La stratégie adoptée pendant la conception de la maison préfabriquée en kit a permis de réduire son bilan carbone à un résultat 6 fois moindre que celle d’une maison classique. 10,6 t.eq.CO2 d’émissions sur son cycle de vie, qui dit mieux?
ÉcohabitationMise à jour : 16 septembre 2021
Guillaume Mignot, CPI, et Paola Duchaine, Réd. a., M. Env.
Eco-Habitat S1600, signée PARA-SOL Architecture et Développement et Bâtiment Pré-Fab inc., est l'un des Kits Écohabitation, solutions d'habitation préfabriquées écologiques au design unique. Contemporaine et de conception écologique, la maison est spacieuse, lumineuse et conviviale.
Son design sobre fait écho à sa sobriété en carbone. En effet, l'architecture a été pensée pour réduire son empreinte carbone, privilégiant la compacité, l'économie de matériaux, la maximisation de matériaux à faible empreinte environnementale et la haute performance énergétique. Le résultat de cette démarche?
Ce résultat est environ 6 fois mieux que celui d’une construction conforme au Code. Le score pourrait être ajusté après une année d’occupation pour inclure les performances réelles du bâtiment en opération.
Urgence carbone: viser l'énergie grise des bâtiments
De plus en plus, les nouvelles constructions atteignent des niveaux de performance énergétique supérieurs. Leur demande en énergie à l'opération (chauffage, électricité, etc.) s'amenuise avec l'amélioration des pratiques des professionnels de l'industrie du bâtiment. Et c'est une bonne nouvelle!
Mais sur la durée de vie utile d’un bâtiment, l'énergie grise compte généralement pour environ la moitié de son empreinte carbone. Au Québec, grâce à l'empreinte environnementale réduite de l'électricité, l'énergie intrinsèque du bâtiment pèse plus lourd. Il est nécessaire de se pencher sur l'impact carbone des matériaux de construction pour favoriser la réduction globale des émissions de gaz à effet de serre. Chez nous, optimiser l'utilisation du bois dans la conception se révèle être une excellente stratégie.
Une approche holistique est donc la voie à adopter. Pour trouver des solutions avec une faible empreinte carbone, l’accent doit être mis autant sur la performance énergétique du bâtiment que sur la sélection des matériaux. Pour démontrer la pertinence de cette approche, nous avons produit un bilan carbone de l'Eco-Habitat S-1600.
Méthodologie de l'évaluation de l'empreinte carbone sur le cycle de vie
Afin d’évaluer le bilan carbone de l'Eco-Habitat S1600, nous avons utilisé le logiciel Athena Impact Estimator for buildings. Cet outil permet d’évaluer l’impact de chaque matériau en proportion de son utilisation et usage. Nous saisissons dans le logiciel les quantités de matière en fonction de leur catégorie (sol, toiture, mur, etc.). La comparaison de l’impact du carbone par catégorie est présentée dans le tableau suivant :
Comme on peut le voir, l’impact en termes d’émission carbone est très variable en fonction des matériaux. Le béton utilisé pour la dalle représente le plus fort impact carbone alors qu’il ne représente pas le plus gros volume. Les matériaux pour lesquels le processus de transformation est énergivore ou qui ont un fort impact en fin de vie sont à limiter.
Stratégies de réduction et matériaux biosourcés
La base d'une stratégie sobre en carbone: limiter le béton!
Même s'il existe des options plus écologiques pour ce poids lourd de la construction, il est tout de même l'ennemi numéro 1 de l'empreinte environnementale. Voilà pourquoi, côté fondations, le sous-sol a été évité. L’emploi de béton s’est donc limité à la dalle sur sol, ce qui représente tout de même une proportion importante de l’impact global (consultez ici les autres avantages d'une dalle).
La conception d’un bâtiment à faible émission carbone doit privilégier les produits biosourcés et locaux nécessitant le minimum d’énergie et de produits chimiques dans leur processus de transformation.
L'utilisation de matières premières végétales apporte un autre avantage de taille: les matériaux biosourcés permettent de séquestrer le carbone! En effet, selon la Société d'habitation du Québec, pour chaque mètre carré de bois employé en construction, 1 tonne de CO2 est évitée à l'atmosphère.
En fin de vie, la portion recyclable du bois utilisé pour la structure et l'isolation pourra constituer une base pour de la fibre isolante, alors que le reste sera une source d’énergie de substitution aux énergies non renouvelables, comme l’illustre le schéma suivant:
Les concepteurs de l'Eco-Habitat S1600 ont maximisé l'utilisation du bois
À l'intérieur, cette matière renouvelable est utilisée à grande échelle, mais étonnamment pas pour le plancher! Le béton lissé de la dalle offrait une belle finition au plancher du rez-de-chaussée.
