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Circularité, industrialisation et numérique : trois clés pour accélérer la rénovation énergétique

Le secteur du logement dans l'Union européenne produit 35 % des émissions de gaz à effet de serre (GES). Shutterstock

Parmi ses propositions, la convention citoyenne pour le climat a demandé que soit fixé à 2040 l’objectif de rénovation énergétique globale des bâtiments.

Le projet de loi du gouvernement actuellement en discussion à l’Assemblée nationale est à cet égard moins ambitieux, puisqu’il fixe ce cap à 2050.

Néanmoins, il semble que le réel frein à l’accélération de la rénovation réside surtout dans la faible productivité du secteur du bâtiment. Ce dernier a pourtant un rôle colossal à endosser dans la transition.

Selon le projet européen « Houseful », le secteur du logement – construction et usages compris – représente dans l’Union européenne 50 % des matériaux extraits et absorbe 40 % de l’énergie et 30 % de l’eau consommées. Il produit par ailleurs 30 % des déchets totaux, ainsi que 35 % des émissions de gaz à effet de serre (GES) de l’UE.

Malgré ces constats, le secteur de l’architecture, de l’ingénierie et de la construction souffre encore de sa fragmentation, de la complexité de sa réglementation, d’une productivité qui croît trop lentement, d’un approvisionnement mal géré et d’un cadre contractuel qui entrave la collaboration tout au long de la chaîne de valeur. C’est en tout cas ce que soulignait en 2017 un rapport du cabinet McKinsey.

Autant de caractéristiques qui entravent sa mise en adéquation avec les objectifs européens fixés par le pacte vert, feuille de route élaborer pour que l’UE atteigne la neutralité carbone en 2050. Tout espoir n’est pas perdu néanmoins. En s’appuyant sur les nouvelles technologies numériques, une automatisation avancée et de nouveaux matériaux, le secteur est en mesure de se transformer.

Dans le cadre de nos recherches en cours, nous nous intéressons à trois grands piliers indispensables selon nous à l’évolution du secteur : la circularité ; la création de nouveaux modèles économiques ; et le déploiement de processus numériques transparents.

Circularité et nouveaux matériaux

Il est essentiel que le secteur du bâtiment se penche sérieusement sur les solutions circulaires. Selon le Groupe international d’experts sur les ressources (GIER) du Programme des Nations unies pour l’environnement, ces dernières permettraient de réduire de 35 % les émissions de carbone sur le cycle de vie des pays du G7 grâce à des stratégies d’efficacité des matériaux. Pour la Chine et l’Inde, la baisse devrait même atteindre les 60 %.

Une telle mutation implique que le secteur conçoive ses bâtiments différemment. Cela implique de privilégier de nouveaux matériaux à base de bois en sélectionnant des composants de construction bas carbone, de restreindre l’utilisation de matières premières vierges (non recyclées), et de développer une chaîne de valeur qui réutilise des éléments recyclés ou même des modules de bâtiments entiers.

Aujourd’hui, la destruction des bâtiments produit encore bien souvent des déchets toxiques : en Allemagne par exemple, 32 % des déchets toxiques sont issus de leur construction et démolition.

Cela exige en amont de disposer de chaînes d’approvisionnement plus adaptées à une utilisation accrue de matériaux secondaires et régénératifs, et de décarboner également les opérations et la logistique. À l’avenir, l’impact carbone de la filière sera calculé en tenant compte de l’énergie grise incorporée – c’est-à-dire la quantité d’énergie consommée tout au long du cycle de vie d’un matériau ou d’un produit.

Les investisseurs paraissent confiants dans une transformation du secteur, comme l’a souligné l’investissement de SoftBank dans Katerra. Cette entreprise fondée en 2015 promet de déplacer une grande partie de la construction hors chantier – c’est-à-dire une production de masse qui permettra de gagner en productivité – et de s’appuyer sur l’automatisation et les nouveaux matériaux afin de réaliser des gains de productivité grâce à une industrialisation efficace.

Cinq ans après son lancement, SoftBank a dû renflouer Katerra avec 200 millions de dollars de capitaux frais pour la sauver de la faillite. L’illustration que la révolution du secteur ne se fera pas sans épreuves.

