Construire l'avenir : quatre lignes de force innovatrices pour un habitat écologique

Le primat de l'efficacité énergétique

Les bâtiments du Vieux Continent se mettent à l'heure de l'efficacité énergétique grâce à une pléiade d'écotechnologies innovantes. 

En Europe, maisons, bureaux et édifices publics engouffrent jusqu'à 40% de l'énergie produite. C'est plus que n'en consomment les usines (32%) ou les transports (28%). Cela représente chaque année quelque 20 exajoules - l'équivalent de 3,5 milliards de barils de pétrole - et signifie que nos bâtiments sont responsables de près de 36% du gaz carbonique émis en Europe.

La remise en état des bâtiments compte parmi les toutes premières priorités dans l'effort que nous déployons en vue de réduire notre consommation d'énergie et son empreinte carbone. Une myriade de bâtiments devraient être rénovés dans les prochaines années, et bien plus nombreux encore sont ceux qui seront construits ou réhabilités après le renforcement des directives de l'UE en 2020 (cf. Perspectives, ci-après).

L'essor du bâtiment durable n'a donc pas de quoi étonner. Le marché européen de la construction écoénergétique devrait doubler pour atteindre les 140 milliards d'EUR d'ici 2020. Les dépôts de brevets en la matière ont déjà triplé en moins d'une décennie (cf. infographie).

Trends in green building technology patents

Certains domaines de la construction écoénergétique font l'objet d'une activité brevet particulièrement dynamique :

  1. Chauffage, ventilation et climatisation (CVCA)
  2. Isolation
  3. Éclairage écologique
  4. Incorporation des énergies renouvelables

1. Chauffage et refroidissement : limiter les déperditions

La moitié environ de l'énergie que consomme un bâtiment y étant consacrée, il n'est pas étonnant que le secteur CVCA (chauffage, ventilation, climatisation) soit fertile en innovations.

Une activité brevet prometteuse s'attache à perfectionner la purification de l'air, avec des technologies faisant appel aux ultraviolets et aux espèces photo-réactives du type de celles que l'on trouve dans l'atmosphère de notre planète. Les nouveaux systèmes permettent aux bâtiments de recycler une grande partie de l'air interne et de réduire ainsi les frais de chauffage.

Autre domaine en pleine croissance : la construction solaire passive avec chauffage radiatif, où l'air chaud soumis à ensoleillement sert à chauffer un bâtiment ou, pendant la bonne saison, à créer un appel d'air frais à des fins de ventilation. Le solaire passif est mis en œuvre dans maints immeubles à haut rendement énergétique, dont deux exemples nous sont donnés par le dôme de verre du Bundestag à Berlin et le nouveau bâtiment Raiffeisen RHW-2 à Vienne.

2. La superbe isolation

Insulation (JPG)Pour être chauffé efficacement, un bâtiment doit être doté d'un système d'isolation thermique qui l'empêche de perdre sa chaleur.

De nombreux isolants performants datant de plusieurs décennies ont depuis fait l'objet d'améliorations constantes, parmi lesquels les coffrages isolants, inventés par le germano-canadien Werner Gregori. Les coffrages isolants utilisent des panneaux imbriqués en polystyrène pour former des murs étanches à l'air.

Les panneaux structurels isolants constituent une autre option. Ils peuvent être intégrés dans de nombreux matériaux, dont les agglomérés et les panneaux de plâtre, les plaques métalliques, les plastiques et les mousses. L'isolation est intercalée entre les pans du matériau de construction pour obtenir un colmatage uniforme.

Un nouveau type d'isolation basée sur un principe thermique différent crée une petite sensation depuis son apparition il y a cinq ans. Contrairement à l'isolation traditionnelle, qui empêche la chaleur de circuler grâce à des bulles d'air prisonnières entre des fibres, les matériaux à changement de phase (MCP) absorbent ou libèrent de la chaleur en transitant entre l'état solide et l'état liquide. D'une certaine façon, ils "fondent" et "gèlent" à des températures proches de la température ambiante. Ce faisant, ils soustraient ou ajoutent de la chaleur au milieu.

