Guide de circularité : les fenêtres issues de la déconstruction by Adèle Bargues

LE RÉEMPLOI DES DÉCHETS DE DÉMOLITION : EXEMPLE DES FENÊTRES

Le petit guide pour mieux saisir les bases de la circularité et la marche à suivre pour devenir l’acteur de demain du réemploi. ?

Mya Martin / Adrien Tabouret / Adèle Bargues - Projet de CMM2 - INSA Lyon 2022 - 4GCU

AVANT-PROPOS .4

INTRODUCTION :

LES BASES POUR

Les enjeux climatiques et écologiques : motivation du changement ?

Le secteur de la construction : quelle responsabilité ?

L’économie circulaire : modèle disruptif mais nécessaire ?

L’architecture circulaire : qu’est-ce que c’est ?

COMPRENDRE .6 .8 .12 .16 .20

1 LE RÉEMPLOI DES FENÊTRES

Le réemploi des fenêtres : on en est où ?

Le réemploi des fenêtres : mais pourquoi ?

SOMMAIRE

.24 .26 .28

2 LA CLASSIFICATION DES FENÊTRES POUR

La classification : quoi et pourquoi ?

Quelle(s) fenêtre(s) tester ?

Comment déterminer ses caractéristiques visuelles ?

Comment déterminer ses caractéristiques techniques ?

LE RÉEMPLOI .30 .32 .34 .36 .38

ORGANIGRAMME : LA MARCHE À SUIVRE .46

4 QUELLES

RÉSULTATS ? .50 .52 Quelques exemples

SOLUTIONS POUR QUELS

REMISE EN PERSPECTIVE .56

BIBLIOGRAPHIE .60

AVANT-PROPOS

L’économie circulaire est un sujet qui nous a particulièrement intéressés depuis le début de nos études. Notre intérêt s’est donc tout de suite porté sur un sujet en lien avec le développement durable, et comment des solutions alternatives à ce que nous connaissons actuellement pourraient potentiellement nous apprendre à concevoir l’architecture et le domaine de la construction avec cette conscience environnementale qui nous semble primordiale. C’est en cherchant à comprendre comment remettre en question notre organisation actuelle, ses fondements et fonctionnements, qu’il nous a semblé important de chercher quels nouveaux modèles étaient plausibles, et leurs liens avec notre façon de faire la ville. L’économie circulaire, présentant une solution possible dans le changement de paradigme auquel nous devrons faire face, nous a donc permis d’enclencher une réflexion sur ses principes et sur ce qu’ils signifiraient pour les constructions de demain. C’est en approfondissant nos recherches que nous sommes tombés sur des professionels écrivant leurs théories quant au lien entre économie circulaire et architecture. Leurs points de vue étaient différents de ceux qui nous ont été présentés dans le cadre de notre cursus scolaire. C’est ainsi que nous nous sommes tournés vers la question de la circularité dans le domaine de la construction, et plus particulièrement dans le cadre du devenir des déchets de démolition. Ici, nous allons tenter de vous donner des pistes de compréhension du modèle circulaire de manière générale, puis nous nous pencherons sur la question du réemploi de déchets de démolition (plus particulièrement les fenêtres), pour enfin se poser la question de quelle méthodolgie mettre en place pour pouvoir s’assurer d’utiliser ces éléments de la manière la plus appropriée, notamment grâce à différents tests scientifiques.

petite introduction : les bases pour comprendre

LES ENJEUX CLIMATIQUES ET ÉCOLOGIQUES : MOTIVATIONS DU CHANGEMENT ?

+ Urgence climatique et enjeux actuels

Il y a déjà eu des modifications climatiques dans l’histoire de l’humanité : vague de froid au MoyenÂge, réchauffement entre le IXe et le XIVe siècle, petite aire glaciaire du XVe au XVIe siècle ; mais aujourd’hui, la modification du climat est de notre fait, et non un évènement naturel. Nous sommes actuellement à un tournant décisif de l’humanité, où l’accroissement de la consommation et la sur-exploitation des ressources naturelles atteignent leurs limites. La modification du climat et les variations de la biosphère lancent des signaux d’alerte quant à l’impact de l’homme sur la planète depuis l’ère industrielle, et les prévisions à court et long terme nous poussent aujourd’hui à remettre en question le fonctionnement de nos sociétés.

Augmentation de la population

D’ici 2050, les prévisions estiment la population mondiale à 9,8 milliards d’êtres humains1. Ainsi, dans les 30 prochaines années, la demande globale de logements, de biens, d’énergie et de transports vont exploser.

Fréquence des catastrophes naturelles

L’augmentation de la fréquence des catastrophes naturelles dans le monde apparaît sous différentes formes : tempêtes, ouragans, inondations,

incendies, sècheresses, famines, éruptions volcaniques, séismes etc.

Le monde est en déperdition, nous détruisons nos bâtiments, nos villes, nos fôrets, les récifs, les espèces animales. Sans un réel changement, plus de 140 millions de personnes pourraient devenir des réfugiés climatiques d’ici à 20502.

Empreinte carbone

Les gaz à effet de serre sont aujourd’hui toujours en augmentation. À l’échelle mondiale, d’après le UN Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC), les émissions de GES devraient être diminuées de 40 à 70% (par rapport aux émissions de 2010) d’ici 2050 si on veut espérer réduire ces émissions à un niveau acceptable3.

