[Focus Green Solutions #6] Quelles solutions pour renforcer la capacité de résilience du bâti pendant sa durée de vie ?

2723 Dernière modification le 19/04/2023 - 13:05
[Focus Green Solutions #6] Quelles solutions pour renforcer la capacité de résilience du bâti pendant sa durée de vie ?


Moins d'un mois avant le début des négociations de la COP27, la résilience est sous le feu des projecteurs, en tant qu'aspect crucial de l'adaptation au changement climatique. Quels procédés et modèles durables peuvent être développés à grande échelle et avec des coûts maîtrisés afin de surmonter les aléas climatiques qui nous attendent ? Cette interrogation invite les professionnels du BTP à penser sur le long terme, à évaluer les risques durant toute la vie des bâtiments, mais également à avancer avec l'incertain. Dans cet article panorama, découvrez diverses solutions, appliquées à des projets concrets, pour améliorer les capacités de résilience du bâti. 

 

DOM-TOM : constructions bioclimatiques et capacités de résilience renforcées


Les territoires faisant face depuis plus longtemps à des aléas naturels et climatiques plus fréquents et puissants ont  développé des solutions plus approfondies et complètes. Des enseignements ont été tirés, les principes constructifs ont été adaptés et les bâtiments ont prouvé leurs qualités en termes de résilience face à divers évènements climatiques ces dernières années.

Premier enseignement : il est crucial de prendre en compte la résilience dès la conception du projet. Les choix d'implantation, d'orientation et de morphologie d'un bâtiment ont un impact direct sur sa capacité de résistance face aux évènements climatiques et métrologiques durant toute sa vie. Une analyse critique des contraintes et potentialités bioclimatiques et environnementales du site permet d'optimiser les choix, et ainsi la résilience et la consommation énergétique. Pour le Campus Social et Sanitaire à Saint-Claude (Guadeloupe), les trames principales des bâtiments sont orientées perpendiculairement par rapport à l’axe moyen des alizés, privilégiant une protection solaire efficace et peu coûteuse. En plus de l'orientation bien pensée, des pare-soleils sont présents afin d'arrêter les projections et ainsi protéger les façades. Ces deux mesures favorisent la résistance du bâtiment aux vents et aux cyclones. De même, les zones d'accueil, le patio et les couloirs de circulation du Siège du parc national de la Guadeloupe sont laissés ouverts au passage du vent et de la pluie, évitant ainsi les surpressions et minimisant les effets d'arrachement de la couverture. Le siège a été conçu en respectant la topologie du terrain, en minimisant les terrassements et les évacuations, ce qui a également permis de maîtriser les coûts. Un investissement dans des études plus poussées en amont des travaux permet de minimiser les coûts de construction et de maintenance. 
 

Le choix des matériaux impacte également la résistance du bâti aux vents et aux séismes. Pour le Siège du parc national, la structure bois, plus souple que du béton, a la capacité de résister aux séismes zone 5 comme aux vents cycloniques jusqu'à 250 km/h. Pour le Collège Bouéni sur l'île de Mayotte, le choix plus atypique de l'acier offre la résistance nécessaire et une simplicité constructive, gage également d’un coût de construction maîtrisé et de besoins de maintenance réduits.

Au-delà du bâtiment lui-même, un environnement fortement végétalisé permet la rétention et l'infiltration des eaux pluviales lors d'épisodes de fortes précipitations et ainsi d'éviter les inondations. Le Collège Bouéni est positionné en travers d'une pente importante qui reçoit une grande quantité d'eau de ruissellement. Pour pallier le problème, de larges fossés enherbés ont été créés en amont du bâtiment afin de rediriger les eaux vers les exutoires naturels tel que la ravine au nord. Pour le Campus Sanitaire et Social, 91% de la surface sont végétalisés, ce qui permet d'absorber les eaux pluviales tout en réduisant de 1 à 3°C la température ambiante à la périphérie des bâtiments, offrant un meilleur confort thermique à l'intérieur comme à l'extérieur. 

Un autre aspect intéressant est la prise en compte de "l'après crise". Certains aléas peuvent durer plusieurs jours et les services essentiels peuvent être perturbés au-delà de la crise dans le cas de dégâts importants. Des constructions sont conçues pour pouvoir être autonomes au niveau de l'électricité et de l'approvisionnement en eau par exemple. Les cinq appartements de la résidence Maldyves en Guadeloupe sont équipés d'une centrale photovoltaïque accompagnée de batteries et de citernes de récupération d'eau de pluie. Pendant la tempête Fiona en septembre, la résidence a pu éviter les coupures et les voisins sont même venus en profiter !


