Les ingénieurs structurels détiennent les clés de la neutralité carbone

De nombreuses villes, organisations industrielles et entreprises ont établi des normes strictes de neutralité carbone pour leurs activités dans les années à venir.

Mais lorsqu'Architecture 2030 s'est penché sur les données, il s'est rendu compte que le carbone incorporé - l'énergie et les émissions provenant des matériaux et de la construction - constituait une lacune importante et largement ignorée dans l'industrie.

À l'échelle mondiale, l'énergie opérationnelle du secteur du bâtiment produit 30 % des émissions de gaz à effet de serre, tandis que les matériaux et leur production y ajoutent 20 %. Au total, le secteur du bâtiment produit 50 % des émissions de gaz à effet de serre de la planète. Pour atteindre les objectifs de zéro émission de carbone d'ici 2050, nous devons prendre en compte plus sérieusement le carbone incorporé.

Étant donné que la structure d'un bâtiment représente 50 % de son carbone incorporé, les ingénieurs en structure sont des acteurs essentiels dans la lutte pour la neutralité carbone. Le défi Structural Engineers 2050 (SE 2050) du Carbon Leadership Forum incite les ingénieurs à s'efforcer d'obtenir des références en matière de carbone incorporé tout en fournissant des données essentielles en cours de route.

Lauren Wingo, ingénieure structurelle senior chez Arup, et Frances Yang, associée au développement durable, font partie du groupe de travail SE 2050 qui conçoit et gère une initiative d'engagement visant à aider les ingénieurs structurels à relever ce défi. Nous nous sommes entretenus avec Lauren et Frances sur les pièges et les progrès réalisés en matière de neutralité en carbone incorporé - et sur la manière dont les ingénieurs en structure peuvent contribuer à ce changement à l'échelle de l'industrie.

Comment décririez-vous la réaction de l'industrie du bâtiment aux objectifs de neutralité carbone jusqu'à présent ?

Frances Yang: Nous avons vu des rapports du Groupe d'experts intergouvernemental sur l'évolution du climat et d'autres organisations soulignant l'urgence et les répercussions de l'atteinte de quantités spécifiques de dioxyde de carbone dans l'atmosphère. De plus, grâce à de meilleures projections sur les sources d'émissions, nous voyons apparaître des exigences de réduction spécifiques à certains secteurs à des étapes clés jusqu'en 2050.

Cela a sensibilisé le secteur du bâtiment et nos clients. La motivation est là pour que l'industrie du bâtiment considère le carbone comme une mesure essentielle et réduise non seulement les émissions de carbone opérationnelles, mais aussi le carbone incorporé dans nos matériaux de construction et d'infrastructure.

Lauren Wingo: Maintenant que nos bâtiments sont de plus en plus efficaces sur le plan opérationnel grâce à une meilleure conception mécanique et électrique, l'accent est mis sur le carbone incorporé, où les ingénieurs en structure jouent un rôle plus important.

Pour réduire le carbone incorporé, l'étape la plus essentielle pour les ingénieurs structurels consiste à choisir judicieusement les bons matériaux et à les utiliser de la manière la plus efficace possible. Par exemple, la Frances a beaucoup travaillé sur la façon dont nous pouvons utiliser un béton plus performant, qui a un impact environnemental plus faible. Il faut que les ingénieurs structurels réfléchissent aux matériaux qu'ils spécifient et qu'ils soient conscients des effets de ces différents types de matériaux sur l'environnement.

Enfin, nous devons collecter des données sur le carbone incorporé dans nos propres projets, examiner ces données et disposer de paramètres permettant d'évaluer nos performances.

Quels sont les plus grands défis que vous rencontrez lorsque vous essayez de réduire le carbone incorporé dans les projets ?

Frances: Comme Lauren vient de le dire, il n'y a pas beaucoup de données disponibles à l'heure actuelle. Des organisations bien dotées en ressources, comme le ministère de l'énergie, ont contribué à la collecte de données sur l'énergie opérationnelle pendant des années. Nous n'avons rien de tel pour le carbone incorporé dans les bâtiments. Les méthodologies sont très différentes et il est difficile de les mesurer. Il n'y a pas de compteur sur le bâtiment pour le carbone incorporé, donc il n'y a pas de chiffres fiables pour comparer les performances.