Déchets

Les océans sont remplis de plastique, les plages sont remplacées par des décharges, et nous continuons à produire plus de déchets que notre gestion globale n’arrive à traiter. En 2002 : 2,9 milliards d’humains habitaient en ville et produisaient 680 millions de tonnes de déchets ménagers (234 kg/ personne/an). En 2012, 10 ans plus tard, cette quantité a augmenté à 1,3 milliards de tonnes, alors que la population urbaine n’a augmenté que d’1 milliard d’individus (438 kg/personne/an). Les prévisions indiquent qu’à ce rythme, d’ici 2025, 4,3 milliards d’individus habitant en ville produiront 2,2 milliards de tonnes de déchets ménagers par an (518 kg/ personne/an)4.

1. UN Department of Economic and Social Affairs, World Population Prospects,The 2017 Revision, 2017.

2. The World Bank, Groundswell : Preparing for Internal Climate Migration, 2018.

3. IPCC, Climate Change 2014 : Synthesis Report, 2014.

4. The World Bank, What a waste : a global review of Solid Waste Management, 2012.

Voici donc les constats que nous pouvons faire à une échelle globale

Nous faisons face à un changement climatique bouleversant, autant pour la géographie que la culture (au sens culturel et non agricole) ; cela induit une remise en question de nos modes de vie et de nos modes de concevoir notre habitat.

Face à une élévation de l’espérance de vie et une démographie en expansion, nous devons réfléchir à de nouveaux modes d’habiter. La modification de l’accès aux ressources naturelles, à l’énergie et de la biodiversité, impliquent des solutions à trouver, dépendantes des situations géographiques.

Le développement des technologies et du numérique est dans l’histoire de l’Homme une situation disruptive qui va forcément changer notre monde et le fonctionnement de nos sociétés futures.

La question de la gestion des déchets est aujourd’hui inévitable et devrait être au coeur de recherches dans les différents domaines responsables de la manière dont nous faisons la ville et la société.

+ + + +

« Notre époque ainsi décrite, il est impossible de ne pas imaginer que l’architecture et le domaine de la construction ne s’en trouvent pas profondément modifiés du fait de la nouvelle organisation territoriale qui résulterait de ces modifications. »5

5. Grégoire Bignier, Ce que l’économie circulaire fait à l’architecture, 2018, p. 135.

Le secteur de la construction : quelle responsabilité ?

+ La place des acteurs de la construction dans le façonnement de notre futur

L’architecture : pôle majeur de pollution De manière à bien comprendre la part importante du secteur du BTP dans les enjeux climatiques et environnementaux actuels, voici quelques chiffres parlant d’eux-mêmes. Le secteur de la construction est aujourd’hui responsable de :

- 39% des émissions annuelles mondiales de CO2 (énergie et procédés)6, et 30% en France7; - 37% de la consommation totale d’énergie mondiale8, 45% en France7 ; - 40% des déchets produits8, 46 millions de tonnes de déchets rien qu’en France9, soit 10 fois plus que les déchets ménagers.

- En terme d’extraction de matière première, nous pouvons prendre l’exemple du sable, dont 50% du volume extrait chaque année est destiné au secteur du bâtiment10

Le développement de ce secteur est donc un enjeu majeur dans une meilleure prise en compte de la finitude des ressources, ainsi que l’impact de l’Homme sur le climat et l’environnement. « [cela] implique de reconsidérer les pratiques et de faire évoluer les modèles pour construire, rénover et exploiter des bâtiments durables et régénératifs. En particulier, il s’agit de tendre vers un modèle

économique circulaire, pour limiter le gaspillage des ressources et réduire l’impact environnemental générés par le secteur du bâtiment.»12 Nous reviendrons sur l’économie circulaire un peu plus tard, mais cette introduction à ce concept, provenant de l’Ordre des Architectes, démontre bien que de nouveaux modes de construire et d’habiter sont à trouver.

Outre les impacts environnementaux, il semble important d’insister sur l’enjeu économique et social lié à ce secteur. En effet, le BTP représente 10% du PIB français, ainsi que 100 millions d’emplois dans le monde8 En France, ce secteur rassemble 1,2 millions d’actifs11. Une évolution du domaine de la construction vers un modèle plus durable, résilient et écologique touche donc aussi bien la question environnementale, que sociale ou économique. C’est un levier de changement pour nos sociétés, comme pour le secteur de l’emploi et donc l’avenir de nombreux individus.

L’architecture : des objectifs définis en France

et en Europe

La France ainsi que l’Union Européenne, ont donc proposé des objectifs pour le secteur du BTP d’ici à 2030, de manière à enclencher la transition de ce secteur vers un modèle plus durable.

Les propositions pour l’horizon 2030 présentent des objectifs dans 3 domaines : émission de GES, consommation

6. GABC, IEA, UNEP, Bilan Mondial 2019, Pour un secteur du bâtiment et de la construction à émissions nulles, efficace et résilient, 2019.

7. Observatoire du Ministère de l’Environnement, de l’Énergie et de la Mer, Ademe, Statistiques disponibles pour 2012, 2012.

8. P. Deshayes, Le secteur du bâtiment face aux enjeux du développement durable : logiques d’innovation et/ou problématiques du changement. p.219-236, 2012.

