Les matériaux biosourcés améliorent le confort et l’empreinte carbone des bâtiments

Décar­bo­ner le sec­teur de la construc­tion repose sur dif­fé­rents leviers. Éco­no­mie cir­cu­laire, éco­con­cep­tion, réno­va­tion éner­gé­tique… et nou­veaux maté­riaux. La fabri­ca­tion des maté­riaux pour la construc­tion de bâti­ments repré­sente 10 % des émis­sions glo­bales de CO₂ en 2020, soit 3,2 Gt de CO₂¹_. Et la demande s’accroit : la consom­ma­tion mon­diale de ciment est pas­sée de 900 000 à près de 2 mil­lions de tonnes entre 2000 et 2015 (elle baisse un peu en 2020 en rai­son de la crise sani­taire). Le ciment et l’acier pèsent le plus dans la balance, sui­vis par l’aluminium, le verre et les maté­riaux iso­lants. Les maté­riaux bio­sour­cés repré­sentent une alter­na­tive de choix pour le secteur.

Struc­ture, iso­la­tion ou encore revê­te­ment d’un bâti­ment peuvent être réa­li­sés à par­tir de maté­riaux bio­sour­cés. Issus de bio­masse d’origine ani­male ou (plus sou­vent) végé­tale, les maté­riaux bio­sour­cés sur le mar­ché de la construc­tion sont variés : bois d’œuvre, ouate de cel­lu­lose, chè­ne­votte ou anas de lin, paille de blé… Pour­tant, ils sont aujourd’hui très peu uti­li­sés : seuls 12 % des maté­riaux uti­li­sés dans le bâti­ment sont bio­sour­cés². De plus, ces maté­riaux manquent cruel­le­ment d’un cadre régle­men­taire ver­tueux pour l’environnement : la norme euro­péenne (NF-EN 16575) consi­dère comme maté­riau bio­sour­cé tout pro­duit issu entiè­re­ment ou par­tiel­le­ment de bioressources…

Un label pri­vé va plus loin en dis­tin­guant les maté­riaux inté­grant un seuil mini­mum de matière bio­sour­cée, fixé à 70 % pour les iso­lants ou 25 % pour les bétons végé­taux³. En France, le label d’État « Bâti­ment bio­sour­cé » concerne les bâtis neufs. Pour l’obtenir, une mai­son indi­vi­duelle doit incor­po­rer de 42 à 84 kilo­grammes de matière bio­sour­cée par m² de sur­face de plan­cher, selon le grade dési­ré. Ces chiffres tombent à 18 à 36 kg/m² pour un habi­tat collectif. 

Chaque kilo­gramme de paille de blé contri­bue à séques­trer envi­ron 1,4 kg de CO₂.

« La fabri­ca­tion de maté­riaux conven­tion­nels contri­bue à désto­cker le car­bone conser­vé depuis des mil­lions d’années dans les sols pour l’injecter dans l’atmosphère, explique Thi­baut Lecompte. La prio­ri­té du sec­teur doit être le réem­ploi des maté­riaux, puis en second temps d’utiliser des maté­riaux bio­sour­cés. » Leur avan­tage ? À l’inverse des maté­riaux conven­tion­nels, ils per­mettent de sto­cker du car­bone. « Les végé­taux captent le CO₂ conte­nu dans la basse atmo­sphère pen­dant leur crois­sance, détaille Thi­baut Lecompte. Il reste ensuite sto­cké en leur sein pen­dant toute la durée de vie du bâti­ment, voire même plus long­temps si le maté­riau est réem­ployé ! »

Par exemple, chaque kilo­gramme de paille de blé contri­bue à séques­trer envi­ron 1,4 kg de CO₂⁴. Le car­bone cap­té est fina­le­ment relâ­ché dans l’atmosphère en fin de vie du maté­riau, par exemple si le bois est brû­lé pour le chauf­fage. Les maté­riaux bio­sour­cés pré­sentent donc un double avan­tage : celui de séques­trer du CO₂ atmo­sphé­rique pen­dant des dizaines d’années, mais aus­si d’éviter de désto­cker du car­bone des sols en se sub­sti­tuant aux maté­riaux conventionnels. 

