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Conception durable

Le BIM au service de la conception durable

Le contrôle et la conscience des choix de conception peuvent avoir un impact significatif sur la conception durable des bâtiments. Voyons pourquoi.


Il est désormais connu que 40 % des ressources en matériaux et en énergie sont utilisées pour construire et maintenir en fonctionnement les bâtiments. Ce pourcentage correspond également aux émissions de CO2 dans l’environnement et aux déchets totaux issus des activités de construction et de démolition du secteur de la construction.

Connaissant ces données, il est impossible de ne pas prendre en compte les mesures appropriées pour avoir un impact moins négatif sur notre système environnemental, économique et social.

Voyons donc ce qu’est la conception durable et comment la mettre en œuvre de manière vertueuse grâce à l’utilisation de processus et d’outils BIM pour la conception architecturale.

Qu’est-ce que la conception durable

La conception durable est le processus de conception et de réalisation d’un produit dans le respect de l’équilibre environnemental.
L’objectif de la conception durable est de minimiser l’impact négatif sur l’environnement par des choix intelligents et sensibles et d’améliorer la qualité de vie des utilisateurs. Elle repose sur des principes tels que la réduction du gaspillage des ressources, la réutilisation, la maintenance et le recyclage des produits, l’utilisation d’énergies renouvelables et la réduction des émissions polluantes, grâce au choix de matériaux certifiés (dont la production et l’élimination sont intégrées au cycle de durabilité), à la gestion des déchets, etc.

Lors de l’EXPO 2000 à Hanovre, l’architecte William McDonough a établi les principes de conception nécessaires à la durabilité.

Les principes de Hanovre, également appelés Bill of Rights for the Planet, sont : 

  • insister sur les droits de l’humanité et de la nature à coexister : de manière saine, solidaire, diversifiée et dans une condition durable ;
  • reconnaître l’interdépendance : les éléments de la conception humaine interagissent et dépendent du monde naturel, avec des implications vastes et diverses à chaque échelle. Élargir les considérations de conception pour reconnaître également les effets à distance ;
  • respecter les relations entre l’esprit et la matière : considérer tous les aspects de l’établissement humain, y compris les communautés, les logements, l’industrie et le commerce, en termes de connexions existantes et évolutives entre la conscience spirituelle et matérielle ;
  • accepter la responsabilité des conséquences des décisions de conception sur le bien-être humain : la faisabilité des systèmes naturels et leur droit de coexister ;
  • créer des objets de valeur à long terme : ne pas surcharger les générations futures avec des exigences en matière de maintenance ou de gestion vigilante des dangers potentiels découlant de la création imprudente de produits, de processus ou de normes ;
  • éliminer le concept de déchet : évaluer et optimiser le cycle de vie complet des produits et des processus pour se rapprocher de l’état des systèmes naturels où il n’y a pas de gaspillage ;
  • s’inspirer des flux d’énergie naturels : les projets de conception conçus par l’homme devraient, comme le monde naturel, puiser et baser leurs forces créatives sur l’énergie du soleil, en l’incorporant aux projets de manière sûre et efficace afin d’assurer une utilisation responsable ;
  • comprendre les limites de la conception : aucune création humaine ne dure éternellement et la conception ne résout pas tous les problèmes. Ceux qui créent et conçoivent doivent pratiquer l’humilité face à la nature. Considérer la nature comme un modèle et un mentor, pas un désagrément à éviter ou à contrôler ;
  • rechercher une amélioration continue grâce au partage des connaissances : encourager la communication directe et ouverte entre collègues, clients, fabricants et utilisateurs pour relier les considérations durables à long terme à la responsabilité éthique et rétablir la relation intégrale entre les processus naturels et les activités humaines.
Conception bâtiment durable : critères, protocoles et systèmes de certification

Conception bâtiment durable : critères, protocoles et systèmes de certification

Plus tôt, en juin 1992, la Conférence des Nations Unies sur l’environnement et le développement (UNCED), tenue à Rio de Janeiro au Brésil, a établi un plan d’action mondial pour la durabilité du 21e siècle, la fameuse Agenda 21. Ce document représente un engagement de 178 pays du monde entier à relever les défis environnementaux et à promouvoir le développement durable à l’échelle mondiale.

L’objectif principal de l’Agenda 21 est de promouvoir un développement durable en équilibrant les aspects économiques, sociaux et environnementaux du progrès humain.

