Matériaux biosourcés pour la - Karibati · Les matériaux biosourcés incorporent de la biomasse...

Galerie du Jardin botanique de Singapour, réalisée en béton de chanvre – Jonathan Choe

Matériaux biosourcés pour la construction et la rénovation

Présentation générale

07/10/2015Karibati – SCOP SAS au capital de 15 k€ / SIRET : 812 440 493 00011 – www.karibati.fr 1

Un secteur aux impacts importants

50% des matières 1ères consommées sont utiliséespour la construction.

Le béton est, après l'eau, la matière la plusconsommée dans le monde.

La seule production de ciment génère environ 5 %des émissions mondiales de CO2eq.

La production mondiale de ciment a augmenté de80% en 10 ans et pourrait être multipliée par 3 d’ici2050.



44% de l’énergie consommée en France concerne les bâtiment, cela représente 25% des émissions de GES.

Construire des bâtiment performants ne suffit pas, il faut rénover : en 2050, 2/3 des bâtiments dateront d’avant 2010.

La fourniture d’énergie représente plus de 10% des revenus chez un ménage sur dix, en moyenne 2300 € par an en 2006.


Résidentiel-Tertiaire

44%

Transports32%

Industrie21%

Agriculture3%

Consommation d'énergie primaire par secteur


Les bâtiments sont les espaces les plus pollués deFrance (5 à 10 fois plus que l’air extérieur).

L'exposition domestique au radon est la deuxièmecause de cancer des poumons : 1 200 à 2 900décès chaque année.

Radon, amiante, allergies, asthme, etc. le coût deseffets d'une mauvaise qualité de l'air intérieur desbâtiments en France par an a été estimé entre 12,8et 38,4 milliards d'euros.


Les matériaux biosourcés, une réponse

Les matériaux biosourcés incorporent de la biomasse végétale ou animale, les rendantrenouvelables, performants et plus sains que les matériaux conventionnels. Ils sontparticulièrement adaptés aux enjeux actuels du secteur du bâtiment.

Utiliser les matériaux biosourcés peut permettre de passer de bâtiments vétustes,inconfortables et ruineux à des bâtiments performants économiquement, socialement etenvironnementalement.

13/10/2015Karibati – SCOP SAS au capital de 15 k€ / SIRET : 812 440 493 00011 – www.karibati.fr 5denial by Luis Prado from the Noun Project

Les matériaux biosourcés, une réponse


Economie

•Augmentation des besoins en matériaux de construction de plus de 50% d’ici 2050

•Croissance du secteur des matériaux bio-sourcéssupérieure à 10%

•8% du marché de l’isolation des bâtiments

•Investissements supérieurs à 200 millions d’euros sur les 5 dernières années

•Quelques produits concurrentiels au minéral

Société

•Création de plus de 4000 emplois directs et indirects sur les 6 dernières années

•Créations d’activités non-délocalisables et dans le secteur de l’insertion

•Nouveaux débouchés pour l’agriculture et la sylviculture, plus de 100 000 tonnes utilisées par an

•Moindre pollution de l’air intérieur des bâtiments

Environnement

•Non-concurrence avec la vocation alimentaire des terres

•Matières co-produites et renouvelables

•Stockage de carbone supérieure à 50 ans

•Inscription dans les logiques d’économie circulaire

•Bilan environnemental globalement positif

Matières premières utilisées

Pratiquement toutes les ressources issues de la biomasse peuvent servir dans la construction :

• Bois

• Chanvre

• Lin

• Paille de céréales

• Balle de céréales

• Miscanthus

• Laine

• Coton

• Colza

• Etc.


Matières premières utilisées

Matières issues de la 1ère transformation utilisées dans le bâtiment :

• Granulats végétaux : bois, chanvre, lin, miscanthus, …

• Fibres animales ou végétales : bois, chanvre, laine, lin, …

• Pailles : blé, avoine, riz, …

• Matières recyclées : cellulose, coton

• Balles : riz, épeautre, …

• Huiles végétales : lin, …


Principaux produits fabriqués

Principaux produits biosourcés pour le bâtiment :

• Bois d’œuvre (ossature, panneaux, parquets, menuiseries, etc.)

• Isolants (rouleaux, panneaux semi-rigides ou rigides, fabriqués à partir de fibre végétale ou de laine, ouate de cellulose ou de bois, etc.)




• Bétons et mortiers végétaux (intégrant du granulat de bois ou de chanvre, pour l’isolation des bâtiments)

• Construction en bottes de paille (avec une structure bois ou autoportante)



• Panneaux de particules (fabriqués à partir de particules végétales (paille compressée, anas, OSB, etc.)

• Composites plastiques (decking, bardages, etc.)

