Pourquoi du bois de structure ?

Le bois de structure a un carbone incorporé inférieur, car son traitement ne nécessite ni températures élevées ni volume d’énergies fossiles important lors de sa fabrication. Toutefois, un bois issu d’une forêt gérée de façon non durable ou d’une exploitation forestière constituant un abattage final, sans aménagement de nouvelle forêt après coupe, change la donne en termes d’émissions carbone provenant de l’exploitation des sols. C’est pourquoi cet article traite du bois issu de forêts gérées de façon durable. Ces sources de bois peuvent être notamment identifiées par la présence du label PEFC ou FSC.

 Types de bois de structure

On désigne par « bois de structure » les éléments de construction porteurs en bois qui peuvent être utilisés dans la construction des bâtiments et autres structures.

Le bois de structure peut être utilisé pour les poteaux, les poutres, les murs et les dalles de plancher. Il s’agit généralement d’essences de résineux tels que le pin, l’épicéa ou le sapin, entre autres.

Les types de bois de structure couramment utilisés sont :

1. Le bois lamellé-croisé (CLT)
2. Le bois lamellé-collé (Glulam)
3. Le lamibois (LVL)

L’ossature en bois convient uniquement aux bâtiments de faible hauteur, mais constitue une méthode de construction en bois encore plus sobre en termes de matériaux et d’émissions carbone.

Le bois de structure a un carbone incorporé inférieur à celui de l’acier et du béton s’il provient de forêts gérées de façon durable.

Le bois lamellé-croisé (CLT), le bois lamellé-collé (Glulam) et le lamibois (LVL) sont des bois de structure couramment utilisés

Stockage de carbone biogénique

Il est communément admis que le bois est un matériau plus respectueux du climat car il stocke le carbone, ce qui lui permet d’afficher un carbone incorporé négatif. Malheureusement, comme c’est souvent le cas, les choses ne sont pas tout à fait aussi simples. La grande majorité des bâtiments construits aujourd’hui ne sont pas conçus ou livrés de manière à pouvoir réutiliser les structures en bois après la fin de la vie du bâtiment. Le bois de construction est par conséquent le plus souvent incinéré une fois le bâtiment démoli ou déconstruit, ce qui génère une émission de carbone dans l’atmosphère. Bien que les émissions de carbone biogénique stockées dans les bâtiments soient ainsi retardées de plusieurs décennies, il est clair qu’on ne peut pas affirmer que le carbone incorporé est négatif.

Ce point pouvant être pris en compte de différentes façons selon les utilisateurs, l’outil Net Zero de One Click LCA permet de déterminer si le stockage de carbone biogénique doit être considéré comme une valeur d’émission carbone neutre. Il est important de noter que toute incinération éventuelle du bois produisant de l’énergie en fin de vie peut aussi avoir des effets positifs. Générer de l’énergie sans utiliser une production d’énergie classique basée sur des combustibles fossiles permet en effet de réduire d’une façon générale l’utilisation des combustibles fossiles. Dans le cadre d’une évaluation du cycle de vie, ces avantages sont consignés dans le module D qui quantifie les impacts après la fin de vie du bâtiment. Vous trouverez plus d’informations sur le carbone biogénique et la séquestration de carbone dans cet article rédigé par l’Institution of Structural Engineers : Bois de construction et séquestration du carbone.

On appelle « carbone biogénique » le carbone séquestré et stocké dans les arbres à travers le processus de photosynthèse et l’outil Net Zero de One Click LCA vous apportera une aide précieuse.

Comparer les solutions de bois dans la pratique et les données permettant d’effectuer cette comparaison

La meilleure façon de comparer des matériaux structuraux et de quantifier leur impact consiste à créer différentes options de conception et à comparer l’impact carbone de l’ensemble du système structurel au niveau du bâtiment.

