Une place pour les matériaux bio-sourcés dans la construction

Un extrait de Matériaux bio-sourcés pour le bâtiment et stockage temporaire de carbone par Thibaut LECOMPTE

Les matériaux bio-sourcés captent du CO2 au cours de leur croissance via la photosynthèse. L’usage de ces matériaux pour la construction pourrait compenser les émissions des autres matériaux à l’échelle d’un bâtiment, voire permettre de considérer les bâtiments comme des puits de carbone. Leur gisement doit être géré de manière durable : en termes de bilan carbone, une forêt exploitée est dite durable si la biomasse extraite durant une année est compensée par la biomasse créée durant cette même année. Ceci nécessite de prendre en compte plusieurs facteurs tels que la croissance d’un arbre et donc la période de révolution au sein d’une exploitation forestière, qui dure entre quelques dizaines d’années (minimum 20 ans pour certains résineux) et quelques centaines d’années (jusqu’à 300 ans pour certains feuillus). Cependant, la période de croissance d’un arbre doit être mise en vis-à-vis de la durée de vie du bâtiment. Compte tenu de cette problématique, les matériaux agro-sourcés, qui sont des plantes annuelles, pourraient être considérés comme de meilleurs candidats pour répondre à la demande croissante de matériaux de construction tout en stockant temporairement du carbone. Les principaux matériaux issus de plantes annuelles actuellement utilisés en Europe comme matériaux d’isolation sont les fibres de chanvre et de lin, la chènevotte de chanvre et la paille de blé. Le bois d’arbre, quant à lui, se destine principalement à quatre types de produits : le bois de structure, les revêtements de sols et de parois, les panneaux de particules et la laine de bois. L’ensemble de ces produits bio-sourcés pourrait représenter à moyen terme un volume conséquent de stockage de carbone.

Cas d’une paroi : conventionnel vs bio-sourcé

Pour cet exemple, nous prendrons le cas « non spécifié » du tableau 14, c’est-à-dire une durée de vie du bâtiment de 75 ans. L’unité fonctionnelle comprend aussi une surface (1 m² de paroi), et une valeur de résistance thermique (de l’ordre de 7,3 m²K/W). Le système est étudié du « berceau à la tombe », en considérant les phases de production des matériaux (années 1 et 2), de construction (année 2), d’usage (années 2 à 76), de maintenance (renouvellement dépendant de la couche de durabilité) et de fin de vie. La solution conventionnelle choisie correspond à une paroi très classique en France. Cette solution technologique est décrite tableau 15. Le système étudié comprend une structure en blocs béton, et une isolation par l’intérieur en laine de verre. Les durées de vie associées aux matériaux tiennent compte des couches de durabilité : 15 ans pour les peintures intérieure et extérieure, 25 ans pour les enduits. Les plaques de plâtre et l’isolant ont une même durée de vie, en considérant que l’isolation intérieure sera renouvelée en même temps que les cloisons. La résistance thermique théorique de cette paroi est de 7,36 m²K/W.

La solution bio-sourcée est une ossature bois avec isolation répartie en paille (tableau 16). Le bois est non traité, avec un scénario de fin de vie comme suit : 34 % incinérés pour valorisation énergétique, 43 % recyclés et 23 % enfouis en décharge. La paille est, quant à elle, considérée comme totalement incinérée (scénario le plus défavorable). La résistance thermique théorique d’une telle section de paroi est de 7,33 m²K/W. La solution conventionnelle commence par émettre des gaz à effet de serre, et en séquestre en fin de vie (béton) ou en œuvre (enduit). La solution bio-sourcée commence par séquestrer du carbone dans le bois d’arbre et dans la paille, puis réémet tout ou partie de ce carbone en fin de vie. Si on fait un calcul « statique », c’est-à-dire en additionnant toutes les valeurs sans tenir compte du temps, l’impact « réchauffement climatique » de la solution conventionnelle est de 49,08 kgCO2eq/UF et celui de la solution bio-sourcée est de 3,72 kgCO2eq/UF.