Voici quelques points clés : 

  • développement durable : promouvoir un développement qui répond aux besoins du présent sans compromettre la capacité des générations futures à répondre aux leurs. Cela inclut un équilibre entre le développement économique, la justice sociale et la préservation de l’environnement ;
  • participation communautaire : mettre l’accent sur l’implication active des communautés locales dans la planification et la mise en œuvre des stratégies de développement durable. Il est reconnu que les décisions prises au niveau local ont un impact direct sur la qualité de vie des personnes ;
  • conservation des ressources naturelles : l’agenda promeut une gestion durable des ressources naturelles en encourageant des pratiques qui réduisent l’utilisation et le gaspillage des ressources, et qui minimisent les impacts environnementaux ;
  • responsabilité mondiale : reconnaître la nécessité d’une coopération internationale pour aborder les questions environnementales et sociales à l’échelle mondiale. Il invite les pays à collaborer pour relever les défis transfrontaliers tels que le changement climatique, la perte de biodiversité et la pauvreté ;
  • secteurs clés : identifier plusieurs secteurs clés pour l’action, notamment la protection de l’atmosphère, la gestion durable des ressources en eau, la promotion de modèles de production et de consommation durables, la lutte contre la pauvreté et la promotion de l’éducation environnementale.

Bioarchitecture et BIM

Dans le domaine de l’architecture, la bioarchitecture ou architecture bioclimatique est une branche du secteur de la construction avec une sensibilité accrue aux questions environnementales.
La bioarchitecture est une approche de la construction qui met l’accent sur le respect de l’environnement naturel environnant, en cherchant à intégrer harmonieusement les bâtiments dans le contexte écologique. Cette approche s’inspire de principes biologiques et écologiques, visant à créer des environnements construits qui soient sains, durables et en équilibre avec la nature.

Dans un contexte bioarchitectural, l’attention est portée sur l’utilisation de matériaux durables et à faible impact environnemental, sur l’optimisation de l’orientation des bâtiments pour exploiter au mieux les ressources naturelles et les sources d’énergie renouvelables, et sur la création d’espaces favorisant le bien-être des occupants. Cette approche prend également en compte l’efficacité énergétique, cherchant à réduire au minimum l’impact environnemental des bâtiments pendant leur cycle de vie.

 

Exemple de conception durable : couverture du siège social du logiciel ACCA

Exemple de conception durable : couverture du siège social du logiciel ACCA

L’utilisation de logiciels BIM (Building Information Modeling) et l’intégration complète des différents aspects de la conception (structurelle, d’installation, architecturale) peuvent être considérées comme des alliés naturels de la bioarchitecture, car ils contribuent à traduire ces principes de manière efficace et précise.

Dans un processus BIM, les concepteurs peuvent créer des modèles numériques détaillés qui intègrent des informations sur la disposition des espaces, l’utilisation de matériaux durables et qui aident à gérer les bâtiments tout au long de leur cycle de vie (de la conception à leur retrait). Cela permet un contrôle total des ressources utilisées à chaque étape de la vie du bien et donne lieu à un processus de qualité procédural, technologique, environnemental et spatial.

Le BIM contribue également à une gestion vertueuse de la chaîne d’approvisionnement dans le secteur de la construction, notamment pour : 

  • traçabilité et gestion des matériaux
    • il est possible d’intégrer des informations détaillées sur les matériaux utilisés dans un projet. Cela comprend non seulement les détails sur les spécifications du matériau, mais aussi son origine, les processus de production et les informations sur la durabilité environnementale ;
    • le BIM peut être utilisé pour calculer l’empreinte environnementale des matériaux le long de toute la chaîne d’approvisionnement. Cela permet aux concepteurs et aux décideurs de prendre des décisions éclairées sur les matériaux les plus durables ;
  • optimisation du transport
    • les simulations logistiques aident à réduire les déchets et à optimiser les itinéraires, contribuant à une logistique plus efficace et durable ;
    • en optimisant la logistique, il est également possible de réduire les émissions de gaz à effet de serre et de minimiser l’impact environnemental associé au transport des matériaux et des composants ;
  • gestion de l’énergie et des déchets
    • réaliser des analyses énergétiques et environnementales sur l’ensemble du cycle de vie d’un bâtiment ou d’un projet inclut la gestion et l’optimisation de la consommation d’énergie et l’évaluation des pratiques de gestion des déchets ;
    • en utilisant le BIM pour planifier et coordonner les phases de construction, il est possible de réduire la consommation de ressources et de minimiser les déchets pendant l’exécution des travaux ;
  • amélioration de la collaboration et de la communication
    • le BIM facilite la collaboration entre tous les acteurs de la chaîne d’approvisionnement, y compris les concepteurs, les constructeurs, les fournisseurs de matériaux et autres parties prenantes. Une communication plus efficace réduit les inefficacités et aide à mettre en œuvre des pratiques plus durables le long de la chaîne d’approvisionnement ;
  • documentation numérique et certifications
    • le BIM peut contribuer à la collecte et à la documentation numérique des certifications environnementales pour les matériaux et les processus utilisés. Cela simplifie la vérification de la durabilité et facilite l’obtention de crédits environnementaux pour les projets certifiés.

