Selon une nouvelle étude, l’application de certaines recommandations, telles que l’utilisation d’ossatures en acier et le choix d’un revêtement en tuiles dans la conception des bâtiments à plusieurs étages afin de réduire les émissions de carbone incorporées et l’énergie opérationnelle, pourrait permettre d’économiser jusqu’à six gigatonnes de carbone d’ici à 2050.
Des chercheurs de l’université de Cambridge et de Bath, au Royaume-Uni, ont conçu un modèle informatique et l’ont utilisé pour estimer que ces recommandations pourraient également permettre d’économiser entre 28 et 44 % des coûts annuels de chauffage et de climatisation en utilisant la technologie actuellement disponible.
Leurs conclusions sont publiées dans la revue Applied Energy.
La construction et l’exploitation des bâtiments représentent plus d’un tiers des émissions mondiales et de la consommation d’énergie. Si les bâtiments représentent une grande partie du problème actuel, ils constituent également un levier important pour le changement, ont déclaré les chercheurs.
Pour leur étude, les chercheurs ont examiné la forme, la taille, l’agencement, les systèmes structurels, les fenêtres, l’isolation, la ventilation et les paramètres d’utilisation des bâtiments résidentiels et des immeubles de bureaux sous différents climats.
Les chercheurs ont constaté que le choix du type de cadre structurel avait un effet important sur le carbone incorporé et le coût des bâtiments résidentiels et de bureaux.
Ils ont également constaté que les charpentes les moins chères ont tendance à être plus riches en carbone incorporé et vice-versa, ce qui indique un compromis.
Les dalles de plancher en bois lamellé-croisé avec des poutres lamellées ou des cadres en acier sont les solutions les moins gourmandes en carbone, affirment-ils.
Ils ajoutent que plus le nombre d’étages augmente, plus les valeurs de carbone incorporé augmentent.
En ce qui concerne le bardage, le revêtement en briques entraîne une augmentation significative du carbone incorporé et des coûts par rapport aux options de bardage en feuilles ou en tuiles plus légères, précisent-ils. Les bâtiments revêtus de briques s’avèrent jusqu’à 20 % plus intensifs en carbone et 15 % plus chers que les bâtiments revêtus de feuilles ou de tuiles.
Plus le bardage est important, plus les quantités nécessaires dans l’ossature pour supporter les charges du bardage sont élevées, ont-ils ajouté.
En ce qui concerne l’énergie opérationnelle d’un bâtiment, les chercheurs ont constaté, en examinant l’influence du climat sur la sensibilité des variables de conception des bâtiments, qu’il est beaucoup plus difficile de réduire la consommation d’énergie dans les climats chauds et humides que dans les climats froids et modérés.
Par exemple, dans les climats tropicaux de Singapour ou de Lagos, une forte humidité et des températures élevées impliquent le recours au refroidissement. Plus il y a d’occupants dans le bâtiment, plus l’énergie de refroidissement est nécessaire pour déshumidifier l’air entrant, selon l’étude.
Pour les climats tempérés, comme celui de Londres, la forme d’un bâtiment et la configuration de ses fenêtres sont les décisions de conception les plus importantes pour le chauffage et le refroidissement, selon l’étude.
Dans le climat chaud et aride du Caire, les décisions concernant le rapport entre les fenêtres et les murs sont cruciales, selon l’étude. En effet, plus il y a de fenêtres, plus le bâtiment se réchauffe grâce au rayonnement solaire.
Les chercheurs ont également constaté que des fenêtres plus petites et un coefficient de gain de chaleur solaire plus faible – la fraction du rayonnement solaire admise à travers une fenêtre – ont plus d’influence sur l’efficacité des immeubles de bureaux que sur celle des immeubles résidentiels.
Cela s’explique par le fait que les immeubles de bureaux comptent un plus grand nombre d’occupants et d’appareils émettant de la chaleur.
Selon les chercheurs, l’utilisation de la ventilation mécanique avec récupération de chaleur est l’un des leviers les plus importants pour réduire l’énergie de chauffage et de refroidissement, en particulier pour les immeubles de bureaux situés dans des climats chauds, humides et froids.