3. Que la lumière soit ... efficace !

L'illumination des demeures et des bureaux est également grande consommatrice d'énergie. Elle représente entre 10% et 30% de la facture énergétique totale d'un bâtiment. Les innovations visant à rendre l'éclairage plus efficace se multiplient à un rythme phénoménal.

DEL (diode éléctroluminescente) et DELO (diode électroluminescente organique) promettent de rabaisser d'un cran votre facture d'éclairage.

Les DELs nécessitent dix fois moins d'énergie que l'ampoule à incandescence, et environ deux fois moins que les lampes fluorescentes compactes (LFC) qui sont la norme en Europe. Elles ont une durée de vie au moins 40 fois supérieure.

Shuji Nakamura finaliste du Prix de l'inventeur européen 2007, était membre de l'équipe de chercheurs à qui l'on doit les premiers DELs capables d'émettre de la lumière bleue, ouvrant ainsi la voie aux autres couleurs, y compris le blanc. C'est aux Britanniques Richard Friend, Jeremy Burroughes et Donal Bradley, finalistes du Prix de l'inventeur européen 2006, que l'on doit les premiers DELOs. Les DELOs sont assez minces pour être incorporés dans certains matériaux de construction comme les tuiles et les carreaux translucides qui laissent passer les rayons du soleil le jour et produisent de la lumière la nuit.

4. Des bâtiments qui se prennent en charge

Self-powered buildingsLa transition vers les bâtiments vraiment écoénergétiques - la construction à énergie zéro, voir à énergie positive - ne sera complète que lorsqu'en plus d'avoir atteint un niveau d'efficacité extrême, nos bâtiments produiront assez d'électricité pour couvrir leurs besoins et reverser un excédent dans le réseau. Le solaire et l'éolien s'invitent dans les techniques du bâtiment par plusieurs innovations.

Les gratte-ciel sont des emplacements rêvés pour les éoliennes de toiture. Grâce aux vents constants qui soufflent en hauteur, ces éoliennes peuvent fournir au bâtiment une grande partie de l'électricité dont il a besoin.

L'énergie solaire est le type d'énergie renouvelable qui a le plus fait ses preuves dans le secteur du bâtiment. On trouve des panneaux photovoltaïques non seulement sur le toit, mais aussi sur les façades, et même dans des modules transparents utilisés comme fenêtres et lanterneaux.

La rénovation du CIS Tower de Manchester fournit un des exemples les plus frappants de l'intégration intelligente des technologies de l'énergie solaire et éolienne. Son revêtement photovoltaïque produit jusqu'à 180 000 kWh d'électricité par an tandis que ses 24 éoliennes assurent un dixième de ses besoins en énergie.

Perspectives : 2020 et au-delà

D'après le plan 2011 de l'UE pour l'efficacité énergétique, le secteur de la construction est celui où les plus grandes économies en matière d'énergie et d'émissions peuvent être réalisées. Ce plan prévoit chaque année la rénovation de 3% des bâtiments publics d'ici 2020. Après 2020, tous les bâtiments construits seront pratiquement sans émissions de carbone.

Le Buildings Performance Institute Europe estime à 1,3 milliards d'EUR les économies nettes d'énergie qui pourraient être réalisées d'ici 2050 par la mise en œuvre généralisée des pratiques de construction durable telles que les prévoit l'UE. Cette dernière table sur une économie annuelle de 1 000 EUR par ménage et 740 millions de tonnes de gaz à effet de serre en moins par an grâce à l'ensemble de son programme Europe 2020.

Cette initiative accroîtra les revenus du secteur de la construction. Celui-ci représente environ 10% du PIB de l'Europe et est une de ses plus grandes sources d'emplois. Par ailleurs, les innovations développées en Europe ne manqueront pas de rapporter des dividendes au fur et à mesure que d'autres régions du monde, notamment la Chine et les États-Unis, se doteront de bâtiments économes en énergie et respectueux de l'environnement.

Video: The future of building technology

The future of building technology

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