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L'éco-conception s'imposera-t-elle dans le BTP?

Dans le secteur du bâtiment et des travaux publics, l’éco-conception gagne du terrain. Elle fait l’objet de discussions, certains acteurs prennent de l’avance. Mais des obstacles surgissent, certains réglementaires, d’autres économiques. Une chaire industrielle dédiée à ce sujet, réunissant un constructeur, le groupe Vinci, et trois écoles d’ingénieurs dont Mines ParisTech, vise à faire avancer la réflexion et à diffuser des méthodes.

Friday
13
April 2018
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L’éco-conception rentre petit à petit dans la culture industrielle du BTP, mais elle n’y est pas encore pleinement intégrée. Une des raisons en est que le secteur est très compartimenté, notamment entre la conception et l’exécution. C’est principalement sur les immeubles de grande hauteur et les grands équipements, où le marché est très concentré, que les choix des grands du secteur deviennent normatifs. Ailleurs, plutôt qu’une coordination, on voit apparaître des experts. Le cœur du métier de constructeur consiste à assembler des éléments hétéroclites. Comment éco-concevoir cet assemblage? La chaire industrielle «Éco-conception des ensembles bâtis et des infrastructures» tente de répondre à cette question avec des outils d’intégration, pour évaluer et optimiser l’éco-conception globale de l’intégration des différentes parties d’ouvrage. Cette approche intégrative répond à une spécificité du métier, mais elle est également en phase avec le cœur de l’idée d’éco-conception, qui consiste précisément à ne pas s’en tenir à un produit mais à intégrer son amont et son aval. Cette mise en perspective, qui passe par une réflexion sur les usages et même leur scénarisation, se distingue de deux impasses : la confusion entre éco-conception et économie d’énergie, d’une part, et l’abstraction de l’approche réglementaire actuelle, d’autre part. Travailler à partir d’analyse de cycle de vie permet d’éviter ces travers. Mais pour certains métiers ce n’est guère utile. Il faudrait sans doute plutôt inscrire ces outils dans une démarche d’aide à la décision multicritères, en s’appuyant sur la notion de life cycle thinking, qui permettrait de réunir vraiment tous les acteurs autour d’un même outil.

Paris Innovation Review – Dans le secteur du BTP, l’éco-conception est-elle vraiment rentrée dans les pratiques?

Christophe Gobin – C’est un long processus de maturation, qui remonte au début des années 1990 et n’est pas achevé. L’éco-conception rentre petit à petit dans notre culture industrielle, mais elle n’y est pas encore pleinement intégrée. La notion de budget disponible et la dimension financière restent centrales. L’éco-conception est aujourd’hui encore un élément d’appréciation qui vient en plus, et non un mode de raisonnement préalable à tout projet.

Une des raisons en est que le secteur de la construction est très compartimenté, notamment entre la conception et l’exécution. Les entreprises sont très réactives. Mais la chaîne de valeurs est fragmentée et chaque acteur de la chaîne a tendance à optimiser sa logique propre, en reportant parfois des externalités sur les autres segments de la chaîne. Par ailleurs, dans le bâtiment, le maître d’ouvrage et les entreprises de production sont dans des mondes parallèles. Ils peuvent s’associer pour un projet donné, mais il n’y a pas de coordination au sens propre du terme comme dans l’industrie, où il y a une continuité de décision.

Ce problème se pose un peu partout dans le monde. En France, depuis 1945, la loi interdit qu’un maître d’œuvre, architecte, soit incorporé dans la production. Légalement, la conception est indépendante de la production. L’idée sous-jacente est que le métier d’architecte soit d’utilité publique, donc indépendant de toute pression économique.

Y a-t-il de la place, au sein de la chaîne, pour un acteur qui diffuserait une forme de coordination autour de cette question?

Il faut remettre le marché en perspective. Si vous prenez la France, où se sont développés de grands acteurs comme Vinci, Bouygues, Eiffage, ceux-ci ne pèsent collectivement que 30% du marché : ils n’ont donc guère la capacité d’entraîner une filière encore largement dominée par l’artisanat. C’est principalement sur les immeubles de grande hauteur et les grands équipements, où le marché est très concentré, que les choix des grands du secteur deviennent normatifs.