• Chimie verte (colles, peintures, additifs, etc.)

• Produits de décoration(linoleum, papiers peints, etc.)



3 exemples : construction paille


Botte de paille : caractéristiques techniques

• Paille de céréales (essentiellement de blé)

• Sous forme de botte de paille (37x47x50 à 100cm)

• Densité : 80 kg/m3

• Coefficient de résistance à la diffusion de vapeur µ = 1 mg/m².h.Pa

• Conductivité λ: 0,052 W/m.K sur chant / 0,08 W/m.K à plat

• R = 6,92 m²K/W (36 cm sur chant)

• Réaction au feu mur en bottes de paille avec enduit terre crue ou chaux : B s1, d0

• Affaiblissement acoustique mur en bottes de paille avec enduit terre crue ou chaux : -43 à -45 dB


Schéma RFCP


Construction en bottes de paille : systèmes constructifs

• Remplissage de parois ossature bois, mise en œuvre des bottes sur chantier

• Utilisation d’un frein vapeur ou d’un enduit pour protéger la paille


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• Caissons préfabriqués en atelier

• Mise en œuvre sur chantier à l’aide d’une grue


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• Isolation Thermique par l’Extérieur (permet de traiter les ponts thermiques)

• Utilisation en mélange avec de la terre crue pour l’intertie dans l’exemple ci-dessous



Réglementation :• Règles professionnelles pour les construction bois et paille• Quelques systèmes sous Avis Technique du CSTB (Isopaille, etc.)

Ressources :• 4 à 6 millions de tonnes de paille peuvent être utilisées dans la

construction : assez pour l’ensemble des logements neufs en France

Acteurs :• Le Réseau Français de la Construction Paille : un réseau national

qui rassemble plusieurs centaines de professionnels• Environ 300 constructions nouvelles par an, et environ 3 500

constructions déjà réalisées



Exemple de bâtiment : Maison Feuillette, Montargis (photo: CNCP)



Exemple de bâtiment : Groupe scolaire Stéphane Hessel, Montreuil (photo M-Cub)



Exemple de bâtiment : Siège d’Ecocert, Toulouse, Agence Collart Architectes

3 exemples : bétons biosourcés


Bétons biosourcés : caractéristiques techniques

• Conglomérat constitué d’un granulat végétal et d’un liant minéral

• Utilisation de granulat de chanvre ou de bois généralement. L’utilisation de granulats de lin (anas), de miscanthus, de colza, de tournesol sont en développement

• Densité : 250 à 800 kg/m3 (selon la technique : projection ou banchage)

• Coefficient de résistance à la diffusion de vapeur µ = 5 mg/m².h.Pa

• Conductivité λ: 0,06 W/m.K pour 250 kg/m3 / 0,15 W/m.K pour 800 kg/m3

• R = 5 m²K/W (30 cm d’épaisseur)

• Résistance au feu d’un mur en béton de chanvre : B

• Affaiblissement acoustique d’un mur en béton de chanvre : ~-35 dB



Construction en béton de chanvre : systèmes constructifs

• Utilisation pour réaliser des murs, des cloisons ou des doublages (intérieur ou extérieur), des isolation de sols ou de toitures, ainsi que des enduits isolants, en neuf ou en rénovation

• Béton non-porteur, généralement associé à une ossature

• Mise en œuvre manuelle ou avec une machine à projeter



Construction en béton de chanvre : systèmes constructifs

• Blocs ou parois préfabriquées en industrie ou en atelier

• Mise en œuvre sur chantier en maçonnage (blocs) ou à l’aide d’une grue (murs)

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Réglementation :

• Règles professionnelles dans le cadre de la mise en œuvre sur chantier, applicable en construction et en rénovation

• Avis Techniques (Atec), Appréciation Technique Expérimentale (Atex) ou Pass’Innovation pour les solutions préfabriquées

Ressources :

• Environ 12 000 ha de chanvre en France

• Représente l’équivalent de 2000 logements neufs par an

Acteurs :

• Deux réseaux nationaux, qui regroupent plusieurs centaines de professionnels

• Implication forte des fabricants de liants minéraux dans le développement de bétons biosourcés



Exemple de bâtiment : Logement collectif BBC, Paris 13ème (Atelier D)



Exemple de bâtiment : Maison du Tourisme, Troyes



Exemple de bâtiment : Maison de l’Habitat et du Cadre de Vie, Clermont-Ferrand

3 exemples : isolants biosourcés


Isolants biosourcés : caractéristiques techniques

• Bioressources utilisées : bois, chanvre, lin, coton recyclé, cellulose recyclée