Les décisions quant aux solutions structurelles choisies doivent être prises très tôt dans votre projet, mais il reste très souvent de nombreux points à régler à ce stade. Heureusement, One Click LCA propose aux clients différentes solutions et données permettant d’effectuer des comparaisons de conception à un stade précoce, notamment l’outil Carbon Designer 3D et des points de données génériques.

Carbon Designer 3D, l’outil d’optimisation de conception en amont de One Click LCA, peut désormais créer et comparer les conceptions de bâtiments à ossature en CLT ou en Glulam à un stade précoce sur des modèles de bâtiment en France, Europe, aux États-Unis et au Canada, ainsi qu’au Moyen-Orient et en Afrique.

Carbon Designer 3D, l’outil d’optimisation de conception en amont de One Click LCA, peut désormais créer et comparer les conceptions de bâtiments à ossature en CLT ou en Glulam à un stade précoce sur des modèles de bâtiment en France, Europe, aux États-Unis et au Canada, ainsi qu’au Moyen-Orient et en Afrique.

• Bois lamellé-croisé (CLT)
• Bois lamellé-collé (Glulam)
• Le lamibois (LVL)
• 62 autres points de données matériaux génériques sur les matériaux en CLT/Glulam/LVL provenant de bases de données matériaux génériques ouvertes ainsi que de bases de données réglementaires

La base de données de One Click LCA intègre pratiquement toutes les déclarations environnementales de produits disponibles sur le marché. Elle inclut actuellement 174 déclarations environnementales de produits pour les produits en CLT, en Glulam et en LVL

Quand utiliser les points de données génériques

Dans le cas où aucune déclaration environnementale de produit n’a été établie pour un produit de bois de structure ou si le produit qui doit être utilisé est actuellement inconnu, les points de données matériaux génériques mentionnés ci-dessus vous aideront à effectuer votre évaluation. Ces points de données, comme tous les autres points de données génériques de One Click LCA, sont localisés pour tous les pays et représentent des matériaux moyens pour les critères de performance définis.

La base de données de One Click LCA intègre actuellement 174 EPD pour les produits CLT, Glulam et LVL et 62 autres données génériques sur les matériaux CLT/Glulam/LVL.

Modèles de bois de structure Carbon Designer 3D

Lors des phases esquisses, la MOE effectue généralement une évaluation des solutions possibles en comparant entre elles différentes variantes. Si cet exercice est particulièrement intéressant à un stade amont, le manque de documents de conception constitue un obstacle. Pour le surmonter, les équipes de conception peuvent utiliser l’outil Carbon Designer 3D de One Click LCA qui permet d’estimer les quantités de matériaux et leurs impacts environnementaux à un stade précoce.
Pour plus d’informations sur Carbon Designer 3D, cliquez sur ce lien.

• Les trois scénarios évalués incluent une structure en CLT, une structure en béton et une structure en acier.
• L’évaluation porte sur les fondations, la structure, l’enveloppe, les murs intérieurs et les finitions.
• Elle couvre les modules A1-A3, A4, A5, B4 et C2-C4
• Les dalles de plancher et l’ossature constituent les principaux points de différenciation. Dans les trois scénarios, ces éléments sont fonctionnellement équivalents en termes de sécurité incendie, de capacité de charge et d’acoustique.
• Pour l’option CLD, des dalles de CLT de 240 mm d’épaisseur sont utilisées. Pour l’option en béton, on utilise des dalles de béton de 150 mm et pour l’option en acier, des plateformes métalliques composites de 150 mm.
• Un revêtement de chape, une isolation acoustique et un plafond en plaques de plâtre sont inclus dans l’option en CLT pour obtenir une équivalence fonctionnelle. On part du principe que tous les murs en CLT sont recouverts d’un isolant acoustique et de plaques de plâtre.
• On a utilisé des panneaux en CLT de 175 mm d’épaisseur pour les murs intérieurs et des panneaux en CLT de 120 mm pour les murs extérieurs. L’option béton a été évaluée sur la base de béton C30/37 additionné de 10 % de laitier de haut fourneau, et l’option acier, sur la base de 60 % de contenu recyclé.