9. Ademe, Déchets chiffres-clés «L’essentiel 2018», 2019.

10. ONU, Sable et développement durable, 2019.

11. SESSI, 2007 ; Action BTP, 2011

12. Ordre des Architectes, Économie circulaire dans la conception des bâtiments : la Commission Européenne a publié son guide, 2020.

d’énergie, énergies renouvelables. Ce sont des objectifs généraux, pour les atteindre, différentes lois ont été votées en France comme en UE, en voici quelques exemples présentant des actions concrètes pour atteindre ces objectifs : - rénovation de l’ensemble du parc de bâtiments au niveau BBC rénovation d’ici 2050 ; - généralisation des Bepos pour toutes les constructions neuves à partir de 2020 (2018 pour les bâtiments publics) ; - possibilité d’imposer (à travers le PLU) une part minimum d’énergie issue d’origine renouvelable dans la consommation d’un bâtiment ; - prise en compte de l’empreinte carbone à compter de 2020 pour toutes les nouvelles constructions ;

Le domaine de la construction est donc en réalité déjà en cours de transition, notamment pour la consommation d’énergie. En effet, entre 1990 et 2018, nous pouvons observer une baisse de 23% de la consommation énergétique unitaire pour les bâtiments résidentiels, de 12% pour le tertiaire, ainsi qu’une baisse de 41% de l’intensité énergétique (calculée comme le rapport de la consommation d’énergie au PIB ; ici on produit plus avec moins d’énergie) et 38% des émissions de CO2 pour le secteur industriel13. Cependant, ces chiffres montrent un effort sur la consommation énergétique des bâtiments pendant la phase d’exploitation, et non pendant les phases de construction ou démolition.

La question des déchets du BTP, comme celle des émissions de CO2 sur l’ensemble de la vie du bâtiment, ou celle de la transformation de matières premières pour les matériaux de construction commence à émerger en 2015, avec la loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte (TECV). Si nous nous concentrons sur la question des déchets, cette loi propose,

: une réduction des déchets ménagers de 10% pour 2020, passer le taux de recylcage à 65% d’ici à 2025 (contre 56% en 2012), ou encore diminuer de 50% la mise en décharge d’ici à 2025 (contre -30% en 2020)14. Ces données sont encourageantes, mais seront-elles suffisantes pour répondre aux enjeux environnementaux actuels ?

Les acteurs de la construction et leur responsabilité envers l’anthroposphère et la biosphère

Le rôle de l’architecte dans la transition environnementale est prépondérant, puisqu’il lui incombe la tâche d’améliorer le métabolisme des villes, et de trouver un juste équilibre entre enjeux architecturaux et respect de l’environnement. En effet, tandis que nos villes s’expandent, et que la majorité de la population mondiale y vit désormais, nous nous trouvons à un croisement crucial. D’un coté, nous allons avoir besoin de plus de logements, d’espaces commerciaux et tertiaires que nous n’en n’avons jamais eu besoin auparavant. Il est estimé que 60% des bâtiments dont nous aurons besoin pour supporter l’accroissement de la population et l’urbanisation n’ont pas encore été construits17. De l’autre, nous devons accepter que nous ne pouvons pas continuer à construire de la même manière, sans continuer à augmenter notre empreinte écologique. Ceci est donc un instant qui appelle au changement.

Comme défendait Louis Kahn, un projet architectural ne peut avoir de sens si il ne relève pas des enjeux qui lui sont contemporains, à des échelles plus larges que le projet lui-même (climat, démographie, social, etc.)19. Cette pensée rejoint celle de Grégoire Bignier, avançant que le secteur de 14

la construction se doit non seulement d’être pionnier dans la transition vers un modèle plus vertueux et écologique, mais également renforcer la pérennité de nos sociétés, en se penchant sur les aspects anthropologiques qu’offre le projet architectural (social, culturel, démographique). L’architecte, s’il prend conscience de ce rôle pourra « transformer tous les obstacles en opportunités »20

Aujourd’hui, plus de 5000 normes (en cours de réévaluation ou d’écriture) liées au développement durable ont émergé dans le secteur du bâtiment (AFNOR, 2009), prouvant un effort vers une transition possible de ce dernier. Cependant, c’est un processus très lent, qui n’a pas une répercussion directe sur tous les acteurs et procédés de la construction (Wiel, 2011). Ainsi, l’architecte peut être à l’initiative d’une nouvelle pensée, et le dessinateur d’un nouveau monde habité, plus résilient et respectueux de l’environnement, en tentant d’injecter de nouveaux principes - les lois l’y obligeant ou non - lors de la genèse du projet architectural.

Nous terminerons cette analyse du rôle des acteurs de la construction envers l’anthroposphère et la biosphère, en nous penchant sur le concept de téléologie21. Cette notion est fondée sur des liens de cause à effet, laissant apercevoir le changement climatique et les enjeux environnementaux comme

L’alternative de l’économie circulaire semble donc mériter notre attention.

13. Ademe, ChiffresClés : Climat Air Énergie, 2018.

14. Lucie BerliatCamara, Économie circulaire : mettre en place une démarche dans le secteur du bâtiment, 2020.

15. Objectifs issus des Paquets ÉnergieClimat de 2008 et 2014

16. Objectifs issus de la Loi relative à la la transition énergétique pour la croissance verte 17.J. Clos, The opportunity to build tomorrow’s cities. World Economic Forum, 2016.

18. Période économique, en France, allant de l’après guerre à la crise pétrolière pour la première et jusqu’à nos jours pour la deuxième, appellation nommée par les économistes Jean Fourastié et Nicolas Baverez.

19. Louis Kahn, silences et lumières, éditions du linteau, 1996.

20. Grégoire Bignier, Ce que l’économie circulaire fait à l’architecture, 2018, p. 135.

21. Étude des causes finales, de la finalité. Larousse.

L’économie circulaire : modèle disruptif mais nécessaire ?