• Produits : rouleaux, panneaux, vrac

• Densité : 25 à 200 kg/m3

• Coefficient de résistance à la diffusion de vapeur µ = 1 à 3 mg/m².h.Pa

• Conductivité λ : 0,038 W/m.K à 0,42 W/m.K

• R = 5 m²K/W (30 cm d’épaisseur)

• Résistance au feu des isolants biosourcés : D à F

• Affaiblissement acoustique des isolants biosourcés : ~-40 dB



Isolants biosourcés : systèmes constructifs

• Isolation par l’intérieur des murs (entre montants de murs ossature bois ou en doublage de mur maçonnés) / Isolation des planchers et des toitures

• Mise en œuvre manuelle classique

Plancher poutrelle hourdis

Plancher bois




• Isolation Thermique par l’Extérieur, entre ossature (bois) fixée sur le mur ou directement fixée sur le mur

• Revêtement bardage ou enduit (pour les fibres de bois)

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• Murs préfabriqués en atelier

• Mise en œuvre sur chantier à l’aide d’une grue

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Réglementation :

• Norme européenne (fibres de bois, ouate de cellulose), Avis Technique (autres) ou Règles professionnelles (en cours)

• Préfabrication industrielle : Atex et/ou Avis Technique

Ressources :

• Grande variété de ressources utilisées (bois, coton, etc.)

• Entre 8 et 10 millions m² disponible par an

Acteurs

• Deux syndicats nationaux qui rassemble près de 10 industriels chacun

• Autres fabricants (préfabrication, isolation en laine naturelle)



Exemple de bâtiment : Maisons mitoyennes

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Exemple de bâtiment : Bâtiments publics

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Exemple de bâtiment : Bureaux privés

Quelques avantages techniques


Inertie et déphasage : un impact important sur le confort



Inertie et déphasage : un impact important sur le confort



Performance hygrothermique : un avantage essentiel

• Amélioration de la performance thermique des murs

• Une caractéristique des matériaux biosourcés, qui les différencie et les rend plus compétitifs



Rénovation du patrimoine ancien (avant 1948) : l’importance des matériaux biosourcés

• Les matériaux biosourcés (bétons et isolants biosourcés, torchis, etc.) autorisent des transfertshydriques essentiels pour éviter des remontées capillaires, notamment dans les murs en pierre

• Ils permettent de conserver le patrimoine architecturel, grâce à des techniques spécifiquesparfois propres aux territoires (toitures en chaume par exemple)

A propos des coûts


De nombreux paramètres influencent le coût de construction d’un ouvrage :

• Le surcoût lié au produits biosourcés peut aller de 0% à 200 – 300 %, en fonction du marché

• Par exemple, le liège est un revêtement onéreux, mais est présent sur des marchés plutôt de« luxe », tandis qu’à l’inverse, la ouate de cellulose rivalise avec les laines minérales en termede prix, à performances égales

• La localisation, les exigences du maître d’ouvrage, les contraintes liées au chantier, etc.influencent généralement bien plus le coût d’une construction

Nom du bâtiment Lieu Usage Biosourcés Coût (hors VRD)

Terre et Océan Bordeaux (33) Enseignement Isolation en ouate de cellulose 1626€HT/m²SHONRT

Hameau Bellevue Salies-du-Béarn (64) Enseignement Ossature bois et bottes de paille 1513€HT/m²SHONRT

Parc de

l’ensoleillée

Aix-en-Provence (13) Bureaux Isolation en fibre de bois 1059€HT/m²SHONRT

ITEP Eclassan (07) Institut

thérapeutique

Isolation en ouate de cellulose et

fibre de bois

1364€HT/m²SHON

Maison de

l’habitat

Clermont-Ferrand

(63)

Bureaux Isolation en parpaings de chanvre 1250€HT/m²SHON

A propos des coûts


Isolation, revêtements de murs et de sols représentent moins de 5% des coûts :

Salaires et charges; 43

Frais divers; 15

Ciment; 6

Ronds à béton; 5

Matériel; 4

Agrégats; 4

Transports; 3

Energie; 3

Isolants; 2

Plomberie sanitaire; 2

Chauffage; 2

Couvertures; 1

Petits profilés; 1Bois du Nord; 1

Carreaux céramiques; 1

Plaques de plâtre; 1 Fournitures

électriques; 1

Peinture et revêtements muraux; 1

Revêtement de sol; 1

Etanchéité; 1

Miroiterie; 1Climatisation; 1

Composition de l'indice national des prix du bâtiment (BT01)

Eglise Notre-Dame de la Pauvrete à Pereira (Colombie) par Simon Velez - BBC World Service

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+33 (0)6 78 64 37 78 – [email protected]


« Aujourd'hui, l'architecture suit un régime carnivore très mauvais pour la santé. La

nature a besoin de retrouver un régime plus équilibré, plus végétarien. »

Simón Vélez

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