De plus, l’intégration parfaite entre le modèle énergétique et le modèle architectural de chaque bâtiment permet d’optimiser sa conception également en termes énergétiques.

L’utilisation de logiciels d’analyse énergétique permet d’évaluer et d’optimiser les performances énergétiques des bâtiments, en veillant à ce qu’ils soient conçus pour maximiser l’efficacité et minimiser la consommation d’énergie. Ces outils peuvent être utilisés pour effectuer des analyses approfondies sur l’isolation thermique, l’éclairage naturel et la gestion des ressources énergétiques, aidant les concepteurs à prendre des décisions éclairées favorisant la durabilité.

Cette synergie entre la conception durable et les technologies numériques contribue à la réalisation de bâtiments qui non seulement s’intègrent dans la nature, mais qui sont également optimisés pour répondre aux besoins énergétiques et environnementaux contemporains.

Projets d’architecture durable

Citons à titre d’exemple quelques-uns des projets d’architecture durable les plus connus.
À proximité de la Piazza Gae Aulenti, à Milan, se dresse le célèbre Bosco Verticale de Stefano Boeri. Il s’agit de deux gratte-ciel de 28 et 26 étages, sur lesquels poussent 900 arbres, 5 000 arbustes et 11 000 plantes, correspondant au total à deux hectares de forêt. Construits entre 2007 et 2014, ils ont été conçus, comme l’a déclaré l’architecte lui-même, pour être «un refuge pour les arbres qui accueille également les êtres humains et les oiseaux». Les deux tours constituent donc un microclimat où la végétation contrôle l’humidité, produit de l’oxygène et réduit la présence de dioxyde de carbone.

Déplaçons-nous un peu plus au sud pour découvrir à Guastalla, dans la province de Reggio Emilia, la Structure «Balena», une crèche construite par MCArchitects reproduisant, à travers une composition de cadres en bois, le ventre de la baleine de Pinocchio.

Conception durable | Crèche Balena | Rendu réalisé avec Edificius

Conception durable | Crèche Balena | Rendu réalisé avec Edificius

Conçu selon les normes parasismiques les plus strictes, il a remplacé deux crèches endommagées par le séisme de 2012. Isolation thermique, système de recyclage des eaux pluviales et installation photovoltaïque en font un exemple d’architecture durable.

En Europe, The Edge à Amsterdam est considéré comme le bureau le plus durable au monde, capable de produire sa propre électricité. Il a reçu de nombreux prix et la certification Breeam (Building Research Establishment Environmental Assessment Methodology).

En se tournant vers l’Est, on ne peut pas oublier la Shanghai Tower, dans la ville du même nom. On peut la décrire comme une véritable ville développée sur 127 étages. Elle peut accueillir plus de seize mille personnes et est composée de bureaux, d’un centre de congrès, de restaurants, de chambres d’hôtel et de zones de divertissement. Dotée de jardins verticaux et d’espaces verts, d’un éclairage naturel, d’une excellente isolation thermique, c’est un bâtiment entièrement classé A en termes d’efficacité énergétique. Elle dispose de turbines éoliennes, d’un système géothermique et d’un système de collecte et de recyclage des eaux pluviales, qui lui ont valu la certification LEED Platinum du Green Building Council des États-Unis.

Mais on pourrait continuer longtemps en citant la maison solaire passive d’Edmonton au Canada, le complexe de Bedzed à Hackbridge, dans la banlieue de Londres, One Angel Square à Manchester, Pearl River Tower à Guangzhou en Chine, le Bahrain World Trade Center à Bahreïn et une multitude de bâtiments moins célèbres qui contribuent au bien-être de l’environnement en réduisant l’impact de leur présence.

 

edificius
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