Les oppor­tu­ni­tés offertes par les dif­fé­rentes alter­na­tives varient. Inté­res­sons-nous au bois, le maté­riau de struc­ture bio­sour­cé le plus cou­ram­ment uti­li­sé. « Le bois d’ossature per­met de limi­ter les ponts ther­miques, de réa­li­ser de grandes ouver­tures tout en faci­li­tant la mise en œuvre, contrai­re­ment à l’acier ou au béton », pointe Thi­baut Lecompte. Les forêts sont le deuxième puits de car­bone dans le monde, elles contri­buent à sto­cker 10 mil­liards de tonnes équi­valent CO₂⁵. Une syl­vi­cul­ture ver­tueuse doit cepen­dant être gérée dura­ble­ment, en limi­tant les coupes à blanc, les mono­cul­tures et l’usage de pro­duits phy­to­sa­ni­taires⁶. « Il faut éga­le­ment que la bio­masse extraite soit com­pen­sée par la pro­duc­tion, ajoute Thi­baut Lecompte. À l’échelle euro­péenne, nous pré­le­vons moins de bois que la pro­duc­tion annuelle (73 %) : il est néces­saire de conser­ver cet équi­libre pour que le bilan car­bone de la filière reste inté­res­sant, par exemple en dimi­nuant notre consom­ma­tion de bois éner­gie au pro­fit du bois d’œuvre. »

En Europe, nous pré­le­vons moins de bois que la pro­duc­tion annuelle (73 %) : il faut conser­ver cet équi­libre pour que le bilan car­bone reste intéressant.

Une équipe de recherche euro­péenne estime que la sur­face de syl­vi­cul­ture néces­saire pour four­nir le bois d’œuvre ou d’isolation peut plei­ne­ment répondre à la demande : elle ne repré­sente que 23 % des terres déjà uti­li­sées pour la construc­tion, et ne géné­re­rait donc aucune pres­sion fon­cière ou concur­rence inter­sec­to­rielle⁷.

Autre piste : les parois bio­sour­cées, inté­grant des iso­lants bio­sour­cés et des bétons végé­taux. « Les maté­riaux bio­sour­cés sont très inté­res­sants du point de vue du confort ther­mique », pointe Vincent Pican­det. Grâce à leur facul­té à absor­ber et res­ti­tuer l’eau sous forme de vapeur, l’humidité à l’intérieur du bâti­ment est mieux régu­lée. « Même si les iso­lants conven­tion­nels affichent sou­vent une plus faible conduc­ti­vi­té ther­mique, ils sont beau­coup moins per­for­mants, voire tota­le­ment inef­fi­caces, sur la régu­la­tion de l’humidité, pour­suit Vincent Pican­det. Mal­heu­reu­se­ment, le meilleur confort offert par les maté­riaux bio­sour­cés n’est pas reflé­té par les normes actuelles qui mesurent uni­que­ment la conduc­ti­vi­té ther­mique. » À ce jour, seuls 11 % des réno­va­tions en toi­ture le sont à base d’isolant bio­sour­cé (ce chiffre tombe res­pec­ti­ve­ment à 7 % et 4 % pour les murs et les plan­chers)⁸. 

Ils pré­sentent cepen­dant une contrainte par rap­port aux maté­riaux conven­tion­nels. « Une bonne mise en œuvre doit être res­pec­tée pour assu­rer une bonne res­pi­ra­tion de l’ensemble de la paroi », pré­cise Vincent Pican­det. Cela rend leur usage plus com­pli­qué en réno­va­tion. « Mais si les bonnes condi­tions de mise en œuvre sont res­pec­tées, ces maté­riaux ont la même dura­bi­li­té que les maté­riaux conven­tion­nels à l’échelle d’un demi-siè­cle, détaille Vincent Pican­det. Plus long­temps, nous n’avons pas encore le recul néces­saire. » Pour le cher­cheur, la ques­tion de la durée de vie sou­hai­tée pour un bâti­ment doit se poser. « Le béton de chanvre pré­sente une dura­bi­li­té moins grande que le béton tra­di­tion­nel : mais les normes nous imposent de construire des bâti­ments plus résis­tants que néces­saire ! Bien sûr, le béton clas­sique sera tou­jours néces­saire pour les ouvrages de génie civil ou pour assu­rer des fonc­tions struc­tu­relles. Mais les bétons de gra­nu­lats végé­taux peuvent tout à fait se sub­sti­tuer aux iso­lants conven­tion­nels ou aux parois com­po­sites cou­ram­ment mises en œuvre. »