Projets illustrant ce paragraphe :

Ces quatre projets (et quatre autre) ont été récompensés lors de la 2ème édition des Trophées Bâtiments Résilients

Ressources supplémentaires :

 

En métropole : des capacités de résilience dopées grâce au low-tech


Dans l'imaginaire collectif, la résilience du bâti s'apparente à des phénomènes extrêmes : séismes, tempêtes, cyclones, etc. Il ne faut pourtant pas négliger la résilience aux aléas plus "simples" tels que les inondations, les îlots de chaleur urbains ou les pluies et vents importants. Néanmoins, les solutions présentées ci-dessus peuvent également être mobilisées pour des constructions métropolitaines qui durant leur vie peuvent faire face à différents épisodes de sécheresse, de canicules et de fortes pluies / crues. 

Maximiser la proportion de sols perméables sur un projet a un double impact sur les risques d'inondations et les îlots de chaleur urbains. C'est le cas du Foyer d'accueil médicalisé au cœur de la Cité des Planètes à Maisons-Alfort en proche banlieue parisienne, à proximité d'une rivière. Le site est situé en zone inondable, ce qui a amené une réflexion préalable sur les aménagements paysagers. Les surfaces de ruissellement ont été réduites au maximum grâce à un système de noues et à la création de bassins de rétention. Cet espace vert est également apprécié pour son effet d'îlot de fraîcheur, dans un établissement fréquenté par des personnes vulnérables lors de fortes chaleurs. Construction plus originale, l'Office intercommunal de tourisme Cèze / Cévennes est abrité par un dôme végétalisé, qui sert à la fois de structure et d'isolation. Il est planté d’une cinquantaine d’espèces et variétés de plantes méditerranéennes vivaces donc acclimatées et naturellement résistantes aux périodes de sécheresse et au vent. Le confort thermique est excellent, été comme hiver, et le bâtiment a la capacité d'absorber 200 litres / m² en moyenne lors des épisodes pluvieux violents dits "cévenols".

Alors que la végétalisation peut être une excellente barrière aux risques liées à l'eau, certaines constructions, en zones inondables, nécessitent d'autres solutions. Élever le bâtiment sur des pilotis pour le protéger des montées des eaux est une méthode relativement simple et efficace. Ce qui pouvait apparaître comme une contrainte est alors transformé en atout sur de nombreux projets. Pour la Médiathèque d'Epernon, les pilotis permettent de minimiser son impact environnemental plus généralement en maintenant l'écoulement des eaux en cas de crue et en garantissant la continuité de la faune et de la flore sous et autour du bâtiment. Dans le cas du Domaine de Cicé-Blossac, la doctrine était d'une autre nature : faire des contraintes environnementales un atout architectural. Les pilotis gardent alors une transparence visuelle du paysage au rez-de-chaussée et le bâtiment s'intègre ainsi mieux dans son environnement.

 

Les principes constructifs présentés dans cette section mettent à profit des solutions naturelles face aux aléas naturels. C'est aussi le cas des matériaux biosourcés, qui ont d'excellentes propriétés isolantes et permettent donc de temporiser les îlots de chaleur urbains. L'École primaire Simone Veil à Rosny-Sous-Bois est isolée en paille bio francilienne de 47cm d'épaisseur. Avec un coefficient de résistance thermique de 9 m².K/W, elle minimise les déperditions de chauffage tout en évitant les surchauffes en hiver. Pour La Passerelle, les murs en béton de chanvre apportent de l'inertie au bâti. Complétés par une forte végétalisation, ils assurent le confort d'été. Ces deux bâtiments passifs nécessitent peu d'apports en électricité pour le chauffage et offrent donc un certain degré d'autonomie à leurs occupants. 


Projets illustrant ce paragraphe :

Ressources supplémentaires :

 

La technologie en renfort : renforcer la capacité de résilience du bâti grâce aux solutions high-tech


Dans les situations de risques plus élevés, les solutions low-tech peuvent être couplées à des dispositifs technologiques qui offrent au bâti une meilleure résilience ou permettent d'anticiper les risques et les besoins. Une multitude de solutions existe, adaptées au type de bâtiment, à son usage et aux aléas concernés. 