Il ne faut pas imaginer non plus que les grandes entreprises aient des réseaux de partenaires fidèles, qu’elles pourraient former à de nouvelles méthodes. Les chantiers sont tellement dispersés que nous avons à chaque fois des partenaires différents.

Plutôt qu’une coordination, on voit apparaître des experts. Une caractéristique de cette filière industrielle c’est que, quand apparaît un nouveau problème, on crée un nouveau métier. Les problèmes d’environnement ont donc fait surgir des bureaux d’études spécialisés et des consultants en assistance de maîtrise d’ouvrage. Mais c’est un peu absurde : on réifie un problème plutôt que de l’intégrer dans une démarche collective. On s’en remet à un nouveau spécialiste : on externalise. Au niveau macro-économique, c’est contreproductif – pas du point de vue de l’entreprise : nous sommes habitués à travailler avec des consultants. Mais pour les contribuables (travaux publics) et les consommateurs (bâtiment), c’est un surcoût.

Entrons dans les détails. De quoi parle-t-on précisément quand on évoque l’éco-conception: est-ce une approche des matériaux, de l’assemblage, tout cela est-il intégré?

Dans notre secteur, le concept s’est d’abord déployé chez les producteurs de composants, avec comme enjeu de conforter un produit en reconnaissant l’existence d’une dimension environnementale. L’évolution de la réglementation a pu y contribuer. Dans les industries touchant à l’habitat, au lieu de vie, les consommateurs peuvent être sensibles à ces questions. Les industriels de la construction ont donc commencé à développer des produits dont la conception intégrait les questions environnementales : vitrages, éléments d’isolation, et même béton.

Dans la construction proprement dite, le problème est que nous n’avons pas un objet répétitif : notre produit – notre résultat bâti –, nous le construisons au cas par cas. Le cœur de notre métier, enfin, consiste à assembler des éléments hétéroclites. Comment éco-concevoir un assemblage de composants hétéroclites ? Question ardue, et passionnante !

C’est précisément pour développer des réponses pertinentes que nous avons lancé, avec Mines ParisTech et deux autres écoles d’ingénieurs (Ponts ParisTech et Agro ParisTech), la chaire industrielle « Éco-conception des ensembles bâtis et des infrastructures ». Les outils développés par la chaire sont des outils d’intégration. On ne conçoit pas le vitrage, le béton, les revêtements sol. Mais on a des outils pour évaluer et optimiser l’éco-conception globale de l’intégration de ces différentes parties d’ouvrage. Cette approche intégrative répond à une spécificité de notre métier, mais elle est également en phase avec le cœur de l’idée d’éco-conception, qui consiste précisément à ne pas s’en tenir à un produit mais à intégrer son amont et son aval. De ce fait, alors que le BTP est plutôt en retard par rapport à l’industrie, du côté éco-conception nous avons pris de l’avance.

Sur ces questions d’assemblage, on peut imaginer deux manière de voir, l’une centrée sur l’efficacité énergétique, l’autre sur le cycle de vie. S’agit-il de concevoir un bâtiment qui «fonctionnera» bien, où il n’y aura de pont thermique par exemple, ou bien un bâtiment dont les gravats ne seront pas trop difficiles à évacuer dans 50 ou 100 ans?

Vous formulez bien le dilemme actuel. Étant donné que le BTP ne raisonne pas produit mais projet, la performance énergétique du bâtiment n’a jamais été au centre de ses attentions. Elle y arrive progressivement, et cela peut amener des malentendus. Car il y a différentes façons de la définir. La plus intelligente, c’est de raisonner en fonction des usages : un bâtiment abrite de l’activité. Il n’est pas fait pour être économe en énergie, il doit être conçu pour une activité humaine dont la consommation énergétique est la plus basse et la plus efficace. Plus largement il faut apprendre à mesurer la performance d’usage, indépendamment de l’énergie.

