CAS Constructions durables

Dans le projet d’une construction durable, l’établissement d’un cahier des charges qui fixe les objectifs en matière de durabilité est fondamental. L’architecture vernaculaire avec son ancrage au sol, aux ressources locales, au climat devient une référence incontournable pour l’application des principes écologiques aux constructions contemporaines.

La connaissance des standards et outils d’évaluation environnementaux aident à trouver un équilibre entre les enjeux sociaux, environnementaux et économiques dans la planification des diverses étapes du cycle de vie du bâtiment. Apprendre à considérer les technologies solaires comme des éléments architecturaux permet de les intégrer harmonieusement dans le contexte urbain et naturel. La gestion efficace des déchets de chantier réduit l'impact environnemental des matériaux de construction en facilitant leur recyclage.

Objectifs principaux

• Saisir les enjeux liés à la conception durable des bâtiments.
• Se familiariser avec l'architecture vernaculaire et les enseignements qui peuvent être appliqués à l'architecture contemporaine.
• Savoir établir et formuler clairement les exigences liées au cahier des charges d'une construction durable.
• Savoir prioriser les choix et actions en matière de durabilité dans le dialogue avec le maître d'ouvrage pour chaque phase du cycle de vie du bâtiment.
• Connaître les principaux standards et outils d'évaluation environnementale suisses et internationaux utilisés en Suisse (SMEO, LEED, BREEM, NNBS, …).
• Se familiariser avec l'outil Sméo bâtiment et être à même de l'utiliser dans un projet concret.
• Maîtriser l'intégration architecturale des énergies renouvelables.
• Savoir gérer efficacement les déchets de chantier.

La construction massive est caractérisée par la primauté de l’unité spatiale donnée par ses volumes pleins, homogènes, plastiques. Elle a l’avantage de la durée dans le temps, de la solidité, de la capacité de stabiliser la température dans les bâtiments.

Divers matériaux traditionnels et contemporains, comme la terre cuite, la terre crue, la pierre, la paille compressée (bottes porteuses), le béton-terre, les matériaux silico-calcaires, le béton recyclé/isolant et les diverses techniques constructives qui y sont associées, sont analysés et évalués d’un point de vue de leur impact sur l’environnement pendant leur cycle de vie et en rapport à leurs performances structurelles et thermiques. Plusieurs réalisations contemporaines suisses sont présentées et discutées.

Une importante contribution à la gestion écologique des ressources minérales, dans le contexte urbain en particulier, est donnée par le recyclage des déchets minéraux de chantier.

Objectifs principaux

• Connaître les composantes des terres à bâtir.
• Connaître les propriétés mécaniques, thermiques et l’impact environnemental de la terre cuite et de la terre crue compressée.
• Se familiariser avec les détails constructifs des diverses techniques de construction en terre, en particulier la maçonnerie en briques de terre crue compressée et en briques de terre cuite isolante et la technique du pisé.
• Se familiariser avec la construction en briques silico-calcaires.
• Connaître les spécificités mécaniques, thermiques et hygrométriques des bottes de paille à bâtir.
• Se familiariser avec les détails de la construction en bottes de paille porteuses et non porteuses.
• Connaître les propriétés mécaniques, thermiques et l’impact environnemental des pierres naturelles à bâtir suisses.
• Se familiariser avec les détails constructifs de la construction en pierre massive contemporaine.
• Connaître les propriétés mécaniques, thermiques et l’impact environnemental du béton recyclé. Se familiariser avec l'optimisation des structures en béton. Savoir choisir les divers types de béton recyclé par rapport à son utilisation dans le bâtiment et dans les travaux d'infrastructures routiers.
• Connaître les diverses possibilités de recyclage des déchets de chantier minéraux.
• Se familiariser avec la gestion des matériaux d'excavation non pollués (projet ECOMAT du Canton de Genève).

La construction filigrane est caractérisée par la primauté de la structure, la légèreté, la fluidité des espaces et la présence d’éléments de fermeture par remplissage. Elle a l’avantage de la rapidité de la mise en œuvre et de la préfabrication en atelier de la plupart des composants du bâtiment. La construction en bois avec des madriers et la construction en métal avec des profilés métalliques, sont caractérisées par des modules linéaires assemblés dans les deux dimensions en cadre ou dans les trois dimensions en treillis.

La préfabrication des panneaux en bois, des structures panneaux-poteaux et des colonnes lamellé-collées font évoluer aujourd’hui la construction en bois vers une construction plus massive. La maîtrise des aspects constructifs et d’assemblage, de ceux liés à la physique du bâtiment est fondamentale ainsi que le choix et la mise en œuvre des isolants écologiques biosourcés, recyclés ou à faible énergie grise.