La plupart des surfaces intérieures, les murs et le plafond cathédrale sont finis avec des contreplaqués.
Sans urée formaldéhyde ni autres COV (collés à la colle de soja), les fameux PureBond de Columbia Forest Products sont très tendance: on voit de plus en plus de design d'intérieur arborer cette couleur miel qui rend l'ambiance très chaleureuse. Grâce à ces panneaux, il a été possible de limiter l’utilisation du gypse à la salle de bain, ce qui est un excellent point, car la fin de vie de ce matériaux de plâtre n’offre pas les mêmes options que le bois.
Pour un aperçu visuel de ce type de finition, et pour savoir comment poser les panneaux de contreplaqué, voir notre article sur ce panneau versatile qui permet de créer des espaces de vie distinctifs.
Les caissons de la cuisine et tous les rangements sont faits de ces contreplaqués!
Ils sont ainsi beaucoup plus durables que les classiques versions en mélamine, pouvant être réutilisés lors d’un réaménagement et faciles d’entretien. Les portes d’armoires de l'entrée, du salon, de la cuisine et de la salle de bains ont été recouvertes de stratifié anti-tache, très résistant aux chocs et égratignures, indiquant une très faible quantité de toxines.
De planches d'épinettes embouvetées ont été posées au plafond du salon du rez-de-chaussée, légèrement lasurées de blanc pour contraster avec tout le bois au naturel.
Mais le bois n'est pas le seul matériau biosourcé!
Le lin, le liège, le chanvre, la paille sont souvent mis en valeur par les manufacturiers de matériaux de construction.
Justement, le plancher du second étage est recouvert de Marmoléum, fait de lin, un matériau renouvelable et de source naturelle, très résistant et sain.
L'ossature bois est isolée (murs et toiture) avec de la cellulose, issue en majorité de papier journal recyclé, et de panneaux en fibre de bois. Son processus de transformation est peu complexe, favorisant ainsi les filières de recyclage et réduisant l’impact carbone de la construction.
Enfin, des matériaux durables, comme l’acier et le bois, ont été choisis pour le revêtement extérieur et la toiture.
Pour connaître tous les matériaux et appareils mécaniques utilisés dans la construction, consultez cet article.
Importance de l’énergie en utilisation
L'empreinte carbone sur le cycle de vie comprend aussi l'énergie dépensée pour son opération: le chauffage, la ventilation, les électroménagers et l'éclairage. Or, la consommation énergétique d'une habitation sur une durée de vie de 60 ans peut faire doubler l’impact carbone. Ainsi, la performance de l’isolation et des choix d’équipements mécaniques est indispensable.
Pour l'Eco-Habitat S1600, l’utilisation conséquente de matériaux isolants a été compensée par le fait qu’ils sont biosourcés et qu’ils réduisent considérablement l’utilisation de l’électricité du réseau. Le choix d’une thermopompe couplée avec un plancher chauffant solaire ainsi que des équipements d’électroménager efficaces permettent une réduction drastique des émissions de carbone liées à la consommation électrique.
On constate que le bilan carbone de la maison est quasiment multiplié par 10 à cause de la consommation d’énergie en opération. Cependant, il reste bien inférieur au bilan de la maison code qui s’élève à plus de 60 t. eq. CO2. Le graphique suivant montre la comparaison des empreintes carbones totales des 2 maisons:
En outre, lorsqu'on compare le rapport entre l’énergie grise et l’énergie d’opération, on se rend compte que relativement, l'énergie utilisée pour la construction de l'Eco-Habitat S1600 est vraiment réduite! Alors que pour une maison classique, le rapport énergie intrinsèque et énergie d'opération est à peu près identique.
À la lumière de ces données particulièrement révélatrices, Écohabitation est persuadé que le bilan carbone des habitations intégrant l'empreinte des matériaux choisis devrait être généralisé en phase de conception, dans l'objectif d'encourager l'habitation sobre en carbone.
Après la course à la consommation zéro en énergie, il faut faire la course au bâtiment à carbone zéro. Réduire l'intensité carbone des bâtiments au mètre carré, plus que leur intensité énergétique de chauffage. Dans ce contexte, Écohabitation voit la nécessité de mettre en place un indicateur d’intensité carbone des bâtiments pour répondre à l'urgence des changements climatiques.