Or, à l’heure actuelle, on a tendance à confondre éco-conception avec économie d’énergie. C’est un raccourci, et il est contreproductif. De la même façon l’approche réglementaire actuelle – en France la RT2012 – me semble très abstraite. Elle permet d’évaluer un bâtiment en fonction de certains critères – par exemple un « bâtiment basse consommation » est conçu pour consommer 50 kWh/m2/an. Mais cette réglementation a tendance à ignorer les usages réels. C’est une fiction juridique.

L’analyse « fonctionnelle industrielle » peut offrir des solutions : l’approche fonctionnelle se traduit par la capacité à permettre une activité. Cette activité sera mesurée par un certain nombre de critères qui, quand ils seront quantifiés, vont devenir des performances – de surface, de volume, de ventilation, de confort acoustique, de protection, de sécurité, de relation aux autres. La performance est multidimensionnelle. La performance c’est la quantification de toutes les fonctions d’usage.

On peut aller plus loin : avec l’Ecole des Mines, nous travaillons à scénariser des usages. Cela demande de poser des hypothèses sur les usages et plus largement les modes de vie. Un exemple tout simple : la RT 2012 postule qu’un bâtiment résidentiel est occupé jusqu’à 9h30, puis de 9h30 à midi les gens travaillent et il n’y a personne à la maison, donc la température peut baisser, en hiver, jusqu’à 14°C. Mais si dans le bâtiment il y a une personne âgée, elle va avoir froid !

Scénariser les usages ne demande pas d’aller très loin dans la sociologie, ni d’avoir des typologies d’usages, mais de s’interroger sur les usages réels, au lieu de construire un protocole théorique sur un usage moyen. Un bâtiment est un objet complexe, et c’est cette complexité qu’il faut tenter d’appréhender.

Ce qui est intéressant, c’est que l’idée d’éco-conception, historiquement, s’est d’abord déployée dans les services, et que la question des usages y est évidemment centrale.

C’est précisément l’exemple des services qui a permis de lancer les premières réflexions sur l’éco-conception dans la construction, au début des années 1990. Nos discussions avec l’Ecole des Mines remontent à 1992 : on pense au Sommet de la Terre à Rio, mais pour nous c’est aussi plus modestement un appel d’offre du ministère de l’Équipement, qui demandait aux grands acteurs du secteur leurs idées pour traiter de l’environnement. Quelque chose bougeait. Les services, autour de notre secteur, avaient commencé à engager des démarches d’éco-conception. C’est dans ce contexte que nous nous sommes rapprochés des Mines, et très rapidement nous avons conclu que le BTP, comme les autres secteurs, n’avancerait sur les questions d’environnement que si l’on arrivait à mettre au point des outils de mesure.

À l’époque commençaient à émerger des propositions de type « haute qualité environnementale » (HQE), qui ouvraient sur une règlementation avec des cibles multiples. Avec mes partenaires de l’Ecole des Mines, nous pensions qu’il fallait être plus exigeant et préférer une mesure scientifique au simple respect d’une réglementation. Cette réflexion a fini par trouver un cadre plus formel, quand vers 2007 s’est présentée l’opportunité de concrétiser cette connivence intellectuelle et scientifique dans le cadre d’un partenariat institutionnel, qui a été la chaire.

Pourquoi une chaire ? Nous avons pensé que ce cadre nous donnerait la possibilité d’instaurer, grâce à un mécénat public, des outils de mesure et de les faire reconnaître par le ministère dont la culture n’était pas celle de la mesure et de la performance, mais celle des normes.

Ce qui est intéressant, c’est que le travail porté par la chaire a conduit l’autre branche, celle de la HQE et des normes réglementaires, à l’idée de mesurer des performances. C’est seulement vers 2010 que la voie réglementaire a commencé à privilégier la notion de performance, ce qui a abouti à la RT2012 édictée par le ministère.

Mais l’approche par les normes est forcément une cote mal taillée, quand on connaît la complexité des projets, la différence de contexte et d’usages d’un projet à l’autre. Tant qu’on n’a pas d’outils de mesure du résultat, tant qu’on ne se dote pas d’outils de modélisation mathématiques intégrant les usages, on ne fait pas de l’éco-conception. La seule norme qu’on pourrait avoir, c’est l’obligation de faire une analyse de cycle de vie, sans fixer des seuils a priori.