+ Définitions et concepts généraux : économie circulaire

Le modèle économique linéaire fait aujourd’hui face à ses propres limites: les problèmes environnementaux ne peuvent que s’amplifier dans un futur où la population pourrait quasiment doubler d’ici à 2100. La biocapacité de la Terre24 est déjà largement atteinte. La prise de conscience globale a permis de commencer à réduire ces impacts environnementaux, notamment en passant par la réduction et une meilleure gestion des déchets ainsi que des consommations d’énergie, comme nous l’avons vu précédemment. Cependant, comme l’Institut National de l’Économie circulaire présente ces efforts comme suit : « Réduire l’impact du modèle de développement actuel ne fait que reculer l’échéance. Une démarche plus ambitieuse s’impose. »25.

Le concept d’économie circulaire est parfois compliqué à appréhender car peu présent dans le modèle sociétal actuel, et aucune définition généralisée n’a encore été validée par la communauté scientifique. Les Nations Unies la définissent ainsi : « un système de production, d’échanges et de partage permettant le progrès social, la préservation du capital naturel et le développement économique ». Ce concept est apparu officiellement en France dans la loi relative à la transition énergétique pour la croissance verte de 2015. Cette loi donne une définition de l’économie circulaire semblable à celle des Nations Unis27. En 2018, ce texte a été complété par la Feuille des Route pour l’Économie circulaire (FREC), proposant des modalités concrètes pour la transition entre les deux modèles économiques. Aujourd’hui, la définition la plus communément admise est celle de l’Ademe :

« l’économie circulaire peut se définir comme un système économique d’échange et de production qui, à tous les stades du cycle de vie des produits (biens et services), vise à augmenter l’efficacité de l’utilisation des ressources et à diminuer l’impact sur l’environnement tout en développant le bien être des individus. »

24. Biocapacité de la Terre : «sa capacité à régénérer les ressources renouvelables, à fournir des ressources non renouvelables, et à absorber les déchets», Institut National de l’Économie Circulaire

25. Institut National de l’Économie Circulaire, L’économie circulaire, nouveau modèle de prospérité.

27. TECV, code de l’environnement, article L.110-1-1.

Celle-ci repose sur 7 piliers27 :

+ l’approvisionnement durable + l’éco-conception + l’écologie industrielle et territoriale + l’économie de la fonctionnalité + la consommation responsable + l’allongement de la durée d’usage + le recyclage

De manière à présenter simplement ce concept par un exemple, nous allons ici regarder un exemple pour le domaine de la construction (voir ci-après). Ce concept repose sur le principe que nous devons intégrer, à tous les niveaux de conception et de production, la notion de réutilisation du produit ou du déchet, qui se doit de rester dans une boucle fermée, tout en métant en lien différents acteurs dans une organisation vertueuse. C’est ainsi que l’on crée un cycle d’utilisation des ressources fermé, fonctionnant comme un microécosystème. Et des dizaines d’étapes pourraient s’insérer entre chaque étape déjà présente dans le projet.

L’économie circulaire est un paradigme cherchant à s’inspirer de ce modèle naturel en partant du principe qu’avec ce fonctionnement, comme dans l’exemple précédent, les flots

de déchets humains pourraient être transformés au sein de projets utiles, et encore bien plus.

En effet, cet exemple propose une action au niveau de la gestion des déchets, mais dire que l’économie circulaire se réduit à ce simple domaine serait une erreur, puisque c’est un modèle qui se veut intégrer tout ce qui constitue un écosystème. La valorisation de la biosphère existante, la mise en lien d’acteurs locaux avec les habitants, ou encore la gestion des ressources et des déchets constituent chacun un morceau d’une boucle plus large qui se voudrait intégrer autant l’aspect environnemental, que social, culturel ou économique.

Une autre différence entre économie circulaire et économie linéaire est la question de la temporalité, car ici nous sommes dans un modèle où les échanges sont courts (consommation locale) et le stockage long (en préférant la fonction à l’objet).

L’avantage de ce fonctionnement est donc que les boucles peuvent interagir les unes avec les autres, et donc s’insérer sur des portions d’autres boucles de manière à échanger à différentes échelles et avec différents acteurs. Ainsi, les différents opérateurs ont une visibilité sur l’intégralité de la chaîne et intéragissent tous entre eux. Un autre de ses avantages est que ce modèle pourrait permettre de fonctionner plus efficacement en respectant les variétés de l’activité humaine, puisqu’il est éphémère, interdépendant et adaptable.

Figure 1. Exemple : Économie circulaire dans le BTP

L’architecture circulaire : qu’est-ce que c’est ?

+ Propositions du modèle circulaire

Métabolisme urbain

De manière à pouvoir établir une définition plus adéquate des différents principes de l’économie circulaire en architecture, il nous faut dans un premier temps nous poser la question suivante : actuellement, que peut-on dire et comment peut-on définir le lien entre économie circulaire et architecture?

Comme dit précédemment, nous ne pouvons limiter l’économie circulaire à une simple gestion des déchets et des ressources sans l’intégrer dans une pensée plus large. De façon à trouver une analogie architecturale existante au modèle circulaire, nous pouvons revenir sur le terme de métabolisme urbain, qui implique de comprendre les différentes parties qui composent un tout, ainsi que les flux qui le traversent. Nous entendons par flux toute entité pouvant être échangée à l’intérieure d’une boucle : autant des individus que de la matière, des dynamiques sociales que de l’énergie, des savoirs et de la culture que des déchets, etc. En étudiant ces flux et comment ils s’intègrent dans ce métabolisme, les acteurs de la construction peuvent tenter de concilier les enjeux se rapportant aux composantes matérielles, environnementales, économiques ou sociales d’un projet. Les premiers à avoir réellement tenter de lier ce principe de métabolisme à l’architecture sont les métabolistes japonais36, en cherchant des réponses aux problèmes de surpopulation et de développement urbain en faisant des analogies avec les organismes biologiques : « Les éléments ne dépendent aucunement de la structure générale ; ils s’établissent plutôt en groupe de telle sorte qu’une

interdépendance organique se met en place entre ces groupes et la structure générale. »37. Nous voyons ici le rapport aux cycles, aux métabolismes en boucles, qui vient ouvrir une nouvelle dimension à la réflexion architecturale.