D’un point de vue cli­ma­tique, les plantes annuelles uti­li­sées pour l’isolation ou le béton bio­sour­cé (chanvre, blé, lin, tour­ne­sol, etc.) pré­sentent une ana­lyse du cycle de vie (ACV) très inté­res­sante. En quelques mois de culture, elles séquestrent du car­bone, qui res­te­ra ensuite sto­cké dans le maté­riau pen­dant toute la durée de vie du bâti­ment. L’impact car­bone de la mise en œuvre d’une paroi entiè­re­ment bio­sour­cée (com­po­sée d’une ossa­ture bois et d’une iso­la­tion paille, d’une durée de vie de 50 ans) est éva­lué à près de 4 kg CO₂e, contre 49 pour une solu­tion conven­tion­nelle⁹. 

Le sec­teur de la construc­tion ne néces­si­te­rait que 12 % des terres déjà dis­po­nibles à la construc­tion si la paille de blé était uti­li­sée comme isolant

Les gise­ments sont, eux, bien pré­sents : le sec­teur de la construc­tion ne néces­si­te­rait que 12 % des terres déjà dis­po­nibles à la construc­tion si la paille de blé était uti­li­sée comme iso­lant, une grande par­tie de celle-ci n’étant aujourd’hui pas valo­ri­sée⁶. Ce n’est pas le cas en revanche pour le chanvre et le liège, peu culti­vés aujourd’hui. « Pour main­te­nir une empreinte car­bone inté­res­sante, il est néces­saire de conser­ver un équi­libre pour l’usage des terres : ne pas rem­pla­cer une forêt par un champ par exemple », alerte Thi­baut Lecompte. Par exemple, le chanvre et le lin peuvent être intro­duits en tant que culture inter­mé­diaire. Dans un article de The Conver­sa­tion¹⁰, la cher­cheuse Hélène Lenor­mand pré­sente un pano­ra­ma de l’ensemble des plantes dis­po­nibles pour l’isolation : « S’il y a com­pé­ti­tion entre dif­fé­rentes appli­ca­tions, le gise­ment annuel est tel­le­ment gigan­tesque (15 mil­lions de tonnes en France) que toutes les voies de valo­ri­sa­tion pour­ront être four­nies sans crainte de concur­rence. » Les dif­fé­rents gise­ments sont com­plé­men­taires tant géo­gra­phi­que­ment que tem­po­rel­le­ment, assu­rant une dis­po­ni­bi­li­té de la res­source. Un atout de taille par rap­port à d’autres maté­riaux conven­tion­nels importés.

Mal­gré tout, la filière des maté­riaux bio­sour­cés est peu déve­lop­pée. Peu de chiffres existent. Les iso­lants bio­sour­cés ont connu une crois­sance de près de 40 % en 3 ans, pour atteindre 10 % du mar­ché d’après les pro­fes­sion­nels du sec­teur¹¹. L’arrivée de la nou­velle régle­men­ta­tion ther­mique fran­çaise pour­rait chan­ger les choses : la RE2020 – appli­cable aux construc­tions neuves – intègre l’impact car­bone des maté­riaux uti­li­sés à tra­vers leur ACV, tout comme le Dane­mark et les Pays-Bas. Et à tra­vers le monde, de plus en plus de pays mettent en place des régle­men­ta­tions – inté­grant l’empreinte car­bone des maté­riaux – visant à atteindre l’objectif zéro car­bone d’ici 2050¹².

Anaïs Marechal