Un indicateur d'intensité carbone est parfaitement compatible avec l'analyse de cycle de vie des bâtiments, basée sur les déclarations environnementales de produits (DEP), et qui prend en compte le bilan carbone en plus de l'impact environnemental sur les écosystèmes et les ressources non renouvelables.
Erigé en pratique habituelle, ce calcul jouerait un véritable rôle de levier pour la réduction du carbone intrinsèque. Le score final des émissions dues à la construction et à l’occupation pourrait être affiché au même titre qu’une cote Énerguide.
Le calcul de l'empreinte carbone sur le cycle de vie nourrirait de manière considérable la réflexion sur la réduction des émissions de carbone pour toutes les étapes de la vie des habitations.
Calcul du bilan carbone de l'Eco-Habitat S1600, avec le logiciel Athena Impact Estimator for buildings, par Guillaume Mignot
Ok, mais ca donne quoi quand c'est comparé aux autres type éco-construction? Je pense au programme Novoclimat et Leed entre autre. Mais on pourrait y inclure les maison positive ou à énergie 0. Le niveau d'isolation thermique, consommation et production d'énergie ainsi que la durée de vie des matériaux?
Merci pour cet article. Vraiment intéressant. Je vois cependant un problème avec ce genre d'analyse, plus précisément avec les émissions négatives du bois. Selon ce modèle, plus il y a de murs, moins ta maison émet. Ce qui veut dire qu'il ne suffirait que de mettre 1000 murs pour avoir une maison super négative en émissions. Or, je ne crois pas que d'augmenter drastiquement la demande en bois cause réellement des réductions d'émissions. Quels sont vos réflexions sur le sujet? Merci !
Quels sont les matériaux les plus écologiquement avantageux en matière d'évier?
Bonjour,
Pour faire le choix le plus écologique entre deux matériaux, il faut tenir compte, comme vous le mentionnez, de l'énergie grise de chacun de ces matériaux, de même que de leur durabilité. En d'autres mots, il faut procéder à une analyse de cycle de vie (ACV). Une ACV complète dépend d'une multitude de facteurs et plusieurs données nous manquent pour procéder à une telle analyse. Voici donc un aperçu général de ces deux matériaux :
L'acier inoxydable
La fabrication de l'acier inoxydable implique de nombreux processus d'extraction et de transformation aux impacts variés sur l'environnement. La transformation des différents minéraux (fer, chrome, nickel) nécessaires à la production de l'inox est très énergivore, ce qui a un impact certain sur les changements climatiques. Ces procédés industriels résultent aussi en la production de déchets qui ont un impact sur l'air, les sols et l'eau. La fabrication de l'acier inoxydable est d'ailleurs plus polluante que celle du simple acier, en raison de sa teneur en chrome et en nickel.
Point positif : l'acier inoxydable contient souvent un haut pourcentage de matériaux recyclés, ce qui diminue sensiblement son impact environnemental, et est lui même recyclable.
Produit à partir d'une feuille de métal à laquelle on donne la forme désirée, un évier en inox est léger, ce qui réduit l'énergie reliée au transport de l'usine jusqu'à vous. Bien sûr, les questions de transport sont complexes car, vous le devinerez, même si un produit est fabriqué à proximité, les ressources naturelles qui le composent le sont rarement. Dans le cas du chrome par exemple, les producteurs principaux sont l'Afrique du Sud et l'Inde.
Finalement, l'acier inoxydable a l'avantage d'être très durable. Malgré sa forte énergie grise, votre évier une fois installé n'aura pas à être changé avant de nombreuses années.
Le granit
L'extraction du granit se fait dans d'imposantes carrières, ce qui a pour effet de transformer le paysage des régions concernées. Cet impact est malgré tout plus restreint que celui de certaines opérations minières. On trouve des carrières de granit dans plusieurs pays, dont l'Espagne, l'Inde, le Brésil, la Chine et les États-Unis.
La production du granit est plus simple que celle de l'inox, mais tout de même énergivore : de la machinerie lourde est employée pour creuser puis extraire la roche du sol, avant avant que celle-ci ne soit envoyée vers différents centres de transformation. Parce que la pierre est un matériau lourd, son transport requière beaucoup d'énergie sous forme de combustibles fossiles. Généralement, on recommande d'utiliser le granit seulement lorsqu'il provient d'une carrière située à proximité de chez soi.
Le granit est une ressource non renouvelable et non recyclable.
Comme l'inox, la pierre est un matériau durable. Par contre nous ne possédons pas suffisament d'information sur la résine qui entre dans la fabrication d'un évier de granit pour juger de la durabilité de ce dernier. Également, le granit nécessite plus d'entretien que l'acier inoxydable.