Temporalité

En partant du principe que l’économie circulaire intègre la biosphère comme entité d’un boucle, le caractère hybride de cette dernière va avoir un impact sur l’architecture qui en ressortira. Elle est tout autant une architecture qu’un élément intégré et lié à son paysage et son environnement, elle devient donc un objet vivant. Ainsi, l’architecte soucieux d’écologie ne cherche pas à figer l’architecture, mais à matérialiser par celle-ci les liens et les échanges entre différentes entités, à un moment donné, en acceptant que son évolution est inévitable. Grégoire Bignier introduit le concept «d’extension du domaine de l’espace-temps architectural»38, insistant sur la nécessité de prendre conscience que l’architecture ne peut être dissociée du milieu dans laquelle elle s’établit, et donc de l’évolution certaine du rôle qu’elle a à jouer dans le métabolisme urbain. Accepter que l’architecture répond aux lois du temps peut donc revenir à aborder de nouvelles thématiques, comme la réversibilité (qui peut changer radicalement de fonction le moment venu39), la modularité (qui est constitué de modules, d’éléments aptes à toutes sortes de combinaisons40) ou encore l’adaptabilité (qui s’adapte, se transforme dans le temps plutôt qu’elle ne limite41).

Transformer les contraintes en opportunités

L’économie circulaire appliquée à l’architecture se définit donc par des caractéristiques aussi variables et

36. Kenzo Tange, Kiyonori Kikutake, Fumihiko Maki et Kisho Kurukawa

37. Fumihiko Maki, The Theory of Group Form, dans Japan Architecte, 1970, p.39-40.

38. Grégoire Bignier, Ce que l’économie circulaire fait à l’architecture, 2018, p.81.

39. Aucame, La notion de réversibilité en urbanisme, 2016.

40.Giraud-pamart, 1974.

41. Conception Construction Zéro Déchet, Évolutivité-Adaptabilité.

42. Ademe, Expertises : Économie Circulaire.

43. Grégoire Bignier et Sébastien Mémet, architectes.

44. Déclaration de Didier Rebois, Secrétaire général d’Europan, lors d’une discussion dans le cadre d’une conférence organisée par Christophe Boyadjian pour le DEM Architecture, métropole et territoire habité, à l’ENSAL le 04/11/2020.

45. Europan Europe, Chiffres Édition 15.

46. Mise en place de corridors biologiques pour favoriser les déplacements des êtres vivant et la prolifération de la flore rampante.

uniques qu’il y a de projets architecturaux - et donc d’environnements, puisqu’elle a comme point de départ une analyse accrue de tous les domaines qui gravitent autours de l’architecture, et qui en deviennent ses enjeux, tout autant que ses opportunités, pour construire un monde plus durable et résilient.

De manière à définir plus clairement ce rapport entre architecture et économie circulaire, nous pouvons tenter de lier les 7 piliers de l’Ademe42, présentés précédemment, aux différentes phases d’un projet architectural : - l’écologie industrielle et territoriale & l’approvisionnement durable : phase de recherche des ressources ; - l’écoconception : phase d’étude, de conception ; - l’économie de la fonctionnalité : phase de transports, de chantier ; - la consommation responsable : phase de chantier et de fonctionnement ; - le recyclage et le réemploi sous toutes ses formes : phase de démantèlement ou de réhabilitation ; Tous ces aspects sont en réalité à traiter en partie durant la phase de conception du projet, puisque les décisions prises à ce moment impacteront les différentes phases de la vie du bâtiment qui suivront la conception. Nous voyons donc bien ici que le rôle des acteurs de la construction est primordial, puisqu’ils ont en réalité la possibilité d’être l’initiateur de ces nouveaux concepts dans leurs projets. Ces différents piliers, si ils sont intégrés lors de la conception, peuvent amener ces acteurs à se questionner sur des aspects de la réflexion architecturale et constructive qu’ils n’avaient pas forcément envisagés avant. Le concours Europan 15, dont la thématique était La ville productive, a inclu les principes de l’économie circulaire comme piste de réflexion pour les projets concourants. Europan se veut initiateur de nouvelles réflexions architecturales par la pratique44, et la circularité est

ainsi devenu un nouveau champ de recherche pour les quelques 1241 inscrits au concours45. Pour illustrer ce volet de la conception circulaire, nous pouvons également prendre l’exemple d’un projet de viaduc pour la ligne B du métro aérien de Rennes, dessiné par B+M Architecture43 en 2013 (Figure 2.). Ici, nous sommes face à une contrainte de taille lorsque l’on parle d’aménagement d’infrastructures : comment faire accepter aux riverains le passage d’un viaduc de plusieurs kilomètres de long au sein de leur quartier ? Ce projet, cherchant à intégrer autant les riverains, l’ouvrage d’art, la biosphère environnante que l’éco-système économique du quartier comme opérateur de différentes boucles, plusieurs problématiques se sont transformées en opportunités pour le projet architectural :