L’éco-conception en tant que telle, c’est l’architecture bioclimatique, le raisonnement sur les volumes, etc. C’est le métier d’architecte : autrefois l’architecte inscrivait son bâtiment dans son environnement, il utilisait des matériaux locaux, il n’était pas encore limité au dessin ! Il avait ce souci de l’environnement, qui s’est perdu au fil du XXe siècle. Aujourd’hui on revient aux sources : l’éco-conception, c’est l’art de bien construire. Mais nous sommes au XXIe siècle, nous disposons d’outils sophistiqués, et nous pouvons donc objectiver les conséquences environnementales par un outil de mesure tangible. C’est précisément ce sur quoi travaille la chaire Eco-conception.

Vous évoquiez une connivence intellectuelle. Pouvez-vous nous en dire plus sur ce partenariat au long cours entre un industriel et des chercheurs?

Bruno Peuportier, le titulaire de la chaire, est un chercheur très à l’écoute et nous nous comprenons ! Mais il s’agit bien d’un partenariat, et chacun est à sa place : Bruno a un point de vue scientifique et quand il pense que quelque chose ne fonctionne pas, il le dit.

Nous sommes tombés d’accord il y a très longtemps sur le fait que cette chaire ne pouvait être un simple laboratoire d’énergétique. C’est ce que traduit d’ailleurs la présence des deux autres partenaires institutionnels, l’Agro et les Ponts : le bâti, c’est un tout, sur un site, avec de la mobilité, des services, une relation avec la nature et donc la nécessité de réfléchir à des services éco-systémiques.

Les trois écoles partaient de cultures différentes, ce qui a nourri des discussions passionnantes. L’Ecole des Ponts, par exemple, est l’héritière d’une conception nationale marquée par l’aménagement du territoire, et les réflexions sur l’éco-conception se faisaient spontanément à l’échelle macro – par exemple à l’échelle de la région parisienne. Cela a du sens. Mais comment articuler cette vision avec une réflexion menée à l’échelle du quartier, du bâtiment ?

Nous avons donc beaucoup discuté, et la confrontation de ces différentes cultures a permis de les mettre en perspective et d’identifier des zones d’ombre. Un bâtiment, par exemple, peut être extraordinairement performant au niveau de l’ensemble de ses conditions d’usage, mais s’il est situé dans une zone où il n’y a pas de service de proximité, pas de capacité de mobilité en dehors du bâtiment en tant que tel, cela n’a aucun sens. Il est donc indispensable de raisonner à différentes échelles, afin d’avoir une vision intégrée des usages. Cela fait 10 ans cette année que nous travaillons ensemble et nous avons tous beaucoup progressé au contact les uns des autres.

Au-delà de cet apprentissage mutuel, le partenariat a-t-il fait progresser la notion même d’éco-conception?

C’est le cœur de la question aujourd’hui. Comment aller plus loin ? L’éco-conception reste confinée à l’aspect environnemental. Nous avons des outils, inspirés notamment de normes européennes, pour faire des analyses de cycle de vie dont la portée scientifique est vraiment conséquente. Mais ces recommandations partent du principe qu’on a un objet unique, une « unité fonctionnelle », et les normes ne disent pas comment la caractériser dans son fonctionnement. Vous mesurez l’impact d’un objet en fonctionnement, mais cette mesure n’est pas rapportée à un usage.

Or cela ne sert à rien de savoir combien un bâtiment émet de CO2 si on ne le rapporte pas à l’usage qui en est fait : combien de personnes, quelle surface par personne, quel mode de vie ? Les normes des ACV sont européennes. Mais c’est illusoire de vouloir comparer des bâtiments de bureau à Stockholm et à Madrid, puisque les modes de vie ne sont pas les mêmes.

