Conception et dimensionnement durable : Étude comparative et conception multi-matériaux

Les émissions de CO2 émises par le secteur de la construction représentent 11% des émissions globales de l’humanité (2019). En raison de l’urgence climatique, il est nécessaire de les réduire. Dans ce contexte et selon les conclusions données par la pré-étude, les dalles en béton armé contribuent en majeur partie à alourdir le bilan CO2 d’un ouvrage. Ainsi, cette étude consiste en une étude comparative de différentes alternatives aux dalles en béton armé. Ces alternatives prennent en compte les critères de résistance, de déformation et de vibration, mais également les exigences acoustiques et de régulation de température. Cette approche holistique permet d’anticiper des aspects ultérieurs du processus de conception, et ainsi d’obtenir une prévision globale des émissions de CO2 et des coûts. Cette étude portant sur un bâtiment à géométrie complexe, ses dimensions et résultats lui sont propres. Les critères de dimensionnement et les exigences sont tirés des normes de construction suisses, des Eurocodes et des documents techniques usuels. Le dimensionnement des différentes variantes a été réalisé en appliquant les formules de dimensionnement des normes ou à la suite d’une modélisation sur le logiciel SCIA Engineer. Un métré a ensuite été réalisé et il a été possible d’en calculer les émissions de CO2 (facteurs d’émissions tirés du document de la KBOB) et d’en estimer les coûts. Il existe des systèmes de plancher intrinsèquement plus économes qu’une dalle en béton armé si l’on ne considère que l’aspect structurel, mais ces derniers sont vite limités par les contraintes acoustiques, les exigences vibratoires et les systèmes de régulation de température. Ces derniers critères imposent une surcharge importante et ainsi la nécessité d’avoir une structure porteuse plus robuste. Ces implications sont si importantes qu’il n’est plus possible de trouver une variante de plancher significativement meilleure que la solution en béton armé tant la réduction des émissions est éclipsée par la forte hausse des coûts. Cependant, au global, le passage à un système léger engendre des gains écologiques (-11%) et financiers (-3%) notamment grâce à la réduction des efforts dans les porteurs verticaux et dans les fondations, et à la réduction des efforts sismiques. Pour le bâtiment en entier, il est possible de réduire les émissions de 29.3% au prix d’une hausse des coûts de 40.2%. Ces résultats sont très dépendants des facteurs d’émissions de la KBOB. Ceux-ci étant réévalués régulièrement et manquant de transparence sur les hypothèses faites, les résultats obtenus pourraient être amenés à changer lors des prochaines années.