Objectifs principaux

• Connaître les diverses essences du bois suisse pour la construction et leurs caractéristiques.
• Comprendre le comportement hygroscopique du bois et des éléments en bois.
• Connaître les propriétés mécaniques du bois à travers des essais en laboratoire.
• Se familiariser avec la construction en bois massif, en ossature bois et avec la préfabrication - planification et montage.
• Savoir gérer les détails constructifs pour assurer le confort thermique été-hiver d’une construction bois.
• Connaître le cycle de vie du verre et du métal et leur impact environnemental.
• Se familiariser avec les détails constructifs et les types de façades permettant d'obtenir des constructions métalliques énergétiquement performantes.
• Saisir les enjeux de la protection incendie et de la conception sismique de la construction en bois et en métal.
• Maitriser le choix et la planification des protections solaires.
• Connaître les propriétés physiques, thermiques et hygroscopiques, ainsi que les possibilités de recyclage et l’impact sur la santé et l’environnement des matériaux isolants. Une attention particulière est donnée aux isolants d’origine végétale comme la fibre de bois, la ouate de cellulose, le chanvre, le liège, les roseaux, la paille, le lin. Les isolants d’origine minérales et synthétique recyclés et les enduits thermo-isolants sont également présentés et discutés.

L’intégration de la nature dans la construction, et en particulier en milieu urbain, apporte plusieurs bénéfices. Les plantes des toitures et façades végétalisées refroidissent l’air par évaporation de l’eau influençant ainsi l’humidité et la température. Elles protègent également les façades et les toits de l’érosion contribuant à rallonger la durée de vie du bâtiment. La capacité des plantes d’absorber certains polluantes, dont le dioxyde de carbone, les poussières et certains métaux lourds, améliore la qualité de l’air.

La végétalisation des toitures contribue au confort thermique stabilisant la température interne des bâtiments. La biodiversité qui peut y régner dépend des différentes épaisseurs des substrats pouvant accueillir des prairies maigres qui offrent un habitat à de nombreuses espèces d’abeilles, papillons, etc.

Objectifs principaux

• Comprendre les enjeux environnementaux de l’intégration de l’élément végétal dans les bâtiments.
• Savoir distinguer les plantes les plus adaptés pour les divers types de végétalisation: extensive, intensive, semi-intensive, en bacs, etc.
• Connaître les différentes techniques, les détails constructifs et la mise en œuvre de la végétalisation des toitures et façades.
• Se familiariser avec la notion d’entretien (traitements et coût) des toitures et façades végétalisées.
• Saisir les opportunités des plantes dépolluantes et de la phyto-épuration dans la planification des constructions durables.
• Comprendre les principes du procédé, du fonctionnement, du dimensionnement et de l’exploitation des installations de phyto-épuration.

Le confort et la santé dans les espaces dans lesquels nous vivons et travaillons dépendent de plus en plus d’un nombre grandissant de matériaux de finition et de revêtement. Les propriétés physiques, la composition chimique, la provenance de la matière première ainsi que son élimination influencent de manière importante le choix des matériaux. D’un point de vue écologique, il faut renoncer à employer des matériaux qui doivent être traités en tant que déchets spéciaux et favoriser la récupération et le recyclage.

Les revêtements de murs et plafonds analysés à travers les critères écologiques comprennent les enduits naturels, les peintures et vernis, les traitements et les produits en bois (massif ou en panneaux), les carreaux en céramiques, les papiers peints, les panneaux en plâtre, les panneaux en argile et fibres naturelles, les panneaux en liège. Les diverses composantes (couche d’usure, chape, matériau d’isolation) des principales catégories de revêtements de sol sont discutées sur la base de leurs caractéristiques et avantages et inconvénients écologiques.

Objectifs principaux

• Connaître les critères écologiques pour le choix des revêtements de murs, plafonds, sols.
• Connaître les principaux labels écologiques des matériaux de construction suisse et européens.
• Savoir choisir les matériaux de finition écologiques les mieux adaptés aux diverses applications dans le bâtiment.
• Connaître les matériaux de finition naturels et leur mise en œuvre.

Évaluation environnementale d’un bâtiment (cas d’étude) avec un outil d’évaluation environnementale intégrant les notions apprises dans les divers modules du CAS.

*Pour les participant·e·s au MAS EDD BAT le travail devra intégrer également les notions apprises dans les autres CAS, notamment il devra intégrer l’écobilan et le bilan énergétique complet du bâtiment.

Professeur·e·s des Hautes Écoles Suisses / Canton Genève – OCEV Office cantonal de l’environnement / Canton Vaud – DGIP Direction générale des immeubles et du patrimoine / Bureaux d’architecture et entreprises de grande renommée