Conclusion
Ces deux matériaux ont chacun leurs points positifs et négatifs. Ceci dit, l'acier inoxydable étant recyclable en fin de vie, il s'agit potentiellemt d'un meilleur choix.
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Green Home Guide, Green Stone & Tile Recommendations, http://greenhomeguide.com/know-how/article/green-stone-tile-recommendations
Green Home Guide, Choose the Best Countertop Material for Your Home and the Environment, http://greenhomeguide.com/know-how/article/choose-the-best-countertop-material-for-your-homeand-the-environment
International Iron & Steel Institute, Global Stainless Steel Life Cycle Inventory, http://www.bssa.org.uk/cms/File/Conf%2003%20Global%20SS%20Life%20Cycle%20Inventory.pdf
Quel est le polyuréthane le plus écologique?
Entre deux produits de polyuréthane giclé à cellules fermées (PGCF), impossible de trancher sur lequel est plus écologique si on n'a pas accès à une analyse du cycle de vie. L'utilisation de plastique recyclé privilégiée par un des produits est un avantage écologique, mais vous devriez également explorer des solutions de rechange au PGCF. Nous explicitons notre réponse ci-dessous.
Analyse du cycle de vie
Pour connaître si un produit est écologique, il faut considérer les impacts environnementaux découlant de son extraction, sa fabrication, son transport, son utilisation et sa fin de vie. C'est une méthodologie qu'on désigne par l'expression "analyse du cycle de vie" (ACV). Dans le cadre d'une ACV, il est essentiel de comparer les produits sur un pied d'égalité. En l'occurence, l'isolation d'un mur à la même valeur R et à une même étanchéité, serait-elle plus écolo en PU giclé avec de l'huile végétale ou en PU giclé conventionnel?
Choix de l'isolant
Les produits que vous mentionnez sont deux formules d'un même isolant, soit le PGCF, caractérisé par un haut coefficient d'isolation, et qui agît à la fois comme pare-air et pare-vapeur. Un de ces produits intègre du plastique de bouteilles recyclées, ce qui est assurément un avantage du point de vue écologique. Mais on peut se questionner sur l'avantage écologique de l'intègration de l'huile de soya en remplacement d'huiles de synthèse. En effet, on ne sait pas quelle quantité d'engrais synthétiques a été utilisée pour la faire pousser, comment il est récolté ou s'il est transgénique, par exemple.
Quelles sont les caractéristiques d'une maison autosuffisante en énergie (ou net zéro) et quelle est la pertinence d'un projet netzéro ?
Une maison autosuffisante et une maison net zéro sont des maisons qui produisent autant d'énergie qu'elles en consomment. À l'heure actuelle, il y a d'ailleurs peu de maisons Net Zéro ou prêtes pour le Net Zéro au Canada, mais depuis 2020, l'engouement est là.
Iil y a deux variables clés dans un calcul de rentabilité : le coût des mesures de conservation de l'énergie et le coût des sources d'énergie renouvelables. En d'autres termes, s'il en coûte plus cher d'augmenter l'isolation que d'installer des panneaux solaires photovoltaïques, il est temps de cesser d'augmenter l'isolation! En effet, alors qu'initialement l'augmentation de l'isolation procure des économies considérables d'énergie à coût relativement modeste, passé un certain cap les gains en efficacité sont faibles proportionnellement à leur coût.
D'abord, une maison net zéro intègre les principes du solaire passif. Les fenêtres doivent donc être majoritairement orientées vers le sud. Il n'est pas nécessaire que l'orientation soit franc-sud; une orientation sud-est ou sud-ouest ne réduira que peu les gains d'énergie. À noter, on recommande que la superficie totale des fenêtres face au sud ne dépasse pas 6 % de la superficie totale du plancher.
L'étanchéité est une caractéristique déterminante de la maison net zéro. Une enveloppe étanche permet d'épargner une importante quantité d'énergie, en plus d'augmenter la durabilité de l'habitation et le niveau de confort des occupants.
Au niveau de l'isolation, l'accent est mis sur le toit, qui doit avoir un facteur R très élevé, soit R-80 pour Montréal. Pour les murs hors-sol, on recommande R-60 et pour les murs de fondation, R-24. La dalle du sous-sol quant à elle n'a pas besoin d'une isolation aussi performante : une valeur de R-10 est suffisante.