Dès sa conception, le bâtiment Vela Verde est protégé de la chaleur et du soleil selon les principes de l’architecture bioclimatique et notamment l’utilisation de l’inertie du bâtiment. Des protections solaires extérieures, pilotées par pièce et par façade, limitent également les apports solaires d’été. De plus, en phase utilisation les calories liées aux apports internes sont évacuées la nuit grâce à la surventilation nocturne assurée par la centrale de traitement d’air double flux équipée d’un système adiabatique. Ce système innovant permet d'apporter de la fraîcheur sans avoir recours à des fluides frigorigènes ou agents de chaleur qui accentuent l’effet d’îlot de chaleur urbain.

Concernant les risques d'inondations, le propriétaire des Cottages du Lac a trouvé une solution pour contrer les caprices de la rivière Arros toute proche. Le système FLOOFRAME consiste à créer une protection périphérique enterrée, assurant une étanchéité sous-sol et hors-sol (fondations et murs) et de l'ensemble du bâtiment. La spécificité de cette solution est qu'elle peut être développée sur des maisons individuelles qui ne sont pas protégées par des infrastructures publiques, permettant aux propriétaires de conserver leurs assurances et leur habitation ! 


A contrario, certains propriétaires font face à des problèmes de retrait-gonflement des sols argileux causés par des périodes de sécheresse intenses. L'institut Carnot "Clim'adapt" du Cerema travaille sur une solution de remédiation, expérimentée sur la MACH - MAison Confortée par Humidification. Le principe de la MACH est de maintenir un état hydrique équilibré au niveau du sol de fondation, malgré le phénomène de retrait et l’aggravation sous l’effet de l’évapotranspiration et la végétation, afin de stabiliser l’ouverture des fissures existantes dans la structure et d'empêcher l’amorce de nouvelles fissures. Pour cela, les sols argileux sont réhumidifiés pendant la période de sécheresse grâce à la valorisation des eaux de pluie, préalablement récupérées et stockées (pendant la période humide qui précède la période de sécheresse). Les résultats sont encourageants et pourraient ainsi remédier à ce problème qui s'intensifiera, au même titre que les périodes de sécheresse, ces prochaines années. En 2021, le Ministère de la Transition écologique estimait que plus de 10,4 millions de maisons individuelles étaient potentiellement très exposées à ce phénomène. 

Ces solutions mettent en lumière l'importance du diagnostic et des études en amont des travaux. Sur la thématique de la résilience, les anticipations et modélisations sont encore plus complexes car elles couvrent des zones d'incertitudes importantes. Pour la Reconversion de la friche CartoRhin, dans un projet d'aménagement à l'échelle d'un quartier visant à diminuer l'effet des îlots de chaleur urbains, l'outil ICEtool a permis d'évaluer l'impact sur la température de surface. Ainsi, plusieurs scénarios ont été comparés, en fonction de la proportion de végétalisation, des types de revêtements, des choix d'agencement, pour choisir la combinaison optimale. Résultat : la température à la surface a été réduite de 6°C.


Enfin, sur le sujet de l'autonomie, le bâtiment ABC offre un exemple de gestion de l'eau et de l'énergie exemplaire. Imaginé par la R&D de Bouygues Construction, ce bâtiment coloré propose un habitat autonome qui intègre l'ensemble des aspects environnementaux, techniques, économiques et sociaux des logements de demain. L'électricité est produite par une ferme solaire en toiture puis stockée dans des batteries pour être disponible le soir, lorsque les habitants sont présents dans leurs logements. Les eaux de pluies sont récoltées et potabilisées sur place. Pour réduire les consommations, des pommeaux de douches connectés passent du vert au rouge lorsque les locataires s'éternisent. Les eaux grises sont également traitées et renvoyées dans les sanitaires. Une application digitale permet à chaque habitant de suivre en temps réel les consommations de son logement et le comportement de son immeuble.

Projets illustrant ce paragraphe :

Ressources supplémentaires :

 

En bref


A l'intersection entre architecture, innovation technique, assurance et politique, la capacité de résilience de nos bâtiments et territoires est un sujet complexe. La pression d'agir en proposant des solutions reproductibles est grande, que cela soit dans la production de réglementations ambitieuses, dans la mise à disposition de ressources et de moyens adaptés, ou dans la concrétisation des plans d'action. Dans ce contexte, apprendre des expériences réussies et partager les bonnes pratiques est d'autant plus pertinent !

 

Article rédigé par Mariette Guermonprez - Construction21, la Rédaction

 

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Cet article fait partie du focus résilience, soutenu par Egis, qui comprend études de cas, interviews, vidéos... Découvrez tous les contenus sur la page dédiée

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