Le bois de structure peut entraîner une réduction de l’impact des PRP de 23 % par rapport à une structure de base en acier ou de 14 % par rapport à une structure en béton au niveau d’un bâtiment dans son ensemble.

Impacts du bois et avantages dans le module D

Le module D présente une très grande incertitude puisque le réseau énergétique sera très probablement exempt de combustibles fossiles à l’avenir. On peut soutenir que c’est aussi un point secondaire du point de vue de la crise climatique actuelle, où la réduction immédiate des émissions est de la plus haute importance. Pour cette raison, tout scénario de remplacement envisageant une production d’acier basée sur des combustibles fossiles ou sur la substitution d’acier à base d’énergie fossile est probablement erroné. Dans One Click LCA, pour remplacer le scénario de substitution énergétique en fin de vie par le scénario que vous jugez le plus plausible après la fin du cycle de vie du bâtiment, utilisez les paramètres LCA du projet et pour modifier les scénarios de fin de vie de l’un des matériaux, utilisez la fonction de modélisation appropriée dans l’outil. Ces fonctionnalités ne sont pas disponibles dans les outils dans lesquels la norme ou la méthodologie impose la méthode de calcul.
Vous trouverez plus d’informations sur les paramètres LCA de One Click LCA dans cet article.

Est-ce que cela fonctionne pour votre projet ? À vous d’en décider !

Si la construction en bois présente des avantages importants pour l’environnement et pour les régions sismiques et qu’elle offre une ossature de bâtiment plus légère dans l’ensemble, elle présente également certaines limites dont il faut tenir compte.

• Résistance au feu : pour des raisons de sécurité incendie, les bâtiments en bois nécessitent des panneaux de plaques de plâtre supplémentaires pour leurs propriétés ignifuges, ce qui augmente la masse et l’empreinte carbone du bâtiment. Les codes de prévention des incendies locaux limitent généralement la hauteur maximale des bâtiments en bois.
• Acoustique : elle dépend fortement de la masse. Les sols en bois nécessitent généralement une couche de béton prêt à l’emploi pour augmenter la masse du sol et les performances acoustiques et éviter que le bruit des pas ne soit gênant. On peut y remédier, par exemple, en utilisant un matériau lourd, mais à faible empreinte carbone, tel que le sable ou le gravier étalé sur le sol avant de couler la chape de nivellement.
• Résistance à l’humidité : selon la localisation du bâtiment et les solutions que vous avez sélectionnées, les bâtiments en bois peuvent nécessiter une protection contre les éléments pendant la phase de construction. Cela augmente les coûts de construction.
• Assurer une gestion durable des forêts pour l’approvisionnement en bois : le moyen le plus pratique de s’en assurer est d’exiger la certification PEFC ou FSC.
• Disponibilité : l’exploitation forestière durable n’est pas une pratique courante partout dans le monde, et l’importation de bois sur des distances importantes réduit les gains potentiels en carbone.

De plus en plus d’entreprises proposent des solutions de bois de structure. Les associations nationales pour la construction en bois peuvent vous fournir leurs coordonnées. Voici quelques entreprises de construction en bois qui peuvent fournir ou s’efforcent de fournir pour leurs produits des déclarations environnementales de produits vérifiées par une tierce partie :

Europe

• CrossLam Kuhmo
• Stora Enso
• AS Barrus

États-Unis

• Whole Trees
• Sterling Solutions
• Original Mass Timber Maine

Nouvelle-Zélande

• Nelson Pine

Suivez-nous

Auteur

Marios Tsikos

Consulting and Training Team Leader

Marios Tsikos est un expert en ACV, BIM et développement durable avec 10 ans d'expérience. Il est aujourd'hui consultant chez One Click LCA, où il dispense des formations et aide les clients à intégrer l'ACV dans leur flux de travail.