À l'heure actuelle, plusieurs efforts sont déployés pour normaliser ces mesures et saisir les données de manière à ce qu'elles soient significatives et comparables. Mais nous n'en sommes qu'au début, et je ne pense pas que nous puissions attendre cette normalisation. Nous devons commencer à suivre les données et à développer la maîtrise et la sensibilisation dès maintenant. Nous savons déjà à quel point la fabrication de l'acier et du ciment consomme de l'énergie, nous savons que la réutilisation des bâtiments et la récupération des matériaux présentent d'énormes avantages. Il y a des choses que les ingénieurs en structure pourraient faire dès maintenant.

Cela dit, le secteur de la construction est réticent au changement. L'utilisation de matériaux de récupération suscite une certaine aversion pour le risque, lorsque quelque chose a déjà eu une vie antérieure ou que l'on ne connaît pas les propriétés exactes du matériau, à moins de tester chaque pièce. Les coûts deviennent rapidement prohibitifs et ce n'est pas la façon dont un propriétaire ou un entrepreneur a l'habitude de faire les choses.

Lauren: Les technologies adoptées par le marché local varient également beaucoup d'une région à l'autre. Sur certains marchés, il se peut qu'il n'y ait pas d'options à faible teneur en carbone incorporé disponibles. Le taux d'adoption de ces technologies dépend également des incitations du marché. Pour l'instant, il n'existe pas de programme de certification comme ENERGY STAR pour l'énergie intrinsèque des bâtiments, et lorsque les autorités locales adoptent des codes de construction écologiques, elles se concentrent toujours sur l'efficacité opérationnelle. En l'absence d'incitations, les gens ne sont pas prêts à investir dans l'atténuation du carbone incorporé.

Selon vous, que doit-il se passer avant qu'un changement ne s'opère dans l'ensemble du secteur ?

Frances: Les propriétaires, les décideurs politiques et les investisseurs sont confrontés à un problème de poule et d'œuf. Les propriétaires sont très hésitants à moins d'avoir une incitation financière, tandis que les bailleurs de fonds ne vont pas financer quelque chose à moins que les politiques ou les programmes soient en place pour les aider à voir un retour sur l'investissement.

Chacun attend presque l'autre. C'est pourquoi il est vraiment nécessaire de faire des progrès, même progressifs. Si un groupe commence à faire ne serait-ce qu'un petit pas en avant, les autres entités réagiront. Mais nous devons agir sur une centaine de fronts différents.

Une étude de cas est le Marin County Low Carbon Concrete Code, où le Bay Area Air Quality Management District a financé une subvention pour que le comté de Marin teste un amendement au code de la construction écologique qui limite les émissions de carbone sur le béton. Il a appris que les producteurs de ciment de la région de la baie émettent autant de gaz à effet de serre que l'ensemble du trafic de bus de la région. Le district de l'air ayant atteint ses limites technologiques en matière de collaboration avec les cimentiers pour réduire les émissions, Arup a aidé le comté de Marin et les juridictions partenaires à élaborer une disposition du code de la construction écologique qui plafonne la quantité de ciment utilisée dans les projets, réduisant ainsi la demande de ciment et les émissions régionales provenant des usines dans leur ensemble.

Il faut espérer que de telles idées se répandent. Des villes comme Los Angeles, Portland, New York et Boston se montrent intéressées par une initiative similaire. À terme, des initiatives de ce type pourraient se développer à l'échelle de l'État, puis à l'échelle nationale.

Lauren: Le fait de sensibiliser et d'éduquer le public à la question du carbone incorporé contribuera à motiver l'industrie à changer à plus grande échelle. C'est ce que j'espère que le programme SE 2050 accomplira. Les ingénieurs structurels doivent assumer cette responsabilité malgré l'absence d'incitations financières ou réglementaires évidentes. Nous sommes heureux et prêts à assumer cette responsabilité en accord avec les valeurs de notre entreprise et celles de nos clients. Il est temps pour notre profession d'agir et de prendre la tête d'un processus qui avance beaucoup trop lentement.