- L’infrastructure, au lieu de former une barrière physique, visuelle, peut être un lien entre les quartiers, avec des zones de rencontre et de dynamisme urbain ; - Une continuité de la trame verte a été mise en place le long du viaduc pour favoriser le bio-dynamisme46 entre l’espace forestier voisin et les ilots verts existants ; - Un viaduc est un type d’aménagement considéré habituellement comme une charge financière, en faveur du développement de la mobilité. Ici, il pourrait devenir support d’opportunités économiques (commerces, évènements, associations) ou d’opportunités énergétiques en fonction des procédés intégrés au projet ;

- La proximité peut faciliter un réseau d’échange de matières, de déchets, d’énergie ou d’individus entre les usages qui seront proposés ;

- La conception bois limite les nuisances liées au chantier pour les habitants de la zone (pas de poussière, moins de bruit) ; Ce descriptif rapide met en avant l’idée que l’infrastructure, si elle est

pensée comme entité d’une boucle plus large, peut devenir un support de développement urbain durable et écoconscient, tout en intégrant des solutions pour répondre aux problématiques sociales et économiques inhérentes à ce site. Ainsi, l’acceptation du projet par les riverains peut être facilitée, car il devient un espace de dynamisme local (une opportunité) plutôt qu’une nuisance visuelle et sonore (une contrainte).

Au delà de la question purement économique (au sens pécunier), si le modèle circulaire incarnait le résultat d’un changement de paradigme, il faut rappeler l’importance d’une réflexion architecturale plus large : produire de la richesse financière n’est pas le but principal de l’architecture, tandis que la richesse spatiale, environnementale, ou sociale l’est. Il nous faut donc intégrer un autre aspect à ces boucles : la capacité de l’architecture et de l’urbanisme à valoriser un lieu tout en prenant en compte les risques inhérents à ce lieu, dans un juste équilibre entre biosphère et anthroposphère. Prenons l’exemple du Parc de la cité La Saussaie à Saint Denis : après un appel à projet pour le réaménagement et la requalification urbaine de ce site, la réflexion retenue a été celle de l’aménagement d’une cuvette végétalisée pouvant autant servir de bassin d’orage et de débordement

que d’aire de jeux. Via une récupération des déchets de démantèlement d’une usine à proximité, du mobilier urbain a été ajouté à cet espace pour le rendre plus attractif. Ainsi, par une simple intervention paysagère, ce site anciennement abandonné car présentant trop de risque d’innondations, s’est vu transformé en une infrastructure urbaine attractive, liant gestion des risques liés au site, respect de la biosphère initialement présente et création d’espace public qualitatif en réemployant des matériaux déjà transformés. La richesse créée ici est donc bien sociale, environnementale et spatiale. Cet exemple nous montre bien que la réification de l’économie circulaire par la conception architecturale se doit de voir plus loin que le simple aspect de la gestion des déchets, en prenant en compte tous les acteurs d’une même boucle, la biosphère constituant une part aussi importante que l’anthroposphère. Cette question de gestion des déchets peut être un point de départ intéressant pour répondre à d’autres questions plus larges : Quels liens entre les acteurs concernés ? Quelle conception liée au réemploi ou au recyclage ? Quelle R&D pour la construction circulaire ? Nous ponvons, à ce stade, parler de l’architecture circulaire comme d’une hétérotopie47 de ce nouveau modèle.

47. D’après Michel Foucault, une hétéropie est un espace qui réifie une utopie, c’est-à-dire lui donne corps ou espace.

Figure 2. Projet du Viaduc du Grand Paris, G. Bignier

Le réemploi des fenêtres

Le réemploi des fenêtres : on en est où

+ État des lieux du marché des fenêtres

On estime qu’il y a 8,4 millions de fenêtres qui sont déposées en moyenne chaque année en France48. Le marché des fenêtres en France est estimé quant à lui à 10 millions de fenêtres posées en 202049. Il y a donc un gros potentiel dans le domaine du réemploi des fenêtres déposées.

Aujourd’hui, de nombreuses entreprises ont déjà commencer à participer au recyclage des cadres bois, PVC ou aluminium, mais laissent bien souvent les vitrages partir vers la filière de recyclage des bouteilles, ce qui est une perte de valeur. Même si ces initiatives sont un bon début, elles sont insuffisantes, puisqu’aujourd’hui on estime que 200 000 tonnes de verre plat partent directement à la benne avec les autres déchets de chantier50

+ Actions déjà mises en place ou à mettre en place

Le gouvernement français souhaite mettre en place un certain nombre d’action afin d’éviter ce gaspillage. Le but du plan d’Engagement pour la Croissance Verte est de développer une filière spécifique pour atteindre 40 000 tonnes de verre plat collectées et triées annuellement d’ici 3 ans. L’objectif à terme serait de réintroduire 40 à 50% du verre plat dans la filière existante, contre 5% aujourd’hui50. Cependant, ce plan se concentre en premier lieu sur la collecte de verre plat endommagé (fenêtres et baies cassées lors de la démolition) et son recyclage. Le recyclage pourrait ici être complété par du réemploi, en envisageant une réflexion sur la captation de ces éléments en amont afin d’éviter de les endommager.

Des associations et entreprises ont déjà vu le jour afin de mettre en place un service de stockage et de mise à disposition des déchets de démolitions, comme Cycle Up, Backacia, ou encore Minéka à Lyon.

48. UFME, La collecte et le tri des menuiseries en fin de vie

49. Enquête TBC Innovations, mars 2021.

50. Ministère de la Transition Écologique, Recyclage du verre plat - engagement croissance verte

Le réemploi des fenêtres : mais pourquoi ?