S’industrialiser grâce au numérique

L’impératif de circularité, qui tend à dissocier la consommation des ressources de la croissance économique, constitue un défi de taille pour le secteur. Mais il ouvre aussi tout un horizon de possibilités : la plupart des entreprises de construction traditionnelles n’ont jusqu’ici pas exploré les possibilités commerciales dans les phases d’après-vente et de fin de vie des bâtiments.

Elles perdent ainsi complètement la trace de leurs constructions et par la même occasion, de précieuses opportunités qui pourraient devenir encore plus intéressantes avec le financement du pacte vert pour l’Europe et les nouvelles réglementations.

Des acteurs émergeants investissent ces failles et comblent ces lacunes en créant par exemple des plates-formes pour les marchés de matériaux secondaires – comme Environmate – afin de créer de la valeur dans la déconstruction des bâtiments. Pour cela il est nécessaire de rendre accessibles les informations sur les bâtiments.

Le pacte vert pourrait ici fonctionner comme un catalyseur, en exigeant la divulgation d’informations sur la performance des bâtiments, un écosystème entièrement numérique naîtra. Toutes les données sur les composants et les bâtiments sont saisies dans des passeports de matériaux et des jumeaux numériques qui rend accessible en « open source » toutes les informations sur le bâtiment de façon à créer un marché plus ouvert et à améliorer la gestion du cycle de vie des bâtiments et de leurs matériaux.

La plate-forme en ligne néerlandaise Madaster, par exemple, est à l’avant-garde pour permettre aux bâtiments de devenir des banques de matériaux. Les entreprises capables de développer rapidement des jumeaux numériques de leurs constructions pourront bénéficier de ces modèles économiques innovants en récupérant par exemple des modules réutilisables de bâtiments détruits.

Un autre obstacle que le pacte vert pour l’Europe pourrait surmonter est celui de la rénovation énergétique. Dans l’Union européenne, 1 % seulement du parc immobilier est rénové chaque année.

Thomas Boermans, responsable de la prospective chez E.ON – une entreprise de production et de fourniture d’électricité – estime ainsi que le regroupement de chantiers pour capitaliser sur les similitudes des bâtiments voisins dans un quartier, atteindre une plus grande taille de projets et inclure des solutions d’infrastructures – telles que le chauffage urbain – pourrait contribuer à accélérer le mouvement. Il faudra pour cela combiner les subventions du pacte vert avec de nouveaux modèles économiques et la participation des municipalités.

Les modules préfabriqués, ainsi que l’assemblage hors chantier et industrialisé réduiraient également considérablement les coûts, rendant la rénovation plus attractive pour les propriétaires et pour les entreprises.

Rendre le secteur plus attractif

Les gains de productivité ne seront réalisables dans le secteur du bâtiment que si les outils et les processus numériques sont adoptés par l’ensemble de la chaîne de valeur. Il faudra pour cela mettre en place de nouveaux cadres de coopération qui instaurent la confiance et facilitent les innovations collaboratives. Les acteurs numériques pourraient également être en mesure de combler ces lacunes.

Mais si le secteur du bâtiment veut contribuer l’objectif de neutralité carbone du pacte vert pour l’Europe, il devra d’abord numériser son processus de production et d’industrialisation. Cela encouragerait les fabricants de modules et de composants de créer des produites standardiser, de rendre les plans accessibles aux architectes en amont, et aux constructeurs d’automatiser leurs processus. En bref, d’optimiser l’efficacité de la rénovation.

Combinée avec l’industrialisation, cela rendra le secteur de la construction plus attrayant pour la main-d’œuvre hautement qualifiée – par exemple en informatique. Attirer des talents extérieurs au bâtiment sera essentiel pour transférer les meilleures pratiques d’autres industries, faire émerger de nouveaux profils d’emploi et stimuler la productivité et la durabilité.


Martin Pauli, directeur associé chez ARUP, bureau d’études et de conseil en ingénierie britannique spécialisé dans la construction, a contribué à la rédaction de cet article.

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