Associer la réduction de l'empreinte de carbone et le confort
Ces dernières années, des efforts considérables ont été entrepris pour réduire les émissions de CO2 et la consommation d'énergie des bâtiments en les rendant plus hermétiques. Mais cette tendance a eu une conséquence malheureuse: la détérioration de l'environnement intérieur. Le projet H-HOUSE (Healthier Life with Eco-innovative Components for Housing Constructions) vise à surmonter ce problème en développant des éléments polyvalents et flexibles pour l'enveloppe de construction et les cloisons internes qui procurent à la fois efficacité énergétique et confort de vie à un prix abordable. Les nouveaux éléments de construction présentent une énergie intrinsèque moindre et une empreinte carbone plus faible. De plus, ils empêchent l'accumulation de polluants et réduisent le bruit. Ils conviennent aussi bien aux nouvelles constructions qu'à la rénovation. Les experts en sciences des matériaux et les ingénieurs s'appuient sur l'écoconception pour développer des solutions axées sur les concepts d'architecture durable et l'évaluation du cycle de vie. Repenser les matériaux En adoptant une nouvelle approche des éléments de construction, l'équipe H-HOUSE a commencé par développer de nouveaux matériaux ou améliorer des matériaux existants. Ceux-ci comprenaient des matériaux en terre, du béton renforcé de textile (TRC), du béton mousse (FC), du béton à ultra hautes performances (UHPC) et du béton cellulaire autoclavé (AAC) et leur développement s'est concentré sur la modification des propriétés chimiques et physiques des surfaces. Les plâtres modifiés intégrant des aérogels et les panneaux d'isolation à base de matériaux naturels augmentaient de 40 à 80 % l'absorption des vapeurs d'eau par rapport aux plaques de plâtre conventionnelles, améliorant ainsi la rétention d'humidité. Environ une trentaine de matériaux de construction naturels ont été testés dans des chambres de test nouvellement conçues pour analyser les émissions de formaldéhyde, de composés organiques volatils (COV), de composés organiques semi-volatils (COSV) et de radon. Tous les matériaux, sauf un, ont dégagé des émissions limitées, en dessous des valeurs limites recommandées. La teneur en clinker du TRC et de l'UHPFRC - qui contribue à un niveau d'énergie intrinsèque et d'empreinte carbone plus élevé - a été réduite en utilisant divers matériaux en remplacement du ciment tout en maintenant une performance structurelle supérieure. Par ailleurs, plusieurs types de ciment moins intenses en énergie se sont révélés être des alternatives potentiellement bonnes au ciment Portland pour la production de béton cellulaire autoclavé. Le nouveau béton mousse mis au point présente une conductivité thermique réduite grâce à une densité plus faible et l'intégration d'aérogels. «Le béton mousse que nous avons mis au point présente une densité plus faible que l'eau et il est inflammable, si bien qu'il ne dégage pas de fumées toxiques en cas d'incendie, contrairement à la plupart des autres matériaux d'isolation», déclare le professeur Katarina Malaga, de l'Institut suédois de recherche sur le béton et le ciment CBI, et coordonnatrice du projet. Des surfaces autonettoyantes presque imperméables H-HOUSE fournit des surfaces en béton fonctionnalisé. En combinant une micro-structuration de la surface en béton et l'application d'agents hydrofuges, les chercheurs l'ont rendue superhydrophobe. «Quand vous versez de l'eau dessus, l'eau rebondit et enlève les polluants par la même occasion», précise le professeur Malaga. Cet effet empêche l'accumulation de la poussière et la prolifération biologique sur la surface. Le BAM, l'Institut fédéral allemand pour la recherche et les essais sur les matériaux, qui a développé la surface, a déposé une demande de brevet portant sur une technique innovante permettant de créer ces surfaces en béton autonettoyantes. La mise en pratique Le projet H-HOUSE vise non seulement à développer de nouveaux matériaux, des surfaces fonctionnelles et des éléments à structure composite innovants, mais aussi à s'assurer qu'ils puissent être fabriqués de façon économique. Des modèles de tous les matériaux et éléments composites seront fabriqués à l'échelle industrielle pour tester leur viabilité commerciale et résoudre tout problème de production subsistant. «Regrouper tous les matériaux est un défi majeur», déclare le professeur Malaga. Des analyses de coût détaillées sont en cours, mais le professeur Malaga estime que le prix d'achat plus élevé de plusieurs des éléments sera compensé par une durabilité accrue, des coûts d'entretien moindres et une meilleure efficacité énergétique. Le temps gagné en construction sera appréciable: «Les panneaux isolants composites de façade peuvent s'encliqueter en une seule étape, comme un jeu de Lego alors qu'actuellement le processus d'installation des matériaux d'isolation se fait en deux étapes», explique le professeur Malaga. H-HOUSE s'achèvera en 2017 mais les partenaires du consortium et parties tierces ont déjà exprimé leur intention de commercialiser les résultats du projet.
Mots‑clés
CO2, H-HOUSE, composite, façade, bâtiments, efficacité énergétique, autonettoyant, béton, matériaux de construction, COV, énergie grise