+ L’économie

Comme nous l’avons vu précédemmenat, un marché est en cours de développement dans le domaine du réemploi afin de faciliter l’accès aux ressources aux particuliers. En effet, la solution du réemploi peut présenter un réel avantage économique, notamment dans le cas où les fenêtres récupérées sont en bon état et réutilisable quasiment en l’état. En effet, pour pouvoir être recyclées, ces fenêtres doivent dans un premier temps être désassemblées (montants, colle, peinture, joint, etc.) ce qui est couteux, technique et chronophage. On estime que plus de 80% du coût de recyclage peut être imputé à cette phase de démantèlement51. Le réemploi, même s’il peut nécessiter certaines interventions sur les éléments existants (remplacement de joints abimés, ferrures usées, etc.), reste cependant avantageux d’un point de vue économique, notamment pour des projets ne permettant pas de commander en gros (et donc à bas prix) des éléments de fenêtres. Privilégier le réemploi local permet également une grande limitation du coût des transports, ainsi que les émissions de CO2 qui y sont liés.

+ L’écologie

Le recyclage tel qu’il est fait actuellement consiste en différents tris successifs menant in fine à une transformation en calcin (broyage). Ce calcin est par la suite refondu. Ce processus nécessite tout de même des procédés énergivores pour la refonte du verre, même si les températures nécessaires à atteindre ne sont pas aussi élevées : le calcin entre en fusion à une température plus basse que le sable, ce qui permet, pour une tonne de calcin, de diminuer de 300 kg le rejet de CO2 et d’économiser 1,2 tonne de matières premières52. En effet, en plus de limiter l’extraction de sable, qui, comme nous l’avons vu dans l’introduction, est déjà largement supérieure à ce que la terre peut renouveler tous les ans, le recyclage des fenêtres peut également permettre d’éviter la libération de gaz à effet de serre liée à la chauffe des matières et à leur transport tout au long de la chaine de transformation. Ici, nous souhaitons envisager la possibilité de faire encore mieux en orientant notre travail sur la compréhension des essais techniques et des moyens qui devraient être mis en place pour voir l’opportunité que représente ce sujet du réemploi du verre plat. Toute matière première recyclée ou réemployée est une matière première qui n’est pas extraite et peu ou pas du tout transformée.

51. Économie circulaire : il faut passer à l’étape suivante !, Frédéric ADAM, responsable R&D de G-ON

52. Ministère de la Transition Écologique, Recyclage du verre plat - engagement croissance verte

La classification des fenêtres POUR LE RÉEMPLOI

la classification : quoi et pourquoi ?

Le réemploi du verre et des fenêtres en général peut prendre différentes formes. Pour définir les différentes possibilités, il faut commencer par classer les matériaux de récupération en fonction de leurs caractéristiques. Nous avons cherché à comprendre comment évaluer la qualité d’une fenêtre qui a déjà eu une première vie. Cette phase d’évaluation nous mène à tester la fenêtre sur différents critères qui sont cruciaux pour son bon fonctionnement.

Nous avons dégagé trois grandes catégories pour classifier une fenêtre: contrôle visuel, dimensions, et caractéristiques techniques.

+ Les normes existantes

En France, les fenêtres neuves construites en usine subissent une batterie de tests pour correspondre aux normes en vigueurs, les normes NF. La normalisation est règlementée par la loi du 24 mai 1941 et le décret n°2009-697 du 16 juin 2009.

À ce jour, les portes et fenêtres doivent être déclarées conformes à la norme NF EN 14351-1 pour être commercialisées. Cette certification est également obligatoire pour obtenir le marquage CE, obligatoire pour la vente dans la Communauté Européenne. Les caractéristiques indiquées dans la déclaration de performance imposée par cette norme sont53 :

- Le classement AEV qui répertorie les caractéristiques d’étanchéité à l’air, l’eau et au vent des fenêtres. Ce classement prend en compte la localisation géographique et la hauteur du bâtiment (figure 1)54

- La transmission énergétique et lumineuse

- La capacité de résistance des dispositifs de sécurité

- La résistance à l’incendie

- Les substances dangereuses

Nous nous baserons donc sur ces différentes caractéristiques pour réaliser des tests et classifier notre fenêtre. Actuellement, les normes NF différencient la construction de fenêtre neuve et la rénovation. Les critères sont les mêmes, seules les valeurs des différents classements changent. Ce sont ces valeurs que nous allons vous présenter par la suite.

53. Fenêtres NF, réglementation.

54. CSTB, Comment choisir une fenêtre certifiée

Figure 3. Répartition géographique classes AEV

Quelle(s) fenêtre(s) tester ?

Les fenêtres récupérées peuvent provenir de différents chantiers de démolition. En général, sauf quelques cas rares, il y a une cohérence esthétique et technique entre les fenêtres provenant d’un même chantier. En effet sur un même bâtiment, les fenêtres posées sont de même marque, de fabrication identique et de même année. En revanche leur dimensions peuvent être différentes, baie-vitrée, fenêtre de sanitaire, de salon … Cependant, on considèrera que leur utilisation est identique, en effet, que ce soit dans un bâtiment d’habitation, ou de bureaux, les fenêtres sont utilisées de manière homogène, leur nombre d’ouverture et de fermeture est sensiblement le même. Il n’est donc pas nécessaire de réaliser les tests de vérification des caractéristiques techniques sur toutes les fenêtres. Grâce à ces hypothèses, nous considèrerons que les fenêtres provenant d’un même chantier de démolition seront considérées comme un lot. Nous procédons alors à un contrôle par échantillonnage, une fenêtre sera alors tirée au sort dans ce lot pour subir les tests techniques, elle sera l’échantillon représentatif du lot et jouera le rôle de fenêtre témoin. Le classement du lot sera alors conditionné par les résultats obtenus par cette fenêtre. Le nombre de fenêtre à tester peut varier selon la taille du lot. La RT 2012 impose une surface vitrée minimale de 17% de la surface habitable, soit l’équivalent de 11 ou 12 fenêtres pour une maison de 100m2. Dans ce cas-là, l’échantillon représentatif sera de petite taille, une fenêtre témoin suffirait. Dans le cas d’un lot plus gros, il faudrait tester plus de fenêtres.

