matériaux de construction « verts » n’est pas seulement une évolution de l’esprit écologique, mais une nécessité pour l’avenir de la construction par les bénéfices associés : isolation, résistance, circularité, etc. La coupe du bâtiment ci-dessous illustre sommairement l’usage des matériaux « verts ».