Un autre facteur déterminant : l'efficacité des systèmes de chauffage, de ventilation et de climatisation. Pour le chauffage, les plinthes électriques constitueraient la meilleure option dans les régions au climat plus tempéré, de par leur bon rapport efficacité/prix. Dans les régions plus nordiques (voir note au bas pour les zones climatiques), les thermopompes géothermiques sont une alternative valable. Pour le chauffage de l'eau, un chauffe-eau à haute efficacité avec réservoir, combiné à un système de récupération de la chaleur des eaux de drainage et d'un système d'appoint solaire thermique serait le meilleur choix. Pour la ventilation, il faut opter pour un ventilateur récupérateur de chaleur à très haute efficacité.
Finalement, n'oublions pas que toute stratégie visant à réduire la consommation d'énergie engendrée par les activés quotidiennes mérite d'être instaurée. Par exemple, il est relativement simple de réduire la consommation d'énergie en lien avec l'éclairage et les appareils électroménagers.
Le concept de la maison nettezéro n'est toutefois pas sans détracteurs. Certains suggèrent que l'investissement en ressources matérielles et financières nécessaire à la construction d'un immeuble net zéro n'a guère de sens si l'immeuble en question est situé dans une communauté qui, globalement, gaspille énormément d'énergie. D'où l'idée que l'on ne devrait pas concentrer nos efforts vers la conception de maisons net zéro mais plutôt vers des quartiers net zéro.
Il y a également des restrictions à savoir quel type de bâtiment peut devenir entièrement autosuffisant. En effet, comme l'installation de panneaux photovoltaïques est pour ainsi dire une condition nécessaire à l’obtention d’un bâtiment autosuffisant, il est presque impossible pour les édifices à multiples étages de l’être, car pour une même surface de toiture - et donc un même nombre de panneaux solaires - ils comptent une bien plus grande superficie habitable.
Autre problème, pour que les panneaux aient le meilleur approvisionnement possible en rayons solaires, ils ne doivent pas être ombragés par des arbres, et surtout, par des structures adjacentes. Donc, une maison en banlieue atteindra plus facilement un objectif net zéro qu'une autre située dans un milieu urbain densément peuplé. Cela soulève bien sûr une problématique reliée au transport.
Des communautés avec une vision énergétique commune commencent à apparaître de part et d'autre du continent. Un exemple; l'université de Cornell située dans l'état de New York. Le système de climatisation de tout le campus et de plusieurs écoles secondaires du district est centralisé. La climatisation s'effectue grâce à l'eau d'un lac avoisinant, qui rend inutile le recourt à des agents réfrigérants comme les HCFC. Rentable, ce système reste trop coûteux pour être mis en place pour une seule habitation. Un système semblable existe au Canada, à Toronto. Le Metro Hall, une tour à bureaux de 27 étages, est climatisée grâce à un système alimenté par l'eau froide du lac Ontario. Pour ce seul bâtiment, la consommation d'énergie a été réduite de trois millions de kilowatts/heure par année, soit suffisamment pour alimenter en électricité 300 maisons, et équivalent à 732 tonnes de gaz à effet de serre en moins.
Au delà de ce genre d'initiatives, une communauté doit considérer non seulement la consommation d'énergie des bâtiments qui la composent, mais aussi la consommation d'énergie dans son ensemble, incluant par exemple le transport. Certaines villes européennes ont instauré des mesures dissuadant le recours à l'automobile pour les déplacements intra-urbains. L'utilisation des modes de transport actifs et collectifs est essentielle à la création de véritables communautés autosuffisantes.
Finalement, les difficultés principales en lien avec les communautés nettezéro concernent les questions de propriété et d'administration. Le projet de développment urbain BedZED, à Londres, est un exemple de projet de quartier résidentiel orchestré par seulement quelques entités. On imagine que rapidement, ce type de développement peut donner naissance à des conflits.
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j aimerais savoir le prix refuge s400
Ok, mais ca donne quoi quand c'est comparé aux autres type éco-construction? Je pense au programme Novoclimat et Leed entre autre. Mais on pourrait y inclure les maison positive ou à énergie 0. Le niveau d'isolation thermique, consommation et production d'énergie ainsi que la durée de vie des matériaux?
Merci pour cet article. Vraiment intéressant. Je vois cependant un problème avec ce genre d'analyse, plus précisément avec les émissions négatives du bois. Selon ce modèle, plus il y a de murs, moins ta maison émet. Ce qui veut dire qu'il ne suffirait que de mettre 1000 murs pour avoir une maison super négative en émissions. Or, je ne crois pas que d'augmenter drastiquement la demande en bois cause réellement des réductions d'émissions. Quels sont vos réflexions sur le sujet? Merci !