Afin de définir la taille optimale de l’échantillon représentatif à tester, il peut être intéressant de mener une étude sur quelques lots provenant de

chantier de démolition complètement différents. L’ensemble des fenêtres de ces lots seraient testées, et les résultats nous permettraient de définir la loi de probabilité qui régit l’état des fenêtres d’un lot, le nombre moyen de fenêtre dont les caractéristiques ne collent pas du tout à celles du reste du lot, etc. Cette étude nous permettrait d’optimiser le processus de contrôle qualité des lots en termes d’efficacité, de fiabilité et de temps.

Lot de contrôle

Sélection plan d’échantillonage

Exploitation des résultats du contrôle

Application des règles de précision du plan

53. Fenêtres NF, réglementation.

Détermination des caractéristiques de la fenêtre et donc du lot

54. CSTB, Comment choisir une fenêtre certifiée

Comment déterminer ses caractéristiques visuelles ?

+ Contrôle visuel

Lors de la réception d’un lot, le premier contrôle est visuel. Il est réalisé par un opérateur formé qui doit contrôler visuellement chaque pièce du lot en s’appuyant sur une liste de critère détaillée ci-dessous : - Transparence de la fenêtre visiblement altérée

- Cadre en mauvais état difficilement réparable - Vitre brisée ou fissurée - Système d’ouverture/fermeture non fonctionnel

Ce contrôle permet de détecter les pièces « aberrantes » c’est-à-dire celles qui sont significativement différentes des autres pièces et qui par conséquent pourraient fausser les tests et réduire la fiabilité du processus de classification. Il permet aussi d’éviter un grand nombre de tests inutiles et de repérer la majeure partie des pièces défectueuses. Il permet également de réaliser une première classification des pièces du lot. Si les caractéristiques techniques seront déterminées par les tests spécifiques,

le contrôle visuel permet de classifier les pièces d’un lot en fonction de leur taille. Il existe des tailles standardisées de fenêtre, ce qui permet de créer des grandes catégories dans lesquelles seront placées les fenêtres provenant de tous les lots et possédant les mêmes caractéristiques55.

+ Matériau

Aussi, l’opérateur différenciera les pièces d’un lot en fonction du matériau composant leur cadre. Il existe de nombreux types de cadre, en bois, en PVC, en aluminium…

+ Type de vitrage

Enfin, lors de ce test l’opérateur différenciera les pièces en fonctions de leur vitrage, simple, double ou triple. A l’issue de ce contrôle, le lot examiné aura été scindé en différentes catégories, la classification est complétée par des tests spécifiques sur les caractéristiques techniques des fenêtres.

55. M-Habitat, Dimensions d’une fenêtre : quelles sont les tailles standard ?

Comment déterminer ses caractéristiques techniques ?

+ Perméabilité à l’air56

Objectif du test

La fenêtre vient clore une ouverture et doit donc assurer une certaine perméabilité à l’air. D’un point de vue thermique, il est nécessaire que le débit d’air passant d’un côté à l’autre de la fenêtre soit le plus faible possible. Ainsi, l’objectif de ce test est de déterminer le débit de fuite de la fenêtre lorsqu’elle est soumise à différentes pression d’air.

Au préalable

Pour réaliser ce test, il est nécessaire de placer la fenêtre sur un mur fictif dans un volume étanche. Un système de soufflerie orienté sur la fenêtre doit également être mis en place, ainsi qu’un système de mesure du débit d’air de l’autre côté de la fenêtre.

Protocole de test des débits d’air

1. Activer le système de soufflerie pour

effectuer trois montées en pression consécutives par paliers jusqu’à 660Pa. Le temps de variation de pression doit être supérieur à 1 seconde et le palier doit être maintenu pendant 3 secondes minimum. Les paliers consécutifs jusqu’à 660Pa à appliquer sont les suivants : 50, 100, 150, 200, 250, 300, 450 et 600Pa.

2. Répéter la même manœuvre avec des pressions négatives.

3. Pour chaque palier, calculer la valeur du débit normal à partir de la valeur de débit mesurée Avec : - T la température - Patm la pression atmosphérique

Finalement, Qnormal doit être divisé par la surface totale du corps d’épreuve et la longueur de joint de ouvrant.

56. CSTB, Certification, NF 2020 procédure d’essais AEV.

4. Protocole test perméabilité

Figure

Interprétations des résultats

Selon les différentes pressions testées, le débit normal par rapport à la surface totale ne doit pas dépasser les valeurs suivantes (en m 3/h.m²) (Tableau 1).

Selon les différentes pressions testées, le débit normal par rapport à la longueur du joint ouvrant ne doit pas dépasser les valeurs suivantes (en m 3/h.m²) (Tableau 2).

Au travers de ces deux tableaux, la fenêtre peut finalement être classée de la manière suivante (Tableau 3).

Cependant la classe A*1 n’est recommandée dans aucune région de France (cf figure) car considérée comme trop peu performante. Ainsi dans le cadre du réemploi, seules les fenêtre classées A*2, A*3 et A*4 seront considérées comme suffisamment étanches à l’eau.

Tableau 1.

Tableau 2.

Tableau 3.