En même temps, si les usages projetés sont aussi complexes et variés que la vie elle-même, c’est une gageure à modéliser…

C’est une gageure si l’on s’en tient à une approche BIM (Building Information Modeling). Mais dans les modèles qui sont sortis de la chaire, il ne s’agit pas de préciser l’épaisseur du boulon d’attache au pont thermique ! L’idée, c’est au contraire de partir du programme, c’est-à-dire de faire une esquisse à partir d’hypothèses, de scénarios d’usage, de performances à atteindre. On peut modéliser sans avoir déjà le dessin définitif. Nous parlons d’outils d’aide à la décision, pas d’une garantie de la performance réelle. C’est un point important, et qui n’est pas toujours bien compris.

Autre point crucial, il serait bienvenu qu’à chacune des étapes d’un projet, on utilise des modèles ayant la même origine scientifique. Pour les étapes initiales du programme, le modèle sera moins détaillé. Ce sera le même modèle, mais il y a aura des données par défaut, par hypothèse métier. Puis ces données vont s’affiner, elles vont permettre de préciser des choix techniques qui iront vers tel type de vitrage plutôt qu’un autre… Mais on restera dans le même modèle.

Cela ne va pas de soi. Les professionnels du secteur considèrent encore que l’outil du maître d’ouvrage n’est pas le même que pour un architecte ou un industriel. Cet argument ne me semble pas sérieux. Il faut que, scientifiquement, on ait le même modèle théorique. Et ce modèle théorique n’est pas un tableur Excel : c’est bien une modélisation du système en fonctionnement.

N’existe-t-il pas des suites logicielles qui permettraient – par exemple à partir des travaux de la chaire – d’avoir ce langage commun ? L’aéronautique par exemple connaît elle aussi des problèmes de segmentation entre différents métiers, mais il existe désormais des outils intégrés qui permettent de gérer l’ensemble d’un programme.

Des offres de services ont été présentées dans ce sens, mais il y a une grosse différence : dans l’aéronautique il y a de nombreux sous-traitants et un seul décideur. Ce n’est pas le cas dans le BTP.

Cette question de l’intégration est cruciale. À cet égard c’est peut-être une erreur de parler, comme nous le faisons dans la chaire, des seules analyses de cycle de vie, car pour certains métiers ce n’est guère utile. Il faudrait sans doute plutôt inscrire ces outils dans une démarche d’aide à la décision multicritères, en s’appuyant sur la notion de life cycle thinking, qui permettrait de réunir vraiment tous les acteurs autour d’un même outil.

Nous revenons à la question de la diffusion des méthodes d’éco-conception, par laquelle nous avions commencé cet entretien. La chaire peut-elle jouer un rôle en la matière?

Oui, c’est son objectif puisque les résultats sont publics. C’est aussi l’une des raisons pour lesquelles nous cherchons à sortir nos outils du petit monde des ingénieurs, pour élargir le cercle et transmettre ces méthodes à des communautés plus diverses.

Vinci a même dédié un budget à cet enjeu, que nous appelons « éco-work ». Cela fonctionne bien en interne, mais beaucoup reste à faire. Il n’est pas évident, dans notre secteur, de convaincre les professionnels qu’il peut être utile de passer deux ou trois jours à réfléchir ensemble.

Il serait utile par ailleurs d’intégrer davantage de participants issus des sciences humaines. Le life cycle thinking va dans ce sens, en intégrant naturellement  l’économie circulaire. Cela correspond du reste à une évolution : on est passé de la qualité à l’environnement, de l’environnement à la responsabilité sociétale, puis à l’éco-conception, et l’économie circulaire apparaît comme une nouvelle étape de cet approfondissement : savoir de quelle distance viennent les produits, quel est leur arrière-plan local, et imaginer leur destin après le bâtiment...

Enfin, si la chaire a permis de financer des thèses, il serait utile de travailler sur la dissémination des connaissances. La chaire reste nécessaire pour approfondir le travail scientifique. Mais elle ne suffit pas à assurer la diffusion des connaissances. La solution serait peut-être de créer des entités de transfert industriel multi-acteurs.

Christophe Gobin
Responsable de la R&D, Vinci Construction